Cómo se fabrica la electricidad: del movimiento a la corriente
📌 La electricidad no se «fabrica» exactamente, sino que se genera mediante un proceso físico llamado inducción electromagnética, descrito por Michael Faraday en 1831. En esencia, consiste en mover un imán cerca de una bobina de alambre (o viceversa), lo que crea una diferencia de potencial que impulsa electrones a lo largo del conductor, generando así una corriente eléctrica. Este principio es la base de prácticamente todas las centrales eléctricas del mundo.
El componente central de cualquier generador eléctrico es un rotor (la parte móvil, generalmente con imanes o bobinas) y un estator (la parte fija). Cuando el rotor gira dentro del estator, el campo magnético variable induce una tensión en los conductores del estator. A mayor velocidad de rotación y a mayor intensidad del campo magnético, mayor será la electricidad producida. El generador en sí no crea energía: convierte energía mecánica de rotación en energía eléctrica, cumpliendo con la ley de conservación de la energía.
Para hacer girar ese rotor se necesita una fuente de energía primaria, y es aquí donde se diferencian los tipos de centrales. En una central térmica (carbón, gas natural, biomasa), se quema el combustible para calentar agua y producir vapor a alta presión. Ese vapor empuja las palas de una turbina de vapor, que hace girar el eje conectado al generador. En una central nuclear, el calor lo produce la fisión de átomos de uranio, pero el mecanismo de vapor-turbina-generador es idéntico.
En una central hidroeléctrica, el agua almacenada en un embalse cae desde una cota elevada y golpea las palas de una turbina Pelton o Francis, haciendo girar el generador. La potencia depende del caudal de agua y de la altura de caída (cabeza). Una central hidroeléctrica de gran tamaño puede generar cientos de megavatios, como la represa de Itaipú entre Brasil y Paraguay, que supera los 14 GW.
La energía eólica utiliza el viento para hacer girar las aspas de un aerogenerador. El viento (generalmente de 3 a 25 m/s) gira las palas a baja velocidad, un multiplicador de revoluciones lo acelera hasta las 1000-1800 rpm necesarias, y un generador de imanes permanentes o síncrono de jaula de ardilla produce la electricidad. Un aerogenerador moderno de onshore puede superar los 5 MW de potencia nominal.
La energía solar fotovoltaica es un caso particular: aquí no hay turbina ni rotor. Los paneles de silicio (u otros semiconductores) convierten directamente la luz en electricidad mediante el efecto fotovoltaico: los fotones liberan electrones en el material semiconductor, creando una corriente continua. Se necesita un inversor para transformar esa corriente continua en alterna compatible con la red.
| Tipo de central | Fuente primaria | Componente clave | Eficiencia típica |
|---|---|---|---|
| Térmica (gas) | Combustión | Turbina de gas/vapor | 50-60 % |
| Nuclear | Fisión uranio | Turbina de vapor | 33-37 % |
| Hidroeléctrica | Agua en altura | Turbina Pelton/Francis | 85-95 % |
| Eólica onshore | Viento | Aerogenerador + multiplicador | 30-45 % (Cp) |
| Fotovoltaica | Luz solar | Célula de silicio + inversor | 18-25 % |
| Geotérmica | Calor terrestre | Turbina de vapor | 10-23 % |
Una vez generada, la electricidad sale del generador a tensiones moderadas (10-25 kV). Para transportarla cientos o miles de kilómetros con mínimas pérdidas, se eleva la tensión hasta 220 kV, 400 kV o incluso 800 kV en líneas de ultraalta tensión mediante transformadores elevadores. Al llegar a su destino, transformadores reductores la bajan a 132 kV, 66 kV, 20 kV y finalmente a 230 V o 400 V (trifásica) para el consumo doméstico e industrial. Todo este proceso ocurre en fracciones de segundo: la electricidad viaja a una velocidad cercana a la de la luz por los conductores.
Es importante destacar que la electricidad no se almacena fácilmente en cantidades útiles a escala de red (aunque las baterías de litio y el almacenamiento por bombeo hidroeléctrico existen). Por ello, la generación debe ajustarse en tiempo real a la demanda: los operadores de red como Red Eléctrica de España equilibran oferta y demanda cada 5 minutos, y cualquier desequilibrio se traduce en cambios de frecuencia (se mantiene a 50 Hz en Europa con tolerancia de ±0,2 Hz).
La electricidad viaja por la red a una velocidad cercana a la de la luz (~300.000 km/s), aunque los electrones individuales apenas se desplazan (mm/s de deriva).
Dato clave