¿Qué son los cables submarinos?
¿Por qué los cables submarinos son esenciales para la interconexión de redes eléctricas a nivel mundial?
Los cables submarinos de distribución eléctrica son una herramienta fundamental en la transición energética, ya que permiten transportar grandes volúmenes de electricidad de forma eficiente y segura a través de mares y océanos. Gracias a su tecnología avanzada y su aportación a la integración de energías renovables, este tipo de cables están impulsando un sistema energético más sostenible e interconectado. Descubre cómo funcionan, su proceso de instalación, su contribución a la transición sostenible y las posibilidades de uso en el futuro.
Los cables submarinos no son visibles, pero están más presentes de lo que imaginamos en el mundo y en nuestra vida cotidiana. En la actualidad, millones de kilómetros de estas infraestructuras recorren el planeta bajo grandes masas de agua para facilitar las conexiones instantáneas entre continentes, empresas y personas.
Aunque estas infraestructuras tienen una aplicación fundamental en sectores como las telecomunicaciones (internet, telefonía y transmisión de datos), sus funciones son especialmente relevantes al asegurar el suministro eléctrico en el mundo, especialmente para grandes consumidores como la industria y la electrificación del transporte. La propia definición explica su papel clave en plena transición energética:
Los cables submarinos de distribución eléctrica son infraestructuras diseñadas para transportar energía a alta tensión a través de mares y océanos, conectando parques eólicos marinos con la red terrestre, interconectando sistemas eléctricos de distintos países o incluso suministrando electricidad a áreas remotas. Fabricados con materiales altamente resistentes y protegidos por varias capas aislantes, estos cables permiten un transporte eficiente y segura de electricidad, minimizando pérdidas y reforzando la estabilidad del suministro en largas distancias.
La mayor parte de la historia de los cables submarinos ha estado ligada al desarrollo de las telecomunicaciones, con unas experiencias pioneras a mediados del siglo XIX en el impulso del telégrafo. Sin embargo, el primer cable submarino que transportó electricidad se tendió a través del río Isar, en Baviera, en 1811, según la European Subsea Cables Association (ESCA). Desde entonces, estas conexiones bajo el agua han evolucionado gracias a los avances tecnológicos, por lo que su capacidad y longitud no han dejado de aumentar.
Cómo funcionan los cables submarinos en el transporte de energía
Según su definición, los cables submarinos de energía transportan electricidad a alta tensión a través de mares y océanos, lo que permite conectar diferentes redes eléctricas e infraestructuras del sector eléctrico.
Por lo general, estos cables pueden tener desde 70 mm hasta más de 210 mm de diámetro y existen en dos tipos: de corriente alterna (HVAC) o de corriente continua (HVDC). El criterio de selección depende en gran medida de la longitud de la ruta, la tensión, la capacidad de distribución y la sincronización con la red. Por lo general, la corriente alterna es el sistema más económico para cubrir distancias inferiores a 80 km, pero la tecnología de corriente continua ofrece mejores prestaciones para distancias más largas. Progresivamente se están introduciendo voltajes más elevados para ampliar el alcance.
Anatomía de un cable submarino de energía
Las circunstancias del tendido y la infraestructura determinan el tipo de cable submarino empleado. Descubre los principales componentes de dos de los ejemplos más utilizados en instalaciones de corriente alterna y de corriente continua.
Fuente: European Subsea Cables Association.
El funcionamiento de los cables submarinos está integrado en el proceso de generación y transporte de energía eléctrica. Podemos definir algunos pasos clave:
Generación de electricidad
La energía se genera en una fuente, que puede ser una central eléctrica en tierra o un parque eólico marino.
Conversión de la electricidad (si se emplea HVDC)
Si se usa HVDC (High Voltage Direct Current - corriente continua) para reforzar la estabilidad en trayectos largos, la electricidad de corriente alterna generada se convierte en corriente continua mediante estaciones convertidoras.
Transporte de la electricidad a través del cable submarino
La electricidad fluye a través de un conductor de cobre o aluminio que está protegido por varias capas de aislamiento y blindaje. El cable se encuentra bajo las grandes masas de agua.
