Reemplazo de cables aéreos de energía y telecomunicaciones por subterráneos.
Un antiguo transformador de torre al sur de Markgröningen, Alemania. Hoy en día, el pilón sólo lleva un interruptor alimentado por dos cables subterráneos.
Los primeros enterramientos se basaron en la detonación de explosivos mineros y en cables telegráficos submarinos. Los cables eléctricos se utilizaron en Rusia para detonar explosivos mineros en 1812 y para transportar señales telegráficas a través del Canal de la Mancha en 1850. [1]
Con la expansión de los primeros sistemas de energía eléctrica, el enterramiento también comenzó a aumentar. Thomas Edison utilizó “tuberías de calle” subterráneas de CC en sus primeras redes de distribución de energía eléctrica ; se aislaron primero con yute en 1880 y pasaron a aislamiento de caucho en 1882. [1]
Se produjeron desarrollos posteriores tanto en las técnicas de aislamiento como de fabricación: [1]
1925: Aislamiento de papel presurizado utilizado en cables.
1930: Aislamiento de PVC utilizado en cables.
1942: El aislamiento de polietileno se utiliza por primera vez en cables.
1962: Los cables aislados con caucho de etileno propileno están disponibles comercialmente
1963: Están disponibles los accesorios para cables preformados
Década de 1970: se encuentran disponibles accesorios para cables retráctiles
Los cables aéreos que transportan electricidad de alto voltaje y están sostenidos por grandes torres de alta tensión generalmente se consideran una característica poco atractiva del campo. Los cables subterráneos pueden transmitir energía a través de áreas densamente pobladas o áreas donde la tierra es costosa o ambiental o estéticamente sensible. Los cruces subterráneos y submarinos pueden ser una alternativa práctica para cruzar ríos.
Ventajas
Menos sujeto a daños causados por condiciones climáticas severas (principalmente rayos , huracanes/ciclones/tifones, tornados, otros vientos y heladas)
Disminución del riesgo de incendio. Las líneas eléctricas aéreas pueden generar altas corrientes de falla del contacto de vegetación a conductor, de conductor a conductor o de conductor a tierra, lo que resulta en arcos grandes y calientes. [2]
Alcance reducido de emisión de campos electromagnéticos (EMF) en el área circundante. Sin embargo, dependiendo de la profundidad del cable subterráneo; Se pueden experimentar mayores campos electromagnéticos en la superficie. [3] La corriente eléctrica en el conductor del cable produce un campo magnético, pero la agrupación más estrecha de los cables eléctricos subterráneos reduce el campo magnético externo resultante y se puede proporcionar un blindaje magnético adicional. Ver Radiación electromagnética y salud .
Los cables subterráneos necesitan una franja circundante más estrecha de aproximadamente 1 a 10 metros para instalarse (hasta 30 m para cables de 400 kV durante la construcción), mientras que una línea aérea requiere una franja circundante de aproximadamente 20 a 200 metros de ancho que debe mantenerse permanentemente libre por motivos de seguridad. , mantenimiento y reparación.
Los cables subterráneos no representan ningún peligro para los aviones que vuelan a baja altura ni para la vida silvestre.
Los cables subterráneos tienen un riesgo mucho menor de sufrir daños causados por la actividad humana, como robos, conexiones ilegales, [4] sabotajes y daños por accidentes. [5] [6]
Enterrar las líneas de servicios públicos deja espacio para más árboles grandes en las aceras, [7] para obtener beneficios ambientales y aumentar el valor de las propiedades. [8]
Desventajas
Un marcador de cable subterráneo. Se colocan marcadores a intervalos regulares para mostrar la ruta y advertir del peligro de excavar en el cable.
El soterramiento es más caro, ya que el costo de enterrar cables en voltajes de transmisión es varias veces mayor que el de las líneas eléctricas aéreas, y el costo del ciclo de vida de un cable eléctrico subterráneo es de dos a cuatro veces el costo de una línea eléctrica aérea. Las líneas aéreas cuestan alrededor de $10 por 1 pie (0,30 m) y las líneas subterráneas cuestan entre $20 y $40 por 1 pie (0,30 m). [9] En áreas altamente urbanizadas, el costo de la transmisión subterránea puede ser entre 10 y 14 veces más caro que el de la transmisión aérea. [10] Sin embargo, estos cálculos pueden ignorar el costo de las interrupciones de energía. La diferencia en el costo de vida útil es menor para las redes de distribución de bajo voltaje, entre un 12% y un 28% más que las líneas aéreas de voltaje equivalente. [11]
Mientras que encontrar y reparar roturas de cables aéreos se puede lograr en horas, las reparaciones subterráneas pueden llevar días o semanas, [12] y por esta razón se tienden líneas redundantes.
