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Editorial: Vulnerabilidad de los sistemaselctricos de potenciaErnesto Vzquez MartnezDoctorado en Ingeniera Elctrica, FIME-UANL,evazquez@gama.fime.uanl.mx

La ocurrencia de grandes disturbios en distintas redes elctricas del mundopone de manifiesto el problema de la vulnerabilidad de los sistemas elctricos depotencia. El ejemplo ms reciente es el disturbio ocurrido en la interconexinNoreste entre Canad y los Estados Unidos el 14 de agosto del 2003. Aunquean no existen reportes tcnicos que expliquen las razones del disturbio, la faltade redundancia y la obsolescencia en la red de transmisin fueron uno de losfactores que contribuyeron a la ocurrencia del disturbio.

El objetivo bsico de un sistema elctrico de potencia es el proporcionar laenerga necesaria para el desarrollo de un pas, objetivo que es crtico en pasesen vas de desarrollo. Para alcanzar este objetivo, es necesario generar, transmitiry distribuir la energa elctrica desde los centros de generacin, ubicados enbase a la disponibilidad de fuentes primarias de energa, como son el gas, elcarbn, el agua o la energa nuclear, hasta los centros de consumo, considerandoen todo momento restricciones econmicas, de seguridad, de confiabilidad y decalidad del servicio.

Es evidente que la falta de suministro elctrico a los consumidores tiene unimpacto muy grande, pudiendo ser de ndole tcnica, social y poltica. Considerandoel aspecto tcnico del problema, la interrupcin del suministro elctrico ocasiona,entre otras cosas, que las lneas de produccin se detengan, provocando en algunoscasos daos a los equipos en dependencia del proceso del cual se trate (fundicin dehojalata en hornos de induccin de arco elctrico, por ejemplo), caos vial por ausenciade sealamientos viales, indisponibilidad de transporte de pasajeros (que opere conenerga elctrica), descomposicin de materiales orgnicos bajo refrigeracin, etc.

Atardecer en Nueva York durante el apagn de agosto de 2003.

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Una interrupcin de servicio elctrico puede deberse a distintas causas, comoun cortocircuito, la cada de estructuras de alta o media tensin, errores en laoperacin y control del sistema elctrico y, en menor medida, por acciones desabotaje. Sin importar las causas, es tambin evidente que es imposible que unsistema elctrico de potencia sea totalmente inmune a estas situaciones, debindoseaceptar las interrupciones del servicio elctrico como una situacin normal, aunqueno deseable, en un sistema elctrico de potencia. Por lo tanto, es necesario reducirlos tiempos durante los cuales se pierde el suministro de energa elctrica, sinimportar la causa, y restaurar el sistema a su condicin previa.

Uno de los problemas que enfrentan las empresas de energa elctrica, es lacreciente complejidad de los sistemas elctricos de potencia. Cada vez los equiposson operados cerca de sus lmites de seguridad con el fin de satisfacer la demandade energa; esto ha sido ocasionado por la construccin de grandes plantas degeneracin conectadas al sistema a travs de lneas de transmisin muy largas,que impactan directamente en la estabilidad del sistema, an en condicionesnormales de operacin. Una analoga para poder apreciar este problema es cuandouna persona construye una pirmide con las cartas de una baraja, a medida quese incrementa la altura de la pirmide, sta se vuelve inestable, y puedederrumbarse sola por la accin de su propio peso. En esta analoga la altura de lapirmide representa la complejidad del sistema elctrico de potencia.

Otro problema que enfrentan los sistemas elctricos son los bajos niveles deredundancia en sus redes de transmisin, constituidas principalmente por lneasde transmisin de alto voltaje y transformadores de potencia. Esta debe tener lacapacidad suficiente para transportar la energa desde las plantas de generacinhasta los grandes centros de consumo, an cuando ocurra un corto circuito queprovoque la desconexin de elementos de la red, o en el caso de que algunos desus componentes puedan estar fuera de servicio por mantenimiento. Cuando lared se ve disminuida en su capacidad de transmisin por alguna de estascircunstancias, uno o ms de sus componentes puede sufrir una sobrecargaimpidiendo mantener la capacidad de transmisin. En condiciones extremas, loselementos pueden ser desconectados en forma automtica para evitar que sufrandaos permanentes. Sin embargo, estas desconexiones diminuyen an ms lacapacidad de transmisin, ocasionando mayores sobrecargas y la desconexinde otros elementos del sistema, incluso plantas de generacin. Esto representa un

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efecto domin que conlleva a un gran disturbio, que se caracteriza por apagonesgeneralizados en distintos puntos del sistema elctrico de potencia.

La redundancia en la red de transmisin de un sistema elctrico de potenciase logra principalmente con la construccin de un mayor nmero de lneas detransmisin de alto voltaje, lo que representa inversiones millonarias. Por ejemplo,la construccin de un kilmetro de lnea con un voltaje de distribucin de 400,000volts (el mayor que existe en Mxico) es del orden de los 3 millones de pesos.Esto significa que es muy difcil mantener la capacidad de la red de transmisin,considerando el incremento anual de la demanda elctrica, que en algunos casospuede ser ms del 5%.

En Mxico ya han ocurrido grandes disturbios; uno de ellos que afect todo elSistema Interconectado Nacional, ocurri el mes de Marzo de 1990 donde unagran cantidad de usuarios quedaron sin servicio de suministro de energa elctrica,sumando un total de 3,000 MW. Mas recientemente, han ocurrido otros disturbios demenor magnitud, pero no menos importantes. En 1993 se present un apagn en 9estados del occidente del pas; en 1998 se present otro apagn generalizado queafect los estados de Tamaulipas, Nuevo Len y parte de Coahuila; de igual forma,en el ao 2002 ocurri un apagn en el sistema elctrico de la pennsula de Yucatn.

Todo esto pone de manifiesto la vulnerabilidad operativa de los sistemaselctricos de potencia que pueden colapsarse an por pequeas fallas o disturbiosque se propagan a travs de la red elctrica y que pueden afectar todo el sistema.Para resolver esta situacin es necesario que las empresas elctricas cuentencon planes estratgicos de inversin para mantener actualizada la infraestructurade generacin, transmisin y distribucin de energa elctrica, que permita que elsistema elctrico opere en forma segura, confiable y econmica, en beneficio delos consumidores y del pas.

Este aspecto es crtico en el caso de los pases en vas de desarrollo, como enMxico, donde la confiabilidad en el suministro de energa elctrica representauna de las piedras angulares en el desarrollo del pas. Considerando los niveles deinversin que se requieren para lograr este objetivo, es factible considerar la aperturadel sector elctrico a la inversin privada, siempre y cuando la operacin y control delSistema Interconectado Nacional permanezca bajo responsabilidad de la CFE, evitandoas conflictos de intereses y asegurando el beneficio social para el pas.