¿Cómo se produce la energía eléctrica a gran escala en las centrales eléctricas? La
generación de electricidad en esas plantas se basa siempre en el llamado efecto
electrodinámico, que consiste en que cuando un conductor se desplaza dentro de un campo
magnético, aparece en sus extremos una tensión eléctrica, o sea una diferencia de potencial,
que se puede medir en Volts. Para obtener suficiente tensión en los generadores, los
conductores se disponen en arrollamientos de muchas vueltas (llamados bobinas), colocados
en ranuras que posee el núcleo de hierro del estator (la parte del generador fija al suelo) a lo
largo del eje de la máquina. Un rotor de hierro, convertido en un gran imán, gira montado sobre
un eje a muchas revoluciones por segundo en el interior del estator, de modo que su campo
magnético corta a los conductores sobre él colocados, de esa manera generándose una
tensión debido al efecto descrito antes. Esa tensión eléctrica impulsa una corriente cuando el
circuito de las bobinas del estator se cierra sobre cualquier aparato que se le conecte, por
ejemplo una lámpara, una estufa, un ventilador. La potencia eléctrica (definida como la
cantidad de energía entregada en un segundo) que suministra un generador, o bien la que
consume cualquier aparato que toma corriente, es proporcional al producto de la tensión
eléctrica que se le aplica (expresada en Volts o Voltios, símbolo V), por la corriente eléctrica
que circula a su través (expresada en Amperes , símbolo A), y se expresa en Watts,
símbolo W. Así es que si un aparato conectado a la red de una tensión de 220 V toma una
corriente de 5 A, la potencia que consume es de 220 V x 5 A = 1.100 W. Además, cuando los
aparatos que usan energía eléctrica poseen núcleos de hierro, como ocurre en los motores, las
reactancias de los artefactos de luz, etc., para obtener la potencia correcta hay que multiplicar
el resultado de ese producto por un coeficiente llamado factor de potencia, que depende de la
clase de aparato (valores típicos entre 0,2 y 1,0; el promedio de la red de distribución de la
compañía es alrededor de 0,8). Una característica negativa de la energía eléctrica -e insalvable hasta hoy- es que no
es acumulable como tal, lo que sí ocurre con los combustibles químicos y los “combustibles”
nucleares, excepto en mínimas pero muy útiles cantidades (como en las pilas y los
acumuladores eléctricos, y por cortos períodos en los condensadores). Esta imposibilidad de
poder acumularla en grandes montos, es una de las causas de que cuando falta generación
local y/o recepción de energía eléctrica desde otros lugares para reemplazarla, se produzcan
“apagones”, es decir grandes cortes de energía.
Tal como ocurre en otros extensos países, en Argentina la energía eléctrica se genera
en numerosos puntos de su vasto territorio -a veces muy distantes entre sí- por medio de
centrales térmicas (quemando combustibles), hidroeléctricas (aprovechando la energía
potencial gravitatoria del agua de un río al ser embalsada por medio de un dique o represa,
para levantar su nivel) o bien nucleares (produciendo vapor por medio de un reactor, donde la
energía nuclear se transforma en calor a través de un proceso de fisión de los núcleos
atómicos). La energía eléctrica generada es luego introducida en cada uno de los puntos de
generación al sistema eléctrico nacional interconectado, en Argentina oficialmente llamado
SADI- Sistema Argentino De Interconexión. Éste se define como el complejo conjunto integrado
por todas las plantas generadoras que aportan energía al sistema, las líneas de transporte de
esa energía en alta tensión hacia los grandes centros de consumo y los sistemas de redes o
mallas que finalmente la distribuyen en baja tensión entre los usuarios. El sistema nacional de
transporte forma una vasta red, proyectada de modo tal como para que en lo posible cada
gran centro de consumo sea alimentado a través de por lo menos dos líneas provenientes de
distintos centros de generación.
¿Qué ventajas tiene la interconexión del sistema eléctrico del país por medio de ese
sistema nacional de transporte? Dos ventajas importantes son:
1) permite que por un lado se
reduzca mucho la posibilidad de que ocurra un corte de energía en una vasta área del sistema
nacional interconectado, cuando una parte del sistema de transmisión y/o la generación local
y/o lejana que alimenta esa área sale de servicio por alguna causa, ya que el área con
suministro insuficiente puede entonces ser alimentada de inmediato desde otro punto por
medio de una segunda o tercera línea, evitando así largas y costosas interrupciones;
2)
posibilita que aun cuando los costos locales de generación sean dispares, los precios de la
energía comprada en los distintos puntos de consumo no sean muy diferentes, pues la energía
circula por todo el vasto sistema.
