Las olas de calor, los fuertes vientos, las lluvias torrenciales, en definitiva, intensos fenómenos medioambientales, que afectan con mayor frecuencia a determinadas ciudades y, además, a las localidades más afectadas por el cambio climático, carecen de infraestructuras urbanas protegidas, con instalaciones de alambres y cables para evitar el riesgo de caídas de energía. , daños generales y descargas eléctricas que pueden ser mortales. Como la mayoría de los riesgos en las grandes ciudades están relacionados con los cables aéreos, trasladar los cables eléctricos bajo tierra es una medida importante.
Con más detalle a continuación, podemos decir que las estructuras de cables eléctricos aéreos tienen desventajas considerables.
Los cables aéreos son mucho más sensibles a fallas durante las tormentas que los cables subterráneos. La pérdida de energía eléctrica provoca importantes perturbaciones económicas. El coste de mantenimiento y reparación de las líneas dañadas suele correr a cargo de los clientes de las empresas de servicios públicos.
Los cables aéreos han provocado muchos de los incendios desastrosos que han devastado grandes áreas, de los que la prensa ha informado en los últimos años, causando pérdidas de vidas y propiedades. Esto se debe a que habitualmente se identifican chispas procedentes de OHL (líneas aéreas) como causantes de incendios en zonas secas.
Cuando ocurren eventos climáticos extremos, los socorristas deben lidiar con líneas eléctricas de alto voltaje caídas y expuestas, un peligro importante asociado con la adversidad de la pérdida de energía, mientras intentan hacer frente a las emergencias médicas. Eliminar estas amenazas facilita que los equipos de emergencia salven vidas.
El riesgo de contacto de los transeúntes con cables caídos en las ciudades puede provocar la exposición a intensas descargas eléctricas con riesgo de muerte.
Pero sería un error imaginar que la búsqueda de una mejor solución a los problemas derivados de los cables eléctricos aéreos es reciente. Hace mucho tiempo, muchos países invirtieron en infraestructura urbana utilizando cables subterráneos y, hasta el día de hoy, disfrutan de importantes beneficios. La experiencia pionera que se conoce tuvo lugar hace 134 años, en 1890, con la primera instalación exitosa realizada por Vincent de Ferranti, utilizando su famoso cable concéntrico de 10.000 voltios, en el Reino Unido.
La utilización subterránea es la solución más completa y eficaz para reducir el impacto de los cables de servicios públicos. La práctica es común en Holanda, Suiza, Alemania e Inglaterra, que además de la belleza natural que ofrecen, tomaron cuidado y precaución para garantizar una vista panorámica “limpia” y segura, con sus alambres y cables lejos de la vista. protegido contra condiciones climáticas adversas, instalado bajo tierra.
Pero los esfuerzos de cableado subterráneo no se limitan a los países antes mencionados. En Australia, por ejemplo, el Proyecto de Infraestructura titulado “Powering Sydney's Future”, llevado a cabo en zonas suburbanas densamente pobladas, partió de la observación de que las redes de transmisión de electricidad construidas en los años 1960 y 1970 y algunos cables subterráneos, se acercaban al final de sus vidas útiles. A medida que la población de Sydney crecía, la demanda de electricidad aumentaba y la sustitución de la infraestructura antigua garantizaría el suministro futuro para los residentes y las empresas de Sydney y los suburbios circundantes. Así, en 2022, la empresa energética australiana Transgrid completó las principales obras de construcción del proyecto Powering Sydney's Future.
Aunque las líneas de mayor voltaje tienden a estar conectadas a cables aéreos, esto no significa que los cables de mayor voltaje sean inviables subterráneos en las grandes ciudades.
Los cables aéreos se instalan mucho más fácilmente que los cables subterráneos. También tiene la ventaja de contar con ventilación natural abierta, que evita el sobrecalentamiento de los cables. Sin embargo, esto no significa que en las grandes ciudades (en zonas de alto consumo energético) sean inviables los cables de mayor tensión soterrados, que pueden coexistir con los predominantes cables de menor tensión. A pesar del entorno subterráneo cerrado, los túneles se pueden enfriar, mejorando las condiciones de temperatura de los cables.
