INCORPORACIÓN DE LA ING. PATRICIA LILIANA … · eléctrico y económico de redes de potencia,...

111INCORPORACIÓN DE LA ING. PATRICIA LILIANA ARNERAAnales Acad. Nac. de Ing. Buenos Aires, Tomo V (2010): pp. 111 - 147

INCORPORACIÓN DE LA ING. PATRICIA LILIANA ARNERA COMO ACADÉMICA DE NÚMERO

20 de mayo de 2010

I. Palabras de apertura a cargo del señor Presidente de la Academia Na-cional de Ingeniería, Ing. Oscar A. Vardé.

II. Palabras de presentación a cargo de la señora Académica de Número de la Academia Nacional de Ingeniería, Dra. Ing. Noemí E. Zaritzky.

III. Conferencia de la Ing. Patricia L. Arnera sobre el tema: “Nuevos desa-fíos para la energía eléctrica”.

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INCORPORACIÓN DE LA ING. PATRICIA LILIANA ARNERA COMO ACADÉMICA DE NÚMERO

20 de mayo de 2010

Palabras de apertura a cargo del señor Presidente de la Academia Nacional de Ingeniería, Ing. Oscar A. Vardé

Académicos, Autoridades presentes, señoras y señores:Esta Sesión Pública Extraordinaria tiene el grato objetivo de formalizar la

incorporación de la Ingeniera Patricia Liliana Arnera como Miembro Titular a esta Academia Nacional de Ingeniería.

En esta oportunidad, una componente adicional que hace que este acto sea más agradable es el hecho de que Patricia será a partir de hoy nuestra segunda Académica mujer, y que su presentación, detallando sus destacados antecedentes, estará a cargo de la Dra. Noemí E. Zaritzky, que fuera la prime-ra en incorporarse.

Tengo por lo tanto el privilegio de estar entre ambas hoy, aunque no es necesario mencionar que sus designaciones como académicas no están vincu-ladas a su género sino a sus indiscutibles méritos como elementos prioritarios.

No es apropiado de mi parte tomar el tiempo de la Dra. Zaritzky en su presentación ni el de la Ingeniera Arnera en la exposición que hará en esta oportunidad.

Sólo deseo resaltar que Patricia Arnera, que es Ingeniera Electricista gra-duada en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la Plata en 1981 con un alto promedio, ocupará un área de actividad en que nuestra Academia no tenía ningún miembro y por lo tanto su aporte será indudablemente valioso.

En su trayectoria profesional, luego de graduarse y perfeccionarse en su especialidad asistiendo a cursos y centros de primer nivel, ha desarrollado una intensa actividad docente en cursos de grado y posgrado, como así también tanto en los campos académicos como profesionales.

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Es también autora de numerosas contribuciones y ha sido premiada por instituciones de primer nivel de Estados Unidos.

Por todo ello, nuestra Academia hoy adquiere un nuevo miembro que la enriquecerá con el aporte de sus capacidades y de sus condiciones personales, que sin duda será por un largo tiempo, dada su evidente juventud.

Nos complace enormemente proceder a la entrega en este acto del diploma y la medalla que simbolizan su condición de Miembro Titular.

Muchas gracias.


Palabras de presentación de la Ing. Patricia Liliana Arneraa cargo de la señora Académica Titular de la Academia Nacionalde Ingeniería, Dra. Ing. Noemí E. Zaritzky

Tengo el gran placer de presentar a la Ing. Patricia Liliana Arnera, quien ingresa como Académica a la Academia Nacional de Ingeniería.

Antes que nada haré una reseña de su actividad profesional, que la hace merecedora de pertenecer a la Academia

La Ing. Arnera es Ingeniero Electricista, egresada en el año 1981 de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, República Argentina.

Realizó una estadía en el Centro de Investigación CESI (Centro Elettro-tecnico Sperimentale Italiano), Milán, Italia, en el que ejecutó tareas en el área de modelos de sistemas eléctricos, utilización y desarrollo de modelos analógicos y digitales en estudios de transitorios electromagnéticos.

Ha realizado varios cursos de posgrado dictados por especialistas nacio-nales y extranjeros

La actividad profesional la ha desarrollado en forma continua en el Insti-tuto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos - Labo-ratorio de Alta Tensión (IITREE-LAT), de la Facultad de Ingeniería de la Uni-versidad Nacional de La Plata, al cual ingresó siendo estudiante, en 1980, como becaria. Luego de su graduación fue contratada, para desarrollar tareas en la sección Estudios Especiales del funcionamiento de redes eléctricas de potencia, siendo, a partir de 1994, responsable de dicho sector, desde 1997 Subdirectora del Instituto, a cargo de la Dirección, y desde 2000 Directora del IITREE, cargo al que accede por concurso y que continúa ejerciendo actualmente.

Las principales tareas de su actividad profesional comprenden el análisis del funcionamiento en régimen transitorio de los sistemas de potencia, coor-dinación de la aislación, estudios dinámicos, de confiabilidad, planeamiento eléctrico y económico de redes de potencia, modelación de los sistemas eléctri-

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cos para distintos estados de funcionamiento, análisis de registros de medicio-nes de transitorios para su posterior modelación, utilización de modelos digi-tales y analógicos para el estudio de sobretensiones de maniobra. Realización de programas de cómputo que permiten el análisis de funcionamiento de los sistemas de potencia. Compatibilidad electromagnética de instalaciones. Eva-luación del impacto ambiental de líneas e instalaciones eléctricas. Evaluación de seguridad eléctrica. Relevamiento y peritajes en instalaciones eléctricas

Con referencia a sus actividades académicas y de investigación, ha desa-rrollado su actividad docente en el Departamento de Electrotecnia de la Fa-cultad de Ingeniería —UNLP—, desde el año 1982, en las materias de “Trans-misión de la Energía”, “Sistemas de Potencia”, “Teoría de la Transmisión de la Energía Eléctrica” y “Líneas y Estaciones de Transformación y Distribu-ción”, siendo actualmente Profesor Titular del Área Sistemas de Suministro de Energía Eléctrica, cátedras “Sistemas de Potencia” y “Teoría de la Trans-misión de la energía Eléctrica”.

Fue profesor y/o coordinador de cursos de posgrado. Cursos de la Maestría y Doctorado del Área Departamental Electrotecnia de la FI-UNLP.

Ha sido Profesor de cursos de posgrado dictados en otras instituciones “Control de la frecuencia en los sistemas eléctricos de potencia” (Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso, Chile); “Aplicaciones del programa EMTP al cálculo de Transitorios de Sistemas de Potencia” (UTFSM - Chile); “Impacto Ambiental de las Instalaciones Eléctricas” (Ente Regulador de los Servicios Públicos de Panamá, Panamá); “Impacto Ambiental electromagnéti-co” (Centro Paraguayo de Ingenieros, Asunción, Paraguay); “Campos Electro-magnéticos y PCBs en los sistemas eléctricos” (ENRE - ADERE).

Las principales tareas de su actividad profesional se han desarrollado en el IITRE LAT.

La mayoría de los trabajos realizados en el IITREE tienen sus orígenes en necesidades planteadas en el ambiente vinculado al sistema eléctrico. Los mismos surgen como soluciones o respuestas requeridas, ya sea por las gran-des empresas, para las que el suministro de energía eléctrica es la base de sus procesos, o por las empresas eléctricas de generación, transporte o distribu-ción, o bien los entes oficiales, o la industria en general.

Por lo tanto, la mayoría de los trabajos ejecutados, poseen algún punto o enfoque innovador en el tratamiento de los temas.

Sin embargo para puntualizar algunos aportes originales realizados du-rante la carrera, se pueden señalar:

Colaboración con las investigaciones, estudios y ensayos realizados en la concreción de los Procedimientos Técnicos con los cuales CAMMESA (Compa-


ñía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico S. A.) supervisa el Sector Eléctrico Nacional y en la actividad de control que realiza el ENRE (Ente Na-cional Regulador de la Electricidad).

Participación en el proyecto de regulación de frecuencia del Sistema Eléc-trico Patagónico Interconectado (SEPI) y en el Sistema Argentino de Interco-nexión (SADI), estudios de factibilidad de interconexión eléctrica con países vecinos.

Desarrollo de técnicas de modelado de elementos existentes en la red eléc-trica para su posterior utilización en programas de cálculo.

