A finales del siglo XIX, la expansión de la industria eléctrica estaba limitada (entre otras cosas) por un transporte ineficiente, obligando a consumir la energía en lugares próximos al de generación. Como en el resto del mundo, la historia de la generación eléctrica en España debe pasar por una etapa de duda tecnológica.
El problema de un transporte ineficiente
La introducción de la generación por inducción en España no supuso una revolución inmediata en el país. El uso de energía eléctrica se limitaba mayoritariamente a iluminación y telegrafía, su aplicación en motores no tenía mucho sentido: en la industria las fuerzas motrices eran máquinas a vapor o molinos, los generadores se acoplaban a estas fuerzas. Por tanto, convertir energía eléctrica a mecánica en el mismo lugar donde la mecánica generaba energía eléctrica no aportaba ventajas.
1880 – Dalmau y el transporte a un hilo
Al examinar instalaciones eléctricas de finales del siglo XIX pueden verse serias carencias relativas al transporte.
En una nota de febrero de 1880 de la revista inglesa «The Telegraphic Journal«, se menciona como Dalmau conectó una lámpara mediante un solo hilo a un generador Gramme situado a 560m, utilizando el suelo como hilo de retorno.
Aunque el caso tuviera un carácter puramente experimental, enfatiza la importancia del ensayo-error de la época, y cómo el transporte no era una preocupación exclusiva de España, pues el mismo medio habla del futuro uso de los raíles de Londres como hilo de retorno.
De esta pequeña nota es posible concluir dos cosas: Primero que una distancia de tan solo 500m obligaría a instalar incontables minicentrales a lo largo y ancho de las ciudades. Segundo, España no estaba tan rezagada, aunque el alcance de los avances parecía limitarse a las ciudades más importantes.
1881 – El alumbrado de Comillas
Motivo del alumbrado
Suele citarse el alumbrado de Comillas como un hito en la historia de la generación eléctrica en España, sin embargo, es una anécdota que pone de relieve lo particulares que resultaban estas instalaciones.
Antonio López y López «Marqués de Comillas y Grande de España», encarga el 16 de julio de 1881 a la Sociedad Española de Electricidad de Dalmau la iluminación de los principales puntos de interés social de comillas. El motivo no era otro que la visita de su amigo y monarca Alfonso XII, que eligió esta localidad para veranear con su familia durante los meses de agosto y septiembre.
Ejecución y características
El 2 de agosto, cuatro días antes de que llegue la Familia Real, se finaliza la instalación y pruebas del alumbrado con la presencia del mismísimo Dalmau. En 10 días se había ejecutado una obra de cierta complejidad para la época. Semejante tiempo de entrega abre la pregunta de cómo fue posible el aprovisionamiento de un material que debía ser importado: lámparas Gramme desde París y lámparas Swan desde Newcastle. ¿Desvió recursos comprometidos para otros pedidos? ¿Retrasó instalaciones en ejecución de otros clientes menos importantes?
La instalación estaba formada por una máquina de vapor de 20CV de potencia, si bien aquí solo se usaban 15CV. A esta máquina se conectan tres dinamos de Gramme, la distribución de las luminarias por cada generador es la siguiente.
- Gramme #1: 5 lámparas de Gramme.
- Gramme #2: 5 lámparas de Gramme.
- Gramme #3: 30 lámparas de Swan.
En la revista «La ilustración Española y Americana«, se publicó un grabado que representa el parque del Marqués e instalación generadora. Entre los distintos detalles de la instalación, se observa una máquina Gramme (abajo izq.) junto a la máquina de vapor, coronada por lo que parece un regulador centrífugo.
¿El elemento innovador?
Nada de la «regia» instalación llama especialmente la atención desde el punto de vista de técnico. El tiempo de ejecución solo viene a demostrar increíbles capacidades productivas cuando se trata de impresionar a figuras relevantes. La lámpara de Swan sí podría considerarse innovadora, ya que sería la primera vez que se usa una lámpara incandescente en España.
