La energía de CA contra la de CC y la guerra de las corrientes
Muchos de nosotros no entendemos realmente cómo funciona la electricidad. Es suficiente con que funcione, giras el interruptor y la luz se enciende en la habitación. Puede ser una sorpresa, entonces, aprender que hay realmente dos tipos diferentes de electricidad que usamos para alimentar los muchos dispositivos en nuestras vidas. Se conocen como corriente alterna y corriente continua, o AC y DC (no la banda de rock de los 70).
En los términos más sencillos, la corriente directa sólo fluye en una dirección, mientras que la corriente alterna fluye de ida y vuelta. Por ejemplo, una linterna funciona con corriente continua, con la carga proveniente de la batería y alimentando la bombilla. Una lámpara de techo en su casa, por otro lado, utiliza corriente alterna que cambia constantemente de polaridad mientras corre a través del sistema eléctrico de su casa.
¿Pero por qué necesitamos dos tipos diferentes de electricidad, y cómo se desarrollaron estos sistemas de duelo? La respuesta se encuentra en una amarga rivalidad entre un par de los más famosos inventores de la historia americana.
Los orígenes de la corriente directa
Antes de la década de 1870, la gente dependía de lámparas de gas, velas o linternas para iluminar sus alrededores en la noche. Había habido avances en las baterías rudimentarias y la iluminación eléctrica, pero nada lo suficientemente práctico para el uso diario. Todo eso cambió cuando Thomas Edison inventó una bombilla incandescente en 1879 que era mucho más fiable que cualquier otra cosa que hubiera existido antes.
Con las bombillas eléctricas llegó la oportunidad de alimentar casas e incluso ciudades enteras, y Edison tenía los ojos puestos en acaparar el floreciente mercado. Sus bombillas funcionaban con corriente directa, producida por las plantas de energía conocidas como dínamos que usaban motores de vapor para generar la electricidad. El inventor encabezó la implementación de numerosas estaciones generadoras de corriente directa en la ciudad de Nueva York en la década de 1880 a través de su empresa Edison Electric, un predecesor de General Electric.
Las luces eléctricas en los hogares y negocios fueron una revelación, pero el uso de la electricidad DC vino con sus desventajas. La energía provenía directamente de la instalación de generación a 110 voltios, y sólo podía viajar alrededor de un kilómetro y medio antes de perder demasiado voltaje. Eso significaba usar muchos bienes raíces valiosos en la ciudad para construir plantas de energía, mientras que las comunidades rurales quedarían totalmente fuera de la revolución energética.
Aumento de la corriente alterna
Uno de los empleados de Edison, un joven llamado Nikolai Tesla, tuvo la idea de abordar algunos de los inconvenientes de la corriente directa. Tesla había inventado un motor que generaba corriente alterna. La corriente alterna se produce, de manera apropiada, usando un alternador que hace girar un imán dentro de una bobina de alambre, lo que crea una electricidad de polaridad constantemente invertida mientras el alambre interactúa con los lados alternos del campo magnético.
Más allá de la novedosa forma de la electricidad en sí, la clave de la idea de Tesla eran los transformadores, o bobinas de diferentes tamaños para modificar el voltaje de la electricidad. Gracias a la potencia de los transformadores, la corriente alterna se convirtió en una ventaja para la generación y distribución a gran escala, ya que cuanto mayor era el voltaje, más eficiente era la transmisión. Las líneas de alto voltaje son demasiado peligrosas para llevarlas a un edificio, pero a través de un transformador el voltaje puede reducirse a niveles más seguros a medida que se acerca a su destino final de casas y oficinas.
El voltaje de la corriente continua no se podía alterar fácilmente, por lo que resultó mucho menos útil para las operaciones a escala, ya que se tiene la opción de transmitir a un voltaje bajo e ineficiente o de enviar niveles de voltios peligrosamente altos a los hogares de las personas.
La Guerra de las Corrientes
A pesar de la promesa mostrada por los inventos de Tesla, Edison no estaba interesado en ayudar a desarrollar la tecnología, por lo que Tesla se fue a atacar por su cuenta. El resultado fue una serie de patentes, que vendió en 1888 a George Westinghouse, fundador de la Westinghouse Electric Company.
