Innovadora forma de transportar energía bajo tierra

En Alemania, Herrenknecht desarrolló una nueva técnica para transportar electricidad generada por parques eólicos del norte al sur de Alemania, bajo tierra y sin estropear los campos que atraviesa. El desafío fue posible gracias a HELUKABEL y su solución a medida: el diseño de un cable extremadamente pequeño capaz de transportar energía equivalente a la utilizada para alimentar dos hogares a una distancia de 1.500 metros.


Berlín, 2 de julio de 2015: en la cumbre de energía, la coalición de gobierno vota para expandir las líneas de energía. Una de las decisiones centrales: la electricidad eólica generada en el norte del país debe ser transportada al sur a través de nuevas líneas de corriente continua. Y donde sea posible, los 2.400 kilómetros de líneas de transmisión de alta tensión de CC deben ser colocadas bajo tierra.

Varel, 10 de noviembre de 2017: Tobias Engel está parado en el barro mientras la fina aguanieve cae sobre su casco. Hace frío y es inhóspito -y hay mucha actividad a su alrededor-. Un tubo de elevación de nueve metros de largo colgado de una grúa está a punto de ser bajado al pozo de construcción. «Cuando este tubo esté fuera del camino, habremos completado el segundo recorrido del tubo», dice Engel. Es el director del proyecto de I+D de túneles de utilidad de la empresa Herrenknecht. Con sede en Schwanau, en el borde de la Selva Negra, la empresa es conocida por sus impresionantes máquinas perforadoras de túneles. Junto con sus colegas, Engel ha desarrollado una técnica que a primera vista parece poco impresionante: E-Power Pipe®. Este concepto hace factible la resolución de los representantes del gobierno de Berlín de tender líneas eléctricas bajo tierra. También es la razón por la que Engel se encuentra actualmente en medio de una obra de construcción en Baja Sajonia, ya que aquí es donde E-Power Pipe® se está utilizando por primera vez desde su lanzamiento al mercado.

Bajo tierra y a larga distancia

Caminando por la obra, Engel explica por qué E-Power Pipe® es tan revolucionario: «Con la técnica convencional de cortar y cubrir, primero hay que quitar una franja de 45 metros de ancho de la tierra superior, seguida de las capas de tierra del perfil de zanja correspondiente. Cada capa tiene que ser almacenada en una pila separada y colocarse de nuevo después en el mismo orden cuando el trabajo se haya completado. Esto hace que sea un proceso extremadamente costoso con un enorme impacto en la naturaleza», explica. En particular, las zonas densamente pobladas y los tramos de rutas con muchos obstáculos físicos, como los barrios residenciales, las reservas de agua y naturaleza protegidas y los terrenos militares, plantean problemas a los planificadores.

Hasta ahora, no ha habido ninguna alternativa, ya que los cables deben tenderse justo debajo del suelo, a una distancia específica, y con la mayor precisión posible a lo largo de grandes distancias. Todas las soluciones anteriores sin zanjas para los cables subterráneos han fracasado debido a problemas de costo, seguridad y tiempo. Se espera que E-Power Pipe® cambie esto. «Ahora somos capaces de conseguir tramos de tubería que superen los 1.000 metros. Esto significa que podemos perforar esta distancia de una sola vez a una profundidad de sólo 1,5 metros bajo tierra.

E-Power Pipe
(Clic en la imagen para ampliarla)