Armado de los modelos y posterior simulación de sistemas eléctricos de distinta índole, en situaciones operativas, maniobras, estados de funciona-miento diversos y ante perturbaciones, con el objeto de evaluar su desempeño, definir niveles de confiabilidad y establecer pautas para la definición y el dise-ño de sistemas de maniobra y protección.

Evaluación de los efectos a largo término de los campos eléctricos y de inducción magnética de baja frecuencia respecto de la salud y seguridad de los seres humanos. Participación en el desarrollo de una normativa que contem-pla aspectos ambientales de las instalaciones eléctricas. Definición de pau-tas consideradas en la Resolución N° 77/98 de la Secretaría de Energía de la Nación, para ampliar las condiciones y requerimientos fijados en el “Manual de Gestión Ambiental del Sistema de Transporte Eléctrico de Extra Alta Ten-sión”, aprobado por la Resolución Nº 15/92, definiendo parámetros ambienta-les a considerar en el diseño de instalaciones eléctricas a partir de 13,2 kV.

Descargas atmosféricas en plantas químicas. Establecimiento de una me-todología para evaluar nivel de protección contra descargas atmosféricas en refinerías. Diseño y especificación de los sistemas de protección externos para estas plantas. Protección de tanques de almacenamiento contra la caída direc-ta de rayos.

Definición de nuevas pautas para el dimensionamiento de redes eléctricas en función del impacto social de los siniestros vinculados a las mismas.

Ha participado en trabajos de innovación tecnológica que fueron efectiva-mente transferidos.

• Analizador de Transitorios en Redes (ATR)-Transient Neetwork Analyzer (TNA)

El Analizador de Transitorios en Redes (ATR) es una herramienta dise-ñada en el IITREE para la simulación de transitorios electromagnéticos en los sistemas de transmisión de energía. Mediante esta herramienta se han implementado modelos de distintos sistemas de transmisión, y su posterior simulación frente a transitorios de maniobras. Con el ATR/TNA se realiza-

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ron estudios para: Secretaría de Energía de la Nación; Hidronor - Sistema El Chocon-Buenos Aires; Agua y Energía Eléctrica - Sistema Yacyretá; DEBA - Sistema de Mar del Plata.

• Metodologías para el análisis de los sistemas eléctricos de potenciaEl objetivo principal de las tareas realizadas ha sido el estudio de los sis-

temas de potencia en sus distintos modos de funcionamiento y principalmente todo lo que hace a sus estados transitorios. Dichos aspectos técnicos constitu-yen una especialidad de la electrotecnia y especialmente en los sistemas de potencia, donde muchos de los parámetros de su diseño se relacionan directa-mente a su comportamiento dinámico y transitorio. La realización de una gran cantidad de estudios sobre los principales sistemas de transmisión de la Ar-gentina ha permitido establecer una metodología de evaluación original para nuestro país. Los principales trabajos se realizaron para las siguientes em-presas: SECRETARÍA DE ENERGÍA DE LA NACIÓN; AGUA Y ENERGÍA ELÉCTRICA; DEBA / ESEBA; SEGBA; HIDRONOR.; SIDERCA; TECHINT; PETROQUÍMICA GENERAL MOSCONI; CAMMESA; ENRE (Ente Nacio-nal Regulador de la Electricidad); EPEC; CENTRAL PUERTO S.A.; YPF S.A. (PLP, Refinería Lujan de Cuyo, Refinería Plaza Huincul, Refinería La Pla-ta); TBA (Trenes de Buenos Aires); CRPEE San Luis (Comisión Reguladora Eléctrica de la Provincia de San Luis); TRANSENER; TRANSPA; EDELAP; EDESUR; EDENOR; MERCADOS ENERGÉTICOS; Central GENELBA; TE-CHINT S.A.; Central Dock Sud.

Distinciones – Premios

Fue promovida al grado de Senior Member of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), en la reunión celebrada en New Brun-swick, NJ, USA, el 23 de junio de 2001 (Power Engineering Society, Education Society, Reliability Society, Social Implications of Technology Society).

Por las actividades desarrolladas en los años 2001 y 2002 por el Capítulo del PES, Power Engineering Society (Institute of Electrical and Electronics Engineers) - Argentina, se recibió en los años 2002 y 2003 el premio “High Performance Chapter Award”. Presidente: Patricia Arnera.

“Outstanding Large PES Chapter of the World” otorgado por Power Engi-neering Society of the Institute of Electrical and Electronics Engineers, por las actividades desarrolladas durante el año 2001, al Capítulo PES - Argentina. Entrega del premio en el Congreso PES Summer Meeting- Chicago. USA. Ju-lio 2002, a Patricia Arnera como presidente del Capítulo.


Diploma de Honor al Autor, otorgado por el Comité Técnico del X ER-LAC (X Encuentro Regional Latinoamericano de CIGRE), al trabajo “Nueva metodología estática para el estudio de la estabilidad de tensión en sistemas eléctricos de potencia”, Luis Aromataris, Patricia Arnera, Jean Riubrugent. Comité Técnico de Estudio Nº 38 - Análisis y Técnicas de Sistemas de Poten-cia. Mayo 2003, Puerto Iguazú, Argentina.

Miembro Titular de la Academia de Ingeniería de la Provincia de Buenos Aires, desde julio 2004.

2005, PES Chapter Outstanding Engineer Award, otorgado a Patricia L. Arnera “in recognition of her dedication and effort on teaching, training elec-trical engineering students and keeping electrical power engineers updated”. Entregado por IEEE PES Argentina Chapter y IEEE Power Engineering So-ciety (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Presidente del Capítulo de Argentina “Power Engineering Society” The Institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc. (IEEE).

Diploma de Honor al Autor, otorgado por el Comité Técnico del XI ERIAC (XI Encuentro Regional Iberoamericano de CIGRE), al trabajo “Protecciones de los generadores sincrónicos. Interpretación de las necesidades de los distin-tos tipos de protecciones e influencias de las fallas externas en el ajuste de las mismas”, Beatriz Barbieri, Julieta Vernieri, Patricia Arnera. Comité Técnico de Estudio B5 - mayo 2005, Hernandarias, Paraguay.

Actividad profesional

Los principales trabajos realizados a lo largo de la carrera son:• Estudios de sobretensiones de maniobras utilizando el TNA y mediciones

“in situ” del sistema en 500 kV de HIDRONOR.• Energización y desenergización trifásica de líneas, cables, transformado-

res, reactores. Transitorios de maniobra en cables subterráneos. Estudio de las siguientes maniobras: Energización y desenergización de cables. Ten-sión transitoria de restablecimiento sobre interruptores de pequeño volu-men de aceite en la apertura de pequeñas cargas capacitivas.

• Simulación y desarrollo de programa para la determinación de corriente de arco secundario en sistemas con doble terna de transmisión.

• Desarrollo de programa para la determinación de tensiones acopladas en sistemas resonantes paralelos.

• Desarrollo de software para la operación por computadora del Analizador de Transitorios en Redes del IITREE.

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• Estudios, basados en mediciones “in situ” y modelos, de transitorios en la operación de interruptores de vacío conectados a motores de inducción en 11 kV y 6.6 kV pertenecientes a la Central Luis Piedrabuena de ESEBA.

• Estudio de estabilidad dinámica de generadores.• Estudio de transitorios de maniobra asociados a las redes en 500 kV - El

CHOCÓN/BUENOS AIRES de HIDRONOR y YACYRETÁ de AGUA Y ENERGÍA ELÉCTRICA.

• Dimensionamiento de las torres y de la protección contra descargas atmos-féricas de la transmisión en 500 kV Piedra del Águila - Abasto de HIDRO-NOR.

• Dimensionamiento de la línea (altitud superior a 4000 m) y coordinación del aislamiento del sistema eléctrico perteneciente al acueducto Papallacta - Quito en Ecuador de TECHINT - EMPRESA DE AGUA DE QUITO.

• Revisión del planeamiento de la red de subtransmisión en la zona A y E LITORAL, DEBA-LITORAL, DEBA-NORTE para el período 1990-1999- SECRETARÍA DE ENERGÍA.

• Compensación serie en el sistema, en 132 kV, de alimentación a Mar del Plata . Estudios de transitorios para determinar las condiciones de manio-bras posibles sobre el banco de capacitores compensador

• Revisión y análisis de las protecciones de la red eléctrica de Petroquímica General Mosconi. Estudio de estabilidad de su central eléctrica, conectada al sistema de 132 kV.

