29 de junio de 2021 + Casos de Estudio
Llevar electricidad a gran escala a la remota isla de playas blancas de Gran Caimán hace más de cinco décadas fue una hazaña de ingeniería en sí misma.
Los cargueros surcaron el océano Atlántico transportando turbinas, generadores, transformadores y millas de cables hasta la isla paradisíaca, ubicada 217 millas al sudoeste de Cuba. También se tuvo que establecer un suministro de combustible suficiente. Luego, los equipos de Caribbean Utilities Company, Ltd. (CUC) tuvieron que instalar una red eléctrica lo suficientemente robusta como para soportar el sol intenso, la corrosión del agua salada y las tormentas tropicales.
Con el tiempo, los semáforos guiaron a los automovilistas por toda la isla, los aires acondicionados zumbaron y el primer avión Boeing 727 aterrizó en la pista del aeropuerto. La llegada de la electricidad convencional a esta isla de 76 millas cuadradas dio inicio a lo que se convertiría en una meca del turismo y uno de los centros financieros más dinámicos del mundo.
Desde un principio, CUC se ha esforzado por proporcionar energía segura y confiable a las florecientes poblaciones residenciales y comerciales de Gran Caimán. Después de que azotó el huracán Iván en 2004, los trabajadores no solo reconstruyeron la red eléctrica devastada por la tormenta, sino que la mejoraron. Cuando las iguanas provocaron interrupciones del servicio al trepar a los postes y provocar cortocircuitos, CUC resolvió el problema envolviendo las bases de los postes con láminas de metal.
El logotipo de la empresa suministradora de energía, una tortuga marina que corre con un rayo eléctrico, lo dice todo: “Tienes energía”.
Pero hace poco más de una década, los funcionarios de CUC se dieron cuenta de que la electricidad, tan fundamental para esta isla popular, corría peligro. Finalmente, Schweitzer Engineering Laboratories (SEL) resolvió el problema con una estrategia única.
“TENÍAMOS QUE TOMAR MEDIDAS”.
El problema estaba presente en tres de las subestaciones aisladas con gas (GIS) de la empresa suministradoras de energía, donde los componentes están albergados en carcasas metálicas presurizadas con gas para protegerlos de la sal y la arena en el aire de la isla, además de las crecientes de las aguas causadas por las tormentas tropicales.
Los controladores de bahía de las tres subestaciones, instalados por el fabricante a principios de la década de 2000 habían comenzado a fallar. Su capacidad para monitorear, controlar y proteger los componentes de la red eléctrica estaba disminuyendo, explicó Tibbetts.
“Nos enfrentábamos a la posibilidad de interrupciones de servicio sustanciales en toda la isla”, dijo. “Esperar y no hacer nada no era una opción. Sabíamos que teníamos que tomar medidas”.
Tibbetts dijo que, además de perturbar la vida cotidiana de las personas, los cortes prolongados podían acabar con una gran parte de la economía de la isla.
La inquietud más apremiante eran los controladores de bahía en la subestación North Sound de 69 kV, donde la planta de energía diésel de CUC envía la mayor parte de su electricidad. Aleatoriamente, el sistema de control de la subestación dejaba de realizar funciones de rutina, ya sea señalizar las mediciones de presión de gas o transmitir información y datos críticos a la sala de control central. Los ingenieros tenían que reiniciar los sistemas para que volvieran a funcionar correctamente.
“Toda la generación y transmisión de la isla pasa por esa subestación”, dijo Stephen Baker, ingeniero de Tecnología y Desarrollo de CUC. “De manera que, si colapsa, colapsa toda la isla”.
Reemplazar piezas no era una opción porque el fabricante había dejado de fabricarlas.
“El proveedor las había considerado obsoletas y ya no estaba dispuesto a brindar soporte, por lo que nos dejó en una posición vulnerable”, explicó Baker.
Con escasez de piezas de repuesto, la subestación North Sound probablemente fallaría, a pesar de varias capas de defensa contra las interrupciones de servicio. Y si se cortaba el suministro, CUC no tendría ayuda a disposición. La lejanía de la isla brinda un lugar de ensueño para los visitantes, pero también significa que no hay redes eléctricas vecinas a las que recurrir para obtener energía de respaldo.
LA AMENAZA SE TRANSFORMÓ EN UNA OPORTUNIDAD
Aunque solo tiene 22 millas de largo y 8 millas de ancho, Gran Caimán es el territorio británico más grande y poblado de las tres islas, conocido como Islas Caimán. La variada gama de clientes de CUC —desde bungalows residenciales y chiringuitos hasta universidades, grandes hoteles de lujo y bancos con paneles de vidrio— se vería afectada si la subestación fallaba.