Protección y mantenimiento durante el transporte
Para evitar pérdidas y daños, el cable está diseñado con aislamiento eléctrico, pantallas metálicas y armaduras de acero. También se monitorea en tiempo real para detectar anomalías o posibles fallos.
Conversión de la electricidad (si se emplea HVDC)
Cuando la electricidad llega a tierra, si se ha usado HVDC (corriente continua), se convierte nuevamente en corriente alterna para integrarse en la red eléctrica de consumo.
Distribución a la red eléctrica
Finalmente, la electricidad es transportada a subestaciones, donde se adapta el voltaje según las necesidades de los consumidores, asegurando un suministro seguro, eficiente y estable.
Diferencias con los cables submarinos de energía
Mientras que los cables submarinos de telecomunicaciones están diseñados para transmitir señales de datos a través de fibras ópticas, los de energía transportan electricidad en alta tensión. Los primeros son más delgados y livianos. Sin embargo, los de energía son mucho más robustos, pesados, con capas de aislamiento y blindaje para soportar las intensas condiciones del océano.
Otra diferencia clave es el uso de repetidores. Estas infraestructuras son una parte fundamental de los cables de telecomunicaciones para amplificar señales ópticas, pero los cables submarinos de energía no los emplean en un sentido tradicional. En su lugar, utilizan estaciones de conversión en los extremos de la ruta para transformar la corriente y optimizar el transporte.
¿Cómo es el proceso de instalación de un cable en el fondo marino?
La instalación de un cable submarino es un proceso complejo que puede llevar varios años desde la planificación hasta su puesta en operación. Su montaje y mantenimiento implican una elevada exigencia tecnológica y logística. Estas son algunas de las fases clave en la instalación:
1 Estudio y selección de la ruta
Primero, se realiza un estudio detallado del fondo marino mediante sondeos geotécnicos y cartografía submarina. Se analizan factores como la profundidad, la actividad sísmica, la presencia de ecosistemas sensibles y el tráfico marítimo para elegir la ruta óptima que garantice seguridad y eficiencia.
2 Fabricación y pruebas del cable
Una vez definida la ruta, se fabrican los segmentos del cable. Cada tramo se somete a pruebas de resistencia, aislamiento y durabilidad antes de su transporte al punto de instalación.
3 Transporte y despliegue del cable
El cable se carga directamente desde la fábrica en buques especializados (barcos cableros o cable laying vessels), equipados con grandes carretes, sistemas de posicionamiento avanzado y herramientas submarinas robotizadas operadas de manera remota. Durante el despliegue, el barco sigue la ruta planificada y va depositando el cable lentamente en el fondo marino.
Siempre que sea posible, la opción preferida es enterrar los cables bajo el lecho marino para protegerlos de posibles daños. El método más empleado es el arado de cables.
4 Conexión y pruebas finales
Una vez instalado el cable, se realizan las conexiones en las estaciones convertidoras en ambos extremos y se llevan a cabo pruebas de distribución para verificar su correcto funcionamiento antes de entrar en operación.
Fuente: European Subsea Cables Association, ZMS Cable.
Daños y reparación de los cables submarinos de energía
La fabricación y la instalación de los cables submarinos debe ser lo suficientemente cuidada y precisa para que los tendidos puedan cumplir su función sin verse afectados por circunstancias externas. Cualquier fallo importante en un cable submarino de energía puede tener consecuencias graves en la estabilidad de una red eléctrica. En interconexiones internacionales, podría provocar apagones o sobrecargas de otras líneas; mientras que en regiones que dependen exclusivamente de estos cables (como islas o zonas aisladas), una interrupción puede generar una crisis energética hasta que se realicen las reparaciones.
El momento de mayor riesgo es durante la instalación. Las tensiones a las que se somete el cable pueden manifestarse inmediatamente o muchos años después, según ESCA. Sin embargo, una vez instalados, los tendidos también enfrentan diferentes peligros. Por ejemplo, las fuerzas externas marinas pueden provocar daños en la cubierta y el aislamiento del cable, por lo que, la humedad o el agua pueden penetrar en el mismo. Como resultado, la resistencia eléctrica se puede reducir significativamente. Por ello, la mayoría de los cables submarinos cuentan con medidas de impermeabilización.
