El tira y afloja del soterramiento de servicios públicos
Las empresas de servicios eléctricos están incorporando métodos únicos de instalación de conductos y cables que les ayuden a cumplir sus objetivos de soterramiento.
En algún momento, cada generación se encuentra diciendo: «Vivimos en tiempos interesantes». Para muchas empresas de servicios públicos municipales y propiedad de inversores, este es probablemente un sentimiento común. Las actualizaciones eléctricas en curso y los proyectos de expansión necesarios para satisfacer la creciente demanda de energía, junto con la integración de recursos energéticos distribuidos, han colocado a la red energética mundial en un perpetuo estado de «trabajo en progreso» mientras se esfuerza por convertirse en la red del futuro.
En este contexto, las empresas de servicios públicos se encuentran bajo una presión cada vez mayor. No solo persiguen objetivos de descarbonización, sino que también implementan esfuerzos para fortalecer el sistema para crear redes más resistentes y confiables en respuesta al cambio climático. Estos esfuerzos tienen como objetivo reducir las interrupciones no planificadas, mantener la rentabilidad y satisfacer a los clientes.
Este contexto ha provocado muchas conversaciones en nuestra dinámica industria de servicios eléctricos. Una conversación cada vez mayor es sobre la conversión de distribución de energía aérea a subterránea, comúnmente conocida como “soterrada”, como una solución para abordar áreas propensas a cortes relacionados con el clima o la vegetación.
Percepciones cambiantes sobre el soterramiento
A pesar de estar históricamente asociadas con altos costos de capital y una formulación de políticas compleja, algunas empresas de servicios públicos ahora están adoptando estrategias de conversión subterránea en favor de sus beneficios a largo plazo y ahorros generales de costos durante la vida útil del activo eléctrico.
«Cuando se analizan los costos asociados con eventos como huracanes e incendios forestales en la red, el soterramiento, como estrategia, tiene un valor real comprobado», afirma Mike Beehler, un veterano con más de 40 años en la industria de transmisión y distribución eléctrica, y portavoz nacional de PDI2. Además de ser un defensor del soterramiento, Beehler ha pedido públicamente un debate sobre este tema en su trabajo, 50% Underground by 2040 (50% de Soterramiento para el 2040). Beehler añade: “Existe una forma inteligente de abordar el soterramiento. Se encuentran disponibles herramientas y metodologías innovadoras, que existen hoy, que ayudan a que sea lo más económico y eficiente posible”.
Si bien no existe una solución mágica para ayudar a resolver el desafío de la conversión subterránea, los ingenieros de planificación y las empresas de servicios públicos están buscando y examinando todo, desde herramientas alternativas de planificación y construcción hasta metodologías y técnicas de instalación únicas.
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Innovaciones en instalación de conductos y cables
Un área de interés reside en la instalación de nuevos conductos y cables subterráneos en terrenos remotos o accidentados. Las difíciles condiciones del suelo en estos entornos a menudo hacen que las técnicas tradicionales de excavación y construcción de zanjas sean ineficaces. Este desafío se vuelve especialmente pronunciado en las instalaciones de cables de larga distancia para proyectos de parques solares y eólicos, generalmente situados en terrenos remotos, lo que afecta significativamente los plazos y costos de los proyectos. Dadas las crecientes inversiones en fuentes de energía renovables, abordar estos desafíos se ha vuelto crucial para mejorar la eficiencia de los proyectos.
Instalación de conductos mediante arado
Antes de instalar el cable, se entierra una línea continua de conducto de HDPE utilizando una técnica de construcción especializada. El conducto se alimenta desde un carrete mientras un sistema de arado exclusivo crea un canal para él y lo coloca en su lugar. Esto evita crear una gran zanja o canal para la instalación. La técnica es muy adecuada para proyectos de construcción de carreteras nuevas donde el conducto se puede instalar debajo de la carretera. El sistema de arado también se puede utilizar a lo largo de líneas ferroviarias y carreteras sin crear una interrupción importante, minimizando las interrupciones del transporte y, por lo tanto, reduciendo los costos potenciales de construcción. Utilizar este método de instalación puede resultar más económico que las prácticas tradicionales de creación de zanjas e instalación de conductos.