Edison y Swan
Joseph Wilson Swan fue un físico-químico inglés que experimentó con lámparas incandescentes desde 1848. Probó diferentes materiales para el filamento, el cual introducía en bulbos de cristal a los que realizaba un vacío parcial. Cuando mejoró el vacío del bulbo y probó hilo carbonizado había dado con lo que sería pocos años después su «electric lamp«. Era el año 1875 y su invento funcionaba, pero desgraciadamente no existía todavía un generador capaz de alimentar sus lámparas. Tampoco eran perfectas para el momento, las lámparas Swan se conectaban en serie por su bajísima resistencia, dejando todo el circuito inutilizado cuando una sola lámpara se estropeaba.
En 1879 Swan en Inglaterra y Edison en EEUU patentan la lámpara incandescente. Tras un par de conatos de guerra judicial, unieron fuerzas creando una empresa conocida como Ediswan.
El alumbrado de Comillas y la generación eléctrica en España
La instalación eléctrica de Comillas se exprimió todo lo posible. Desde las pruebas del 2 de agosto pasando por la llegada de la familia real y hasta su marcha. La mayor anécdota sería el Consejo de Ministros del 5 de septiembre, que obligó a cambiar la capital de España a Comillas durante ese día. Todo ese tiempo la luz cubrió los lugares más emblemáticos de una población de poco más de 2.000 habitantes [2]. Se recomienda escuchar la crónica radiofónica de la época para La Vanguardia, que rescata OndaCero en su programa La Cultureta 7×28 [3] desde el minuto 9.
La electricidad se enfrentaba en este momento a varios retos, algunos relacionados con su generación y otros con su uso, pero el transporte frenaba un crecimiento masivo. Construir innumerables «Fábricas de Luz» es inviable económicamente, si la Familia Real fuera omnipresente sería difícil establecer instalaciones de este tipo en todo el país. Incluso siendo sistemas baratos, el espacio necesario en lugares densamente poblados sería más valioso que la ventaja en sí. No es difícil imaginar la molestia de máquinas de vapor funcionando en medio de las calles más pobladas. Sin duda era necesario alejar la generación de al menos los puntos de consumo no industriales.
Transformador y transporte de electricidad
Necesidad del transformador
La potencia en un circuito eléctrico depende de la tensión U (voltaje) y la intensidad I (amperios): , siendo las pérdidas , con R proporcional a la distancia. Para reducir Et es necesario reducir I en la medida de lo posible. En el siguiente diagrama se compara de forma visual la variación de magnitudes en el transporte en corriente continua.
En este caso, único disponible en los albores de la electricidad, la corriente es la misma para todos los elementos. No existe una forma de desacoplar la intensidad que circula durante el transporte del resto. Otro efecto indeseado es que la tensión no llega íntegra al consumidor, reduciéndose también de forma proporcional a la distancia.
Cuando se cambia a corriente alterna se abre la posibilidad de utilizar un transformador. Este elemento permite elevar o reducir la tensión en una línea, que para mantener la potencia, tendrá que hacer lo contrario con la intensidad. Esta propiedad no solo desacopla la corriente durante el transporte, si no también entre la generación y el consumo, permitiendo consumir a una tensión distinta a la de producción.
El transformador permite transportar energía eléctrica de forma eficiente a grandes distancias al reducir significativamente la corriente para una potencia dada. Además, permite que diferentes consumidores o generadores puedan conectarse a la red eligiendo la tensión de trabajo, colocando en el punto de acceso el transformador que más les convenga.
Primeros transformadores
Podría suponerse que la idea del transformador es casi inmediata tras los trabajos de Joseph Henry y Michael Faraday sobre inducción. Sin embargo, fueron necesarios más de 50 años para llegar a este dispositivo.
Como en otros descubrimientos e invenciones se debe matizar que se entiende por transformador, evitando retorcer su definición para establecer un punto de partida.
Lucien Gaulard y John Dixon Gibbs patentan en Londres en 1882 un dispositivo denominado «generador secundario» [6], lo cual era en esencia un primitivo transformador. La idea que tenían era demostrar la capacidad de su invento para transportar energía eléctrica. No pararon de trabajar en su idea, patentando un año después un sistema de generación, transporte y distribución.
A pesar de que la idea se puede parecer a un sistema de transporte eficiente plantea varios problemas. El primero es que sus «generadores secundarios» se conectan en serie, eliminando la posibilidad de añadir o eliminar consumidores sin alterar al resto.
