PRÓLOGO CURRICULAR NECESARIO
Autor: José Luis Vivas, email: jose.l.vivas12@gmail.com Marzo 31 del 2019
Ingeniero Eléctrico en Potencia de la Universidad Central de Venezuela promoción de Febrero de 1974, Maestría en Sistemas de Potencia Eléctricos en El Instituto Politécnico de Rensselaer, NY, USA en 1978, Especialización en Sistemas de Control de Sistemas de Potencia Eléctricos en la Cámara de Comercio de Francia en 1980 y Doctorado También en Sistemas Eléctricos de Potencia del Instituto Energético de Moscú, Rusia en 1989. En todas mis tesis de grado, utilicé el Sistema de Potencia Interconectado Venezolano (SIN) como modelo de estudio.
Crisis y Colapso del Sistema Eléctrico Venezolano, Sus causas, consecuencias y posibles soluciones
La crisis del Sistema Eléctrico Venezolano comenzó en el 2007 controlados decretados por el gobierno mas cambio de hora oficial, cuando se perdió el equilibrio entre la generación y la demanda más las perdidas y ocurrió el primer gran apagón de 24 horas, se agudizo en el 2009 con la sequia de la Cuenca del Caroní y las primeras medidas de racionamiento oficiales mas el cambio de hora oficial. Continuó el deterioro en el 2016 con varios apagones nacionales y medidas de recorte de días laborales y escolares, y llego al colapso total en Marzo del 2019 sin posibilidad de retorno.
Mi nombre es José Luis Vivas García, Doctor en Ingeniería Eléctrica de Potencia, Especialista en Estabilidad de Sistemas de Potencia y Prevención de Colapsos en sistemas interconectados. Toda mi Carrera he estudiado y analizado el SIN, y esta es la historia de las causas, consecuencias y posible solución al colapso eléctrico del Sistema de Potencia Venezolano.
El Sistema Eléctrico Venezolano es un Sistema de Potencia Interconectado, y como tal, las fallas de equipos importantes se reflejaran en todas sus partes, y solo podrá colapsar después de una severa crisis de estabilidad o desigualdad entre la generación de energía eléctrica y la carga o demanda de energía, cuando la demanda supera a la generación y/o las líneas de transporte de energía entre la generación y la demanda han sido operadas sobre su limite de capacidad de transmisión. Solo después de varias violaciones de la estabilidad y con grandes perdidas eléctricas, un Sistema de potencia interconectado colapsa por largo tiempo, con el riesgo de no poder ser recuperado totalmente con la misma capacidad de antes, aún de tomarse los correctivos tradicionales. Esa es la situación actual de nuestro Sistema Eléctrico Nacional. Todos los especialistas estamos de acuerdo en las causas y soluciones. Diferimos en el orden de aplicación.
1. Antecedentes
El Sistema Eléctrico Venezolano fué diseñado en la década de los 50-60. La base del Sistema de generación fué una combinación por igual de plantas generadoras hidráulicas colocadas en el rio Caroní y en algunas caídas de agua en los estados andinos, con plantas térmicas ubicadas en los estados centrales, occidentales y orientales. La idea fue aprovechar al máximo el potencial eléctrico de la Cuenca del rio Caroní y sus ríos tributarios como Paragua, debido a su caída escalonada hacia el rio Orinoco. El potencial total de esa Cuenca llegaba a los 20 mil Megavatios divididos en 4 centrales hidráulicas a lo largo del Caroní (Guri, Tocoma, Caruachi y Macagua) con un potencial de 18 mil Megavatios y por lo menos 2 mil Megavatios mas en plantas a construirse en el Rio Paragua, de ser necesario. La mayor central es la de Guri con una capacidad instalada de 10.300 Megavatios, capaz de alimentar a la totalidad de la demanda eléctrica de Venezuela para 1980. El capital inicial a invertir en estos proyectos hidroeléctricos seria muy alto por la construcción de presas y salas de maquinas mas equipos. Pero la recuperación de la inversión estaría asegurada por los relativamente bajos costos de operación y por ser el agua un “combustible” sin costo y por los bajos costos de mantenimiento al evitar que las maquinas trabajaran a las altas temperaturas de los generadores térmicos a gas u otros derivados del petróleo.
