La Guerra de las Corrientes

Por Javier Amador Sala
La Guerra de las Corrientes

En el mundo, tal y como está configurado hoy, los sistemas de generación de electricidad para uso residencial y comercial se encuentran ampliamente divididos en combinaciones de voltaje y frecuencia; y aunque 240 V y 60 Hz es la combinación más eficiente, solo unos pocos países usan esa combinación.

La historia que se esconde detrás de estos hechos es realmente fascinante para los apasionados de la ciencia; y aunque hoy día los logros en el mundo digital, la nanotecnología, los descubrimientos espaciales, y otros, inundan con mayor frecuencia las noticias, hubo una vez en la que los nuevos sistemas de iluminación eléctricos se convirtieron en el logro tecnológico más importante del mundo y moldearon el futuro de decenas de compañías de las que hoy solo quedan Westinghouse y General Electric, por solo hablar de los Estados Unidos.

La Guerra de las Corrientes.

La Guerra de las Corrientes es como se conoce al debate entre la elección de los sistemas de transmisión de Corriente Continua (CC, o DC, por sus siglas en inglés) y Alterna (CA, o AC, por sus siglas en inglés), y fue librada entre el final de la década de 1880 y el comienzo de la década de 1890 a través de dos grandes genios: el estadounidense Thomas Alva Edison y el serbio-americano Nicola Tesla.

En 1882, Edison estableció la empresa Edison Illuminating Company con un suministro de corriente continua (CC) de 110 V para alimentar una lámpara incandescente que había inventado. Los sistemas de corriente continua de Edison se implantaron a lo largo de los Estados Unidos, convirtiéndolo en un estándar manejado por Edison, quien controlaba todo el desarrollo técnico y las patentes claves. La corriente continua funcionaba bien con lámparas incandescentes, sin embargo, el principal inconveniente del sistema de Edison era mantener el tamaño de los caros conductores de cobre procedentes de las plantas generadoras. Estas tenían que estar ubicadas en el medio de los centros de población, y solo podían abastecer a los clientes a menos de 1.6 km de la planta, o las caídas de voltajes serían demasiado elevadas.

Por otra parte, la corriente alterna (CA), que se presentaba por Tesla como la solución para resolver los problemas de transmisión de electricidad a grandes distancias, fue motivo para el inicio de una competencia comercial hostil por parte de Edison, quien desencadenó debates públicos sobre la seguridad de esta tecnología, e incentivó campañas de propaganda en los medios de comunicación en contra los sistemas de Corriente Alterna (CA) de la Westinghouse Electric, de la cual Tesla formaba parte. Con sus respectivas ventajas e inconvenientes, Edison y Tesla se convirtieron inicialmente en los protagonistas de lo que pasaría a ser un enfrentamiento entre compañías en la lucha por el control del mercado de la electricidad y sus estándares.

Con la ayuda del financista Henry Villard, el grupo de compañías Edison pasó por una serie de fusiones hasta que finalmente, en enero de 1889, se formó la nueva compañía: Edison General Electric Company, con Villard como presidente.

En la historia de La Guerra de las Corrientes comúnmente se enfocan a Edison y Tesla como las dos figuras en enfrentamiento, pero realmente fue una guerra comercial entre compañías. De las quince compañías eléctricas que existían en 1887, solo quedaban dos tras la fusión de la Edison General Electric Company con su competidora Thomson-Houston en 1892: la nueva General Electric y la Westinghouse Electric.

La Guerra de las Corrientes llegó a su fin, venciendo la corriente alterna promulgada por Tesla; y esta fusión de la empresa Edison, junto con sus patentes de iluminación, y Thomson-Houston, con sus patentes CA, crearon una compañía que controlaba tres cuartas partes del negocio eléctrico de los EE.UU. A partir de este punto, tanto General Electric como Westinghouse Electric comercializaban sistemas de CA.

Más tarde, en 1908, Edison le dijo a George Stanley, hijo del inventor del transformador de corriente alterna William Stanley, Jr.: “Dile a tu padre que estaba equivocado”, probablemente admitiendo que había subestimado el potencial de desarrollo de la corriente alterna.

Las frecuencias y las «conspiraciones».

El mundo ha transitado por una variedad de frecuencias en la generación y distribución de corriente eléctrica; desde los 25 Hz, 125 Hz y 133 Hz en Estados Unidos, y los 40 Hz y 53 Hz en Europa, hasta que, en 1891, los ingenieros de Westinghouse Electric en Estados Unidos seleccionaron 60 Hz como su nueva frecuencia y los ingenieros de Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG) en Alemania, seleccionaron 50 Hz como la suya y, aunque muchas cosas han cambiado desde 1891, estas dos frecuencias continúan siendo las principales que se utilizan en el mundo.

Los viajeros de Europa a Norteamérica, y viceversa, a menudo traen con ellos aparatos eléctricos que requieren de un adaptador para permitir el funcionamiento del aparato con la energía eléctrica disponible en el otro país. Como resultado de éstas y otras situaciones comunes similares, surgen preguntas sobre por qué hay dos frecuencias. ¿Es realmente necesario tener dos frecuencias? ¿Por qué no todos pueden cambiar y usar una sola frecuencia? ¿Cuál es la “mejor” frecuencia? Las preguntas sobre la frecuencia de alimentación continúan surgiendo periódicamente, y lo han hecho durante muchos años. Las respuestas a estas preguntas no siempre son las esperadas.

Muchos se preguntan sobre el patrón geográfico de distribución para las dos frecuencias estándar. En particular, ¿por qué una frecuencia se usa casi exclusivamente en algunas regiones del mundo mientras que la otra predomina en las áreas restantes? Esta línea de investigación a veces lleva a esas personas a sospechar de una conspiración por parte de los fabricantes para controlar los mercados o manipular el mundo para su propio beneficio. La gente parece amar las teorías de conspiración.

