Los electrodos de puesta a tierra HVDC se utilizan para poner a tierra el lado de CC de la subestación convertidora, que puede estar entre 15 km y 150 km (o más) del SE, al que están interconectados por la línea de electrodos (con un aislamiento típico del orden de 34,5 kV). Pueden ser anillos horizontales, enterrados a una profundidad de unos 3,5 m, o pueden ser verticales, formados por anillos de pozos de hasta 100 m de profundidad, y utilizar tecnología de sistema de protección catódica. El diámetro del electrodo varía de 800 m a 1600 m.
El electrodo horizontal, al estar habitualmente en suelo seco, tiene una mayor resistencia que el electrodo vertical, que debe tener la parte activa (los ánodos de hierro-silicio) dentro del suelo saturado de agua, es decir, por debajo del nivel del agua subterránea. El hecho de que el electrodo vertical se instale en suelo saturado tiene otras ventajas: admite una mayor densidad superficial de corriente en la interfaz con el suelo, y en comparación con la alternativa horizontal (que es en suelo seco), pueden tener un área más pequeña, lo que significa menos material (coque, ánodos de ferrosilicio y cableado eléctrico) y un terreno más pequeño (muy importante, porque el costo del terreno es del orden del 50% del valor total del electrodo).
La diferencia en el costo de construcción entre un electrodo vertical y uno horizontal es insignificante:
· El electrodo vertical requiere la perforación de pozos que llegan al nivel freático, lo que lo encarece;
· El electrodo horizontal implica una excavación relativamente poco profunda, pero con un enorme movimiento de tierras, además de utilizar más material debido a sus mayores dimensiones.
Finalmente, considerando que el electrodo vertical está sumergido en suelo saturado, para la misma área del electrodo, la configuración vertical tiene un mejor rendimiento eléctrico (menor resistencia y menores gradientes de potencial de la superficie del suelo). La posibilidad de utilizar una parcela de terreno más pequeña para el electrodo vertical rompe el empate en el coste de construcción, haciendo que el coste total (terreno + construcción) sea más ventajoso para esta configuración.
Yo, personalmente, soy fanático del electrodo vertical. Si hay una capa de suelo saturado por debajo de los 100 m de profundidad, mi elección es el electrodo vertical. Desafortunadamente, esta opción no siempre es posible, como sucedió en los electrodos Xingu del sistema HVDC de Belo Monte. En el Amazonas, el agua subterránea solo se encuentra por debajo de los 100 m de profundidad.
Artículo realizado por el PhD. Paulo Edmundo Fonseca Freire a quien agradecemos por compartir esta información. Recomendamos seguirlo por Linkedin.