El objetivo de que el consumo del país dependiera en un 50% de la producción hidroeléctrica situada tan lejos de los centros densamente poblados, se debió a la economía del petróleo que se ahorraría por la producción hidroeléctrica en lugar de la térmica y así poder aumentar nuestros niveles de exportación de petróleo y gas. Además, estas centrales hidráulicas servirían al desarrollo de las cercanas industrias pesadas del acero, aluminio, oro y la explotación y procesamiento del petróleo pesado a lo largo del rio Orinoco. Se estimaba que la mitad de la energía producida por Guri y las otras centrales del Caroní serian consumidas en las industrias pesadas de la zona del Orinoco y los centros poblados que allí crecerían, además del resto del Estados Bolívar y Apure. El resto seria enviado al Centro, Oriente y Occidente del país por varias líneas de 400kV y 765 kV, con capacidad limite de transmisión de 8 mil Megavatios, para apoyar la producción térmica e hidroeléctrica andina del resto del país, planificada para 20 mil Megavatios por lo menos.
El lado débil del desarrollo hidroeléctrico en la Cuenca del rio Caroní, era la dependencia del régimen de precipitaciones sobre el rio y sus afluentes para mantener una cota de elevación suficiente en la represa del Guri para mantener los generadores operando a máxima capacidad. El mismo riesgo va para las centrales eléctricas de los ríos montañosos en Los Andes. El estudio asomó la posibilidad de varios años secos en forma consecutiva, por lo que debía acelerarse la instalación de la totalidad de los generadores térmicos necesarios en el resto del país, para ser terminados en el año horizonte 2010, tanto el parque térmico como el hidráulico en su totalidad. Así tendríamos un Sistema eléctrico perfectamente balanceado, con la mitad de la generación instalada térmica y la otra mitad hidráulica, las cuales se apoyarían mutuamente por las líneas de transmisión de 765kV y 400kV, lo que permitiría alimentar el consumo eléctrico de la nación, en su totalidad independientemente de paradas de las centrales hidroeléctricas debido a una larga sequia, o de paradas de grandes plantas térmicas por accidentes, mantenimiento o renovación. También el Sistema estaría independiente de una posible perdida por disparo de todas las líneas de transmisión de la Subestación Guri a las 4 subestaciones nodales del Centro del país (Sur, Horqueta, Arenosa, Yaracuy), ya que la generación térmica se encargaría del centro-Occidente-Oriente del país, y las hidroeléctricas del rio Caroní, del tremendo consumo de las plantas de industria pesada y grandes desarrollos urbanos de Guayana, mas la exportación a Brasil.
Evidentemente el Sistema Eléctrico Interconectado (SIN) fue diseñado, planeado y construido bien balanceado y estable para que resistiera cualquier contingencia grave por causas naturales o saboteos (Perdida de Guri, Líneas de interconexión de 765kV o Generación térmica importante en el Centro) y continuar abasteciendo a todos los usuarios conectados sin perdida de ningún cliente y sin apagones regionales o nacionales.
El Sistema Interconectado que se inauguro en 1967 y rápidamente se fue ampliando de acuerdo a su planificación, paso a liderar a todos los sistemas eléctricos de Latinoamérica por su confiabilidad y calidad de servicio. El futuro se veía muy promisorio, y la meta de llevar la generación instalada a 40.000 Megavatios para el 2020, con 20.000 Megavatios de generación hidráulica en el Caroní y 20.000 Megavatios de generación térmica e hidráulica de paso de rio instalada en el centro, occidente, oriente y Los Andes, aseguraría que el Sistema interconectado inmune a cualquier falla que pudiera dañar cualquiera de las centrales mayores o la línea de interconexión, por tener una reserva rodante del 10% o 4.000 megavatios, suficientes para alimentar sin cortes una demanda eléctrica pico de 30.000 megavatios acorde con un crecimiento sostenido del 6% anual, propio de una nación en franco desarrollo industrial. Después se preveía instalar generación de fuentes renovables modernas como la solar y eólica, no conocidas con precisión en los anos 60’, e ir disminuyendo paulatinamente la dependencia del riesgoso Sistema hidráulico a niveles inferiores al 50% de participación en la generación total nacional.
