ENERGÍA

La previsión, exigencia sin excusas del planeamiento energético. Demanda de energía eléctrica: horas del día y estaciones del año que requieren las máximas o mínimas potencias. Los distintos tipos de centrales y sus características operativas. Costos de inversión, costos de combustible, costos de la energía no prestada... El sutil equilibrio entre calidad de servicio y precio de la energía. ¿Se pudo evitar la crítica situación actual? He aquí temas de interés para todos nosotros, hoy.

Ante la crisis energética que hoy padece la República Argentina, creemos que resultará de particular interés conocer los desafíos que afrontan quienes planifican en este orden de cosas. Así, un somero panorama de lo que significa el planeamiento energético aportará elementos de juicio útiles para aproximar respuestas adecuadas y personales a los porqué de la crisis actual.

Planeamiento significa siempre previsión; planeamiento energético ha de significar previsión, si se nos permite acentuar de esta manera el concepto que encierra la palabra. Prever es esencial en materia energética porque son muchas las variables que pueden incidir en la magnitud del consume, muchas, también, las que pueden afectar los medios generadores de energía, y largos los períodos de tiempo que abarcan los estudios previos y la instalación de una obra, si se los compara con aquellos en que tales variables pueden cambiar drásticamente. El azar, además, tiene su lugar en esta problemática, pero los riesgos pueden ser calculados. Enunciaremos en primer lugar, como ilustración de estas consideraciones, algunos aspectos fundamentales que ocupan y preocupan a los planificadores:

• Las decisiones sobre equipamiento electroenergético deben tomarse con gran anticipación porque los períodos de maduración de las obras suelen ser muy largos (en nuestro país abarcan, a veces, más de 10 años).
  
  
• La energía eléctrica debe producirse en el momento en que se la requiere ya que, a diferencia de otros tipos de energía, solo es posible acumularla en cantidades pequeñas.
  
  
• Las demandas se deben pronosticar con mucha anticipación y muchas veces están sujetas a condiciones difíciles de predecir: cambios en el sistema socioeconómico, variaciones de temperatura, de luminosidad, etcétera.
  
  
• Los equipos de generación, transmisión y distribución constituyen un sistema sumamente complejo que está sometido a los aportes no siempre regulares de agua a los embalses, a la probable indisponibilidad de las máquinas y líneas, sea por salidas intempestivas, sea por mantenimiento programado, etcétera.
  
  
• El sistema socioeconómico exige siempre más energía eléctrica para satisfacer sus crecientes necesidades y requiere que su producción y transporte sean cada vez más confiables, así como su precio cada vez menor para que el sistema resulte más competitivo.
  
  

La demanda de energía eléctrica varía a través del tiempo según ciclos diarios, estacionales o anuales que pueden ser afectados por diversas contingencias. Reflexione por ejemplo el lector acerca de cuáles pueden haber sido las circunstancias que hicieron posible que el valor instantáneo de carga mínimo del año 1987 se produjera a las 8 hs. del 1 de enero...

En ciertas horas del día ("horas de valle") la demanda de energía eléctrica es baja, en otras alcanza valores elevados porque coinciden los consumes de base con requerimientos transitorios tales como iluminación, uso de artefactos electrodomésticos, actividad de servicios, etc. (son las denominadas "horas de punta"). La figura 1 muestra dos curvas de carga diaria, que registran la potencia requerida en función del tiempo. Observamos un valor mínimo de potencia requerida en horas de la madrugada, y un valor máximo en la hora de punta nocturna, cuando las exigencias de iluminación son muy importantes. Hay también una demanda de punta en horas de la mañana que se debe al consumo industrial y de servicios. Estas curvas varían día a día. En nuestro país, las demandas máximas de energía y potencia se producen durante los meses de invierno y las mínimas desde enero hasta abril. Esta figura muestra, en megavatios (MW), las curvas de máxima y mínima carga de 1987 correspondientes al Sistema Interconectado Nacional (SIN). La figura 2 indica cómo varió la demanda diaria de energía eléctrica a lo largo de 1987 según un promedio mensual que es expresado en gigavatios-hora (GWh).