Otros especulan que debe haber algún patrón basado en el número 60. Observan que hay 60 segundos en un minuto y 60 minutos en una hora. O las unidades angulares incluyen 60 minutos de arco por grado y 60 segundos por minuto, entonces, ¿qué pasa con 60 Hz? Después de todo, parece lógico que 60 Hz sea de alguna manera una extensión de la misma lógica que produjo estas otras unidades de medida.

En particular, las unidades de tiempo, 60 ciclos por segundo, 60 segundos por minuto, 60 minutos por hora parecen ser un patrón tan consistente, más de lo que podría explicarse por mera coincidencia. Sin embargo, la mente humana es muy buena para encontrar patrones, incluso cuando no existe un patrón.

Un poco de historia

En noviembre de 1890, en plena Guerra de las Corrientes, al directivo de Westinghouse L.B. Stillwell se le asignó el trabajo de investigar y recomendar una frecuencia más baja que la frecuencia de 133 Hz, que era el estándar en ese momento, pues los ingenieros de Westinghouse reconocieron que el uso de alta frecuencia impedía el desarrollo de su motor de inducción.

Estaban dispuestos a adoptar 50 Hz inicialmente, pero las luces de arco de carbono norteamericanas disponibles comercialmente no dieron buenos resultados con esa frecuencia, por lo que debían elevarla. Stillwell, por su parte, se debatía entre proponer las frecuencias de 30 Hz o de 60 Hz, pero mientras investigaba sobre las mejores frecuencias para motores, encontró que lo más eficiente era una frecuencia entre 6,000 alternancias (50 Hz) y 8,000 alternancias por minuto (67 Hz); y por tal razón sugirió 60 ciclos por segundo, y esto fue acordado.

Paralelamente, en 1893, en General Electric se dieron cuenta de la necesidad de adoptar una frecuencia más baja a 125Hz. La solución propuesta fue reducir la frecuencia del sistema a la mitad de su valor inicial, o sea, 62.5 Hz, muy cerca del estándar de 60 Hz de Westinghouse. Finalmente, General Electric eligió usar 50 Hz, la misma frecuencia que usaba su filial europea AEG. Un año después, General Electric se encontraba en desventaja con Westinghouse en la venta de equipos de CA y cambió la frecuencia una vez más, esta vez a 60 Hz.

A pesar de la temprana adopción de Westinghouse Electric y AEG de una frecuencia en específico, y de la reciente incorporación de General Electric al mercado de los 60 Hz, aún faltaban muchos años por correr hasta llegar a la configuración actual, en la que aún muchas personas siguen siendo afectadas por las decisiones sobre estándares de frecuencia tomadas hace más de un siglo.

Las unificaciones

Estados Unidos

La Guerra de las Corrientes

Planta Hidroeléctrica No. 1 de Mill Creek, en el sur de California. Mantiene su aspecto original debido que figura en el Registro Nacional de Lugares Históricos.

Gran parte del sur de California obtenía su energía de hidroeléctricas que la trasmitían a una frecuencia de 50 Hz, y esto permaneció sin cambios hasta después de la Segunda Guerra Mundial. No fue fácil cambiar toda esa base instalada sobre equipos de 50 Hz para operar a la nueva frecuencia de 60 Hz. En el sur de California, Edison comenzó a planificar en 1925 para hacer la conversión, pero no se completó hasta 1948.

Inglaterra

Inglaterra también experimentó una gran dificultad para convertir sus redes locales a una frecuencia uniforme de 50 Hz. Esto era necesario para permitir la interconexión de las redes autónomas locales en la red nacional. En el período de 1924 a 1927, el Comité Weir consideró el problema y seleccionó 50 Hz como la nueva frecuencia estándar para ser utilizada por la también nueva Junta Central de Electricidad. El trabajo en la conversión no se completó hasta 1938, a un costo de 17.3 millones de libras.

Japón

La Guerra de las Corrientes

Mapa de Japón, mostrando las áreas de 50 Hz y 60 Hz.

Un caso atípico y que se mantiene hasta la actualidad es Japón, que se encuentra dividido en 2 frecuencias diferentes. Desde junio de 1891 hasta mayo de 1897, se instalaron una variedad de generadores avanzados de CC y CA en la Central Eléctrica de Keage, la cual fue la primera central hidroeléctrica comercial de Japón. Los primeros generadores empleados operaban a 125 Hz y 133 Hz; dos comprados a Edison, uno a Thomson-Hudson, tres a General Electric, dos a Stanley, y uno a Tokyo-Shibaura; hasta que, poco después, se dieran cuenta de que estas frecuencias eran demasiado altas para el desarrollo de las aplicaciones de energía en motores. Fue entonces cuando, entre 1896 y 1897, se instalaron cuatro generadores de CA trifásicos AEG de 80 kW 50 Hz y dos General Electric de 100/150 kW 60 Hz para satisfacer la creciente demanda de energía; y esta diferencia se ha mantenido hasta la actualidad, con una mitad de Japón a 50 Hz, y la otra a 60 Hz.

Conclusiones

Los ingenieros siempre han utilizado la «mejor» frecuencia para el propósito en cuestión, dependiendo siempre de las circunstancias. Se han producido cambios importantes en los detalles varias veces en los últimos 100 años desde que se seleccionaron 50 y 60 Hz en 1891. El estándar de frecuencia se resolvió solo en los tiempos modernos. Había muchas frecuencias estándar en uso, incluso hace tan solo 50 años. El resultado fue determinado por las condiciones de operación en el campo, no por la explotación de sistemas particulares para limitar la competencia. Los esfuerzos de los ingenieros se dirigieron a superar defectos, no a luchar entre sí.