Este grandioso pero posible plan de desarrollo solo podía ser posible sobre las bases solidas de un modelo político que garantizara una gerencia de valores éticos, morales y altamente profesionales, y una visión honrada y con criterios científicos de la operación, mantenimiento y evaluación y reparación de fallas, de frente a la verdad y con alto sentido de responsabilidad y compromiso para el pueblo que deberían servir y garantizar un servicio eléctrico de primer nivel.
2.- COMIENZO DE LA CRISIS ELECTRICA EN VENEZUELA 2007-2009 – Perdida de la reserva de generación - Primer Apagón Nacional de larga duración.
La crisis del eléctrica en Venezuela comenzó en el 2007 cuando la reserva de generación se perdió y el valor de la generación igualo a la demanda, al mismo tiempo el Sistema se desbalanceo aun mas, dependiendo los clientes de la generación del Guri hasta un 70%, lo que llevo a que las líneas de transmisión del Guri al Centro comenzaran a ser exigidas a su capacidad limite de transporte. En Abril del 2007 el Sistema eléctrico sufrió el primer apagón nacional de larga duración por 24 horas en su historia. Chávez decreto una política de racionamiento eléctrico, la cual se agudizo en el 2009 con la sequia del fenómeno ”El Niño” con importante descenso del nivel de agua de la presa del Guri con parada obligada de varios generadores hidráulicos y alta exigencia a los generadores térmicos del resto del país. Se decreto un plan de construcción y ampliación de plantas térmicas en el centro-occidente-andes-oriente del País que nunca fue finalizado. Las perdidas de transmisión y distribución aumentaron. El mantenimiento de los equipos y líneas empeora.
Los expertos comenzamos a prevenir de la crisis que se avecinaba y el colapso inevitable como resultado de nuestros análisis con el modelo eléctrico, pero no fuimos escuchados. Comencé a viajar a Venezuela donde realice presentaciones a Corpoelec, El Ministerio de Energía, Edelca, Universidad Simón Bolívar y Seneca sobre la inminencia del colapso de no cambiarse la política y la instalación de equipos críticos como recomendaba. Tampoco fui tomado en cuenta.
3.- Agudización de la crisis eléctrica 2010 – 2018
Política de Racionamientos y grandes apagones.
La política de racionamiento eléctrico se agudiza y se cambia la hora oficial y el horario de trabajo de oficinas publicas y centros de educación para evitar altos picos de demanda. El crecimiento de la generación térmica se detiene y comienza a reducirse por falta de mantenimiento, paralización de compras de nuevos equipos y partes, y crisis de suministro de gas para operar los generadores térmicos. El porcentaje de generación térmica se reduce del 40% de la demanda nacional al 15%, exigiendo a las líneas de transmisión para transportar del Guri al Centro hasta 80% de la demanda del país, sobrecargándolas y superando su nivel máximo de transmisión. Se inicia el bloqueo de información y la política de culpar al sabotaje político como causa de las fallas mayores sin afrontar las verdaderas causas y llegar a las soluciones científicas.
La sequia del año 2016 obliga a otras medidas de racionamiento al gobierno, como la reducción de la semana de trabajo y escolar de 5 a 2 días, luego a combinaciones de medios días laborables etc. a pesar de que la demanda continúa en descenso, pero el descenso de la generación y la capacidad de las líneas de transporte es todavía mayor.
A pesar que la demanda eléctrica iba disminuyendo debido al cierre de industrias livianas, medianas y pesadas, además de la diáspora de varios millones de venezolanos, el desbalance entre la generación y carga seguia aumentando, obligando al gobierno a continuar la política de racionamiento “no-oficial”, sobre todo en la temporada seca. La demanda baja de 17 mil Megavatios a 14 mil a comienzos del 2019. Las recomendaciones de los expertos continúan terminando en oídos sordos por parte de la gerencia de las compañías de servicio eléctrico del Estado Venezolano..