Los funcionarios de CUC buscaron una solución más allá de las costas de la isla. Fue un proceso engorroso que dio lugar a respuestas decepcionantes por parte de las empresas de tecnología energética de todo el mundo. Los expertos propusieron renovar los equipos por una suma de al menos $10 millones, que incluía el reemplazo de los módulos de unidad y los controladores de bahía.
“Las opciones que se nos ofrecieron eran, en resumidas cuentas, cambios del hardware GIS para convertirlo a los equipos de interrupción más recientes”, recordó Baker.
Fue entonces que la división de Servicios de Ingeniería de SEL propuso una solución nueva y a medida por una fracción del costo. En pocas palabras, los ingenieros reemplazarían el “cerebro”, el sistema de control principal de la subestación, mientras mantenían intacto el hardware GIS. Para mantener la subestación en funcionamiento, los ingenieros retirarían partes del controlador de bahía en etapas durante el procedimiento.
El proyecto requería una alineación perfecta de tecnología, experiencia y colaboración, dijo Ross Clark, Gerente de Mantenimiento Eléctrico y empleado de CUC durante 20 años.
“Somos una empresa suministradora de energía en una isla pequeña”, dijo. “No teníamos la mano de obra necesaria para hacerlo nosotros mismos; ya realizamos un montón de tareas todos los días”.
Mientras que las propuestas de otras empresas implicaban que los ingenieros de CUC hicieran más trabajo del que podían proporcionar, SEL propuso que sus especialistas llevaran a cabo la integración, programación e instalación. Un estudio de viabilidad confirmó que el enfoque individualizado de SEL cumpliría con los requisitos de CUC.
“Recuerdo que pensé que los ángeles cantaban y que habíamos llegado al final del arcoíris”, explicó Clark. “Nadie más había estado dispuesto a trabajar con nosotros y ofrecer una solución llave en mano para satisfacer el alcance y la complejidad de lo que necesitábamos. Llevó años llegar a ese punto”.
Usando piezas de repuesto del controlador enviadas por CUC, los ingenieros de SEL montaron un laboratorio en la sede de la empresa en Pullman, Washington, para simular la subestación North Sound de Gran Caimán, ubicada a 2,770 millas de distancia. Esa subestación administra el flujo de electricidad que alimenta todo, desde transacciones bancarias y centros de cirugía hasta tiendas de buceo, semáforos y estaciones de carga de automóviles eléctricos. SEL se propuso no solo arreglar el centro neurálgico de la subestación, sino también hacer que funcionara mejor que nunca.
Como neurocirujanos que reparan un cerebro enfermo, los ingenieros pusieron manos a la obra.
“Pudimos instalar condiciones de laboratorio para simular toda la subestación utilizando los relés SEL Axion y SEL para reemplazar por completo sus controladores GIS”, dijo Austin Wade, líder del equipo del proyecto de SEL.
Los ingenieros de SEL pasaron cinco meses probando el sistema modernizado “para asegurarse de que funcionaría como esperábamos y resistiría el uso repetido a lo largo de los años”, explicó Wade.
En marzo de 2016, Wade y sus colegas alcanzaron un hito: la modernización del hardware obsoleto con la sofisticada tecnología SEL había creado un sistema de control de GIS más rápido e inteligente.
“Pudimos replicar e incluso mejorar las funciones del controlador anterior”, dijo Wade.
Ya con la certeza de que la plataforma había sido probada y era factible y asequible, los funcionarios de CUC aprobaron el plan para instalarla en la subestación North Sound.
Los ingenieros de SEL llevaron a cabo el procedimiento “poco a poco” durante nueve meses para mantener la subestación en funcionamiento, recordó Clark de CUC. “El hecho de que pudieran hacer un trabajo tan extenso en la unidad mientras la mantenían operativa fue una gran hazaña”, dijo, y agregó que el nuevo sistema de control ofrece “una inteligencia y una velocidad que no teníamos antes”.
“Mucha gente quiere ofrecernos soluciones comerciales estándar”, dijo Clark. “Pero SEL desarrolló esta plataforma solo para nosotros y desde cero. Representa un nuevo amanecer en la automatización de subestaciones”.
TECNOLOGÍA DINÁMICA, LISTA PARA LA PRÓXIMA TORMENTA
Con la plataforma de SEL instalada, la subestación North Sound ahora puede rastrear señales de perturbaciones en tan solo un milisegundo y responder rápidamente antes de que el problema se agrave. También puede mantenerse al día con la creciente demanda de electricidad a medida que más personas visitan, trabajan y se mudan a la isla.
Más aún, la plataforma, compuesta por los sistemas de control de bahía de subestación, los módulos Axion y los relés de protección de SEL, ha tenido tanto éxito que los funcionarios de CUC están usándola como modelo para reemplazar los controladores obsoletos en las otras dos subestaciones GIS.
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