• Estudio de la regulación de velocidad de los generadores sincrónicos. Deter-minación de la reserva rotante.

• Consideraciones sobre la determinación de la reserva para la regulación primaria y secundaria de frecuencia en base a un criterio económico.

• Determinación del coeficiente de sensibilidad de la carga ante variaciones de la frecuencia

• Estudio de modelos dinámicos con programas de estabilidad.• Modelos de lazos de excitación de tensión y de velocidad de unidades gene-

radoras.• Obtención de parámetros de unidades generadoras, implementando méto-

dos incruentos de ensayo. Tarea desarrollada dentro del Contrato 285 de CAMMESA.

• Estudios para evaluar la factibilidad técnica de ingreso a la capacidad de transporte de unidades generadoras, demandas y obras de transmisión.

• Análisis del efecto de los campos eléctricos y magnéticos en las personas. • Desarrollo de una normativa de impacto ambiental de electroductos.• Utilización del programa PSS/U y PSS/E para estudios de sistemas de dis-

tribución y transmisión de energía eléctrica


• Compatibilidad electromagnética e impacto ambiental de instalaciones eléctricas.

• Determinación de Regímenes y Cuadros Tarifarios, a ser aplicable a los usuarios en áreas de concesión de empresas distribuidoras privatizadas en la República Argentina (Provincia de San Luis).

• Estudios en estado estacionario y dinámico del sistema de suministro eléc-trico de plantas industriales. Coordinación de protecciones.

• Análisis y definición de sistemas de protección contra descargas atmosféri-cas en refinerías.

• Estudios de vinculaciones AC-HVDC en el Sistema Argentino de Interco-nexión.

• Ejecución y supervisión de tareas de peritaje a solicitud de juzgados y entes reguladores.

• Evaluación de accesos a la capacidad de transporte de nuevas instalaciones.Los principales desarrollos transferidos a empresas del sector eléctrico se

vuelcan en trabajos inéditos. Desde el año 1981, ha realizado y/o supervisado más de 350 informes técnicos.

En el marco del Convenio Ente Nacional Regulador de la Electricidad - Universidad Nacional de La Plata, ha realizado y/o supervisado más de 180 informes técnicos. Las actividades desarrolladas corresponden a auditorías técnicas a instalaciones de transportistas y distribuidores; evaluación de con-diciones de seguridad eléctrica pública; peritajes en eventos (campos magnéti-cos, PCB) o siniestros eléctricos con alto impacto social (accidentes, incendios, colapso de sistema - Azopardo, Sobral, Independencia, Ezeiza, etc.).

Gestión de convenios con empresas vinculadas al sector eléctrico (distri-buidores, transportistas, generadores, grandes usuarios, entes reguladores, tanto nacionales como extranjeros).

Publicaciones

Tiene varias publicaciones en revistas nacionales, un capitulo de libro y alrededor de 50 presentaciones en Congresos nacionales e internacionales.

Participacion en Instituciones Académicas y Científicas

Es Miembro de CIGRE (Conseil International des Grands Réseaux Élec-triques) desde 1986.

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Miembro del Comité de estudios para el “Reglamento de diseño de líneas aéreas” de la Asociación Electrotécnica Argentina - AEA. Período 1996-1998.

Integrante del comité 14 (Transmisión en Continua [HVDC Links]) y de la fuerza de tarea del “Working Group 33-03 High Voltage and Mesuring Te-chnique”, del comité 33.

Desde 1999, vocal del Consejo de Administración del Comité Nacional Ar-gentino de CIGRE (CNACIGRE).

Vice-presidente años 2000-2001 y Presidente del Capítulo de Argentina de PES IEEE, años 2001y 2002.

Miembro Titular de la Academia de Ingeniería de la Provincia de Buenos Aires, desde 2004.

Chapter Representative de Power Engineering Society of The Institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc. (PES IEEE), Región 9 Suroeste (Argentina, Chile, Bolivia, Perú, Ecuador, Venezuela). Año 2004.

Secretaria Comisión Directiva de CIGREAC (Centro de Investigación de Grandes Redes Eléctricas Asociación Civil), Comité Nacional Argentino de CI-GRE (Conseil International des Grands Réseaux Électriques), desde septiem-bre 2007.

Representante de la UNLP en el Comité Energía de la Asociación de Uni-versidades del Grupo Montevideo, desde 2007.

Senior Member de Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) – Nº 40315420: Power Engineering Society, Education Society, Reli-ability Society, Social Implications of Technology Society.

Revisor de trabajos de congresos y publicaciones (AADECA, RPIC, CI-DEL, ERIAC-CIGRE, ALTAE, etc.).

Ha dictado seminarios de divulgación científica o pedagógica en trans-ferencia de trabajos, para empresas e instituciones nacionales y extranjeras (IACRE, YPF, EDELAP, SIDERAR, Central Puerto, Distrocuyo, Diputados Provincia de San Luis, Cooperativas Provincia de Buenos Aires, ATEERA, ADEERA, AEA, SEGENEL - Chile, CIER - Paraguay).

Ha realizado formación de recursos humanos. Directora de Trabajos Fina-les de Alumnos de Ingeniería, de becarios y profesionales de Ingeniería.

Director de tesistas de post-grado en Ingeniería. Directora de Profesiona-les de apoyo a la Investigación de la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires.

Directora de Proyectos de Investigación del Sistema Nacional de Incen-tivos a docentes-investigadores. Dirección de docentes-investigadores dentro del programa acreditado. En ejecución Proyecto I-112, “Sistemas de Genera-ción, Transporte y Distribución de Energía Eléctrica: Operación y Expansión.


Compatibilidad Electromagnética y Calidad de Servicio. Impacto Ambiental y Seguridad Eléctrica” (2006-2009).

Realiza labor de Gestión Universitaria. Fue Consejera Departamental del Departamento de Electrotecnia de la FI-UNLP durante varios períodos.

Miembro del Consejo Asesor de la Escuela de Posgrado y Educación Con-tinua de la FI-UNLP (2001-2004).

Consejero Académico de FI-UNLP, por parte del Claustro de Profesores. (Suplente 2001-2004, 2004-2007 con licencia y Titular 2007-2010).

Miembro de la Comisión Académica de Carreras, para las carreras de In-geniero Electrónico e Ingeniero Electricista de la FI-UNLP

Prosecretaria de Políticas en Ciencia y Técnica de la Universidad Nacio-nal de La Plata (2004-2007).

Además de todas estas tareas enumeradas, Patricia ha formado junto con su esposo una hermosa familia con dos hijos.

Patricia es una persona criteriosa, con gran empuje, mucha capacidad de trabajo, responsable, con inquietudes, compromiso con las instituciones.

Estoy segura de que su incorporación le permitirá contribuir con gran eficiencia a la Academia Nacional de la Ingeniería

Felicitaciones, Patricia, por tu incorporación.

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NUEVOS DESAFÍOS PARA LA ENERGÍA ELÉCTRICA

Ing. Patricia Liliana ARNERA

Académica de Número

Resumen

El objetivo de esta presentación es señalar los nuevos desafíos que deberán ser enfrentados por los sistemas eléctricos, en vistas a las nuevas características de consumo y generación, origi-nadas por restricciones a la utilización de hidrocarburos, ya sea por falta de disponibilidad de este recurso como por restricciones vinculadas a los efectos asociados al cambio climático.

Se presenta una breve exposición de algunos hitos históricos que dieron origen a los sistemas eléctricos, describiendo la conformación de los sistemas actuales.

Se realiza una reseña de la evolución del sistema de transporte en alta tensión de Argentina, señalando resultados de planeamiento realizados a comienzos de la década de los ’80, comparán-dolos con la red actual y la que se encuentra prevista en el corto y mediano plazo, considerando ampliaciones de la red de transporte, evolución de la demanda y requerimientos de generación a futuro.

Frente a la sensibilización del público sobre el medio ambiente y las restricciones a la posi-bilidad de utilización de hidrocarburos como fuentes primarias de energía, se están planteando factores de cambio para el sector eléctrico, desde modificaciones en el tipo y características del consumo, como de la disponibilidad de fuentes de generación y los valores de los módulos que se presenten. Así es que pequeños módulos de generación podrán estar incorporados en las redes de media o baja tensión, haciendo que se modifique drásticamente la actual estructura del sistema.