4.- Colapso Total del Sistema Eléctrico Marzo del 2019.
Varios Apagones Largos de múltiples días – Regreso a la política de racionamientos eléctricos.
Finalmente, y en medio de la temporada seca y parte de algunos estados andinos bajo racionamiento eléctrico, el 7 de marzo del 2019 comienzan varios incendios en la alta maleza bajo una de las líneas de transmisión de 765kV cerca de la subestación Malena. Este fuego fue creciendo hasta alcanzar los conductores y aisladores de las líneas el Jueves 8 de Marzo de 2019. Este hecho pudo comprobarse por denuncias de varios ingenieros de Edelca y el Ministerio de Energía Eléctrica y por fotos satelitales con sensores de calor, donde se muestra un sitio de muy alta temperatura (fuego) señalado por puntos verdes, justo debajo de una de las líneas de transmisión cerca de la subestación Malena. En resumen, condiciones ambientales extremas más un incendio forestal por falta de mantenimiento causó la apertura de los interruptores térmicos de una línea de 765kV. Las otras dos la siguieron. Ver foto a continuación.
En ese momento la línea estaba sobrecargada, transportando el 85% de la energía demandada por la carga del Centro-Occidente-Andes y Oriente. Inmediatamente la línea disparo por alta temperatura y sobrecarga, provocando un efecto domino o cascada de disparos del resto de las líneas por la misma razón. Esto provoco que los generadores de Guri quedaran operando en vacío o sin carga, por lo que también dispararon al aumentar su velocidad. De esta forma quedaron aisladas la zona de Guayana de la zona Centro-Occidente-Andes-Oriente del país, las cuales quedaron dependiendo solo de la generación térmica insuficiente, por lo que los generadores térmicos a gas también dispararon, provocando un apagón nacional a la hora de demanda pico hacia las 5 de la tarde, como se observa en el grafico de potencia o energía eléctrica transmitida por las líneas de transmisión del Guri al Centro contra el tiempo.
No era primera vez que ocurría una falla similar, solo que esta vez el Sistema estaba en condiciones extremadamente criticas y en exceso inestable, además con un personal de operaciones menos capacitado y expertos. En el grafico también se observan las caídas de potencia los días 10, 11 y 12 de Marzo provocadas por intentos infructuosos de arranque del Sistema. Intentos que dañaron equipos como autotransformadores de potencia y líneas de alto voltaje, los cuales fallarían en condiciones de sobrecarga en días posteriores, provocando 3 nuevos apagones nacionales
En el momento del apagón, las instalaciones de Guri estaban fuertemente custodiadas por la Fuerza Armada Nacional. Ahí operaban un comando especial y un grupo artillado del Ejército, un comando de la Guardia Nacional más la seguridad interna de Corpoelec. Además, funcionaba un comando de bomberos que pudo haber detectado los incendios forestales. Hay que recordar que desde el 2013, tanto las centrales hidroeléctricas del Caroni como las subestaciones de la línea de transmisión al Centro, estaban bajo vigilancia y control militar, por lo que un sabotaje como causa de cualquiera de los apagones luce en extremo improbable.
Los tiempos de recuperación del grafico son irregulares, lo que demuestra que los operadores no estaban siguiendo el protocolo de “arranque en negro” obligatorio después de un colapso del Sistema. Parecería estaban utilizando el método de “ensayo y error” sin conocer al detalle el estado de deterioro del Sistema.
Autotransformador del Patio de Guri bajo fuego es la causa del apagón nacional del 25 de Marzo de 2019. Los apagones del 27, 30 y 31 de marzo parecieran causadas por disparos de la línea de transmisión de 765 kV al ser sobrecargada por encima de su limite de transmisión.
5.- Punto de no retorno. Soluciones innovadoras, rápidas y no tradicionales
El Sistema de Potencia Venezolano resulto muy dañado como producto de la larga crisis de 12 anos y las graves fallas de estabilidad dinámica y los repetidos intentos infructuosos de recuperarlo, y que han provocado 4 colapsos / apagones nacionales de mas de 200 horas de duración en el mes de Marzo.
