Acceso Energía Especial 05

Acceso

Especial No. 5

EnergĂ­a

MARZO 2018

Nota por Aban Alonso Moreno Aguilar

Semblanza

Aban Alonso Moreno Aguilar Ingeniero Eléctrico-Electrónico egresado de la Universidad Nacional Autónoma de México y cuenta con una especialidad en Diseño de Instalaciones Eléctricas Industriales por la misma institución. Académico de la Facultad de Ingeniería de la UNAM y colaborador en el “Laboratorio Binacional para la Gestión Inteligente de la Sustentabilidad Energética y la Capacitación Tecnológica” como parte del subproyecto “Plataforma Tecnológica para la Toma de Decisiones”, actualmente se desarrolla como especialista de investigación para modelación, por parte del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, enfocado en las oportunidades de negocio en el sector eléctrico mexicano.

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EDITORIAL El 10 de octubre del 2016, la Secretaría de Energía (SENER) y la CFE realizaron el lanzamiento de las prebases de licitación para construir la primera línea de transmisión de alto voltaje en corriente directa o HVDC, por sus siglas en inglés. El Proyecto fue dictaminado favorablemente por la Comisión Intersecretarial de Gasto Público, Financiamiento y Desincorporación en su sesión de agosto de 2017.

Desde finales del siglo XIX, la forma de transmitir energía eléctrica ha sido casi completamente mediante la corriente alterna, debido principalmente, a su facilidad para transportarla, ya que resulta relativamente sencillo elevar y disminuir los niveles de tensión mediante el uso de transformadores, evitando así las pérdidas que un sistema de transmisión de un solo nivel de tensión generaría.

La principal diferencia que tenemos entre la corriente alterna y la continua (también llamada “corriente directa”) es que la corriente alterna invierte su polaridad varias veces en un solo segundo, haciendo que la corriente invierta su dirección en cada ocasión. Y son precisamente estos cambios de polaridad en cada segundo lo que nosotros conocemos como frecuencia. Así, por ejemplo, en nuestro país, donde el sistema eléctrico opera con una frecuencia de 60 [Hz], la corriente está cambiando de sentido 60 veces cada segundo, lo que significa que un foco de incandescencia parpadea 120 veces cada segundo, cosa que, evidentemente, nuestros ojos no alcanzan a percibir. Por su parte, la corriente directa siempre mantiene su polaridad y, por ende, el sentido de la corriente. Además, aunque en nuestros días ya existen métodos para modificar el nivel de tensión de un sistema en corriente directa, estos resultan muy costosos, por lo que solo se utilizan bajo ciertas circunstancias especiales.

Este especial de Acceso Energía, nos cuenta cómo el mundo adoptó la corriente alterna como principal método de transmisión eléctrica, que como podrán ver, no fue un camino sencillo.

Envueltos en una guerra de patentes, dos genios intentaron demostrar que sistema de transmisión era el óptimo. Esperamos que lo disfruten.

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El inicio de la comercialización de Energía Eléctrica.

LA GUERRA DE LAS CORRIENTES

En la segunda mitad del siglo XIX, ya se conocían conceptos avanzados de la electricidad, como los trabajos realizados por Ørsted y Ampere referentes al Electromagnetismo, por Michael Faraday, quién descubrió la Inducción Electromagnética, concepto elemental para el posterior desarrollo de transformadores, generadores y motores, por Robert Kirchhoff, quién definió las leyes de mallas y corrientes para circuitos eléctricos, entre muchos otros.

Con el desarrollo tan acelerado que tenía el campo de la electricidad para finales del siglo XIX, su comercialización era inevitable. La demanda creciente de energía eléctrica, ameritaba el desarrollo de centrales eléctricas cada vez más grandes, así como formas de transportar la energía a mayores distancias. En Estados Unidos, Thomas Alba Edison, quién era conocido como el “Mago de Menlo Park” por sus cuantiosas invenciones, manejaba el monopolio concerniente a la fabricación de equipos relacionados con la corriente continua. Curiosamente, Edison estuvo cerca de llevar a la bancarrota a la naciente industria petrolera de finales del siglo XIX con la invención de su bombilla de incandescencia, ya que desplazó a las lámparas de keroseno (destilado del petróleo) como principal medio de iluminación. Afortunadamente para el sector, el desarrollo del motor de combustión interna llevó el enfoque de la industria petrolera por otro camino.