Schwanau, 10 de noviembre de 2017: Cuando mira por la ventana de su oficina, Stefan Pabst ve praderas, campos y líneas eléctricas aéreas. Estas últimas deberían empezar a desaparecer del paisaje en el futuro gracias a su trabajo. Stefan Pabst es el director de ingeniería de procesos de Utility Tunnelling en Herrenknecht. Junto con su colega, Michael Huser, ha equipado la máquina para hacer túneles con la electrónica y el software necesarios para la nueva técnica. No fue una hazaña fácil, ya que su diámetro exterior de 490 milímetros dejaba poco espacio para los componentes necesarios. «La falta de espacio para la fuente de alimentación y la comunicación de datos también fue un dolor de cabeza. Tuvimos que encajar ambos en un solo cable de menos de 70 milímetros de diámetro», recuerda Pabst. Los cables separados estaban fuera de discusión: «Cuando se instalan los nuevos tubos de conexión, es necesario acoplar los cables de forma rápida y sencilla. Se necesitan unos doce minutos para empujar una tubería hacia adelante, y si el acoplamiento tarda demasiado tiempo, perdemos el beneficio de nuestro buen tiempo de tunelización. Dos cables serían demasiado engorrosos. Lo que necesitábamos era un solo cable multiuso», dice Pabst. Pero no existía una solución estándar. Así que se puso en contacto con Rainer Maier, el director regional de ventas de HELUKABEL: «Le dije que necesitábamos un cable capaz de transmitir 22 kilovatios a 690 voltios, y que también debía incluir un cable de datos», explica Pabst. No es una tarea fácil: «El desafío de transportar energía, equivalente a la cantidad utilizada para alimentar dos hogares, a través de un cable extremadamente pequeño a una distancia de 1.500 metros no es una cuestión sencilla», señala.

Potencia máxima, mínimo diámetro

Rainer Maier supo inmediatamente que un cable híbrido para la transmisión de energía y datos era la solución. «La gran experiencia adquirida en anteriores proyectos conjuntos facilitó la tarea de nuestros expertos en desarrollo en Windsbach», dice. Centrándose en un diámetro pequeño, el equipo se puso manos a la obra y pronto presentó a Stefan Pabst y Michael Huser una primera sugerencia: un cable de alimentación de sección transversal de 25 milímetros cuadrados (4 AWG). «Pero entonces las especificaciones cambiaron y se necesitaba más energía, por lo que el actual cable tiene ahora una sección transversal de 35 milímetros cuadrados (2 AWG). A través de la disposición inteligente de los diversos componentes, fuimos capaces de reducir aún más el diámetro», informa Maier. Esto ayudó enormemente a Herrenknecht con el diseño del conector, dice Stefan Pabst: «Como esto ocupa aún más espacio, el pequeño diámetro del cable era esencial para mantener el diámetro del conector por debajo del máximo de 70 milímetros.

El Equipo

El cable hecho a medida para Herrenknecht contiene una gran experiencia. El director regional de ventas de HELUKABEL, Rainer Maier (centro), Michael Huser (izquierda) y Stefan Pabst (derecha) están satisfechos con el resultado.

Dos más tres

Los socios para el desarrollo también procedieron paso a paso con el diseño de los componentes del cable de transmisión de datos. «Inicialmente teníamos la intención de tener dos conductores de datos», explica el ingeniero electrónico de Herrenknecht, Michael Huser. «Uno para la navegación y otro para el control. Sin embargo, cuando nos dimos cuenta de que necesitábamos un control aún más preciso de la máquina tuneladora, tuvimos que añadir un segundo sistema de navegación que significaba un par de conductores adicionales para el bus CAN». Los expertos de Windsbach lo hicieron posible creando un impresionante paquete completo que contenía un cable de cinco componentes y pequeño diámetro para tensiones entre 375 y 690 voltios. Hoy en día, la solución de HELUKABEL alimenta los dos sistemas de navegación, la unidad de control y la cabeza de perforación, a la vez que asegura una comunicación de datos fiable entre la máquina y la consola de control.

Fuente: Revista POWER


HELUKABEL
Empresa de capital alemán dedicada a fabricar y proveer cables especiales y accesorios. Con una cartera de más de 33 000 productos en stock, ofrece a sus clientes sistemas de cableado con tecnología de punta para aplicaciones industriales, de infraestructura y oficina. Hoy en día HELUKABEL cuenta con 49 oficinas de venta y producción en 30 países, convirtiéndose en un socio confiable para sus clientes de todas partes del mundo.

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