Tras esta patente varios ingenieros en diversos lugares del mundo solicitaron las suyas propias, realizando mejoras y llamando a este dispositivo de formas diferentes: «bobina de inducción», «convertidor eléctrico» o «dispositivo de inducción», además del ya mencionado «generador secundario».
Finalmente se impone el nombre de transformador. Tras la conocida «Guerra de las Corrientes» la historia de la generación eléctrica marca un punto de inflexión, convirtiendo al transformador en el elemento imprescindible de la energía eléctrica.
1886 – Alumbrado eléctrico de Gerona
Déficit económico y el «lobby» del gas
Durante la década de 1880 el Ayuntamiento de Gerona no es capaz de cubrir sus costes y acumula déficit año tras año. La «factura» de gas para iluminación suponía el principal desembolso de dinero, y por si fuera poco el servicio sufría constantes interrupciones. «Barrau y Cía» era la compañía encargada del alumbrado a gas. Esta acusaba al Ayuntamiento de atrasos e impagos, mientras el Ayuntamiento esgrimía constantes cortes de suministro y averías como motivos.
Entre expedientes y multas a la concesionaria, en 1983 el conocido Narcís Xifra realiza ensayos de iluminación utilizando una dinamo de Gramme movida por un molino de la ciudad, el Molí de Baix. El ensayo no convenció al alcalde ni a dos de los concejales, aún quedaban 2 años para finalizar la concesión del alumbrado a gas, pero querían continuismo. Sin embargo, todavía faltaban algunas cartas sobre la mesa.
Barrau y Cía buscaban por todos los medios la prórroga del servicio de gas, pedían una extensión de 15 años y amenazaron con la interrupción del suministro antes de finalizar la concesión. La intervención del Gobernador Civil dio un ligero respiro a la ciudad, obligando a la empresa continuar el servicio por una cuestión de Orden Público. El Ayuntamiento no podía seguir dudando y debían tomar una decisión cuanto antes.
El alumbrado de corriente alterna
Motivación y presupuesto del proyecto
Modest Furest, concejal del Ayuntamiento, defendió en un pleno de 1984 el ahorro económico que supondría el alumbrado eléctrico. Apoyó la viabilidad técnica con las pequeñas instalaciones que ya existían en ciudades como Barcelona, Madrid o Santander. En paralelo, ese año llega una comunicación del «Comisionado de Ventas de Bienes Nacionales» que instaba a realizar una valoración para la venta de molinos harineros. Tal evaluación era el primer paso que haría perder al consistorio la propiedad de los molinos, por lo que reconvertir su uso evitaría su pérdida comunal. Este conjunto de situaciones al que se enfrentaba el Ayuntamiento de Gerona acabó con la aprobación en el mismo 1984 de la instalación del alumbrado eléctrico.
La instalación fue realizada por la sociedad «Planas, Flaquer y Cia» donde no faltó la polémica habitual de cualquier obra pública. El proyecto contaba con un presupuesto de 40.666 pesetas a pagar a lo largo de 3 años, unos 2,4 millones de euros de 2025 en términos de renta. Mientras un equipo de gobierno aprobaba el gasto, era el siguiente equipo el que tendría que hacer frente al mismo. El nuevo regidor encontró sobrecostes de más de un tercio sin (siempre según ellos) una causa clara, mostrándose muy crítico respecto con la gestión del alumbrado por sus antecesores. Desde la aprobación del proyecto diversas instituciones y ciudadanos contribuyeron económicamente con donaciones o suscripciones, aligerando un poco la factura del consistorio al sumar algo más de 9.000 pesetas, una cantidad para nada despreciable del total [7].
Características técnicas
La elección de corriente alterna fue consecuencia de la adjudicación a Planas, Flaquer y Cia. En ese momento licenciaba tecnología de la empresa Ganz & Co y su catálogo incluía generadores de corriente alterna y un recién inventado transformador.
La instalación consistía en dos alternadores Zipernowsky-Deri movidos por una turbina Planas de 45CV (33kW). Los generadores tenían una tensión de salida de 1.200V y una corriente máxima de 16A, sumando 38,4kW pico.
A los generadores se conectan 4 transformadores Zipernowsky con una relación 1200V/100V, pudiendo llevar estos dispositivos cerca de los puntos de consumo para optimizar el transporte.