Las ubicaciones de los cables subterráneos no siempre son obvias, lo que puede provocar que excavadores incautos dañen los cables o se electrocuten.
Las operaciones son más difíciles porque la alta potencia reactiva de los cables subterráneos produce grandes corrientes de carga y, por tanto, dificulta el control de la tensión. Las grandes corrientes de carga surgen debido a la mayor capacitancia de las líneas eléctricas subterráneas y, por lo tanto, limitan la longitud que puede tener una línea de CA. Para evitar problemas de capacitancia al enterrar líneas de transmisión de larga distancia, se pueden utilizar líneas HVDC, ya que no sufren el mismo problema. [13]
Mientras que las líneas aéreas pueden mejorarse fácilmente modificando los espacios libres de las líneas y los postes eléctricos para transportar más energía, los cables subterráneos no pueden mejorarse y deben complementarse o reemplazarse para aumentar la capacidad. Las empresas de transmisión y distribución generalmente preparan las líneas subterráneas para el futuro instalando cables de la mejor calidad sin dejar de ser rentables.
Los cables subterráneos están más expuestos a sufrir daños por el movimiento del suelo. El terremoto de Christchurch de 2011 en Nueva Zelanda causó daños a 360 kilómetros (220 millas) de cables subterráneos de alto voltaje y posteriormente cortó el suministro eléctrico a gran parte de la ciudad de Christchurch, mientras que solo unos pocos kilómetros de líneas aéreas sufrieron daños, en gran parte debido a que los cimientos de los postes se vieron comprometidos. por licuación .
Como las reparaciones y revisiones subterráneas requieren excavación en las calles, se crean parches y baches, lo que genera baches e inseguridad para los automóviles y bicicletas. Los trabajos de servicios públicos también aumentan el cierre de carriles, lo que provoca atascos y un aumento del costo de los trabajos de repavimentación por parte del gobierno local. [14] [15]
En algunos casos, las ventajas pueden superar las desventajas de un mayor costo de inversión y un mantenimiento y gestión más costosos.
Métodos
Cables bajo Broadway en 2013
Perforación horizontal : este es un método en el que se utiliza una broca para perforar horizontalmente comenzando en un punto de la superficie del suelo y creando un arco subterráneo para salir de la superficie. Este método se utiliza cuando se prefiere un daño mínimo a la superficie.
Subterráneo de zanjas: otro método para enterrar líneas eléctricas es cavar zanjas, colocar líneas eléctricas en las zanjas y cubrirlas nuevamente. Esto se hace a lo largo de la línea eléctrica. [dieciséis]
Banco de conductos: un tercer método utiliza conductos paralelos sostenidos por espaciadores con arena u hormigón relleno entre los conductos. Métodos de instalación: conductos y espaciadores colocados directamente en una zanja, conductos y espaciadores colocados en encofrados de concreto o secciones prefabricadas de concreto y conductos. [17]
Reglamento
Europa
La Oficina de Mercados de Gas y Electricidad (OFGEM) , reguladora del Reino Unido, permite a las empresas de transmisión recuperar el costo de parte del enterramiento en sus precios a los consumidores. El soterramiento debe realizarse en parques nacionales o áreas designadas de excepcional belleza natural (AONB) para calificar. En 2021, se inició el trabajo en un proyecto para enterrar 9 kilómetros (5,6 millas) de líneas eléctricas aéreas de 400 kV que van desde cerca de Winterbourne Abbas hasta Friar Waddon ( 50 ° 40′08 ″ N 2 ° 30′50 ″ W / 50.669 ° N 2.514 °W / 50.669; -2.514 , noroeste de Weymouth ) en Dorset AONB . Se planean planes similares para Snowdonia , Peak District y North Wessex Downs . [18]
Los cables aéreos visualmente más intrusivos de la red central de transmisión están excluidos del esquema. Algunos proyectos de soterramiento se financian con los ingresos de la lotería nacional.
Toda la energía eléctrica de baja y media tensión (<50 kV) en los Países Bajos se suministra ahora bajo tierra.
En Alemania, el 73% de los cables de media tensión son subterráneos y el 87% de los cables de baja tensión son subterráneos. El alto porcentaje de cables subterráneos contribuye a la muy alta fiabilidad de la red (SAIDI < 20). [19] En comparación, el valor SAIDI (minutos sin electricidad por año) en los Países Bajos es de aproximadamente 30, y en el Reino Unido es de aproximadamente 70.
California
En los Estados Unidos, la Regla 20 de la Comisión de Servicios Públicos de California (CPUC) permite el enterramiento de cables de energía eléctrica en determinadas situaciones. Los proyectos de la Regla 20A los pagan todos los clientes de las empresas de servicios públicos. Los proyectos de la Regla 20B se financian parcialmente de esta manera y cubren el coste de un sistema general equivalente. Los proyectos de la Regla 20C permiten a los propietarios financiar el soterramiento.