Respecto de la demanda, se prevé que los cambios en los tipos y características del consumo, hará que los usuarios desempeñen un rol protagónico, planteando lo que se considera como “ges-tión de la demanda”.

Para estas nuevas exigencias, se han propuesto líneas estratégicas a desarrollar como son: análisis de los futuros sistemas eléctricos; mejor uso de los sistemas de potencia existentes; con-templar el medio ambiente y sustentabilidad, mejorar la comunicación para el público y los res-ponsables de decisiones

Palabras clave: Sistemas eléctricos de potencia, Planificación, Redes Inteligentes

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1. Orígenes de los sistemas eléctricos

Presentamos una breve síntesis de los orígenes de los sistemas eléctricos, referenciando en primer lugar a Thomas Alva Edison (1847-1931), quien tu-viera una producción muy prolífica, con más de 1.000 invenciones, entre ellas se cuentan el fonógrafo y la lámpara incandescente. En el año 1882 instala el primer sistema eléctrico para iluminación incandescente, en la estación Pearl Street, en New York.

En ese mismo año, Juan José Dardo Rocha (1838-1921) funda la ciudad de La Plata, para que se constituyera en la capital de la Provincia de Buenos Ai-res. Desde su fundación se contempló incorporar los mejores desarrollos para la concepción de una ciudad que debía representar la pujanza de una provincia tan emblemática como la de Buenos Aires. De esta manera, en el año 1883 se instala en La Plata un sistema eléctrico para iluminación, que es el primero en latinoamérica. Particularmente recordamos a Dardo Rocha, ya que, a su vez, en 1897 fue el fundador y primer rector de la Universidad de La Plata, cargo que desempeñó hasta su nacionalización en el año 1905.

Indudablemente, los actuales sistemas de transmisión de energía eléc-trica han surgido a partir de las invenciones de Nikola Tesla (1857-1943), a quien se lo considera el padre del sistema eléctrico actual. Trabajó a las órdenes de Thomas A. Edison, entonces partidario de la corriente eléctrica continua. Desarrolló la teoría de campos rotantes, base del funcionamiento de generadores y motores polifásicos de corriente alterna.

Las incesantes disputas con Edison forzaron su abandono de la compa-ñía y su asociación con George Westinghouse (1846-1914), quien compró sus patentes, en particular la de su motor y del transformador han permitido la transmisión en corriente alterna. Ambos ganaron la batalla de la distribución de la energía, pues el transporte de corriente alterna permitía abastecer de-mandas lejanas con menores costos. En 1895 se pone en servicio la primera planta comercial de generación de electricidad en C.A., la planta del Niágara.

En 1884 se funda el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). En el aniversario del centenario de su fundación, publica un libro conmemorativo en el cual se presenta una caricatura del año 1881, que se presenta en la Figura 1. En la misma se observa al Rey Vapor y al Rey Carbón, ya ancianos ellos, observan-do al bebé “Electricidad” recién nacido, quien estaba en su cuna tomando el biberón “storage of force”. Ambos reyes se preguntan sorprendidos: “¿Qué será cuando sea grande?”.


Figura 1: Caricatura de 1881, public ada por IEEE

Resulta significativo destacar que no se puede realizar un uso directo de la energía eléctrica, sino que la misma es un vector que permite el transporte y distribución de energía, para que la misma sea nuevamente transformada en otras formas, de manera que el usuario la utilice en el momento y cantidad que la requiera.

Partiendo de dichos conceptos, los objetivos que se deben considerar en el suministro de energía eléctrica son: a) debe estar disponible en forma perma-nente y absoluta, para cada usuario en la cantidad requerida, esta disponibi-lidad debe ser permanente y absoluta; b) el suministro debe cumplir normas de calidad, las cuales se evalúan a través de las magnitudes físicas, que deben ser prácticamente constantes (tensión, frecuencia, forma de onda sin pertur-baciones, etc.) y c) fundamentalmente el suministro debe realizarse de manera económica y eficiente, respetando el medio natural y social.

Los objetivos enunciados anteriormente se sintetizan con las siguientes características: a) confiabilidad, b) calidad y c) economía, palabras vigentes en todas las actividades de la Ingeniería.

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Si planteamos la estructura que tienen los sistemas eléctricos, veríamos que la misma es bastante jerárquica, conformada por Generación, Transporte y Distribución.

La Generación está constituida por centrales de tipo hidráulica, nuclear, térmica, donde las principales fuentes son los hidrocarburos, o bien energías no convencionales, como son los recursos eólico, solar, biomasa, etc.

El sistema de Transporte y Distribución está constituido principalmente por líneas, cables, estaciones transformadoras, en diversos niveles de tensión, elementos de control, sistemas de compensación, etc.

2. Sistema Eléctrico en Alta Tensión de Argentina

Si señalamos el desarrollo del sistema de transporte en alta tensión de la República Argentina, el primer sistema construido en 500 kV, fue el sistema El Chocón - Cerros Colorados. Vincula la demanda creciente de la zona del Gran Buenos Aires con la disponibilidad de recursos hidráulicos en la zona del Comahue. Se debe señalar que la generación de energía eléctrica constituía el tercer objetivo de este sistema, la construcción de las represas obedecieron a otras prioridades, como son el control de crecidas y la regulación de los cauda-les de los ríos Limay, Negro y Neuquén para contemplar el riego aguas debajo de las represas, en la zona del Alto Valle, región reconocida por su destacada producción frutícola.

La central de El Chocón, inaugurada en 1973, posee 6 unidades genera-doras de 200 MW y la central Planicie Banderita, habilitada en 1978, posee 2 unidades de 225 MW, totalizando el conjunto 1650 MW de potencia instalada.

El sistema de Transporte fue desarrollado con doble terna en 500 kV, con las estaciones Chocón, Planicie Banderita (Pcia. de Neuquén), Puelches (Pcia. de La Pampa), Henderson y Ezeiza (ambas en Pcia. de Buenos Aires), totali-zando aproximadamente 2100 km de líneas. En este sistema era necesario mo-dificar su configuración, de manera de operar con una sola terna en momentos que la demanda era baja, incorporando a su vez compensación en derivación compuesta por reactores, para luego, en momentos en que la demanda era máxima, se debía operar para llegar a la doble terna totalmente instalada, retirar parte de los reactores e incorporar capacitores serie en las estaciones intermedias. La cantidad de operaciones diarias en el sistema llevaba a que el desempeño del mismo fuera muy particular, ya que durante el día se reali-zaban más operaciones que aquellas que se ejecutaban a lo largo de un año en países con mayor desarrollo de la red, asociado a mejor desarrollo tecnológico.


Llegamos a nuestros días y se observa que el sistema en 500 kV ha tenido un desarrollo principalmente radial, similar al que tuviera el sistema ferrovia-rio. Existe una importante concentración de líneas que arriban a la zona del Gran Buenos Aires, provenientes de la zona del Comahue, de Cuyo, del NOA y del litoral norte.

Desde el año 2006 se ha interconectado el sistema patagónico mediante el vínculo en 500 kV entre las estaciones de Choelel Choel y Puerto Madryn.

3. Características de generación y consumo

En la Tabla I, se presentan, para cada región geográfica del país, la po-tencia instalada y los consumos de energía, según los datos disponibles, a di-ciembre de 2009, suministrados por la Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico (CAMMESA).

Tabla I: Potencia instalada y energía anual consumida en Argentina (diciembre 2009)

Potencia instalada Energía anual consumida

[MW] % [GWh] %CUYO 1579 6% 6276 6%COMAHUE 5987 22% 4366 4%NOA 2280 8% 8247 8%CENTRO 2276 8% 9309 9%GBA-LIT-BAS 11664 43% 67418 64%NEA 2406 9% 5949 6%PATAGONIA 853 3% 3041 3%TOTAL 27045 104606

En el año 2009, el consumo anual de energía ha sido 104606 GWh, tenien-do una potencia instalada de 27045 MW. Si evaluamos el consumo de las áreas de Gran Buenos Aires, Litoral y Provincia de Buenos Aires (GBA-LIT-BAS), observamos que esas áreas representan el 64% del consumo del total del país, mientras que en las mismas se encuentra instalado el 44% del total del parque generador, lo cual demuestra que estas áreas son deficitarias en el abasteci-miento propio, requiriendo para ello el aporte de energía desde otras áreas. Por otra parte, la región que se presenta principalmente como exportadora es el COMAHUE, que posee un 22% de la potencia instalada.