Además, las instalaciones pueden ser dañadas por los arrastreros de pesca y las anclas de los barcos. A menudo, los propietarios de cables combaten esta amenaza mediante proyectos de concienciación con información de la ubicación de los cables.
Para reparar un cable en caso de daño, los técnicos deben sacarlo a la superficie y separarlo en dos piezas. A menudo se empalma un nuevo trozo de cable para conectar los dos extremos originales. Así cada vez que se restaura un cable, se hace un poco más largo que cuando se tendió originalmente.
Ventajas y desventajas de los cables submarinos de energía
El uso de los cables submarinos se ha multiplicado en las últimas décadas, especialmente debido al desarrollo de parques eólicos marinos y la mejora de la seguridad del suministro eléctrico entre países o regiones. Sin embargo, como cualquier infraestructura tecnológica, presentan tanto beneficios como desafíos.
Mercado
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Legalización más ágil
Los cables submarinos son más fáciles de legalizar que las líneas terrestres, ya que no atraviesan parcelas privadas ni están sujetos a autorizaciones de tantos organismos. Esto permite avanzar en proyectos de gran escala, como cables de cientos de kilómetros, en plazos relativamente cortos. Ejemplo de ello es la interconexión prevista entre Marruecos y Reino Unido para transportar energía solar.
Desventajas
Alta demanda y dependencia de fabricantes
El mercado de cables submarinos está saturado por la creciente demanda, y los principales fabricantes no pueden cubrir toda la producción requerida. Esto otorga gran poder a estas empresas, obligando a las utilities a cerrar acuerdos con años de antelación para garantizar el suministro.
Fabricación
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Mayor alcance técnico
A diferencia de los cables HVAC, que sufren grandes pérdidas reactivas y tienen un alcance limitado (unos 120 km en 220 kV), los cables submarinos HVDC no presentan restricciones técnicas de longitud. Esto permite desarrollar proyectos de interconexión de miles de kilómetros, como el actual proyecto de construcción de un sistema de cable entre Australia y Singapur.
Desventajas
Infraestructura costosa y planificación a largo plazo
La fabricación y tendido de cables submarinos exige fábricas costeras y barcos especializados que implican grandes inversiones. Por ello, los fabricantes priorizan proyectos de gran escala que justifiquen estos costes. Además, su ejecución requiere una planificación a largo plazo, con agendas cerradas hasta cinco años antes del tendido.
Transporte y tecnología
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Evacuación de energía a gran distancia
Los cables submarinos de gran longitud permiten transportar la energía generada en parques eólicos ubicados a más de 120 km de la costa. Aunque en España esta opción aún no se desarrolla por la profundidad de su plataforma continental, es clave para aprovechar el potencial offshore en otros países.
Desventajas
Tecnología en evolución constante
Los cables HVDC están en plena evolución tecnológica, a diferencia de los cables AC, que son ya una tecnología madura. En pocos años se ha incrementado su capacidad de tensión —de 400 kV a 525 kV— y han surgido nuevas tecnologías de cables como P-LASER o PPL, coexistiendo aún con tecnologías tradicionales como el papel impregnado.
Renovables
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Evacuación de energía a gran distancia
Los cables HVDC, al conectarse a estaciones convertidoras HVDC-HVAC, aportan inercia sintética y ayudan a regular la frecuencia, la tensión y la potencia reactiva de la red. Esto los hace especialmente valiosos en sistemas con alta penetración renovable y baja generación síncrona, como ocurre en Reino Unido.
Cables submarinos en la electrificación de la economía (casos de uso en infraestructuras eléctricas)
Los cables submarinos de energía son infraestructuras clave para la electrificación porque permiten la integración de las energías renovables y refuerzan la interconexión entre redes eléctricas de distintos países y regiones. Los principales escenarios en los que se emplean estas infraestructuras en el sector energético son:
Conexión de parques eólicos marinos a la red terrestre
Interconexiones de energía renovable entre regiones
Suministro de electricidad a islas y zonas aisladas
Conexión de parques eólicos marinos a la red terrestre
Interconexiones de energía renovable entre regiones
Suministro de electricidad a islas y zonas aisladas
Los beneficios que aportan los cables submarinos en una transformación hacia un mundo cada vez más sostenible y renovable se basan en dos ideas principales: son más eficientes y rentables que otras infraestructuras de transporte. Algunas de sus contribuciones principales a la electrificación son:
Reducción de pérdidas de energía
El uso de cables HVDC minimiza significativamente las pérdidas eléctricas en largas distancias, siendo más eficientes que las líneas aéreas o subterráneas.
