Eléctrica, Energía TECNOL.

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Tecnología

Es la energía producida por un generador eléctrico y que puede utilizarse para hacer funcionar cualquier tipo de aparato eléctrico.

Características generales. La e. eléctrica como tal carece de utilidad inmediata, por lo que ha de convertirse en otros tipos de e., como mecánica, calorífica, etc. Tampoco se conoce la forma de producirla directamente, sino a expensas de otra fuente de e. (v. GENERADORES Y MOTORES I). Sólo así se puede transformar en e. activa la potencial existente en un campo eléctrico en virtud de la atracción entre cargas de diferente signo (v. ELECTRICIDAD). Esta atracción lleva consigo un trabajo latente, que es posible convertir en una e. cinética que haga moverse las cargas eléctricas a lo largo de un conductor. De esta forma puede realizar el transporte de e. eléctrica mediante líneas preparadas al efecto.

La e. eléctrica no es susceptible de almacenamiento; sólo se almacena, y en pequeña escala, en los acumuladores, pero en este caso tiene la forma de e. química por lo que ha de ser producida en el momento en que haya de utilizarse. Dada una instalación generadora de e. eléctrica, se llama carga eléctrica a la alimentación de e. a que debe hacer frente en un momento dado. Esto es, a la red alimentada por dicha instalación están conectados una serie de dispositivos y aparatos que convierten la e. eléctrica en mecánica, calorífica, etc., pero el número de tales dispositivos y la e. por ellos precisada (carga) no es constante, sino que fluctúa continuamente de forma horaria, semanal, mensual e incluso anual. Estas fluctuaciones no podrían ser absorbidas con un único generador pero sí con los complejos sistemas de producción utilizados, que hacen posible producir en cada momento la e. demandada.

La carga mínima en un periodo dado es llama carga base o componente unitario del factor de carga. La máxima carga en el mismo periodo se llama carga de punta.

Producción de energía eléctrica. Para la producción de una pequeña cantidad de e. se puede acudir a un procedimiento químico (baterías o pilas) o bien a un pequeño generador accionado por el motor principal, como en los automóviles. La producción de grandes cantidades de e. se lleva a cabo en centrales estacionarias construidas con ese fin y en las que se verifica la conversión en eléctrica de otro tipo de e. De acuerdo con ello existen tres tipos diferentes de centrales:

Hidroeléctricas. La e. eléctrica se obtiene a expensas de la e. potencial liberada por un salto de agua. La masa de agua acciona directamente el generador eléctrico. El salto puede ser natural, pero lo más frecuente es crearlo artificialmente mediante una presa de embalse con la ’que se logra elevar el nivel del agua y, en consecuencia, la e. potencial de la misma.

Térmicas. La e. procede de la combustión de un material que puede ser gas natural, petróleo y derivados o, más frecuentemente, carbón. La e. calorífica producida se invierte en conseguir vapor con el que se acciona una turbina que mueve directamente el generador eléctrico.

Nucleares. En su funcionamiento son idénticas a las térmicas, pero la e. calorífica se obtiene a partir de una reacción nuclear de fisión o fusión, que tiene lugar en un "combustible" adecuado (uranio enriquecido) (v. REACTORES NUCLEARES).

La elección de un tipo u otro de central se realiza de acuerdo con los recursos naturales de la zona en la que deba instalarse. Lo normal en un país es que se utilicen centrales de los dos primeros tipos. Las centrales nucleares se encuentran ya en fase de rendimiento y no cabe duda de que son el medio de producción del futuro.

En la fig. 1 se representa un caso típico de gráfico de carga según la hora del día. En él se representa la parte de e. suministrada para satisfacer la demanda que corresponde a cada tipo de central. En efecto, las centrales térmicas se utilizan para dar una producción constante mientras que las hidroeléctricas absorben las puntas, porque estas últimas admiten un procedimiento fácil de regular constantemente la cantidad de e. producida, que consiste simplemente en regular el paso de agua a las turbinas, no siendo posible un control tan eficaz en las centrales térmicas.

