Todos sabemos que hay cables de alta tensión. Todos sabemos que la energía eléctrica se transporta de las centrales productoras a las ciudades en redes de alta tensión. Incluso, todos habremos oído polémicas acerca de líneas de “muy alta tensión”, de 400 KVA, entre España y Francia.
Pero ¿cuántos sabrían explicar porqué se usa la alta tensión? Si se necesita un transformador en origen para poner la tensión “en alta” y luego una miríada de pequeños transformadores para poner la tensión en los 220 V que queremos, ¿a santo de qué este despilfarro en transformadores?
Por suerte para todos, la electricidad es una de las pocas áreas en las que todavía sólo se mete el que sabe, así que en este tema mandamos los ingenieros. Hacer el transporte de electricidad en alta tensión es una decisión ingenieril, y el lema de los ingenieros es “rendimiento, rendimiento, rendimiento”. Así que realmente hay una buena razón para emplear la "alta tensión".
Todos en el colegio estudiamos (no digo “aprendimos”) que, en electricidad, I=(Va-Vb)/R, siendo I la intensidad eléctrica que circula entre el punto A y el punto B, Va-Vb la diferencia de potencial eléctrico entre ambos puntos (el “voltaje entre ambos puntos) y R la resistencia del elemento por el que circula esta intensidad.
También estudiamos que P=I·(Va-Vb), la potencia eléctrica es el producto de la intensidad por el voltaje.
Si I=(Va-Vb)/R, (Va-Vb)=I·R, y entonces P=I²·R: la potencia eléctrica es el producto del cuadrado de la intensidad que circula por la resistencia del elemento por el que circula esta intensidad. Como la potencia es la energía por unidad de tiempo, lo que estamos diciendo es que la energía por unidad de tiempo que se requiere es I²·R.
La resistencia del cable entre la central térmica o hidroeléctrica y la ciudad es la que es, es el producto de la longitud del cable, algo fijo, por la resistividad del material, también fija si el material no se va cambiando, y dividida por la sección del cable (ídem).
Imaginemos entonces que al gran transformador en origen le entrara una intensidad I a una tensión de 220 V, y que transformase la corriente dando la salida a 220 KV, mil veces más voltaje. Como el transformador, en principio, ni crea ni destruye energía, la potencia de la salida será la de la señal (en realidad sí pierde algo, porque no somos perfectos, pero lo desprecio por claridad expositiva). Si la potencia es constante y el voltaje se multiplica por mil, la intensidad es mil veces menor.
Es decir, la intensidad eléctrica que circularía por el cable de alta tensión sería 1000 veces menor si la señal va a 220 KV que si va a 220 V. Y como la energía que se necesita para mover la electricidad por ese cable es I²·R y R es fija, tenemos que con la misma instalación la pérdida de energía es un millón de veces menor a 220 KV que a 220V. Para un ingeniero, entonces, está clarísimo. La electricidad se ha de transportar a alta tensión, y si puede ser a 400 KV mejor que a 220 KV, y lo sentimos si rompemos algún nido de chorliplinco piquigualdo.
Por cierto, y como chascarrillo de despedida: ¿de qué son los cables de alta tensión? Así, de lejos, parecen de acero. Pero no son de acero: la clave para que las pérdidas sean pequeñas, ya que la longitud y el diámetro del cable son los que son, es que la resistividad sea pequeña (que sea buen conductor), y la resistividad del acero, teniendo en cuenta que tendría que ser acero inoxidable, es unas cincuenta veces superior a la plata; energéticamente, sería una ruina. Claro que la plata es más bien carilla y hacer los cables saldría por un pico. El cobre es poco menos conductor que la plata, así que compensa. Pero tampoco, el cobre todavía es demasiado caro para dejarlo ahí tirado, en el campo. ¿Cuál es el siguiente en la lista de conductores? El oro, pero… ¿y el siguiente? ¡El aluminio! Los cables de alta tensión son de aluminio.
