Des de les comarques de Girona

L´últim cap de setmana de setembre es va celebrar la cinquena Fira d´energies renovables a Cassà. En una taula rodona sobre models energètics i territori, Jordi Sargatal va dir que ha vist un projecte semblant a Madrid on el soterrament d´una línia d´aquestes característiques es fa amb una galeria immensa amb pas per vehicles inclòs. Fa mesos em va arribar a les mans una publicació monogràfica editada per l´Institut Català de l´Energia (Icaen) titulada Línies elèctriques aèries i subterrànies, on es passa revista als pros i contres i als requisits tècnics de les línies soterrades i aèries. La seva lectura permet fer-se la idea de com se soterren algunes línies i resoldre certes qüestions que es posen avui. Farem un repàs pels paràgrafs més importants de la monografia.(…)

TIPUS DE SOTERRAMENT. El soterrament de línies depèn de la seva tensió. Com més elevada és, a més fondària ha d´anar. La fondària a la qual van col·locats els cables depèn del nivell de tensió de la línia i oscil·la des dels 70 cm en baixa tensió fins als 1,5-2 m en alta tensió. Les línies poden ser soterrades fent una rasa amb la protecció i senyalització adequades i també poden ser soterrades en galeries de servei transitables. Aquestes requereixen un control de la seva temperatura interior, sistemes de ventilació, enllumenat normal i d´emergència. És una solució practicada en zones urbanes perquè redueix l´ocupació del terreny, tot i que la inversió és molt elevada.

constitució del cable . Tots els cables tenen un conductor metàl·lic, l´aïllament del cable i la protecció exterior. Amb el nivell de tensió augmenta el gruix de l´aïllament necessari, que pot ser de 40 mm per una línia de 220 kV, fins a 80 mm per una línia de 400 kV. A l´augmentar la tensió per tant augmenta el diàmetre del cable, el seu volum i les bobines poden transportar menys llargada, fent alhora més empalmaments. Els cables d´alta tensió tenen aïllants dielèctrics sintètics essent el més habitual el polietilè reticulat extrudit (XLPE).

dissipació de calor. La intensitat màxima admissible en un conductor depèn directament de la temperatura màxima que pot assolir. Totes les línies elèctriques aèries poden transportar més electricitat a l´hivern que a l´estiu per aquest efecte de la temperatura. En els cables aïllats aquest fet imposa una limitació del corrent màxim o bé un augment de la secció. Aquesta temperatura està influïda per fenòmens com l´efecte Joule, existents tant en els cables aeris com en els subterranis, però amb la diferència que en aquests últims s´agreuja pels efectes d´escalfament de l´aïllament en estar sotmès a camps elèctrics, que augmenten amb la tensió aplicada.
En una línia aèria, la calor produïda es dissipa per convecció de l´aire que l´envolta, que és un medi ideal de refrigeració. Al contrari, en una línia subterrània, l´evacuació de la calor produïda a l´exterior es realitza amb molta més dificultat a través del material aïllant i de la protecció externa, ja que malauradament aquests materials també tenen propietats d´aïllament tèrmic. Tot el que s´ha exposat es tradueix en un augment de la secció de cable per a una línia subterrània de l’ordre de 2 a 4 vegades superior a l´equivalent en una línia aèria, per mantenir la mateixa capacitat de transport. Per això els cables subterranis són més voluminosos i pesats, amb limitacions en la seva construcció i transport. Això significa, per una altra banda, que a igualtat de potència transportada i tensió, les pèrdues elèctriques són inferiors en les línies subterrànies, ja que la resistència del conductor disminueix amb la secció.

