Por Paulina Tavares
SE MIRAN IMPONENTES. COMO GUARDIANAS. Junto a sierras y atardeceres, a menudo enmarcan fotografías de viajeros y turistas, pero pocos conocen su estructura y la manera en que funcionan. En las carreteras se levanta una tras otra a una distancia de 350 metros en superficies planas y hasta de 1,700 metros en zonas montañosas. A esta distancia se le conoce en ingeniería, construcción o arquitectura como claro interpostal.
El número total de torres de transmisión en el país es difícil de contabilizar. Existen más de 800 diseños en México en los que se toma en cuenta su uso eléctrico y mecánico y la cantidad de energía eléctrica que transportan. Su misión es llevar la energía de una central generadora a una subestación eléctrica, donde ésta se transforma, para, posteriormente, conducirla a hogares, empresas, comercios... Hay torres de suspensión (que solamente sostienen cables), de tensión (deflexión), que se usan para cambiar la trayectoria de la línea, y de remate: aquellas cuya estructura se coloca en la salida de las subestaciones eléctricas; estos usos forman las familias de torres más comunes del Sistema Eléctrico Nacional.
En México la altura de las torres va de los 60 hasta los 137 metros. En sus brazos (crucetas) se aíslan los cables con discos de vidrio. Y en las crucetas superiores (las que están en lo más alto) se alojan cables de guarda para protegerlas de descargas atmosféricas o instalar fibras ópticas para brindar servicios de comunicación.
Su diseño también depende de la condición del terreno. Por ejemplo, en una sierra en Oaxaca donde se libran grandes claros interpostales se intercalan torres de deflexión y remate para soportar los vientos huracanados. Y su diseño cambia cuando se instalan en el mar de Campeche, la Laguna de Cuyutlán, en Colima, o en los corredores que conectan las centrales de generación con los grandes centros de consumo como la Ciudad de México.
Sus modelos toman forma a través de sofisticados softwares como el STAAD o Tower, que pertenecen al inventario de la CFE. Con el modelo tridimensional se simulan las condiciones climáticas o de terreno que enfrentan las torres. Posteriormente, el prototipo se arma a escala natural y se monta en campos de prueba, donde se realiza la valoración mecánica y se verifican las conexiones y deformaciones para conocer el comportamiento integral de su estructura.
Su altura responde al relieve del terreno, al igual que la longitud de las patas, en donde influyen también las pendientes de la parte piramidal de las torres. El número de circuitos que tiene una torre (de uno a cuatro, según los diferentes voltajes) y el número de cables que soporta (desde un conductor por fase —es decir, por cable— y hasta cuatro conductores por fase) determinan la solidez de su estructura. A través de sus circuitos se distribuyen los cables por donde pasa la energía, que en el Sistema Eléctrico Nacional transportan tres voltajes: 115 kilovoltios (kV), 230 kV y 400 kV (es decir, alto voltaje).
En suma, si se la mira en un plano cinematográfico en contrapicado una torre de transmisión tiene patas, un cuerpo piramidal y un cuerpo superior con brazos donde se sujetan cables, aisladores y herrajes (elementos que fijan y protegen los conductores). Sin ellas el prodigio de la luz eléctrica no sería posible.
Las líneas de transmisión son como un sistema cardiovascular: se tensan, se desplazan o se alargan como los músculos cuando se someten a una fuerza externa (como un huracán). Asimismo, la catenaria del cable (la curva) se extiende cuando se expone al calor; por el contrario, con el frío, se tensa. “La temperatura máxima hace que el cable se elongue (se estire) y por lo tanto la distancia de libramiento se reduce, como si el cable quisiera tocar tierra”, explica Hugo Hasael Cruz Alavez, gerente técnico de la Coordinación de Proyectos de Transmisión y Transformación de la CFE, que diseña junto a un equipo de técnicos e ingenieros las torres de transmisión del país.
Para concebir la altura necesaria, consideran que los cables no toquen tierra, que no rebasen libramientos de seguridad, pasos peatonales, vías férreas o carreteras, como sucede con el proyecto del Tren Maya, donde una buena cantidad de torres se reubican para no interferir en la trayectoria de éste.