Thomas Alva Edison

En 1882, en la ciudad de Nueva York, Edison estableció la “Central de Pearl Street”, la primera central comercial termoeléctrica del mundo, una planta alimentada por carbón, que podía producir y distribuir electricidad a solo una milla cuadrada de distancia. El sistema de transporte de energía eléctrica que utilizaba tenía bastantes inconvenientes, ya que manejaba un nivel de tensión de 110 Volts, lo que provocaba enormes pérdidas por distribución, además de ser muy costoso.

Edison manejaba este nivel de tensión, debido a que su principal objetivo era alimentar las bombillas de incandescencia de la ciudad. Entre sus planes, Edison pensaba colocar generadores en cada vecindario, para así combatir las pérdidas de energía que se presentaban. Sin embargo, esta idea era sumamente impráctica, pues los costos para llevarla a cabo, eran desorbitantes. Además, la naciente industria que comenzaba a utilizar motores eléctricos, exigía valores de tensión mucho mayores a los 110 Volts para su correcto funcionamiento. Edison tenía al tiempo en su contra, debía encontrar la manera de mejorar su sistema de distribución eléctrica, y debía hacerlo pronto.

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El inicio de la comercialización de Energía Eléctrica.

LA GUERRA DE LAS CORRIENTES

En junio de 1884, después de 2 años de trabajar en la “Continental Edison Company” en París, llegó a la ciudad de Nueva York un joven inventor de nacionalidad croata de nombre Nikola Tesla. A pesar de no saber con certeza si Nikola logró concluir los estudios de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Graz, no se pude negar el enorme genio que poseía, pues se dice, que podía memorizar obras y libros enteros, además de que, según su autobiografía, podía visualizar sus invenciones con precisión extrema en su mente. Tesla era un gran admirador de los trabajos de Edison, y gracias a una carta de recomendación de su antiguo empleador en París, Tesla comenzó a trabajar para Edison, en su compañía “Edison Machine Works”.

La astucia de Tesla no tardó en llamar la atención de Edison y éste la asignó la tarea de mejorar sus generadores de corriente continua, ofreciéndole, según el propio Tesla, la Nikola Tesla cantidad de US$ 50,000 si lo lograba. Sin embargo, Edison nunca pagó a Tesla la cantidad prometida, a pesar de que el joven croata logró mejorar en menos de un año, los poco eficientes sistemas de Edison. Al poco tiempo, Tesla abandonó la compañía de Edison y en 1886, funda su propia compañía, la “Tesla Electric Light & Manufacturing”.

E

n ese mismo año, un magnate estadounidense de nombre George Westinghouse, fundó su compañía, la “Westinghouse Electric” para competir directamente contra la “Edison General Electric Company”.

Westinghouse estaba en busca de tecnología que pudiera hacerle frente a la que desarrollaba Edison, quien estaba completamente seguro que la corriente continua era la mejor opción para la distribución de energía. El problema en ese entonces, era que los científicos no podían concebir un motor que funcionará con corriente alterna, ya que, bajo su razonamiento, el motor nunca se movería, puesto que la corriente haría que la dirección cambiara 60 veces cada segundo (bajo el supuesto de que se trabaja con una corriente con frecuencia senoidal de 60 [Hz]), manteniendo al rotor prácticamente estático.

George Westinghouse

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U

na de las mayores ventajas que tenían los sistemas de corriente alterna, era la facilidad con la que podían elevarse y reducirse los niveles de tensión mediante el uso de transformadores, lo que se traducía en grandes ganancias económicas, por la disminución de infraestructura necesaria, el aumento en las distancias de transmisión de energía eléctrica, y por supuesto, menores pérdidas energéticas.