Un sistema nacional de transporte de energía no está solamente constituido por
extensas líneas de transmisión o transporte en muy alta tensión (500 mil Voltios, o de manera
abreviada 500 KV en Argentina), sino también por una cantidad de diversas estaciones que
según las funciones que cumplen se denominan o transformadoras, o de maniobra, o de
compensación. Esas estaciones están formadas por complejos conjuntos de aparatos e
instrumentos eléctricos, con una inmensa longitud de conductores que conectan unos con
otros, todo esto haciendo posible las mediciones, las protecciones y los controles necesarios
para que el sistema de transporte opere con eficacia y seguridad.
Las estaciones
transformadoras elevan o reducen las tensiones eléctricas según sea necesario (en los lugares
de generación se elevan las tensiones de los generadores a los valores de las líneas de
transmisión, en los de consumo se reduce a los valores de distribución), lográndose estos
cambios por medio de grandes máquinas estáticas llamadas transformadores. Las estaciones
de maniobra son para poder realizar operaciones de corte y conexión de circuitos según se
requiera, para dar mayor flexibilidad y confiabilidad al sistema de transporte. Finalmente, las
estaciones de compensación permiten que los sistemas de transporte de energía eléctrica sean
estables a pesar de todas las alteraciones que podrían perturbar su funcionamiento.
Los sistemas eléctricos extensos, tal es el caso del SADI, están sujetos a una cantidad
de contingencias que tornan por momentos problemática su operación estable. A veces la
caída de un poderoso rayo sobre un conductor puede desencadenar una secuencia de eventos
que termina en una masiva desconexión de áreas de suministro. Lo mismo ocurre con la falla
de un interruptor, la caída de una torre, el desprendimiento de un conductor de la cadena de
aisladores que lo sostiene. Complejo tema éste de la confiabilidad de los sistemas eléctricos
extensos. A veces, pesar de todas las medidas de seguridad que se toman, al fallar ciertos
dispositivos de protección y no actuar correctamente el personal clave a cargo del control, se
han desencadenado enormes y catastróficos apagones, por ejemplo el famoso caso ocurrido el
miércoles 10 de noviembre de 1.965 en el noreste de los Estados Unidos de Norteamérica, que
afectó unos treinta millones de personas al mismo tiempo -la población argentina de entonces,
aproximadamente-, cubriendo un área que se extendía desde las cataratas del río Niágara
hasta las proximidades de Washington. En agosto del 2.003 otro masivo apagón afectó vastas
zonas del mismo país, también en el noreste, señalándose como causa en este caso la
vetustez del sistema, o sea su inadecuación a las necesidades del momento. A menudo las
interrupciones masivas del servicio eléctrico ocurren en días y horas del verano en que se dan
altas temperaturas, situación que lleva a un elevado consumo eléctrico para combatir el calor,
especialmente por medio de acondicionadores de aire, que como agravante funcionan con
bajos factores de potencia, que suman una potencia aparente tal que el sistema de generación
no puede soportar.
¿Porqué se usan altas tensiones en las líneas de transmisión de energía eléctrica? El
uso de altas tensiones implica que para una dada potencia transportada, la intensidad de la
corriente es menor que la que sería en bajas tensiones. Recordar que la potencia eléctrica es
el producto de la tensión en Volts por la intensidad en Amperes, y es lógico entonces que si se
aumenta la tensión, la intensidad para el transporte de una determinada potencia se reduce.
Esto permite entonces el uso de conductores de menor sección manteniendo las pérdidas por
calentamiento bajas, con la consiguiente reducción en el peso de los conductores y por lo tanto
también de su costo. Por otro lado, también se logra un ahorro considerable en el costo de las
estructuras que soportan los conductores, que pueden de esa manera ser más livianas y en
menor número. Con estos ahorros de costos, uno constructivo (en conductores y torres) y el
otro operativo (menores pérdidas por calentamiento), se reduce entonces el costo de la energía
eléctrica que se desplaza por todo el sistema, en consecuencia también su precio de venta al
consumidor.
¿Qué ente administra y controla operativamente este complejo sistema eléctrico
nacional interconectado, y cómo lo hace? A fin de asegurar el suministro más confiable posible
en todos los puntos de la red, y que el precio de la energía eléctrica al consumidor sea el
mínimo técnicamente factible para cualquier magnitud de la demanda del sistema en cada
instante, un organismo de control solicita a las empresas generadoras que usen, de todos los
disponibles en cada momento, los equipos generadores que dan la energía más barata
($/KWh), que en general son los de mayor rendimiento. A ciertas horas y si la situación hídrica
de los embalses lo permite, la energía más barata es la suministrada por las centrales
hidroeléctricas. La electricidad de origen nuclear es provista de manera continua con la misma
potencia, dado que los reactores no pueden funcionar con variaciones de potencia. De la
óptima combinación de las distintas centrales generadoras se logra el mínimo precio posible
de la energía al usuario. En Argentina ese organismo se llama CAMMESA, sigla de Compañía
Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico Sociedad Anónima, y es el que centraliza
todas las operaciones de compra y venta de energía eléctrica al por mayor en el país.