Fig.1. Curvas de carga diaria del Sistema Interconectado Nacional correspondientes a los días de máxima y mínima carga del año 1987.

Fig. 2. Evolución mensual de los promedios diarios de demanda de energía en el Sistema Interconectado Nacional durante el año 1987.

Si bien es habitual hablar de generación de energía -expresión impuesta ya por el uso- la energía no se genera sino que se transforma y se conserva, como lo establece el primer principio de la termodinámica. La energía eléctrica, por ejemplo, puede obtenerse por transformación de energía electroquímica como en el caso de las pilas eléctricas que utilizamos en nuestras linternas y radios portátiles, o a partir de la luz solar mediante paneles fotovoltaicos, o utilizando el viento para hacer girar una dínamo o un alternador con la ayuda de un molino. Estos métodos producen sólo pequeñas cantidades de energía eléctrica. Todas las grandes instalaciones generadoras de este tipo de energía se valen de turbinas y alternadores. Un chorro de algún fluido liquido o gaseoso se inyecta en las turbinas, donde incide sobre un sistema de álabes o paletas que hacen girar un eje, y éste, a su vez, alternadores que transforman la energía mecánica de rotación en energía eléctrica. En la turbina se sigue un proceso inverso al del mecanismo de un ventilador, y en el alternador, el proceso inverso al de un motor eléctrico.

Los distintos tipos de centrales generadoras de electricidad utilizan diversos fluidos y fuentes capaces de proveerla energía necesaria a esos fluidos. La generación en gran escala se hace por medio de centrales térmicas, nucleares e hidroeléctricas.

Las centrales térmicas son de diverso tipo según utilicen turbinas de vapor, de gas, una combinación de ambas o generadores diesel. La fuente de energía es siempre de origen químico y en la mayoría de los casos consumen combustibles fósiles.

Las centrales con turbinas de vapor utilizan carbón, fuel-oil, gas natural, bagazo, etc., para generar el vapor de agua requerido. Los alternadores que se emplean pueden superarlos 1.300 MW, si bien en nuestro país se dispone de equipos que sólo alcanzan los 350 MW.

Las centrales con turbinas de gas (se basan en un principio similar al de las usadas en los aviones a reacción) utilizan un chorro de gases generado por la combustión de gas-oil, diesel-oil o gas natural en presencia de aire inyectado a presión. Estas turbinas son capaces de poner en marcha alternadores de hasta 100 MW. En nuestro país se dispone actualmente de equipos de entre 15 y 30 MW.

Las centrales de ciclos combinados reciben este nombre porque utilizan el alto calor residual propio de las turbinas de gas para generar vapor que se inyecta en turbinas secundarias. Se mejora así el rendimiento general del sistema. Un equipo de esta naturaleza, con una potencia de 60 MW, se encuentra instalado en la provincia de Misiones.

Los generadores diesel son motores que accionan, por lo general, alternadores de pequeñas dimensiones. Funcionan con diesel-oil, gas-oil o gas natural. No participan en grandes sistemas eléctricos, pero son útiles en establecimientos rurales, industriales, equipos de emergencia, etc. En estos días, lamentablemente, están de moda...

Las centrales nucleares también usan vapor como fluido, pero en este caso el agua se calienta mediante la energía liberada en procesos de fisión de núcleos atómicos. Nuestro país cuenta con las centrales nucleares de Embalse (648 MW) y Atucha I (357 MW). Existen centrales nucleares que superan los 1.200 MW. Pueden consumir uranio natural o uranio enriquecido. En las centrales hidroeléctricas se utiliza como fluido el agua proveniente de cuencas hídricas. La energía cinética del agua será tanto mayor cuanto más importante sea la altura desde la que cae antes de entrar en la turbina. Más precisamente, la potencia suministrada es directamente proporcional a la altura del salto y al caudal de agua (figura 3). Las centrales hidroeléctricas más importantes de la República Argentina son las de El Chocón (1.200 MW) y Salto Grande (1.890 MW), que es binacional pues se comparte con la República Oriental del Uruguay.

Fig.3. Representación esquemática de una instalación hidroeléctrica. La potencia de la central es proporcional al caudal de agua, Q, por la altura del salto, H. q es el caudal aportado por el río.