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La distribución de generación y demanda en regiones geográficas demues-tra una alta concentración de demanda en el área de Gran Buenos Aires y el Litoral, haciendo que el sistema de transporte resulte limitado en la posibi-lidad de garantizar el suministro con los niveles de calidad, confiabilidad y optimización de recursos, como se espera de los sistemas eléctricos.

En la Figura 2 se presenta la evolución que ha tenido la Potencia Máxima Consumida durante el período 1992 a 2009.

Figura 2: Evolución de la potencia máxima anual consumidaen el período 1992-2009 (@CAMMESA)

En la Figura 3, se presenta, para el mismo período, la evolución de la Po-tencia Instalada, discriminada por tipo de generación (TV- Turbo Vapor, NU- Nuclear, HI - Hidráulico, TG: Turbo Gas, CC - Ciclo Combinado, DI - Diesel).


Figura 3: Evolución de la potencia instalada por tipo de generaciónen el período 1992-2009 (@CAMMESA)

En el gráfico se observa que durante los últimos años se ha incrementado la generación del tipo térmica convencional, con dependencia de los hidrocarburos.

A fin de realizar una comparación de ambas evoluciones, se consideran los datos de Potencia Máxima Consumida y Potencia Instalada para los años 2004 y 2009, correspondiendo 15600 MW y 19566 MW como valores de Poten-cia Máxima Consumida, mientras que las Potencias Instaladas fueron 23302 MW y 27045 MW, respectivamente. Para dichos valores se determinan las tasas medias de crecimiento anual, lo cual implica para el período de 5 años que la tasa de crecimiento anual de la Potencia consumida ha sido de 4,6%, mientras que para el mismo período la Potencia instalada se ha incrementado con una tasa anual del 3%, evidenciando un retraso en el seguimiento del cre-cimiento que ha tenido la demanda.

Con el mero objetivo de visualizar lo que estamos diciendo, planteamos un sencillo ejercicio de considerar, al mediano plazo, que la tasa media de crecimiento de la demanda es del 4,5% y se plantea determinar la generación necesaria a futuro, contemplando que la relación entre potencia instalada y máxima potencia consumida mantenga la misma relación que la existente en el año 2009.

Bajo dichas premisas, se obtienen los valores presentados en la Tabla II, en la cual la última columna corresponde a la generación adicional que se debe instalar respecto de la existente en el año 2009.

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Tabla II: Posibles requerimientos futuros de generación

Año P máx [MW] P inst [MW] Gen. a incorporar vs 2009 [MW]

2009 19566 27045 -

2015 25480 35162 8117

2020 31752 43818 16773

Presentada la tabla anterior, se debe destacar que resultan muy impor-tantes los módulos de generación a instalar en pocos años. Por otra parte no se ha considerado que parte del parque generador actual podría ser retirado del servicio por obsolescencia, lo cual implicaría mayor generación a incorpo-rar.

Los módulos de generación que se requieren a futuro, implica un serio desafío para evaluar el tipo de generación que se debe instalar, contemplando que la mayor área deficitaria es principalmente la del Gran Buenos Aires, la cual se encuentra alejada geográficamente de posibles recursos energéticos existentes en el país.

Sin embargo, sobre otro elemento en el que se puede trabajar para que resulten más razonables los emprendimientos a ejecutar, es operar sobre la propia demanda.

A lo largo del día, el consumo resulta variable, de acuerdo a las caracte-rísticas propias del tipo de carga que se posea. En el caso de consumos resi-denciales la variación entre el valle de la madrugada y el pico, que ocurre en horarios vespertinos, puede ser en una relación de 1 a 2. En demandas del tipo industrial las variaciones no resultan tan importantes.

De considerar un esquema de carga medio, se encontrarían diferencias horarias en el consumo, reconociendo en la curva de demanda, un valle y una punta bien diferenciados. Como ejemplo en la Figura 4 se presenta la curva de demanda del día 17 de mayo de 2010, en la que se observa el valle de madru-gada (3 a 5 hs) y el pico vespertino (20 a 22 hs).


Figura 4: Curva de demanda del 17/05/10 (@CAMMESA)

Si pretendemos tratar de controlar la tasa de crecimiento de la demanda, se debería actuar contemplando el ahorro de energía, así como en la optimiza-ción de equipos y procesos, de manera de hacerlos más eficientes, esto permi-tiría la disminución total de la curva de demanda.

Otra forma de actuar sobre la curva de demanda es desplazar consumos del horario de la punta hacia el valle, lo cual se logra con una discriminación tarifaria horaria, que penalice los consumos en el pico de carga. Ésta debe ser reconocida y aceptada por los usuarios, debiendo ser significativa para ellos, de modo que modifiquen sus hábitos de consumo. En este caso no se modifica la energía consumida, sino que se disminuye el valor máximo de la potencia demandada.

A su vez, se puede disminuir la relación valle/punta, realizando consu-mos específicamente en los horarios de valle. Esto ocurre actualmente con las centrales del tipo de bombeo, en las cuales en este horario se transforman en demanda, para luego generar en el horario de punta. En estos horarios es en los cuales deberían conectarse las futuras tecnologías de almacenamiento, o bien los vehículos eléctricos.

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Finalmente, otra acción a contemplar es la reducción de la punta, con-templando cargas interrumpibles e implementando lo que se considera como gestión automática de carga.

4. Desarrollo del Sistema de transmisión en 500 kV

Si bien hemos señalado los orígenes del sistema de transporte en 500 kV y su situación actual, resulta significativo presentar algunos antecedentes que fueran contemplados años atrás.

La Figura 5 corresponde a estudios de planeamiento finalizados en el año 1983, donde se presenta el sistema argentino para el año 2000. Al realizar este estudio, se consideró que en el año 2000 la demanda máxima sería de 21860 MW y estarían incorporadas las siguientes centrales: Piedra del Águila (1400 MW), Yacyretá (2700 MW), Corpus (4280 MW), Garabí (900 MW), Roncador (1400 MW), Paraná Medio Sur (2450 MW), Michihuaho (600 MW), Atucha II (690 MW), Nuclear Cuyo (690 MW), Nuclear NOA (690 MW). Gran parte de estas obras no se ha concretado.

En la Figura 6 se presenta el actual sistema de transmisión, considerando las obras que se concretarán en el corto plazo. Se estima que las mismas esta-rán finalizadas hacia mediados de esta década. A su vez, para este esquema, se considera que las posibles centrales que ingresarán serán: granjas eólicas en el sistema patagónico (1800 MW), generación hidráulica en Santa Cruz (1740 MW), hidráulico en Comahue (900 MW), Gastre - eólico (1300 MW), Cordón del Plata (1500 MW) y generaciones hidráulicas en Cuyo (800 MW).

En la comparación de ambas propuestas, queda en evidencia la diferencia de criterios en el tipo de recurso a utilizar. En el año 1983 se consideraban centrales hidráulicas importantes en el NEA y generación nuclear que no se encuentra prevista actualmente, mientras que actualmente se contemplan como futuras centrales las eólicas del sur del país y algunas hidráulicas, no encontrándose previstos, por el momento, los importantes aprovechamientos hidráulicos del litoral.

Respecto del desarrollo de la red, si bien en la propuesta del año 1983 se observa gran cantidad de líneas en el litoral, asociadas a los grandes aprove-chamientos hidráulicos del NEA, las líneas hacia el sur, NOA-NEA y Coma-hue-Cuyo, ya se planteaban hace más de dos décadas, a pesar de que las cen-trales propuestas no resultan coincidentes con las planificadas actualmente.


Figura 5: Propuesta de desarrollo de la red, presentada en el año

1983, considerandoal sistema en el año 2000

Figura 6: Sistema de transmisión actual y obras en ejecución

El sistema de transmisión en alta tensión ha funcionado en forma radial durante casi 40 años, si bien las nueva líneas Comahue-Cuyo y NOA-NEA tienden a mallarlo, la red que se conforma es débil.