Japón
La mayor parte de la energía eléctrica en Japón todavía se distribuye mediante cables aéreos. En los 23 distritos de Tokio , según el Ministerio de Construcción y Transporte de Japón, en marzo de 2008 sólo el 7,3 por ciento de los cables estaban tendidos bajo tierra.
Variantes
Un equilibrio entre el soterramiento y el uso de líneas aéreas es la instalación de cables aéreos. Los cables aéreos son cables aislados que se tejen entre postes y se utilizan para transmisión de energía o servicios de telecomunicaciones. Una ventaja de los cables aéreos es que su aislamiento elimina el peligro de descarga eléctrica (a menos que los cables estén dañados). Otra ventaja es que evitan los costes de enterramiento, especialmente elevados en zonas rocosas. Las desventajas de los cables aéreos son que tienen los mismos problemas estéticos que las líneas aéreas estándar y que pueden verse afectados por las tormentas. Sin embargo, si el aislamiento no se destruye durante la falla del poste o cuando es golpeado por un árbol, no hay interrupción del servicio. Los riesgos eléctricos se minimizan y es posible volver a colgar los cables sin interrupción del suministro eléctrico.
^ abc "Historia de los cables eléctricos subterráneos - IEEE Journals & Magazine". doi :10.1109/MEI.2013.6545260. S2CID 30589908. {{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )
^ "¿Cómo las líneas eléctricas provocan incendios forestales?". Proyecto de mitigación de incendios forestales de Texas . 2014-02-13 . Consultado el 13 de mayo de 2018 .
^ "Cables de alimentación subterráneos".
^ "Para frenar el robo de energía, Maharashtra explora una red de suministro subterránea en todo el estado". ADN India . 11 de mayo de 2015 . Consultado el 20 de julio de 2015 .
^ "No hay fiesta para miles de residentes de Victoria después de que globos rebeldes golpearan líneas eléctricas". CBC . Consultado el 7 de agosto de 2020 .
^ "Un camión se engancha en una línea eléctrica y causa daños importantes en el centro". Las noticias de Mount Airy . 22 de julio de 2020 . Consultado el 7 de agosto de 2020 .
^ Cartas a los editores El Estado (se requiere suscripción)
^ "Bosques urbanos | Bosques americanos". Archivado desde el original el 18 de enero de 2016 . Consultado el 18 de enero de 2016 .
^ "Edison Electric Institute - Cables de distribución subterráneos versus aéreos: cuestiones a considerar" (PDF) . Consultado el 11 de noviembre de 2023 .
^ Datos estimados de costos de la División de Desarrollo de Sistemas de Energía y Agua del Departamento de Los Ángeles
^ Kim, Kim, Cho, Song, Kweon, Chung, Choi, Jae-Han, Ju-Yong, Jin-Tae, Il-Keun, Bo-Min, Il-Yop, Joon-Ho (20 de marzo de 2014). "Comparación entre cable subterráneo y línea aérea para una red de distribución de corriente continua de bajo voltaje que sirve a un repetidor de comunicaciones". Energías . 7 (3): 1656-1672. doi : 10.3390/en7031656 .{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
^ "¿Deberían las líneas eléctricas ser subterráneas?" (PDF) . Consultado el 11 de noviembre de 2023 .
^ "Transmisión y distribución subterránea frente a aérea" (PDF) . Consultado el 9 de mayo de 2019 .
^ "Renovación de carreteras en Boston". 9 de julio de 2018.
^ Los residentes del vecindario de South City dicen que la excavación con servicios públicos está dejando zonas con baches en la carretera , consultado el 19 de marzo de 2022.
^ "Líneas de transmisión subterránea". Archivado desde el original el 21 de diciembre de 2021 . Consultado el 9 de mayo de 2019 .
^ "NEC 310,60" . Consultado el 13 de noviembre de 2021 .
^ Boothroyd, John (10 de diciembre de 2021). "Poder para el pasado". Arqueología británica . No 182. York. págs. 49–50. ISSN 1357-4442.
^ "Netzausbau en Alemania" (PDF) . kas.de (en alemán) . Consultado el 11 de noviembre de 2023 .
enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con líneas eléctricas subterráneas .
Programa subterráneo de la ciudad de San Diego
Grupo de presión de EE. UU. - Scenic America Archivado el 15 de febrero de 2019 en la Wayback Machine.
Grupo de presión del Reino Unido - "REVOLT" Archivado el 17 de octubre de 2016 en la Wayback Machine.
