Después de los incendios forestales en el sur de California en enero, el debate sobre la necesidad de enterrar la infraestructura energética para prevenir futuros fuegos ha cobrado nueva importancia. Aunque la causa exacta de los incendios aún está bajo investigación, las utilidades en California han pasado años trabajando para enterrar las líneas eléctricas con el fin de mitigar los riesgos de incendios.
Pacific Gas & Electric ha instalado más de 1,287 kilómetros de líneas subterráneas desde 2021, y estima que el método es un 98% efectivo en la reducción de amenazas de ignición. Southern California Edison ha enterrado más del 40% de sus líneas de distribución de alto riesgo, y el 63% del sistema de distribución de San Diego Gas & Electric ahora está bajo tierra.
Sin embargo, el costo exorbitante de la construcción subterránea deja expuestos muchos de los 8.8 millones de kilómetros de líneas de distribución y 180 millones de postes de servicios públicos de EE. UU. a impactos de árboles, escombros voladores y otras oportunidades para que chispas desencadenen incendios de gran magnitud. Reconociendo la necesidad de soluciones de enterrado rentables, el Departamento de Energía de EE. UU. lanzó en enero de 2024 el programa GOPHURRS, destinado a desarrollar tecnologías de enterrado más eficientes que minimicen las interrupciones en la superficie mientras se apoyan las líneas de media tensión.
Case Western Reserve University en Cleveland, Ohio, es uno de los beneficiarios de este programa y está creando un «manguito robótico» autopropulsado que imita el movimiento peristáltico de las lombrices para avanzar a través del suelo. Con un presupuesto de $2 millones, el concepto busca navegar con más precisión bajo tierra y reducir el riesgo de dañar accidentalmente tuberías existentes.
¿Por qué es tan costoso el enterrado?
A pesar de sus beneficios, enterrar líneas eléctricas sigue siendo prohibitivo, costando entre $1.1 y $3.7 millones por kilómetro para líneas de distribución, y de $3.7 a $62 millones por kilómetro para líneas de transmisión, según estimaciones de las tres principales compañías de servicios públicos de California. En contraste, la infraestructura aérea cuesta entre $394,000 y $472,000 por kilómetro.
El método más común para enterrar líneas eléctricas, conocido como excavación a cielo abierto, requiere una excavación extensa, instalación de conductos y relleno, lo que lo hace costoso y complicado logísticamente. En áreas urbanas densas, donde ya existen muchas infraestructuras subterráneas, sucede lo mismo.
Los métodos sin zanja, como la perforación direccional horizontal (HDD), ofrecen una forma menos invasiva de poner líneas eléctricas bajo carreteras y vías, pero son aún más costosos que la excavación a cielo abierto.
Las compañías a menudo priorizan estrategias de mitigación de incendios más económicas, como la poda de árboles y plantas cercanas, el uso de conductores aislados y el aumento de las inspecciones y reparaciones. Aunque estas medidas no son tan efectivas como el enterrado, son la opción preferida debido a la falta de métodos de construcción subterránea más rápidos y baratos.
Ted Kury, director de estudios de energía en el Centro de Investigación de Servicios Públicos de la Universidad de Florida, ha estudiado los costos y beneficios del enterrado y afirma que las tecnologías que implementan mejoras en la perforación direccional podrían hacer que el enterrado sea más práctico en áreas urbanas.
Robótica inspirada en lombrices para líneas de energía
En el robot inspirado en lombrices de Case, se diseñan secciones alternas que se expanden y contraen para anclar y avanzar la máquina, aumentando así la precisión y reduciendo el riesgo de romper tuberías. Mientras que los métodos convencionales requieren radios de curvatura grandes, el robot de Case tiene un radio de 1.5 metros permitiéndole maniobrar de manera flexible.
“Utilizamos actuadores para cambiar la longitud y el diámetro de cada segmento”, explica Kathryn Daltorio, profesora asociada de ingeniería y co-directora del Laboratorio de Robótica Biológicamente Inspirada de Case. “Los segmentos cortos y gruesos presionan contra las paredes del túnel, anclan y permiten que los segmentos delgados avancen. Si dos segmentos no están tocando el suelo pero al mismo tiempo están cambiando de longitud, tus anclajes no resbalan y avanzas”.
Daltorio y su equipo han estado investigando robótica inspirada en lombrices durante más de una década. La investigación busca reducir los costos de enterrado a la mitad, aunque Daltorio advierte que es demasiado pronto para comprometerse con un modelo de costo específico.
Además, el enfoque peristáltico permite la instalación integrada de conductos, haciendo que el proceso de instalación sea más eficiente. “Con los enfoques convencionales, la planificación puede tomar meses, pero simplificando el proceso, podría ser solo unos días de perforación autónoma con mínima interrupción”, agrega Daltorio.