El desarrollo de la infraestructura de nuestra red ha sufrido serios retra-sos, lo cual ha llevado a que el sistema de transporte se encuentre muy exigido ya que existen corredores saturados. Se han presentado problemas para man-tener el nivel de tensión en valores admisibles, además de la falta de capacidad de transformación en varias regiones. Bajo estas circunstancias, la operación de la red se torna compleja. Se requiere realizar adaptaciones a la misma, para lo cual se ha recurrido al uso de automatismos, que permiten la conexión/des-conexión de equipos de compensación de reactivo o bien el corte de generación y/o de demanda.

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La implementación de automatismos permite ampliar la transmisión con inversiones menores, pero la complejidad que éstos introducen en la operación hace que disminuya la confiabilidad e incrementa la potencia cortada ante falla en los equipos existentes. Bajo dichas condiciones, se objeta fuertemente el nivel de confiabilidad con el que opera el sistema.

Para revertir la situación planteada, se requiere la incorporación de obras de ampliación del sistema para transformarlo con la robustez que el mismo amerita. Las obras a realizar implican la construcción de líneas e incorpora-ción de nuevos transformadores.

Para los niveles de transmisión que se están analizando, considerando la existencia de fuentes de energía primaria que deberán abastecer demandas lejanas en forma puntual, deberán incorporarse otras tecnologías en lo que se refiere a la generación de energía eléctrica, a la transmisión de la misma y al control del crecimiento de la demanda de energía.

Por otra parte, las últimas centrales que se incorporaron a la red depen-den de la disponibilidad de combustibles fósiles, mientras que los futuros proyectos de generación se encuentran muy distantes de la demanda, lo cual introduce un gran desafío al sistema de transmisión, debiendo evaluarse la incorporación de vínculos en corriente continua, los cuales a su vez introducen ciertos beneficios para las condiciones de control en los sistemas eléctricos.

Una importante discusión deberá plantearse, a fin de comenzar a conside-rar en el mediano y largo plazo la incorporación de grandes aprovechamientos hidráulicos e incrementar la generación nuclear. Por otro lado, resulta una incógnita importante evaluar si la demanda continuará con las actuales ca-racterísticas.

5. Factores de cambio para el sector

Debido a su facilidad de uso y bajo impacto del medio ambiente, en el pun-to de uso final, el consumo eléctrico está creciendo constantemente.

Este crecimiento se produce a nivel mundial, con características que de-penden de la región y del desarrollo de la sociedad a la cual se abastece, por lo cual se observa un crecimiento con diferentes ritmos.

Por un lado, se debe prestar especial atención a que, en numerosos países, aún hay 2 millones de personas que no tienen acceso a la electricidad, esto requiere acciones inmediatas, para lo cual resulta necesaria la adopción de respuestas técnicas específicas, como por ejemplo la utilización de generación distribuida del tipo fotovoltaica, biomasa o bien pequeños aerogeneradores.


Por otra parte, en otros países en desarrollo con altos estándares de con-fort, se observa la utilización de la electricidad en nuevas aplicaciones, o bien el reemplazo de otras formas de energía por electricidad, resultando en un consumo cada vez mayor. Se vislumbran en los hogares nuevos consumos, ya sean por nuevos electrodomésticos, como por la inserción del transporte eléc-trico (conexionado de vehículos eléctricos para su carga), con gran tendencia a la incorporación de otros servicios basados en tecnología de la información.

Resultarán más exigentes los requerimientos del suministro, exigiendo mayores estándares en calidad, confiabilidad y economía.

Es un hecho indiscutible que con estos nuevos usuarios veremos un signi-ficativo desarrollo y cambio en el consumo de electricidad, evidenciando estas modificaciones en el volumen, en la naturaleza y en el espacio físico que debe ser abastecido.

Como contrapartida a este crecimiento de la demanda, un problema que resulta importante es la aceptación pública de la infraestructura que requiere el sistema eléctrico, especialmente para las nuevas obras. La escasez de espa-cio disponible para nuevas infraestructuras en lugares de alta concentración de población, los problemas de ocupación e impacto visual que generan estas obras, la preocupación de la población por el hipotético efecto de campos mag-néticos en la salud, la existencia de perturbaciones eléctricas, ruido, etc., ge-neralmente originan en la población el rechazo y oposición a la realización de nuevas obras, las que resultan fundamentales para poder brindar el servicio eléctrico.

Se vislumbra para el mediano y largo plazo que la electricidad es la forma preferida de energía para abastecer los requisitos de la sociedad moderna.

Sin embargo, los principales puntos adversos que se han planteado para este tipo de insumo es la generación de electricidad a partir de combustibles fósiles, a los que se asocia un impacto importante sobre el calentamiento glo-bal por la emisión de carbono y, al mismo tiempo, el rechazo al desarrollo de la infraestructura de transmisión, distribución, y generación (particularmente las centrales nuevas que no contemplan fuentes primarias renovables). En consecuencia, los retos para el sector son sustanciales.

Con el fin de satisfacer las demandas de los consumidores, se debe con-templar todo tipo de recurso para la generación de energía eléctrica, en par-ticular las fuentes de energía renovables, como por ejemplo, la energía solar y eólica, las que tendrán que estar totalmente desplegadas e integradas en la alimentación del sistema. Por otra parte, este tipo de energía se caracteriza por la falta de flexibilidad para su despacho y, ante la intermitencia del recur-so primario, surge la necesidad de desarrollar nuevas tecnologías para prever el almacenamiento de energía.

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La eficiencia energética tendrá que ser mejorada en cada nivel, lo que implica reformas en la generación, transmisión, distribución y consumo de electricidad. Se han incorporado nuevas y estrictas normas ambientales que rigen de manera significativa el desarrollo futuro del sistema.

Otros aspectos son el desarrollo del mercado energético considerando las transacciones de venta al por mayor y al por menor, requiriendo la compati-bilización de normativa entre países, considerando aspectos técnicos, econó-micos, regulatorios y ambientales, a fin de optimizar recursos e intercambios regionales.

En consecuencia, el sistema de energía eléctrica del futuro será diferente.

6. Líneas estratégicas

CIGRÉ, “Conseil International des Grands Réseaux Électriques”, es una sociedad internacional permanente no gubernamental creada en 1921, sin fi-nes de lucro, con sede central en París, reconocida mundialmente como una organización líder en sistemas eléctricos de potencia, que cubre aspectos técni-cos, económicos, de medio ambiente, de organización y regulatorios.

CIGRÉ tiene Comités Nacionales que la representan en 57 países, y po-see 16 Comités de Estudios (CE) en los que participan especialistas afines a la temática que se evalúa en cada uno de ellos. Su objetivo es el desarrollo y difusión del conocimiento técnico en las áreas de generación y transmisión de energía eléctrica en alta tensión y en algunos aspectos de distribución, que hacen al funcionamiento del sistema. Trata todos los temas de principal inte-rés en el campo de electricidad, como por ejemplo, organización de empresas de servicios públicos, desarrollo y adecuación de redes, optimización de man-tenimiento, expectativa de vida útil de equipamiento, impacto en el medio ambiente, etc.

Ante los nuevos cambios que se avizoran en el sector eléctrico, CIGRÉ ha definido 4 líneas estratégicas a desarrollar para el período 2010-2020, las cuales se encuentran íntimamente vinculadas entre si. Ellas son:a) Los sistemas de energía eléctrica del futurob) Mejor uso de los sistemas de potencia existentesc) Enfoque sobre el medio ambiente y sustentabilidadd) Comunicación para el público y los responsables de decisiones

Desarrollaremos estas líneas estratégicas:


a) Los sistemas de energía eléctrica del futuro

Considerando los escenarios, visiones y tendencias presentadas por los diversos órganos científicos y técnicos sobre el tema de los sistemas eléctricos en el futuro, básicamente se pueden señalar dos áreas claves para el desarro-llo de las redes: • Los sitios donde se ubican fuentes renovables de generación de energía a

granel, como la eólica y la solar o bien recursos hidráulicos de gran porte, suelen encontrarse muy alejados de las ubicaciones de los centros de carga. En nuestro país, los recursos hidráulicos (Comahue, Yacyretá, sur patagó-nico) y eólicos (patagonia) se encuentran a miles de kilómetros del centro de carga de Gran Buenos Aires. Con el fin de aprovechar estos recursos “ver-des”, es decir, no perder esa energía renovable, se requiere el transporte de energía a granel a grandes distancias (ya sea por tierra, o bien submarino), pudiendo ser estos vínculos en corriente alterna o bien corriente continua. En todos los casos la variabilidad temporal y estacional del recurso es un factor significativo, exigiendo fuertes interconexiones entre los sistemas para que se operen en forma segura.