Para hacer posible sus funciones esta empresa privada mantiene un complejo sistema
automático de mediciones de las magnitudes eléctricas esenciales, en todos y cada uno de los
puntos importantes del sistema eléctrico interconectado, concentrándose la información en un
centro de mediciones. De las magnitudes medidas resultan los pagos realizados a las
empresas generadoras por el monto de la energía entregada. La operación del sistema se
ejecuta con una rigurosa programación hecha con suficiente anticipación, y cuando una de las
empresas incumple una de sus obligaciones es penalizada, sin poder alegar que desperfectos
técnicos propios se lo impidieron. Entre las tantas consecuencias que se dan cuando el
suministro no es el convenido (que en general derivan en la aplicación de sanciones por parte
del ente citado a las empresas responsables), como las más comunes están los perjuicios
ocasionados a los usuarios o entes a los que se les suministra energía por contrato, debidos a
la no entrega de la cantidad comprometida (el llamado costo de falla). Los usuarios pueden
también demandar a las empresas distribuidoras de energía por interrupciones del suministro
y/o por los daños sufridos en aparatos eléctricos cuando se producen sobretensiones o bien
caídas de tensión en la red. En muchos casos la responsabilidad por fallas de suministro son
imputables a las empresas transportistas o a las distribuidoras y no a las generadoras.
El mercado eléctrico mayorista, es decir el que comercia grandes bloques de energía,
tiene hoy en Argentina cuatro agentes operadores: a) las empresas generadoras de energía
eléctrica (generadores), b) las que la transportan a los distantes centros de consumo
(transportistas), c) las que la distribuyen (distribuidores) y d) los que la consumen en gran
escala (grandes usuarios). Por aparte se hallan los consumidores de electricidad en pequeña
escala, tales como los usuarios llamados residenciales, que comprende a casas y
departamentos.. Hoy los agentes operan en
general separadamente. Todas estas empresas, en tanto perteneciendo al sistema nacional
interconectado, están como ya se dijo regidas por las normas operativas implantadas por
CAMMESA. En los ámbitos de las provincias
han quedado aún sistemas de diversa composición a cargo de los respectivos estados
provinciales, a veces combinados con sistemas privados. Por otra parte en cuanto a generación
hay importantes excepciones constituidas por las dos grandes centrales de generación
hidroeléctrica de Salto Grande (Argentina-Uruguay) y Yacyretá (Argentina-Paraguay), por ser
internacionales, y las dos centrales nucleares de Atucha I y Embalse, administradas por el ente
estatal Nuclear Argentina Sociedad Anónima - NASA. .
La decisión de construir las instalaciones para explotar uno de los servicios de
generación, transporte y distribución de energía eléctrica, y la suerte del emprendimiento es
responsabilidad de la empresa interesada. Pero tanto el ENRE como CAMMESA deben ser
consultados al respecto, y la autorización para encarar el proyecto se toma luego de lo que se
llama una audiencia pública, donde todas las partes afectadas por la iniciativa deciden o no su
ejecución.
Los precios de la energía producida por los generadores -los agentes a)- son fijados
por ellos mismos, como ya se dijo, y CAMMESA convocará a estos agentes a conectarse a la
red según los precios que ofrezcan y conforme a un cronograma previo. Los grandes usuarios
-los agentes d)- pueden comprar a los generadores directamente la energía que necesiten
formalizando con ellos los correspondientes contratos, energía que recibirán a través de la red
de la empresa distribuidora de la zona donde se hallan, la que a su vez hará sólo los cargos
correspondientes por el uso de sus instalaciones. Los transportistas a su vez suelen cobrar un
monto fijo, llamado canon, por la energía que transportan, independientemente de su volumen.
El precio por una unidad de energía eléctrica que un consumidor le paga a la empresa
distribuidora que se lo suministra, es lo que se llama tarifa eléctrica. Hay varias categorías de
tarifas. Se expresa en $/KWh (pesos por cada Kilowatt o Kilovatio hora). Es un valor que
resulta de sumar el costo del KWh que la distribuidora compra y recibe desde los generadores,
el costo de operación de su sistema de distribución, su utilidad, los impuestos, etc. Esos
valores pueden cambiar ligeramente en el tiempo y hasta con las horas de consumo para los
grandes usuarios, prácticas todas ellas bien establecidas y enunciadas. El tema tarifas es
suficientemente complejo como para haberse constituido ya en toda una especialidad.
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