Ingeniería eléctrica 4.0: Navegando la revolución tecnológica en el sector energético

Por: Ing. Onel Linares Rodríguez

La electricidad ha experimentado grandes saltos tecnológicos desde su descubrimiento; cerca de 200 años atrás Faraday experimentó como la inducción electromagnética podía transformar el movimiento en electricidad, Edison en 1871 logra encender la bombilla para alumbrado comercial, Nikola Tesla en 1888  diseñó con mejoras el motor de inducción  y el sistema polifásico de corriente alterna, junto a los transformadores, conllevaron al uso generalizado de la energía eléctrica tal y como la conocemos hoy, se constituyó en la segunda revolución industrial.

Así se ha mantenido por 150 años, con plantas de generación lejos de los centros de consumo, transportando la electricidad a través de grandes sistemas interconectados; sin embargo, estamos en un contexto de cambios exponenciales, la industria eléctrica experimenta una “transformación profunda”, obligada por lograr un planeta energéticamente sostenible y el avance de la cuarta revolución tecnológica.

La transición para no utilizar combustibles fósiles y adoptar fuentes de energías renovables alternativas trae consigo un concepto diferente de generación eléctrica, la distribuida, expresada hoy en día con la generación solar y eólica. La dificultad para los profesionales del sector es como integrarlas manteniendo un sistema estable, con seguridad y continuidad dado que el flujo de potencia eléctrica deja de ser unidireccional, es en ambas direcciones y sus niveles no están tan marcados, por otro lado, el hecho de que podamos tener un voltaje estable de 220 V a 50 Hz de frecuencia para nuestros equipos, en gran medida depende de que existen las máquinas eléctricas tradicionales perfeccionadas por N. Tesla hace siglo y medio, ellas aportan una respuesta técnica llamada inercia para el control de estos valores, sin embargo, los convertidores electrónicos de la generación alternativa no ayudan a la respuesta de reposición estable del servicio.

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Ante tal problemática, los profesionales eléctricos deben ganar experticia en realizar estudios de capacidad y robustez de las redes eléctricas, balance de generación y flexibilidad. Deben plantear requisitos técnicos de conexión, mejorar los procedimientos de operación del sistema, analizar contingencias y establecer reglas claras del mercado eléctrico para generadores y distribuidores.

Otro de los retos técnicos a enfrentar es la gestión de la demanda, el consumo de energía mundial es creciente y el desarrollo de los países pasa por la electrificación de la industria, hay mucho que hacer en Bolivia dado que, un 58 % se demanda por los sectores residencial y categoría general, comparado con el 33 % del sector industrial y minero. Sin duda, lo anterior es una oportunidad de empleo para los profesionales, pero el crecimiento de la demanda sin respaldo físico de redes eléctricas se constituye en un problema técnico a resolver. El gurú tecnológico Elon Musk afirmó recientemente: “El próximo problema global será la falta de electricidad”, la aseveración se respalda desde experiencias como la de Países Bajos, que comenzaron a sentir el colapso de sus redes eléctricas por la demanda de su parque automotor eléctrico. Un informe reciente del medio New York Times saca a la luz como los centros de datos, la criptominería, la expansión de la IA, la fabricación de microchips y baterías ponen al límite las líneas de transmisión, con capacidad finita de transporte.

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Las problemáticas actuales son acompañadas por la industria 4.0 que impulsa al sector eléctrico a un cambio de paradigma, una gran oportunidad de superación para el ingeniero eléctrico. La convergencia de tecnologías digitales avanzadas, como la inteligencia artificial y el Internet de las cosas, está impulsando una transformación sin precedentes en la infraestructura eléctrica, permitiendo la creación de redes más inteligentes, eficientes y sostenibles. La incorporación de sistemas de monitorización en tiempo real, análisis predictivo y automatización en la red eléctrica está redefiniendo la manera en que se operan los sistemas de energía. Hoy se aplica en nuestro país la medición inteligente del flujo bidireccional de la energía, en la próxima década debemos aplicar otras tecnologías emergentes como la robótica avanzada, la realidad aumentada, la impresión 3D, el big data y la computación en la nube para gestionar dichas redes.

La posibilidad de desarrollar instalaciones de autoconsumo de electricidad, con activos de generación y de almacenamiento de energía aguas debajo de los medidores, modificará también el papel de muchos consumidores finales, pasarán a actuar como prosumidores (consumen y producen energía), pensemos en nuestro vehículo eléctrico en este rol. El nuevo modelo energético requiere la integración de sistemas de distribución que utilicen la digitalización, descentralización y automatización para facilitar la comunicación e intercambio de información entre los diferentes actores involucrados, son las Smart Grid (redes inteligentes).

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Para ello desde la formación profesional, además de brindarles competencias integrales, es necesario preparar al futuro ingeniero para abordar los nuevos retos del sector. En UTEPSA se cuenta con un programa actualizado de licenciatura en Ingeniería Eléctrica y un Máster en gestión de Energías Renovables y Eficiencia Energética, la especialización en los sistemas de potencia con una línea curricular enfocada en las energías alternativas, laboratorios equipados y la utilización de diferentes software profesionales de simulación y diseño como ETAP, DLTCAD, PSS CAPE, PVSYST, de la mano de  visitas técnicas y pasantías en empresas del rubro permiten al futuro profesional  abordar el reto con una excelente oportunidad de despliegue. Sin duda, el impulso hoy en día de tecnologías transversales como la digitalización de la industria, la eficiencia energética, el hidrógeno verde, la bioenergía, el transporte eléctrico y a hidrógeno pasan por ingenieros que mantengan la operatividad y actualización de los sistemas eléctricos.