En Londres, debajo de sus concurridas calles, hay kilómetros de túneles de hormigón de 8 pies de ancho revestidos con cables de distribución de energía que pueden alcanzar temperaturas extremadamente altas. Para enfriar los túneles, pozos verticales espaciados cada kilómetro o dos suministran aire fresco y expulsan aire caliente al aire libre.
ESTRUCTURA DE CABLEADO SUBTERRÁNEO EN LONDRES
Investigadores de la London South Bank University (LSBU) , en 2019, desarrollaron un estudio con el objetivo de aprovechar este calor residual. Un tramo típico de túnel de 1,8 kilómetros entre conductos de ventilación produce 400 kilovatios de calor, suficiente para calentar 100 hogares o una pequeña oficina comercial. Así lo descubrieron los investigadores en un análisis preliminar realizado con el operador de la red eléctrica de la ciudad, UK Power Networks.
Está en marcha un proyecto iniciado en 2018 para proporcionar cableado subterráneo para Londres. London Power Tunnels Two, cuya finalización y pleno funcionamiento está previsto para 2027, está en marcha para construir 32 km de túneles y dos subestaciones en el norte de Londres, lo que se considera la primera gran inversión en el sistema de transmisión de electricidad de la capital en más de medio siglo.
Con tres metros de diámetro, los túneles tienen una vida útil de más de 100 años, aunque los cables de alto voltaje que transportan deberán reemplazarse con mayor regularidad para satisfacer la demanda futura y facilitar el crecimiento de sistemas completos en toda la ciudad.
Este tema del cambio de cables de alta tensión, según Lesur (2021), la generación actual de sistemas subterráneos requiere menos mantenimiento, y solo es necesaria la renovación cada 40 o 50 años, que es la vida útil especificada de una línea de transmisión y los cables generalmente son enterrado a una profundidad de 3 pies/0,9144 m para redes de distribución y 4 pies/1,2192 m o 5 pies/1,524 m para redes de transmisión.
En términos de seguridad, no se altera la superficie del terreno cuando ocurre un cortocircuito o se libera una cantidad muy alta de energía, porque el terreno contiene la falla, afirma Lesur (2021), quien además sostiene que el terreno también protege contra daños causados por terceros, siempre que se sigan los procedimientos de autorización adecuados antes de la excavación, especialmente en zonas urbanas.
Según Lesur (2021), los sistemas subterráneos requieren de muy poco mantenimiento, ya que el aislamiento es de plástico extruido¹ ( un componente pasivo). No hay líquido bajo presión ni posibles fugas. Las líneas aéreas, en cambio, necesitan vigilancia y mantenimiento para evitar la corrosión (pintura frecuente de los soportes metálicos) y requieren un mantenimiento contra los riesgos climáticos (rayos, tormentas, hielo, nieve pegajosa).
Los estudios también muestran que las pérdidas debido al calentamiento se disipan por el efecto Joule² son más pequeños para los cables subterráneos debido al uso de cobre puro y aluminio, mientras que las aleaciones de aluminio y acero son necesarias para la resistencia mecánica de los conductores aéreos desnudos, según Lesur (2021).
Vale la pena mencionar que no sólo los países más afectados por eventos naturales deberían tener la iniciativa de construir infraestructura de alambres y cables subterráneos, sino también las ciudades que han utilizado, hasta el agotamiento, estructuras de alambres y cables aéreos, suspendidos de postes. Esta realidad ha generado una serie de situaciones adversas, como cables enredados y caídos, por acumulación en postes, riesgos de cortes de energía y exposición a intensas descargas eléctricas, que pueden afectar a los transeúntes con riesgo de muerte.
ACUMULACIÓN DE CABLES AÉREOS DESORDENADOS, CAÍDOS Y CRUZANDO LA CARRETERA FOTO: © high-techsociety.com
Al colocar el cableado bajo tierra, se pueden evitar la mayoría de las duras condiciones climáticas a las que están expuestas las infraestructuras de transmisión tradicionales. Esto se refiere principalmente a precipitaciones y tormentas de viento, que pueden causar daños a las líneas eléctricas aéreas directa o indirectamente por la caída de árboles, lo que provoca cortes de energía.