Las compañías de Westinghouse y Edison lucharon ferozmente por los lucrativos derechos de electrificar las ciudades americanas en una competición llamada «Guerra de las corrientes». Edison inició una campaña de presión que exageró los peligros de la corriente alterna en un intento de prevenir la proliferación del invento de Tesla. Para demostrar que la CA podía ser literalmente mortal, los empleados de Edison inventaron una silla eléctrica de corriente alterna, que fue utilizada por el estado de Nueva York para ejecutar a los prisioneros condenados. Edison incluso hizo demostraciones públicas de electrocutar animales vagabundos usando la corriente alterna en sus intentos de alejar al público del sistema rival.
La competencia llegó a su punto culminante en la Feria Mundial de 1893 en Chicago, cuando Tesla ganó el contrato para suministrar electricidad al evento. El golpe decisivo llegó tres años después cuando George Westinghouse utilizó las Cataratas del Niágara para alimentar un generador de CA que llevó electricidad a 26 millas de Buffalo en 1896. Con eso, la corriente alterna había demostrado su utilidad, y pasó a dominar el sector de la electricidad, ya que las luces se encendieron en los hogares de todo Estados Unidos en los años y décadas de garantía.
Generación de corriente alterna y directa hoy en día
En las últimas décadas, la tecnología para generar y transmitir corriente continua de alto voltaje, o HVDC, ha llegado al mercado, y en algunos casos funciona más eficientemente que la corriente alterna, pero la CA sigue siendo el vencedor abrumador en la red eléctrica.
La mayoría de los tipos de plantas de energía están diseñadas en base a los mismos principios básicos que el alternador de Tesla, creando corriente alterna mediante un campo magnético rotativo. Las plantas de carbón, gas y nucleares funcionan calentando agua y usando el vapor para hacer girar el generador, mientras que las instalaciones de generación hidroeléctrica y eólica aprovechan la energía de la naturaleza para hacer girar las turbinas directamente.
Los paneles solares, por otro lado, producen corriente directa. Si la electricidad va a la red o para alimentar el sistema eléctrico de una casa, necesita ser convertida a CA primero por un inversor. De lo contrario, las fuentes más comunes de energía de CC son las baterías. En relación con esto, la corriente continua es mucho más fácil de almacenar, así que como el almacenamiento de baterías a gran escala prolifera junto con la generación de energía renovable, la DC tiene otra oportunidad de ganar un mayor punto de apoyo en la red eléctrica.
Las líneas de alta tensión suelen transportar electricidad de CA a unos 345.000 voltios, mientras que las líneas de transmisión locales son de unos 13.800 voltios, lo que sigue siendo extremadamente peligroso para cualquiera que entre en contacto. Cuando llega a su casa, el voltaje se reduce a través de transformadores a entre 120 y 240 voltios para que pueda alimentar con seguridad sus dispositivos y aparatos eléctricos.
Lo que significan para ti los diferentes tipos de corriente
Tanto la corriente alterna como la corriente continua juegan un papel importante en el hogar promedio. Los electrodomésticos de su hogar, como el refrigerador, la lavadora y el lavavajillas utilizan la corriente alterna. En las casas que no tienen línea de gas natural, la mayoría de los hornos, calentadores de agua, hornos y secadoras también funcionan con CA.
Pero la corriente directa tiene sus usos. La parte alterna de la CA ocurre rápidamente – en los Estados Unidos, los electrones cambian de dirección 60 veces por segundo, también conocido como 60 Hertz. Sin embargo, a pesar de que la alternancia ocurre tan rápidamente, hay pequeñas pérdidas de energía cada vez que la corriente cambia de dirección. Esto no es un problema para las bombillas u otros aparatos construidos para utilizar la corriente alterna, pero a la electrónica moderna y sensible no le va tan bien ni siquiera con interrupciones de energía inconmensurables y breves.
Por eso muchos dispositivos más nuevos, como cargadores de teléfonos celulares, computadoras y televisores, utilizan corriente directa, usando adaptadores de corriente para convertir la corriente alterna proveniente de los enchufes de pared. El mercado de la corriente directa está a punto de seguir expandiéndose en forma de coches eléctricos, que funcionan con CC de sus baterías.
Por lo tanto, mientras que la Guerra de las Corrientes puede haber terminado hace más de 100 años, la competencia entre la corriente alterna y la corriente directa para alimentar nuestra vida cotidiana perdura.