Ya el Sistema no podrá ser recuperado al nivel de capacidad, eficiencia y confiabilidad de hace 12 años, ni siquiera al nivel que operaba hace un mes. En la presente situación, mis recomendaciones serian en orden de importancia minimizando tiempos e inversiones:
• En la primera fase se necesita recuperar el Sistema Eléctrico, suministrando por lo menos 3.500 Megavatios en la zona Centro-Occidente-Andes- Oriente del país, para equilibrar el Sistema y terminar con el racionamiento y los apagones.
• La mejor opción como primer paso y la mas rápida seria aprovechar los mejores equipos que todavía funcionan con una inversión relativamente baja del actual Sistema Eléctrico, y en lugar de reducir aun mas la demanda, implementando mayores racionamientos a expensas de mayor sufrimiento para la población y riesgos de infecciones masivas por falta de agua, disminuir LAS PERDIDAS Y AUMENTAR LA CAPACIDAD DE TRANSMISION DE LAS LINEAS DE TRANSMISION DE 765 KV. Disminuyendo las perdidas actuales del 35% en solo un 10%, a 25% el Sistema se recuperaría alrededor de 1.500 MW, capacidad suficiente para alimentar a todas las moto-bombas del Sistema del Acueducto del Tuy 1, 2 y 3 mas otros sistemas menores para resolver la crisis de agua y evitar la inminente epidemia que surgirá de no resolverse el suministro continuo de aguas blancas y el tratamiento de las aguas negras. Al mismo tiempo y con los mismos equipos, se aumentaría la capacidad de transmisión de potencia y energía activa (Megavatios) por la línea de transmisión, reforzándola y disminuyendo el riesgo de nuevas fallas y apagones por estabilidad. (6 meses: 2 meses de estudio y procura en paralelo, y 4 meses de instalación y pruebas).
• Al mismo tiempo y como actividad paralela, se arrendarían 2.000 Megavatios de generación tipo militar o de extrema emergencia, como generadores en barcazas, turbogeneradores a gas y diesel por 2.000 Megavatios, listos para ser instalados en los puntos con suficiente suministro de gas (6 meses).
• En este punto, los abonados tendrían suministro eléctrico y de agua continuos.
• La segunda fase seria estabilizar el Sistema aumentando la generación firme del Centro-Occidente y oriente del país: En esta etapa, recomendaría incrementar la generación propia en 500 MW tipo solar foto-voltaico. (12 meses)
• En esta etapa recomendaría también diagnosticar, reparar y repotenciar el Sistema de Transmisión de 765kV (Líneas y Subestaciones) (24 meses). Esta acción permitiría utilizar las Líneas de Transmisión a su máxima capacidad de nuevo. Podríamos transportar 1.000 Megavatios mas del Guri al centro.
• La tercera fase seria recuperar 3.000 Megavatios con la finalización de las unidades térmicas a medio instalar y la repotenciación de las que están fuera de servicio (30 meses)
• En esta etapa también se recuperarían 4.000 Megavatios con la finalización de las unidades hidráulicas a medio instalar y se repotenciaría las que están fuera de servicio en las plantas Guri, Tocoma, Caruachi y Macagua (36 meses)
• De contarse con la voluntad política y los recursos necesarios, así como una nueva política gerencial enmarcada en la efectividad y resultados del Sistema y orientada al servicio publico de nuestra nación, el Sistema volvería a los niveles del ano 2005 en 4 años. En ese momento se entregarían las unidades de generación de emergencia arrendadas y se continuarían los estudios de planificación y ejecución necesarias para instalar mas generación, líneas de transmisión y subestaciones nodales y llevar nuestro Sistema Eléctrico Interconectado, a soportar el drástico aumento de la demanda al recuperar las industrias básicas del Orinoco, las industrias medianas y pesadas del centro-Occidente del país, recuperar y aumentar la producción petrolera, recuperar la industria alimenticia, el Sistema de salud y tener la capacidad del drástico aumento en la demanda residencial producida por los millones de venezolanos que regresarían a reincorporarse a la recuperación y producción del país.