Informe Técnico

APLICACIONES TECNOLÓGICAS

Parques eólicos:

innovaciones en las instalaciones del cableado

LOS PARQUES EÓLICOS ya cuentan con 2.004 MW de capacidad instalada en el Sistema Eléctrico Nacional y, para 2022 la Comisión Nacional de Energía (CNE) estima que se agregarán otros 2.084 MW en proyectos que se encuentran en construcción, donde el cableado eléctrico para habilitar estas centrales es un factor crítico.

Según los especialistas, la instalación de los cables en este tipo de generadora registra avances en materia de innovación, ya sea con el uso de software para contribuir a un dimensionamiento óptimo del cableado en el terreno en que se emplazan, además de tecnologías de soterramiento automático, para disminuir los tiempos de construcción.

También concuerdan en que la instalación del cableado es un proceso de menor complejidad, por lo que indican que la mayor atención se concentra en las pruebas de los cables y el mantenimiento.

Instalación de cableado soterrado en proyecto eólico.

El crecimiento de estas centrales de generación, que actualmente totalizan 2.000 MW de capacidad instalada en construcción, ha implicado el desarrollo de nuevas técnicas para implementar este equipamiento.

Características

Daniel Llanos, gerente de Ingeniería y Construcción de 350renewables, señala que los cables que se usan en parque eólicos son unipolares (uno por fase) y cuentan con dimensiones que van desde los 75 a 630 milímetros cuadrados. “En la actualidad generalmente son de aluminio, con una cubierta aislante de polietileno Reticulado (XLPE), que tiene una alta resistencia a la comprensión, además de contar con pantallas de material semiconductor extruido y blindaje de

cobre para evitar sobretensiones y pérdidas por corrientes parásitas”.

Por su lado, Javier Pérez, especialista del Área de Ingeniería Eléctrica de Global Energy Services (GES), los objetivos que se buscan en la disposición de cables “dependen de la ubicación del parque eólico y las condiciones del terreno en las que se instalan los cables, variando el aislamiento, la cubierta exterior y la pantalla metálica de los cables en función de las necesidades”.

El especialista explica que los cables con aislamiento XLPE se utilizan en caso de buscar reducir las pérdidas y sin problemas de humedad alrededor de los estos, mientras que cuando se prioriza la ampacidad (corriente máxima que un conductor puede transportar) se usan cables con aislamiento HEPR, que también es para los terrenos que tengan humedad.

Para esta última condición ambiental se define la pantalla metálica de los cables, las que pueden ser de hilos de cobre o de tubo de aluminio, en caso de que se priorice una obturación radial contra la humedad, y su sección la determina la corriente de defecto monofásico prevista en la instalación.

Instalación

Los especialistas coindicen en que las técnicas de instalaciones del cableado subterráneo son simples, como precisa Daniel Llanos: “Se cava una zanja de entre 50cms a un metro de profundidad para proceder a desenrollar el cable desde el carrete directamente al suelo siguiendo las recomendaciones

Proceso de implementación de cables eléctricos en parque eólico.

de la NCH4-2003, el cable debe quedar dispuesto sobre una capa de arena y debe contar con una cinta de señalización. Es una buena práctica la utilización de testigos cada 50 o 100 metros siguiendo el ruteo del cable sobre la superficie”.

"Estudios nos muestran que si bien cierto que sería más económico, desde el punto de vista de la inversión inicial, realizar el tendido de media tensión de forma aérea, esta técnica comprometería la disponibilidad y la seguridad de la operación de la planta debido a que el cable queda expuesto, siendo mucho más vulnerable a fallas, lo cual redundará en pérdidas de producción de energía, de esta manera la recomendación es siempre realizar la interconexión de aerogeneradores de manera subterránea", señala.

Y agrega: “La metodología de instalación es simple: se prepara la zanja de Media Tensión y el cable de va desenrollando, en la medida que se avanza hasta el punto de interconexión lo cual se puede realizar con maquinaria estándar que tenga la capacidad de levantar el carrete de cable”.

Según sostiene el ingeniero, la zanja donde se debe instalar el cable “debe ser reforzada en zonas de tráfico, por ejemplo, el cruce de los caminos”.

A su juicio, las complejidades en la instalación de cables para estas plantas de generación se relacionan más con otros aspectos. “La especificación para compra del cable debe considerar, las condiciones del terreno, por ejemplo, en zonas con presencia de napas freáticas a baja profundidad o en lugares donde el cable operará sumergido, es recomendable

Foto: Archivo ELECTRICIDAD.

el sello contra agua longitudinal, por otra parte, asegurar que el cable ha sido correctamente instalado es fundamental, en la actualidad existen técnicas no destructivas como las pruebas alto voltaje a baja frecuencia, la cual bien aplicada (siguiendo las recomendaciones de la IEC 60502) nos indicará la condición de la aislación luego de ser montado.”

Otro punto crítico son los puntos de unión del cable, las mufas, su instalación debe ser realizada por especialistas certificados. “El correcto aterrizamiento de las pantallas del cable es importante para evitar sobretensiones, perdidas y daños en la aislación. Por otro lado, durante la instalación del cable se deben respetar los radios máximos de giro y esfuerzos máximos indicados por el fabricante para no dañar la protección mecánica que tiene, pues es irreparable”, añade el especialista.

Innovaciones

La mayor presencia de parques eólicos en el país con el tiempo ha dado espacio al desarrollo de innovaciones tecnológicas para la instalación del cableado. Uno de ellos es el soterramiento automático de cables que en Chile registran avances de hasta dos kilómetros de red al día, según destaca a ELECTRICIDAD, Johannes Eiberger, propietario de Soterra Chile, encargada de aplicar esta técnica.

Infraestructura eléctrica en parque eólico. El ejecutivo señala que la tecnología Foeck se usa en el país por primera vez en Sudamérica, logrando continuar con la instalación del cableado en proyectos, en el actual contexto de la pandemia del Covid-19, “ya que la maquinaria hace prácticamente todo, por lo que el personal se mantiene a distancia uno del otro”.

A su juicio, el soterrado automático “surca el suelo con fuerza bruta pero luego es suficientemente delicada para los cables dando cabida a éstos sin movimiento de tierra”, agregando que este proceso se puede adaptar a terrenos extremos, pudiendo trabajar con cables de poder, fibra óptica y cobre desnudo.

“Hasta ahora los trabajos han sido en colectores de media tensión en parques eólicos con más de 270 kilómetros de cable soterrado y 300 kilómetros más en cartera”, sostiene el ejecutivo, precisando que esta tecnología fue usada en la construcción de los parques eólicos Malleco (270 MW); Negrete (40 MW), y Duqueco (60 MW).

Por su parte, Javier Pérez destaca el avance que se ha generado en torno a la instalación, con el uso de softwares específicos “para ayudar al dimensionamiento óptimo de las instalaciones de cables, y permitiendo modelar/simular condiciones de instalación singulares tales como hincas para cruzamientos con diferentes servicios afectados como carreteras, gaseoductos, oleoductos, etc.”.