Inauguración y ampliación
El 24 de julio de 1886 un repique de campanas iniciaba 3 días de fiesta por la inauguración del alumbrado público. Los 15.000 habitantes de Gerona no solo entraban en la historia de la generación eléctrica de España, también la de Europa. La ciudad se incorporaba a la pequeña lista de ciudades europeas que iluminaba sus calles. Pero más importante, era la primera en Europa que lo hacía en corriente alterna [5]. Otras fuentes como [7] citan la ciudad de checha de Karlsbad como la primera en hacerlo con esta tecnología, es probable que estas diferencias vengan de algún tecnicismo o detalle, pero no hay duda del importante hito histórico que supuso.
El Molí de Baix conocido posteriormente como Central del Molí, continuó generando fluido eléctrico con escasas interrupciones hasta 2017, convirtiéndose en una de las centrales hidroeléctricas más antiguas de Europa.
Planas, Flaquer y Cia en la historia de la generación eléctrica en España
Éxito instantáneo
La empresa Planas, Flaquer y Cia navegó el mercado eléctrico aprovechando su conocimiento de turbinas hidráulicas. Acumulaban experiencia desde 1827, mucho antes de la aplicación al movimiento de generadores. Aplicaron el conocimiento reemplazando molinos de palas por turbinas, lo que supuso mejorar el aprovechamiento energético desde un optimista 30% a al menos 70%. El mantenimiento de las turbinas era bajo, la fiabilidad mayor y la dependencia del caudal mucho menor. Faltaba medio siglo hasta que grandes presas comenzaran a regular las cuencas hidrográficas.
La empresa gozaba de la ausencia de un carbón barato que alimentara máquinas de vapor, obligando a las fábricas textiles, algodoneras, laneras, granos o harineras, papel y ahora eléctricas a ubicarse en los márgenes de los ríos y canales. Para cuantificar el impacto de las turbinas Planas en España, en [11] se compara el número de localidades donde llegó alguna de estas turbinas, con el número de localidades que poseía una instalación generadora de cualquier tipo. Teniendo en cuenta que se incluyen generadores de vapor o gas además de hidráulicos, el alcance de las turbinas Planas llegó a no menos del 16% de las instalaciones.
El fin de la compañía
La «suerte» de poder vender las turbinas ya disponibles en catálogo para el creciente sector eléctrico tenía fecha de caducidad. La potencia de las turbinas Planas era pequeña para lo que se venía, desde 100CV hasta algún caso de 1.000CV. Las más potentes parecen haberse usado por industrias químicas como la española Carburos Metálicos. Esta empresa introdujo en el 1900 la fabricación de carburo de calcio electro-intensiva, donde se cuece una mezcla de sales y coke en hornos eléctricos a 2500°C.
Pero justo en el inicio del siglo XX la industria hidroeléctrica creció varios órdenes de magnitud. Empresas como Planas, Flaquer y Cia sucumbieron a gigantes como Siemens y A.E.G., en parte debido al estancamiento tecnológico y en parte por la dificultad de financiación. En España las grandes centrales se equiparon con turbinas extranjeras como la suiza Escher Wyss o la alemana Wyss. Compañías que aunque también crecieron con la hidráulica pre-eléctrica, tenían importantes diferencias. Por poner un ejemplo, Escher Wyss instaló en 1902 3 turbinas de 10.000CV cada una en las cataratas del Niágara.
Bibliografía
[1] The Telegraphic Journal and Electrical. 01/02/1880.
[2] Alteraciones de los municipios en los Censos de Población desde 1842. Comillas
[4] La Ilustración española y americana. Año XXV. Núm. 33. Madrid, 8 de setiembre de 1881.
[5] Cronología de la Ingeniería Eléctrica. Jesus Fraile Mora.
[6] Patente US351,589: System of Electric Distribution.
[7] LA CENTRAL DEL MOLÍ EN GIRONA. Xavier Martí i Ylla.
[8] Empresas de producción y distribución de electricidad en España (1878-1953).GREGORIO NÚÑEz ROMERO-BALMAS p.42.
[9] La Girona de la restauració (1874-1923). Joan Puigbert.
[10] Técnica e ingeniería en España, el ochocientos, de los lenguajes al patrimonio. Real Academia de Ingeniería Fernando el Católico.
[11] Los Planas, constructores de turbinas y material eléctrico (1858-1949). Jordi Nadal.