• Por otra parte, los actuales sistemas de energía eléctrica no se encuentran bien equipados para enfrentar el creciente número de pequeños generado-res que se vinculan a la red. Con el uso creciente de estos recursos distri-buidos, la interacción entre la carga y el sistema de suministro se hace cada vez más complejo. Serán necesarias, en un futuro a medio y largo plazo, nuevas arquitecturas para el sistema: sistemas inteligentes en media y baja tensión (microrredes, celdas de combustible); sistemas de almacena-miento de energía de acción rápida; garantizar el acceso a la electricidad a toda la población; ampliación del uso de sensores con capacidad de cómpu-to, medición y control.

b) Mejor uso de los sistemas de potencia existentes.

Paralelamente a los nuevos desarrollos de la red y sus dinámicos cambios, se debe considerar el sistema actual, contemplando la gestión y uso eficiente de los activos; extensión de la vida del equipamiento crítico, asociado ello a metodologías de mantenimiento y monitoreo; optimizar la performance de la red, mejorando la estabilidad del sistema y su recuperación; mejor aprove-chamiento de los actuales derechos de paso en los electroductos existentes, mediante el uso de nuevos conductores, aumento de la tensión o vínculos en corriente continua.

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c) Enfoque sobre el medio ambiente y sustentabilidad

Al referirnos a eficiencia no sólo se contemplan los dispositivos de uso final que consumen energía, sino también se considera la eficiencia general del sistema eléctrico.

El aumento de las pérdidas puede resultar del flujo de energía de fuentes renovables intermitentes (y carga). Deben ser estudiados el rendimiento y las pérdidas inherentes a los diferentes principios de transmisión (por ejemplo, AC, DC, híbrido).

Los cambios climáticos pueden dar lugar a condiciones más extremas para el clima, lo que significa nuevas condiciones de diseño para la infraes-tructura, debiendo ser más robusta y menos vulnerable. Las normativas na-cionales, las nuevas normas y el grado de estandarización entre los distintos países directamente o indirectamente influyen en el desarrollo de la red eléc-trica. Bajo la influencia del medio ambiente, consideraciones técnicas y/o los aspectos económicos pueden no tomarse plenamente en cuenta en las decisio-nes políticas.

Cuando el sistema es controlado y operado por sofisticadas herramientas de tecnología de la información, mayor es su complejidad y vulnerabilidad a influencias externas, tales como sabotaje. La seguridad cibernética es por tan-to una de los temas a garantizar.

d) Comunicación para el público y los responsables de decisiones

Con la creciente conciencia del público sobre temas ambientales y econó-micos, relacionados con el sistema de potencia, la posibilidad de malos enten-didos entre los servicios públicos, y los grupos ecologistas, es cada vez mayor.

En general, está disminuyendo la aceptación del público a nuevas insta-laciones en zonas densamente pobladas. Un buen ejemplo es la no aceptación de una mayor utilización de los electroductos existentes, y el rechazo a la crea-ción de nuevos, en particular en lo que respecta a las líneas aéreas. En muchos casos las soluciones tecnológicas existen, aunque ello signifique aumentar los costos.

Sin embargo, los problemas subyacentes de los debates sobre los sistemas de alimentación, por lo general, no están adecuadamente respaldados por he-chos científicos-técnicos que posean un objetivo nivel de análisis.

Resulta imprescindible disponer de información técnico-científica impar-cial, que resulte comprensible para información del público y los políticos res-ponsables de las tomas de decisión.


7. Evolución de los sistemas eléctricos

Analizando el desarrollo de los sistemas eléctricos durante el siglo XX y lo que se vislumbra del siglo XXI, se observan cambios estructurales en varios aspectos.

En la Tabla III se presenta una comparación de las principales caracte-rísticas de la red del siglo XX y las nuevas características que tendrá la red en el siglo XXI.

Tabla III: Características de la red del siglo XX y siglo XXI

Siglo XX: Siglo XXI: Protecciones Electromecánicas. Protecciones Digitales.Comunicación unidireccional. Comunicación bidireccional.Generación centralizada. Generación distribuida.Sistema jerárquico. Red.Algunos sensores. Muchos sensores.Ciego. Auto-monitoreado.Recuperación manual. Auto-recuperación.Fallas y colapsos. Adaptación e islas.Ensayos y chequeos manuales. Ensayos y chequeos remotos.Control limitado. Control generalizado.Pocas decisiones de los clientes. Muchas decisiones de los cliente.s

Además de estos significativos cambios tecnológicos, lo que genera el ma-yor impacto en los nuevos sistemas eléctricos es el tipo de relación que tendrá el usuario con el sistema.

Mientras que en el siglo pasado, los usuarios eran únicos, no participaban en el sistema, se encontraban en un mercado que les resultaba restringido, la evaluación de la calidad del servicio eléctrico se realizaba por resultados (ex post), la respuesta a las posibles contingencias era orientado a la recuperación del servicio “post-falla”, pudiendo ser el sistema vulnerable a terrorismo o bien catástrofes naturales. En las futuras redes inteligentes, los usuarios estarán involucrados con el sistema, contarán con mayor información e intervendrán activamente en las tomas de decisiones. Existirán mercados integrados con nuevos mercados para los usuarios; si bien la calidad del suministro eléctrico resulta prioritaria y con mayores estándares, habrá diversos niveles de cali-dad asociados a los correspondientes niveles tarifarios, lo cual permitirá que el usuario opte por el nivel de calidad que desee en el servicio. La medición generalizada de parámetros en la red estará orientada a la prevención y mi-

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nimización del impacto en los usuarios, fortaleciendo el nivel de seguridad resultando resistente a ataques y desastres naturales, se caracterizará por el automatismo en la detección e inmediata respuesta a los problemas.

Por otra parte, y como lo hemos señalado precedentemente, existirán nue-vos tipos de demandas, las cuales serán abastecidas en forma automática de-pendiendo de las prioridades que defina el usuario. Esto implica equipamiento que cuente con posibilidades de comunicación a un controlador centralizado que actúe en forma inteligente. El usuario define el consumo dependiendo de la tarifa.

Este controlador corresponde a los nuevos tipos de medidores que se ten-drán a nivel domiciliario, los que actuarán dependiendo de la información pro-pia del usuario y la que reciba desde la red de suministro. De esta manera, los electrodomésticos con inteligencia incorporada podrán reducir su demanda ante señales externas que indiquen que la red eléctrica está sobrecargada, o bien se activan cuando los índices de energía están más bajos.

Estas posibilidades de conexión/desconexión permitirán reducir exigen-cias extremas a la infraestructura de la red eléctrica incrementando drástica-mente su seguridad.

Accionar directamente sobre la demanda, permite lograr el mayor impac-to en la reducción de las pérdidas del sistema. Para ello resulta imprescindible la interacción entre compañías eléctricas y de comunicaciones, requiriendo la estandarización y certificación de los dispositivos inteligentes de energía y las interfaces de comunicaciones, para permitir el control del uso de la energía.

Respecto a la evolución de la generación de electricidad, uno de los aspec-tos más importantes de los sistemas basados en energías renovables es la co-rrelación temporal entre demanda y generación, porque cambian los conceptos básicos de los sistemas de generación convencionales. La clave para aprove-char estos recursos es la adaptación de la demanda al suministro (control de demanda) y no al contrario.

Indudablemente lo que hemos señalado en la evolución de los sistemas eléctricos requiere el acercamiento integrado o convergente entre los sistemas eléctricos y de comunicaciones.

Un nuevo desafío es combinar los sistemas de energía eléctrica y comu-nicaciones en un entorno unificado de control y gestión para la utilización eficiente y efectiva de los recursos.

Las compañías eléctricas, que ya tienen desplegadas redes de fibra ópti-ca, están buscando nuevas formas de utilizar toda su capacidad. También se pueden utilizar como infraestructura para el despliegue de fibras las redes de distribución de gas, de agua o las carreteras.