Y ya para nota: los cables de alta tensión tienen una cierta vida útil, pasada la cual se sustituyen (¡ejem!) por otros. ¿Y que se hace con los cables viejos? ¿Nadie lo sabe?
Papel de aluminio.
Pero ¿cuántos sabrían explicar porqué se usa la alta tensión? Si se necesita un transformador en origen para poner la tensión “en alta” y luego una miríada de pequeños transformadores para poner la tensión en los 220 V que queremos, ¿a santo de qué este despilfarro en transformadores?
Por suerte para todos, la electricidad es una de las pocas áreas en las que todavía sólo se mete el que sabe, así que en este tema mandamos los ingenieros. Hacer el transporte de electricidad en alta tensión es una decisión ingenieril, y el lema de los ingenieros es “rendimiento, rendimiento, rendimiento”. Así que realmente hay una buena razón para emplear la "alta tensión".
Todos en el colegio estudiamos (no digo “aprendimos”) que, en electricidad, I=(Va-Vb)/R, siendo I la intensidad eléctrica que circula entre el punto A y el punto B, Va-Vb la diferencia de potencial eléctrico entre ambos puntos (el “voltaje entre ambos puntos) y R la resistencia del elemento por el que circula esta intensidad.
También estudiamos que P=I·(Va-Vb), la potencia eléctrica es el producto de la intensidad por el voltaje.
Si I=(Va-Vb)/R, (Va-Vb)=I·R, y entonces P=I²·R: la potencia eléctrica es el producto del cuadrado de la intensidad que circula por la resistencia del elemento por el que circula esta intensidad. Como la potencia es la energía por unidad de tiempo, lo que estamos diciendo es que la energía por unidad de tiempo que se requiere es I²·R.
La resistencia del cable entre la central térmica o hidroeléctrica y la ciudad es la que es, es el producto de la longitud del cable, algo fijo, por la resistividad del material, también fija si el material no se va cambiando, y dividida por la sección del cable (ídem).
Imaginemos entonces que al gran transformador en origen le entrara una intensidad I a una tensión de 220 V, y que transformase la corriente dando la salida a 220 KV, mil veces más voltaje. Como el transformador, en principio, ni crea ni destruye energía, la potencia de la salida será la de la señal (en realidad sí pierde algo, porque no somos perfectos, pero lo desprecio por claridad expositiva). Si la potencia es constante y el voltaje se multiplica por mil, la intensidad es mil veces menor.
Es decir, la intensidad eléctrica que circularía por el cable de alta tensión sería 1000 veces menor si la señal va a 220 KV que si va a 220 V. Y como la energía que se necesita para mover la electricidad por ese cable es I²·R y R es fija, tenemos que con la misma instalación la pérdida de energía es un millón de veces menor a 220 KV que a 220V. Para un ingeniero, entonces, está clarísimo. La electricidad se ha de transportar a alta tensión, y si puede ser a 400 KV mejor que a 220 KV, y lo sentimos si rompemos algún nido de chorliplinco piquigualdo.
Por cierto, y como chascarrillo de despedida: ¿de qué son los cables de alta tensión? Así, de lejos, parecen de acero. Pero no son de acero: la clave para que las pérdidas sean pequeñas, ya que la longitud y el diámetro del cable son los que son, es que la resistividad sea pequeña (que sea buen conductor), y la resistividad del acero, teniendo en cuenta que tendría que ser acero inoxidable, es unas cincuenta veces superior a la plata; energéticamente, sería una ruina. Claro que la plata es más bien carilla y hacer los cables saldría por un pico. El cobre es poco menos conductor que la plata, así que compensa. Pero tampoco, el cobre todavía es demasiado caro para dejarlo ahí tirado, en el campo. ¿Cuál es el siguiente en la lista de conductores? El oro, pero… ¿y el siguiente? ¡El aluminio! Los cables de alta tensión son de aluminio.
Y ya para nota: los cables de alta tensión tienen una cierta vida útil, pasada la cual se sustituyen (¡ejem!) por otros. ¿Y que se hace con los cables viejos? ¿Nadie lo sabe?
Papel de aluminio.