El cableado subterráneo puede aliviar la necesidad de inversiones adicionales y más frecuentes en mantenimiento y reparación de infraestructura de transmisión. Los beneficios esperados incluyen un suministro de energía más seguro con menos casos de cortes de energía relacionados con el clima, al tiempo que se logran ahorros de costos a largo plazo debido a la reducción de mantenimiento y reparaciones, lo que garantiza la previsibilidad para diversos segmentos comerciales.
Las líneas de cable subterráneas tienen muchas ventajas y beneficios sobre las líneas aéreas y están ganando impulso en cuanto a seguridad, confiabilidad y rentabilidad.
Se observa que el cableado subterráneo tiene mayores costos de construcción e implementación de estructuras físicas, costos de compra de insumos, obras civiles, instalaciones, pero en el largo plazo sus ventajas de ahorro y seguridad son incuestionables. Por otro lado, a pesar de la ventaja inicial de las aerolíneas, de costos mucho menores de construcción e implementación de estructuras físicas, concentran mayores costos relacionados con la operación y mantenimiento. Esto se debe a que operan con cierta inestabilidad, directamente asociada a las condiciones climáticas, provocando interrupciones imprevisibles en el suministro energético y pueden generar diversos costes a cargo de particulares, empresas en general e industrias, tanto para cubrir los necesarios costes de mantenimiento derivados de la adversidad del tiempo, así como para soportar las pérdidas resultantes de la pérdida de alimentos que requieran conservación en refrigeradores y congeladores, así como las pérdidas resultantes de las interrupciones en las actividades productivas.
Una forma de garantizar la viabilidad económica de estos proyectos, con mayor viabilidad para las grandes ciudades, es la unión entre proveedores de servicios y gobiernos, no sólo en el reparto de los costes implicados, que son altísimos, sino también en la integración temporal de los proyectos. La construcción de una estructura subterránea representa una valiosa oportunidad para la modernización de las estructuras, no sólo para las empresas públicas y privadas que prestan servicios públicos de energía, sino también para los prestadores de servicios de agua, con sus tuberías y para los proveedores de servicios de telefonía e internet, a través de cables ópticos.
Los grados:
¹ El perfil de plástico extrusionado se fabrica mediante una máquina extrusora que funde plásticos granulados, normalmente procedentes de procesos de reciclaje. En esta máquina, el plástico se funde a través de un cilindro que se calienta mediante una resistencia eléctrica.
² El efecto Joule es la transformación de energía eléctrica en energía térmica cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor.
Fuentes:
EL EVENTO DE LA SEMANA DE LOS SERVICIOS PÚBLICOS. "Excavando 32 km de 'túneles de energía' debajo de Londres" . Disponible en < https://utilityweek.co.uk/digging-32km-of-power-tunnels-beneath-london/ > Consultado el 23 de marzo de 2024.
ADAPTACIÓN AL CLIMA. Reemplazo de líneas aéreas por cables subterráneos en Finlandia . Disponible en < https://climate-adapt.eea.europa.eu/en/metadata/case-studies/replacing-overhead-lines-with-underground-cables-in-finland > Consultado el 21 de marzo de 2024.
LESUR, Frédéric. Power Grid Internacional. Por qué los cables subterráneos son una mejor opción a largo plazo para las empresas de servicios públicos . Disponible en < https://www.power-grid.com/td/why-underground-cables-are-a-better-long-term-choice-for-utilities/#gref > Consultado el 21 de marzo de 2024.
MACPHEE, Brian. Quora. Disponible en < https://www.quora.com/Why-are-the-UK-power-lines-underground > Consultado el 22 de marzo de 2024.
PATEL, Prachi. Espectro IEEE . "Los túneles de cables ocultos de Londres podrían calentar miles de hogares ". Disponible en < https://spectrum.ieee.org/londons-hidden-cable-tunnels-could-warm-thousands-of-homes > Consultado el 23 de marzo de 2024.
AMÉRICA ESCÉNICA . Subterráneo de infraestructura de servicios públicos: enterrar servicios públicos para mayor seguridad, resiliencia y belleza escénica . Disponible en < https://www.scenic.org/why-scenic-conservation/energy-infrastructure-and-equity/undergrounding-utility-infrastructure/ > Consultado el 21 de marzo de 2024.
TRASGRID . Impulsando el futuro de Sydney . Disponible en <https://www.transgrid.com.au/projects-innovation/powering-sydney-s-future > Consultado el 21 de marzo de 2024.