La demanda de transformadores, a nivel mundial, se ha incrementado de tal manera que los plazos de entrega para uno nuevo se han doblado desde las 50 semanas de 2021 a cerca de los dos años actuales (Wood MacKenzie). Y si, además, el modelo de transformador es de elevada potencia, podemos llegar hasta los 4 años.

Por otro lado, los costes también se han incrementado entre un 60 y un 80% desde 2020 y el hecho de que existan industrias adyacentes que requieren suministros similares a los de los transformadores (por ejemplo, los motores eléctricos y las estaciones de recarga) ha incrementado la demanda y no hace sino complicar la situación.

Imaginemos lo que esto puede suponer en cualquiera de los sectores, por ejemplo, en el de las renovables, donde todo el proyecto puede que tener que pasar por el cuello de botella de los transformadores encargados de convertir la energía eléctrica producida a un nivel de tensión determinado en otro apropiado para el transporte y distribución. Es decir, la llave de todo o, como mencionan representantes del sector, “la rampa de acceso a la autopista”. Las renovables son sólo un ejemplo entre muchos, como las distribuidoras, los ferrocarriles, los vehículos eléctricos o el propio consumo doméstico (están presentándose aplazamientos de permisos de construcción por falta de garantías en el suministro).

Esta problemática está añadiendo riesgos también al transporte y distribución eléctricos donde la escasez a la hora de reponer un transformador que haya fallado por un pico de sobretensión, por sabotaje, o por su propio ciclo de vida, puede presentar una clara amenaza de apagón. De hecho, debido al cambio radical en la generación de energía por tecnología y por ubicación de las plantas energéticas, hay una creciente necesidad de mejorar y ampliar las redes de transporte y distribución. Es una razón más del incremento de necesidad de transformadores.

El transformador es fruto de un concepto simple y viene siendo un compañero imprescindible para la generación, transporte, distribución y consumo eléctricos.

Inventado en la década de los 80 (pero del siglo 19) ha ido evolucionando, pero sin sufrir modificaciones realmente disruptivas. Lo que ahora toca, por el lado de los fabricantes, es dar un paso adelante, y esto se está produciendo en dos líneas. Una mediante la incorporación de nuevos materiales, por ejemplo, en los aislamientos, y otra mediante el desarrollo de sistemas de transformación basados en electrónica de potencia mediante la que poder añadir, sencillamente, las conversiones AC/DC tan necesarias para subsectores como el de los electrolizadores, los EV y el almacenamiento de energía.

Aunque, de momento, exista un factor limitante en el hecho de que esta electrónica dispone de unos niveles máximos de tensión en el entorno de los 1,7 kV, lo que obliga a realizar unas conexiones en serie, siempre complicadas por la necesidad de que los encendidos y apagados se produzcan de forma simultánea y por el hecho de que un fallo individual en cualquiera de los elementos afecta a la serie completa, el hecho es que la tecnología en sí abre una de las vías para las que se percibe un futuro más claro.

La digitalización, sin duda, mejorará la situación permitiendo, vía sensórica y monitorización, un fuerte avance en el mantenimiento predictivo.

Por otra parte, debido a los costes de producción europeos y americanos, como en tantos otros productos industriales, se está produciendo un traslado del origen del suministro de transformadores hacia países asiáticos (China y Turquia…) e incluso Sudamérica (Brasil) 

• ¿Irá acompañado este boom de un traslado de fábricas hacia oriente como en el automóvil o los paneles solares?

• ¿Supondrá ello un aumento de la vulnerabilidad por causas geopolíticas?

• ¿Permitirá la apertura de mercados para nuevas empresas fabricantes?

Lo iremos viendo.

Pero, independientemente de lo que se pueda mejorar este proceso por parte de los fabricantes, desde la perspectiva del usuario varias son las acciones que se están tomando para minimizar los riesgos derivados de la situación sobrevenida.

La primera, mediante la estandarización de los diseños, de forma que los trafos no necesiten disponer de características especiales para su aplicación concreta y en los que los niveles de potencia se establezcan de manera modular, donde las ampliaciones requieran elementos equivalentes a los ya instalados.

De esta manera, puede tomarse el segundo de los caminos, ya utilizado por grandes inversores y consistente en un adelanto de los pedidos, con enorme antelación sobre la fecha requerida de entrega. Esta planificación, basada en la estandarización de los diseños, no está al alcance de todos, pero se trata de una medida eficaz que está dando buenos resultados.

Existe una tercera vía como es la de la renovación/reparación de unidades ya existentes a las que se quiera ampliar su vida útil en unas cifras que, sin alcanzar las de los nuevos modelos, sí que puede permitir salir del paso, contribuyendo, además, a un avance en materia de economía circular y sostenibilidad.

En cualquier caso, el mensaje para los responsables de las instalaciones, en especial aquellas que, como nuestros data centers, podamos considerar de misión crítica, es muy claro: 

Allá donde la topología de diseño no supere la disposición N, es decir, el fallo en un componente influya directamente en el servicio, el riesgo está servido.

Por tanto, mucho ojo a las topologías N, y no sólo en data centers sino en otras aplicaciones como los hospitales (en los DC, al fin y al cabo, los elementos de respaldo cubren la totalidad del servicio, mientras que, en el resto, la práctica totalidad dispone de servicios preferentes, de mayor criticidad, pero escaso en número. En muchas ocasiones sin incluir una climatización absolutamente necesaria para aguantar periodos prolongados).

Las perspectivas de crecimiento son elevadas y lo último, publicado a escala internacional, proviene de USA, pero puede extrapolarse perfectamente al resto del mundo. Allí, según Energy 2040, la capacidad de todos los proyectos pendientes de conectarse a la red alcanza los 2600 GW, más del doble de la actual capacidad de generación de la nación entera.

Se estima, asimismo, que el país dispondrá para 2040 de 125 millones de vehículos eléctricos y que, en el sector de los data centers, debido fundamentalmente a la irrupción de la IA, la demanda eléctrica puede doblarse para finales de esta década.

Además, partiendo de una realidad, más o menos actual (datos de 2023) donde el 20% de la energía suministrada a nivel mundial ha sido de origen eléctrico, se espera que ese porcentaje alcance un 30% en un 2030 que está a la vuelta de la esquina (la electrificación como medida de descarbonización está, sin duda, en la base de ese crecimiento).

Todo ello conlleva la necesidad de incrementar la capacidad de producción de transformadores en un 260% para 2050. 

¿Estará el sector preparado? 

 Ref. Andrew Moseman para IEEE 

 Alipio Uriarte - Garcerán Rojas