El método de empuje y tracción
Un método alternativo para la instalación subterránea de cables en conductos es el método de empuje y tracción. Una vez que el conducto está en su lugar, el cable se puede instalar utilizando la metodología de empujar y tirar. La técnica es exactamente como su nombre. En un extremo, el cable se impulsa o empuja a través del conducto utilizando equipo especializado, mientras que en el otro extremo, se tira del cable con un cabrestante motorizado y con el engranaje adecuado. Hay varias ventajas que lo convierten en una opción atractiva. En primer lugar, este método reduce la tensión del cable, ya que equilibra las fuerzas ejercidas sobre el cable. En segundo lugar, permite instalar cables de mayor longitud a una velocidad similar a la del tirado de cables estándar (entre 16 y 20 metros por minuto). Debido al mayor tramo del cable, la cantidad de cajas de conexiones o bóvedas de servicios públicos se puede reducir en el diseño de un sistema para minimizar los costos del proyecto. Por último, el equipo es pequeño y liviano para facilitar la operación y maniobrabilidad en áreas remotas o restringidas.
Preparación del conducto
Es necesario realizar algunos trabajos de preparación antes de la instalación del cable. Debido a la naturaleza del entorno de construcción, primero se debe limpiar el conducto de suciedad y residuos y probarlo con un mandril. Esto minimiza cualquier daño potencial al cable durante la instalación. Luego se realiza una fase de prelubricación mediante una bola lubricante equipada con un rastreador por sonar. Este proceso prepara el conducto para instalar el cable sin problemas y permite a los instaladores identificar posibles daños o constricciones del conducto utilizando el rastreador de sonar.
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Lubricación de cables y sus beneficios
Después de preparar la línea de conducto, el cable está listo para la instalación. Se aplica al cable un lubricante para cables diseñado y de alto rendimiento cuando ingresa al conducto. La lubricación es un componente clave para reducir las fuerzas de fricción entre el cable y el conducto que contribuyen a la tensión de tracción y la presión en las paredes laterales. La reducción de las fuerzas de fricción no solo garantiza un manejo seguro del cable durante la instalación, sino que también minimiza la energía necesaria para instalar el cable y las fuerzas sobre el equipo que aumentan el desgaste.
Hay muchos factores que influyen en la selección adecuada del lubricante para un proyecto de instalación de cables. A continuación se presentan algunas consideraciones.
Alcanzando los objetivos del proyecto de soterramiento
Las empresas de servicios públicos están afrontando desafíos complejos en estos “tiempos interesantes” mientras trabajan para mejorar la confiabilidad y resistencia de la red energética. El soterramiento, respaldado por métodos de instalación innovadores como la técnica de empuje y tracción, se perfila como una solución prometedora para abordar estos desafíos.
“Las empresas de servicios públicos que están considerando el soterramiento deben examinar las áreas clave (en EE. UU.) que ya han implementado estrategias de conversión subterránea y están experimentando los beneficios”, afirma Beehler. «Los datos son muy favorables».
Áreas en los EE. UU. como Anaheim, en California y Fort Collins, en Colorado, comenzaron sus programas de soterramiento hace décadas y hoy tienen una red soterrada mayormente. Ambos lugares han experimentado una reducción significativa en los cortes eléctricos debido a los esfuerzos de soterramiento y han mejorado la confiabilidad y aumentado la satisfacción del cliente*.
Estas historias de éxito, respaldadas por datos convincentes y metodologías de instalación innovadoras, están reforzando el argumento a favor del soterramiento entre algunas empresas de servicios públicos. Otras, como varias grandes empresas de servicios públicos propiedad de inversores, ya están en el camino hacia la realización de sus estrategias de soterramiento. Para ambos grupos, la clave es implementar tácticas de soterramiento que sean más eficientes, confiables y económicas que las prácticas anteriores. Con una inversión continua en dichas tecnologías y metodologías de instalación, las empresas pueden mantenerse al día con los objetivos de sus proyectos de soterramiento y construir un futuro energético resistente y sostenible.
¿Preguntas?
* 50% Underground by 2040, Michael E. Beehler, MBA, LLC, 2022