efecte capacitatiu i longitud crítica. El cable utilitzat en les línies subterrànies es comporta com un condensador, generant un corrent que, per diferenciar-lo del que transporta energia, en diem corrent capacitatiu. Aquest tipus de corrent evita que pel cable pugui transitar corrent actiu, i com més capacitatiu hi hagi, menys energia pot transportar el cable. Aquest corrent paràsit o capacitiu és de l´ordre de 10 a 40 vegades major en una línia subterrània que l´equivalent en línia aèria, de manera que aquest efecte és més acusat en línies subterrànies.
En el cas de cables subterranis, pot passar que la intensitat de corrent no actiu, capacitiu, sigui tan alta que, per a certa llargària de cable, assoleixi un valor límit i provoqui l´escalfament màxim admissible d´aquest, i per tant no es pugui transportar energia activa o potència «útil». La longitud que fa que es compleixi el fenomen descrit s´anomena longitud crítica. La longitud crítica depèn de la tensió i també de si la línia és soterrada o en galeria, permetent soterraments de fins a 30 i 40 km en el cas de soterrament, i de 20 a 25 km en el cas de galeries. La potència que pot circular pel cable soterrat o en galeria és inversament proporcional a la longitud del soterrament. Vol dir que quan arribem als 40 km o als 25 km en una galeria, ja no hi circularà corrent actiu. Per compensar aquests efectes de condensador es disposen bobines per compensar aquest corrent capacitatiu.

unions (empalmaments). Hem dit que com més gran és l´aïllament menys llargada porten les bobines i més empalmaments s´han de fer. Aquestes unions són delicades i costoses de fer.

avaria. Les línies elèctriques estan sotmeses a accions externes, siguin meteorològiques (llamps, vent, neu,…), o degudes a l´acció de l´home. En el cas de les línies subterrànies, els efectes son deguts gairebé sempre a l´acció de l´home (excavadores,…). En el cas d´avaria per tercers, la localització és ràpida. En canvi, quan l´incident és degut a l´envelliment del material, la localització és més llarga que en un circuit aeri i es requereixen equips especials i obrir rases per arribar al punt d´avaria. Aquesta localització és més ràpida si el soterrament és en una galeria.

condicionants econòmics. Els costos s´han de diferenciar entre el de nova instal·lació i els de manteniment. El cost d´instal·lació d´una línia amb 1 circuit, de 550 MW, i de 400 kV és de 177.300 euros/km si la línia és aèria i de 2.103.540 euros/km si és subterrània, amb una relació de cost entre els dos sistemes de 1/11,9. El cost de manteniment s´ha de diferenciar si és preventiu o correctiu. El manteniment preventiu consisteix en vigilància (inspecció visual anual), reconeixement (triennal), mesures de resistència (6 anys), termografia (3 anys), i verificació (de 3 a 6 anys). A aquest cost s´hi ha d´afegir el cost del manteniment correctiu que serveix per corregir un defecte o per millorar la línia. Es pot constatar, doncs, que mentre que la inversió d´una línia soterrada és molt més elevada que l´aèria, els costos de manteniment són més baixos, en haver-hi menys incidències externes. El major condicionant és la inversió i la dificultat de soterrar trams llargs degut a la generació de corrent capacitatiu.
Aquest repàs sobre el soterrament és específic de les línies de corrent altern. Vull recordar que també es poden soterrar línies d´alta tensió amb corrent continu. Quan es soterra en corrent continu, el que passa primer de tot és que el cost és encara molt més alt, ja que hi hem de sumar els enormes tiristors que transformen el corrent altern a continu, un a cada costat del soterrament. Els costos de manteniment també son més elevats deguts a aquests components de transformació.
A canvi, tots els condicionants que tenen les línies soterrades de corrent altern, de generació de corrent capacitatiu, desapareixen i es fa factible soterrar línies de tensió de 500 kV i fins i tot de 800 kV amb més potència que la que es pot transportar amb les línies convencionals i, sobretot, amb menys pèrdues. Aquest repàs a les característiques del soterrament de línies pot treure alguns dels interrogants que tenim sovint en la discussió del traçat de la línia. És factible soterrar? Sí, si la llargada del soterrament no és gaire alta. Té uns costos impossibles d´assumir? Els costos de soterrar son 11,9 vegades més alts, però els de manteniment són la meitat, amb la qual cosa en menys de 8 anys es pot haver amortitzat el soterrament

Us ha agradat aquest article? Compartiu-lo!