Mayor seguridad y resistencia a condiciones climáticas extremas
Estas infraestructuras no están expuestas a tormentas, vientos o incendios forestales propios de la superficie terrestre.
Ahorro a largo plazo
Tras el coste de instalación, la eficiencia energética y la reducción de dependencia de combustibles fósiles hacen que sean una inversión rentable a largo plazo.
Los proyectos de cables submarinos de Iberdrola
En Iberdrola impulsamos las redes eléctricas como un vector clave para la integración de energías limpias en los países en los que estamos presentes con importantes proyectos de tendido de cableado submarino.
Contamos con Western Link, el proyecto de enlace submarino de mayor capacidad del mundo que pusimos en marcha en 2018 a través de nuestra filial ScottishPower y National Grid, el operador del sistema eléctrico británico. Su instalación contó con una inversión de 1.200 millones de euros. Esta infraestructura dispone de un cable de alta tensión, Western Link,
Enlace externo, se abre en ventana nueva. de una longitud de 850 kilómetros —de los que 770 son submarinos— y une la costa oeste de Escocia y la Bahía de Quay, en la costa norte de Gales de forma bidireccional, es decir, el flujo de electricidad se dirige hacia el norte o el sur en función de las necesidades de suministro y la demanda de electricidad. Así, aumenta la capacidad de interconexión en más de 2.200 megavatios (MW).
Pero, seguimos mirando hacia el futuro con dos nuevos proyectos en marcha. Uno de ellos es Eastern Green Link 1 (EGL1), una conexión eléctrica de corriente continua de alto voltaje de 2 GW entre Torness, en East Lothian (Escocia), y Hawthorn Pit, en el condado de Durham (Inglaterra). El proyecto, de varios miles de millones de libras,Enlace externo, se abre en ventana nueva. se está desarrollando a través de una empresa conjunta también entre SP Energy Networks y National Grid Electricity Transmission (NGET). Con un diseño multidireccional, permitirá emplear las reservas de energía renovable de Escocia para aumentar la capacidad del Reino Unido. Tras comenzar las obras de conexión en 2024, EGL estará en pleno funcionamiento en 2029, cuando tendrá capacidad suficiente para suministrar electricidad a dos millones de hogares.
Además, trabajamos en el proyecto Eastern Green Link 4 (EGL4),Enlace externo, se abre en ventana nueva. un nuevo enlace eléctrico de corriente continua de alto voltaje (HVDC) que conectará Fife, en Escocia, con Norfolk, en Inglaterra. Estas instalaciones y proyectos desempeñarán un papel clave en la transición energética de Reino Unido hacia el objetivo de cero emisiones netas.
Tendencias y futuro de los cables submarinos en el sector energético
Los cables submarinos están evolucionando rápidamente para responder a los desafíos de la transición energética, el impulso de la digitalización y la creciente demanda de interconexiones mundiales. Por lo tanto, la tendencia apunta a un crecimiento de estas redes. La consultora Mordor Intelligence estima que en el periodo 2024-2029, el mercado de sistemas submarinos de transporte de electricidad está creciendo a una tasa compuesta anual de más del 14 %.
Uno de los factores clave en su desarrollo es el impulso de la generación eólica con especial impulso de la marina y la disminución de los costes de producción eléctrica con esta tecnología. Además, Mordor Intelligence identifica la búsqueda de la protección de la biodiversidad y los ecosistemas marinos, así como los esfuerzos por minimizar la huella de los grandes sistemas submarinos de transporte de electricidad como una oportunidad importante para el sector. Por territorios, se espera que la región Asia-Pacífico impulse el desarrollo, con un progresivo aumento del consumo de electricidad en toda la región.
Se prevé que estos estímulos propicien también un empuje a la innovación en materiales y diseño, a la automatización y digitalización y al desarrollo de supercables para favorecer las interconexiones mundiales.