Los primeros inversionistas de “Tesla Electric Light & Manufacturing”, no vieron con buenos ojos el plan de Tesla para desarrollar un motor que trabajase con corriente alterna, pues creían que sería mejor para los intereses de la compañía desarrollar sistemas eléctricos eficientes a partir de lo que ya existía, y la compañía terminó transformándose en la “Union County Electric Light & Manufacturing Company”, dejando fuera a Tesla.

Pero Tesla, firme en su ideología acerca de la corriente alterna, no se dio por vencido, y en 1887, finalmente inventó el motor de inducción, que trabajaba perfectamente con la corriente alterna, materializando así la idea que, según el propio Tesla, había concebido ya desde 1882, cuando trabajaba en la compañía de Edison en París. Y fue en 1888, durante una demostración de su motor de inducción para el “American Institute of Electrical Engineers” (actualmente el IEEE “Institute of Electrical and Electronics Engineers”) que Westinghouse se enteró acerca de la tecnología de Tesla, para así, al poco tiempo, comprarle la patente y contratarlo como asesor durante un año.

Fue entonces cuando apareció Harold P. Brown, un ingeniero eléctrico que desaprobaba fervientemente el uso de la corriente alterna, ya que, según él, era sumamente peligrosa para su uso urbano, desatando así una feroz batalla contra Westinghouse y su sistema Harold P. Brown de corriente alterna. Y para probar lo que decía, Brown realizó numerosas pruebas con animales, sometiéndolos a diversas descargas eléctricas hasta que estos perecían.

Fue de tal magnitud la situación que, en 1889, cuando un comerciante callejero llamado William Kemmler, quién se convirtió en el primer sentenciado a la silla eléctrica, hubo una gran discusión en el New York Times acerca de cómo debía llamarse a la nueva forma de ejecución, siendo las principales opciones “Westinghoused” y “Browned”.

Durante todo este tiempo, Westinghouse, siempre acusó a Brown de estar coludido con Edison, cosa que Brown siempre negó. Pero no fue sino hasta finales de 1889, que la verdad salió a la luz, y fueron descubiertas varias cartas entre el tesorero de Edison y Brown, donde se demostraba la complicidad de la compañía de Edison en los experimentos que Brown llevaba a cabo para demeritar a la corriente alterna.

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El fin de la guerra de las corrientes se dio en dos partes.

Para inicios de 1890, Edison comenzó a ser desplazado dentro de las decisiones de su propia compañía, la cual comenzó a fusionarse con otras empresas del mismo giro, ya que incluso las propias subsidiarias de “Edison General Electric” pedían que se anexaran a sus productos los servicios de transmisión en corriente alterna. Fue entonces que, a finales de 1890, “General Electric” comenzó a desarrollar equipo que trabajaba con corriente alterna.

Edison comenzó a alejarse del negocio de la electricidad, desarrollando por su parte un proyecto referente a la refinación de mineral de hierro.

En 1892, al verse libres de la influencia de Edison, los directivos de la compañía decidieron fusionarse con “Thomson-Houston”, que para entonces era su principal competencia, para así crear la que hoy por hoy es una de las mayores compañías del sector energético del mundo, la “GE General Electric”.

Logo GE 1892

Y fue en la primavera de 1893, durante la feria mundial de Chicago que la corriente alterna se impuso como la tecnología que dominaría al mundo durante el próximo siglo y hasta nuestros días, cuando Tesla, junto con Westinghouse, ganaron la concesión para iluminar los 11,000 [Kw] que la iluminación de la feria representaba, al ofertar un presupuesto mucho menor al que ofertó “General Electric”, lo que los llevó a diseñar al final de ese mismo año, el sistema de transmisión para la “Niagara Falls Power Company”.

F U E N T E S C O N S U LTA D A S https://www.epec.com.ar/docs/educativo/institucional/fichaguerra_ctes.pdf http://www.ree.es/sala_prensa/ext_img/entrelineas-0007_5.pdf

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