Una investigación en Alemania vinculó las oscilaciones de frecuencia en redes de varios países con baterías y sistemas de respaldo que revisan su carga al mismo tiempo.
Durante años, los operadores de redes eléctricas se toparon con una anomalía repetida: cada 60 segundos, la frecuencia bajaba apenas un poco y el patrón aparecía al mismo tiempo en países y continentes distintos. El investigador Dirk Witthaut, del Forschungszentrum Jülich, tomó el caso y, tras años de trabajo de campo y modelado, llegó a una explicación publicada en un estudio sobre la causa del fenómeno.
Las caídas de frecuencia no son nuevas, pero su regularidad sí llamó la atención. En una red eléctrica, mantener la frecuencia dentro de un rango estable es esencial: si las oscilaciones se agrandan o se interpretan mal, pueden derivar en apagones y también dañar equipos, sobre todo en plantas hidroeléctricas.
La pista inicial apuntó a la hidroeléctrica
Los investigadores comenzaron mirando a la hidroeléctrica, porque históricamente ha sido uno de los factores asociados con las llamadas oscilaciones de ultra baja frecuencia. La idea era sencilla: si una vibración mecánica coincide con su frecuencia de resonancia, puede amplificarse hasta niveles peligrosos, como ocurre con un vaso de cristal que se rompe por una nota muy potente.
Con esa hipótesis, el equipo probó un modelo computacional de control de una planta hidroeléctrica en la red escandinava. Lograron reproducir una resonancia que se repetía una vez por minuto, pero no pudieron explicar por qué el patrón persistía durante tanto tiempo. En los sistemas mecánicos, esas resonancias suelen aparecer y desaparecer; aquí, en cambio, la caída se repetía minuto tras minuto, sin fallar.
Ahí surgió la sospecha de que cualquier fenómeno tan exacto debía depender de un reloj. La pregunta pasó a ser otra: ¿qué dispositivo estaba actuando con esa puntualidad?
La señal apareció en baterías y sistemas de respaldo
Para buscar una respuesta, el equipo instaló más de 80 medidores inteligentes de calidad de energía alrededor del campus de Jülich. Allí hay líneas de media y baja tensión, transformadores, paneles solares y sistemas de almacenamiento con baterías que también sirven como respaldo ininterrumpido de energía. Los equipos registraban frecuencia, voltaje, corriente y potencia cada tres segundos.
La pista decisiva apareció rápido. Las mediciones del transformador conectado al sistema de baterías también mostraban un pico cada minuto, exactamente igual que las redes más grandes.
Según la investigación, muchas baterías estacionarias —desde los sistemas de respaldo de centros de datos hasta las grandes baterías conectadas a la red— revisan su estado de carga cada minuto. Como esos equipos están conectados a internet, sus relojes suelen quedar prácticamente sincronizados. Cada chequeo individual es demasiado pequeño para notarse en toda la red; el problema aparece cuando miles de dispositivos lo hacen al mismo tiempo.
Los datos de operadores de red reforzaron esa conclusión. En Irlanda, donde los centros de datos llegaron a consumir una parte importante de la electricidad del país, la frecuencia de esas caídas por minuto pasó de 3 milihercios en 2016 a 12 milihercios en 2021. Más recientemente, algunas superaron los 20 milihercios.
La red irlandesa de 50 hercios está diseñada para soportar oscilaciones de más o menos 200 milihercios, aunque el operador preferiría mantenerlas dentro de 100 milihercios. Por sí solo, un salto de 20 milihercios puede parecer pequeño, pero sumado a otras cargas de la red puede empujar el sistema hacia condiciones más frágiles.
El arreglo pasa por desincronizar las comprobaciones
La solución, según el equipo, es sencilla: dejar de revisar el estado de carga exactamente en el minuto. En su lugar, recomiendan introducir aleatoriedad en la programación de los sistemas de respaldo y de las baterías conectadas a la red, para que no todos actúen al mismo tiempo.
El problema no se limita a las baterías. Los investigadores también probaron dispositivos conectados a internet y hallaron fluctuaciones periódicas en equipos tan distintos como un horno inteligente y grupos de placas Raspberry Pi. En esos casos, la corrección también sería un cambio de software, aunque muchos aparatos siguen sin actualizarse: un estudio citado por el equipo encontró que menos de 3% de los dispositivos del internet de las cosas ejecutan el firmware más reciente, según un análisis sobre el estado de sus actualizaciones.
La investigación sugiere que el problema puede seguir presente mientras los fabricantes y los reguladores no ajusten sus sistemas. La incógnita quedó resuelta, pero la coordinación para evitar nuevas perturbaciones sigue abierta.
Contenido redactado con asistencia de un LLM.