Actualmente la Coordinación de Proyectos de Transmisión y Transformación tiene en la mira los proyectos denominados I19 e I20, de gran cobertura, con enlaces de más de 200 kilómetros de longitud cada uno, que servirán para incrementar la capacidad de transmisión del noreste y del noroeste al centro del país, respectivamente. Guadalajara, Monterrey y el centro de la República son las zonas de mayor consumo eléctrico. De ahí la importancia de estos nuevos corredores catalogados como enlaces críticos. Asimismo se trabaja en el corredor para reforzar la energía eléctrica para la península de Yucatán; esto está ligado a la operación y creación de polos de desarrollo del Tren Maya.
¿Dónde se compra una torre de transmisión?
Hace más de 30 años la CFE compraba y almacenaba masivamente las piezas de las torres. Pero con el crecimiento demográfico y la demanda de energía, los almacenes no fueron suficientes para resguardarlas. En el siglo XXI la CFE compra estas partes a través de diferentes adquisiciones, la mayoría a proveedores mexicanos y a países como India, Arabia Saudita y Brasil. En Irapuato, Guanajuato, se tiene un almacén de acopio, que concentra cierto número de torres y postes que se usan en emergencias (fenómenos meteorológicos o vandalismo).
Las torres se prueban mecánicamente en campos especiales de Estados Unidos, Brasil, España, Italia, Corea del Sur o la India. Sin embargo, todavía es imposible simular cómo se comportan en condiciones dinámicas ante, por ejemplo, vientos de más de 200 kilómetros por hora, como en la temporada de huracanes en México. Es muy costoso construir torres pesadas, así que las que conforman una línea en regiones donde se prevé que haya huracanes se intercalan estratégicamente (deflexión y remate) para resistir las embestidas de los vientos. La CFE consigue con esto que no haya un efecto dominó cuando se cae una torre.
Al instalarlas lo primero que se hace es prever su cimentación. El stub es el elemento que asegura su estabilidad. Luego se colocan los elementos estructurales, en algunos casos pieza por pieza, con apoyo de plumas flotantes (dispositivos compuestos por tubos y retenidas), que fijados a la estructura principal permiten elevar el resto de las demás estructuras.
Cuando las vías de acceso de un terreno lo permiten, se pueden utilizar grúas montadas en vehículos de carga para armar y elevar caras o cuerpos completos de las torres; esto agiliza significativamente su montaje. Si esto no es posible, se usan helicópteros para trasladar los materiales y montar las torres. Hay un personal especializado en ello a los que se les llama “montadores”. La CFE se ciñe a las normas CFE J1000-50 y CFE 6100-54, que regulan el diseño y fabricación de torres y postes, respectivamente.
Para ubicarlas en cuerpos de agua se considera el nivel máximo extraordinario que alcanza el agua en la zona del cruce. Bajo ninguna circunstancia los elementos estructurales de la torre tocan el agua. Con un estudio geotécnico previo se determinan las cimentaciones; por ello, los pilotes prefabricados tienen una longitud variable. El traslado de los materiales y las maniobras de montaje se realizan con embarcaciones y helicópteros.
La vida útil de una torre está sujeta a sus condiciones de uso y a factores ambientales. Pero en promedio los proyectos de líneas de transmisión se estiman para 25 o 30 años. Gracias al mantenimiento que reciben, algunas instalaciones tienen más de 50 años de vida. La CFE verifica periódicamente el estado de las torres de transmisión para observar su condición: principios de corrosión, deformaciones o daños por vandalización (robo), entre otros. Lo hace a través de sus cuadrillas de trabajadores o con sobrevuelos en helicópteros y drones. Algunas acciones para prevenir el deterioro de las torres consisten en sustituir tornillos o aplicar recubrimientos anticorrosivos. Cuando se roban sus piezas pueden incluso quedar inservibles para siempre.
El diseño de las torres depende de la condición del terreno. Por ejemplo, en una sierra en Oaxaca se intercalan torres para soportar los vientos huracanados. Y esto cambia cuando se instalan en el mar de Campeche, la Laguna de Cuyutlán, en Colima, o en los corredores que conectan las centrales de generación con los grandes centros de consumo como la Ciudad de México.