Por lo tanto aquí es donde está la clave, el cambio de paradigma del siste-ma energético apoyado en el cambio de paradigma, que ya se ha producido, en el sistema de comunicaciones.

Respecto al objetivo de optimizar los recursos naturales y sociales, se ha observado en las últimas décadas que han sido priorizados en manera diversa, los factores denominados AEI (Ambiente, Economía e Ingeniería).

En los países que requieren aún desarrollarse el orden de prelación es que la Ingeniería precede a los temas de Economía y finalmente queda el Ambien-te. En los países industrializados antecede a todos la Economía para luego contemplar el Ambiente y concluir con Ingeniería. Los órdenes citados ante-riormente no resultan compatibles con la responsabilidad a futuro, para lo cual se deberá priorizar Ambiente, por encima de la Economía concluyendo con la Ingeniería.

8. Desafíos planteados

Los cambios que hemos señalado se orientan fundamentalmente a: redu-cir los costos mejorando los negocios y la eficiencia en la operación; mejorar e incrementar los objetivos de Confiabilidad - Seguridad - Calidad; minimizar posibles impactos adversos al ambiente; migrar hacia sistemas “inteligentes”.

Planteados en forma resumida estos desafíos, los mismos requieren: el desarrollo de un amplio rango de nuevas tecnologías; la creación de nuevos equipamientos, contemplando la exploración e incorporación de nuevos ma-teriales.

Para concretar estos desafíos, se requieren fuerzas de trabajo altamente informadas, capacitadas y con poder de decisión, por lo tanto la formación de recursos humanos se transforma en un tema estratégico.

A pesar de ello, es un problema generalizado el no contar en la pobla-ción activa con la suficiente oferta técnica que permita satisfacer los reque-rimientos impuestos por el sector. En este sentido se deben evaluar distintos aspectos: por un lado, el déficit de egresados en carreras de ingeniería, con-templando en ello cuestiones “vocacionales” y de abandono de estudios y por otra parte la rápida obsolescencia de algunos conocimientos de aplicación, que experimentan quienes ya se encuentran en el sector productivo.

Esta situación planteada en forma general para las distintas ramas de la Ingeniería, resultan aún más críticas en el área de Ingeniería Eléctrica, la cual se enfrenta a una gran merma en el capital humano vinculado a esta carrera. Por un lado la falta de nuevos profesionales basado esto principalmente en la

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falta de reconocimiento social que posee la carrera y, a su vez, en preconceptos de los jóvenes que consideran a la temática de la carrera como antigua, con limitadas oportunidades para innovar o bajo desarrollo de empleo. Por otra parte, además de los rápidos cambios tecnológicos que requieren una cons-tante formación de los profesionales activos, se suma en un futuro cercano el retiro de un importante porcentaje de quienes hoy se encuentran en actividad.

Indudablemente, la manera de revertir esta situación es invirtiendo en educación y ciencia, investigación y desarrollo y fundamentalmente en el apo-yo al desarrollo de los jóvenes.

No se concibe desvincular el desarrollo socioeconómico y cultural de un país de sus avances en ciencia y tecnología, o de su aplicación para resolver sus problemas más importantes.

Las transformaciones que la economía mundial ha sufrido en las últimas décadas han hecho que el éxito, y aún la viabilidad, de las naciones, dependan fundamentalmente de la calidad del conocimiento puesto en juego en sus pro-cesos productivos.

9. Electricidad y comunicaciones

Hemos señalado la fuerte vinculación que se tendrá entre los sistemas eléctricos y las comunicaciones, por lo tanto podríamos plantear una hipotéti-ca evaluación del desarrollo que han tenido ambos sistemas.

Supongamos que Thomas Alva Edison y Alexander Graham Bell fueran transportados de alguna manera al siglo XXI, y se les presentaran sus respec-tivas invenciones, lo que encontraría cada uno de ellos resultaría muy distinto.

Por una parte, los sistemas eléctricos se han desarrollado en forma simi-lar a la planteada por Edison, con generadores y conductores para la transmi-sión de energía para abastecer la demanda. Sin embargo las comunicaciones han sufrido fuertes modificaciones, ya no resultan necesarias las líneas tele-fónicas, reconozcamos que tenemos comunicaciones interoceánicas en forma inalámbrica, con transmisiones de texto, imágenes y datos en general.

Por lo tanto, es de esperar que para Bell, le resultaría muy dificultoso reconocer su invención y seguramente estaría deslumbrado con la tecnología desarrollada en los últimos años. A su vez Edison estaría familiarizado con el actual sistema eléctrico, ya que le resultaría muy similar a su creación.

Aunque este experimento mental dice mucho respecto de las apariencias de lo que ha sido el impacto de estos sistemas en la sociedad moderna, debe-mos señalar que al celebrar el comienzo del siglo XXI, la Academia Nacional


de Ingeniería de USA pretendió identificar el más importante logro de la In-geniería del siglo XX.

La Academia ha compilado una lista de veinte estimables logros que han afectado a casi todos en el mundo desarrollado, evaluando el impacto que han tenido en mejorar el estándar de vida de la población en general.

Ante estos criterios de evaluación, se podría considerar que tanto el telé-fono, como las computadoras o el uso de internet, han sido emblemáticos en la sociedad moderna, habiendo modificado, además de las características de ejecución del trabajo, los hábitos de comunicación (correos electrónicos, chat, redes sociales, etc.). Sin embargo, en el listado de los 20 logros del siglo XX, el teléfono figura 9°, las computadoras 8°, mientras que internet figura en el 13° lugar.

Si estos desarrollos tuvieron esas posiciones en el listado, resulta signifi-cativo el que ocupe el primer lugar.

Se ha considerado que el mayor logro de la ingeniería en el siglo XX ha sido la Electrificación.

Esta elección no resulta sorprendente, basta con tratar de imaginar algu-na actividad en la sociedad moderna en la cual no se encuentre involucrada la utilización de la energía eléctrica. Sin ella no sería posible la vida moderna, en la forma en la que actualmente la concebimos.

Finalmente, los 20 mayores logros de la Ingeniería en el siglo XX han sido:1. Electrificación 2. Automóvil 3. Avión 4. Abastecimiento y distribución de agua5. Electrónica 6. Radio y Televisión 7. Mecanización Agrícola 8. Computadoras 9. Teléfono 10. Aire Acondicionado y Refrigeración 11. Carreteras 12. Astronave 13. Internet 14. Imágenes 15. Electrodomésticos 16. Tecnologías de Salud 17. Petróleo y Petroquímica Tecnologías

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18. Láser y la óptica de fibra 19. Tecnologías Nucleares 20. Materiales de alto rendimiento

10. Reflexiones finales

La Ingeniería eléctrica se ha convertido en una de las mayores industrias existentes. El sistema eléctrico es la mayor máquina que haya construido el hombre, ya que su extensión ocupa países y continentes. Esta máquina debe funcionar con altos estándares de calidad y confiabilidad, durante las 24 hs del día, los 365 días del año, y ante cualquier inconveniente o falla en su funciona-miento, queda inmediatamente en evidencia ante terceros.

Resulta oportuno recordar la definición de “sistema” como conjunto es-tructurado de elementos concebibles en forma independiente, que tienen un ob-jetivo en común el cual no pueden lograr en forma individual. El objetivo de los sistemas eléctricos de potencia es abastecer la demanda en la cantidad que la misma es requerida, con altos estándares de calidad y confiabilidad, optimi-zando los recursos naturales y sociales.

Indudablemente, durante el siglo XX, la ingeniería eléctrica ha hecho un excelente trabajo en satisfacer las necesidades energéticas, convirtiéndose en una necesidad básica en la sociedad moderna. Es uno de los principales pilares de nuestra civilización, junto con alimentos, agua, salud y educación, brinda una contribución sustancial al desarrollo social y económico de la humanidad.

Con humildes comienzos en la década de 1880, con incertidumbre res-pecto a lo que significaba su aparición y sobre todo su desarrollo, tal como lo evidenciamos en la historieta de 1881, hemos visto que ha sido considerada el mayor logro de la Ingeniería en el siglo XX.

Por lo tanto, el nuevo y gran desafío que se presenta para la energía eléc-trica, en el siglo XXI, es “Superarse a sí misma”.

11. Referencias bibliográficas

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INCORPORACIÓN DE LA ING. PATRICIA LILIANA … · eléctrico y económico de redes de potencia,...

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