Línea de transporte de energía. La posibilidad de ser transportada a distancia es una de las grandes ventajas de la e. eléctrica. El transporte se verifica mediante líneas, generalmente aéreas, formadas por cables sustentados por torres y, en casos más especiales, subterráneas. Estas líneas suelen ser de corriente alterna trifásica con frecuencias de 50 y 60 c/seg. y voltajes de hasta 380 kilovoltios (KV) en casos normales, aunque en algún caso se ha llegado a los 750 KV. Estos voltajes son los nominales, pues a lo largo de la línea, por varias causas (la más importante es la pérdida de energía en forma de calor por el efecto joule), tiene lugar una caída de tensión que conviene hacer mínima, siendo ésta una de las razones por las que se eleva la tensión, reduciendo la intensidad para conservar constante la potencia y limitar lo más posible las pérdidas antes aludidas, que son proporcionales al cuadrado de la intensidad.

Los problemas eléctricos de una línea se estudian mediante su circuito equivalente (v. fig. 2), en el que se representan localizadas las constantes de la línea que en la realidad se encuentran distribuidas a lo largo de ella. Estas constantes son: resistencia (R), reactancia (X), susceptancia (B) y conductancia (G). En la práctica se agrupan en otras dos magnitudes complejas: impedancia (Z) y admitancia (Y). Sus expresiones son: Z=R+jX; Y= =G+jB. Todas ellas dependen de las características físicas de la línea, de sus dimensiones, de sus características eléctricas, de las distancias entre conductores y entre éstos y tierra y de las condiciones meteorológicas (v. co RRIENTE ELÉCTRICA; CIRCUITOS ELÉCTRICOS). Los efectos utilizados son los siguientes: Torres, que en las líneas pequeñas son simples postes de madera, mientras que en las más importantes son de hormigón y sobre todo de celosía metálica. Cables, constituidos por el arrollamiento de alambres de cobre, aluminio, acero o diversas aleaciones como aldrey, almelec, etc., buscándose, como propiedades, pequeña resistencia eléctrica, gran resistencia mecánica y precio reducido (de vidrio o porcelana). Aisladores, con los que se sujetan los cables a las torres.

En zonas urbanas, el uso de líneas aéreas sería peligroso además de antiestético, por lo que el transporte se hace de forma subterránea mediante cables recubiertos de materiales aislantes que se entierran bajo el pavimento; no llegándose a grandes tensiones se está generalizando la de 220 V por razón de seguridad. Similares son las líneas subacuáticas.

Medida de la energía. La e. se mide como integral en el tiempo de la potencia en un circuito eléctrico. Por tanto, las unidades son las utilizadas para todo tipo de trabajo (julio, J), pero por resultar pequeñas, en la práctica se emplea una unidad mayor que es el kilowatio-hora (Kwh.) equivalente a 3,6.106 J.

La producción de e. eléctrica es uno de los principales datos a la hora de evaluar el nivel de desarrollo de un país. La producción española fue de 45.790 millones de Kwh. en 1968, duplicándose así la de 1962. De aquella cifra, 24.430 millones de Kwh. corresponden a las centrales hidroeléctricas y los 21.360 millones restantes a las térmicas y nucleares aunque la central de Zorita, primera de las nucleares españolas, fue inaugurada ese año, por lo que no es significativo el dato en cuanto a la producción de este tipo de centrales. La potencia instalada en esa misma fecha era de 8.554 miles de Kw. en centrales hidráulicas y 5.420 miles de Kw. en centrales térmicas.

V. t.: CORRIENTE ELÉCTRICA.

CLEMENTE PUEYO S. FERNÁNDEZ DEL AMO.

BIBL.: "Memoria estadística eléctrica de UNESA" (anual); R. W. P. KING, Transmission Line Theory, 1955; H. PENDER y W. A. DEL MAR, Electrical Engineers Handbook, 1949; A. E. KNOWLTON, Standard Handbook for Electrical Engineers, 19571.