C.A. vs. C.C.: ¿Corriente alterna o corriente continua? ¿Cuál es mejor?

La corriente (carga eléctrica) solo fluye en una dirección en el caso de CC (corriente continua). Pero en CA (corriente alterna) La carga eléctrica cambia de dirección periódicamente. No solo la corriente, sino también el voltaje se invierten debido al cambio en el flujo de la corriente.

El debate entre la corriente alterna y la corriente continua personifica la «Guerra de las Corrientes», como se la conoce hoy en día, en la que se vieron envueltos los dos gigantes de la energía eléctrica a finales de la década de 1890. Thomas Edison, el defensor de la corriente continua, se sintió tan amenazado por el invento de Tesla que, con el fin de desacreditar la corriente alterna, recurrió a engañar falsamente a los estadounidenses. Preocupado por perder sus regalías a causa de esta nueva tecnología, Edison llegó incluso a electrocutar a un elefante para demostrar los peligros mortales de la corriente alterna.

Sin embargo, esto no impidió que Tesla cumpliera su sueño de abastecer a Estados Unidos con energía barata y altamente eficiente. Incluso hoy en día, vemos cables largos y gruesos tensados firmemente entre altísimas torres eléctricas, como las cuerdas de una guitarra. La corriente alterna (CA) se hizo con el trono y reinó durante un siglo, dominando hogares, oficinas y edificios, hasta ahora, cuando la corriente continua (CC) parece estar regresando poco a poco. ¿Por qué le fue tan bien a la CA? ¿Y por qué podría la CC estar regresando? Reformulemos estas preguntas.

¿Por qué la corriente alterna es mejor que la corriente continua?

La corriente alterna es un tipo de corriente en la que los electrones cambian periódicamente de dirección, yendo y viniendo. Se basa en los principios ideados por Michael Faraday en 1832, cuando presentó su generador eléctrico de dinamo. A pesar de ser tan reconocida, la corriente continua (CC) presentaba un problema importante: transmitirla a largas distancias resultaba realmente difícil. Los cables perdían potencia y había que reforzarlos con circuitos adicionales. Además, aumentar o reducir los voltajes de corriente continua también requería circuitos complicados.

La corriente alterna no solo se podía transmitir fácilmente a largas distancias, sino que también se podía convertir cómodamente a valores más altos o más bajos mediante transformadores. Un transformador es, esencialmente, un alambre enrollado que «aumenta» o «disminuye» la magnitud de la tensión de corriente alterna. La capacidad de transformar la tensión de esta manera significaba que era posible transmitir energía eléctrica de manera mucho más eficiente, no solo entre ciudades, sino a través de todo el país. El sueño de Tesla se estaba convirtiendo gradualmente en una realidad.

La capacidad de transportar energía a largas distancias fue la ventaja más importante de la corriente alterna (CA) sobre la corriente continua (CC), razón por la cual las casas y los edificios dejaron de utilizar la corriente continua en el siglo XIX. En 1893, se eligió a General Electric para suministrar energía de corriente continua a la Exposición Universal de Chicago, lo que costaría la exorbitante suma de $554,000. Sin embargo, George Westinghouse intervino y prometió suministrar energía a la exposición por solo $399,000 utilizando la corriente alterna de Tesla. Tres años más tarde, la Compañía Eléctrica de las Cataratas del Niágara, seducida por las ventajas de la CA, le otorgó a Westinghouse el derecho a generar energía a partir de las Cataratas del Niágara e iluminar toda la ciudad de Buffalo, Nueva York. La CA acabó con la CC de una vez por todas. Luego, unas décadas más tarde, nació el transistor.

¿Por qué es mejor la corriente continua que la corriente alterna?

A diferencia de la corriente alterna, la corriente continua no sufre conmutaciones. No hay períodos y la corriente fluye en una sola dirección con un voltaje constante. Como ya se mencionó, la corriente continua tiende a perder energía en forma de calor, una característica que Edison aprovechó para encender la primera bombilla. A pesar de sus desventajas, la era de los semiconductores impulsó el regreso de la corriente continua. La corriente continua se utiliza principalmente para alimentar dispositivos electrónicos, en particular aquellos más pequeños que solo pueden funcionar en dos estados: encendido y apagado. Esto incluye baterías, LED, transistores —las neuronas de la tecnología informática— y cualquier otro dispositivo semiconductor.

La energía de corriente continua (CC) ha vuelto a cobrar importancia debido a la dependencia de nuestra sociedad de computadoras, tabletas y dispositivos portátiles que están conectados a la «nube» en todo momento. La nube consiste básicamente en computadoras, conocidas formalmente como servidores, que se encuentran en edificios remotos para almacenar tus valiosos datos. Hoy en día, empresas como Facebook y Google dedican edificios enteros a albergar servidores que almacenan datos para su número cada vez mayor de usuarios. Manipular la corriente alterna (CA) como si fuera corriente continua (CC) en dichos dispositivos es bastante complicado, ya que requiere circuitos complejos. Sin embargo, lo más importante es que la CA pierde energía, aunque sea por un tiempo infinitesimal, algo que los servidores, que consumen energía constantemente, no pueden soportar.

Las salas de servidores suelen contar con aire acondicionado y están destinadas al funcionamiento continuo de los servidores informáticos. (Fuente de la imagen: Flickr)

Además, todo ingeniero eléctrico sabe que las pérdidas acumuladas en la transmisión de corriente alterna pueden superar las pérdidas que se producen en la corriente continua debido al efecto piel y al acoplamiento capacitivo, fenómenos en los que, dado que la energía fluye por la superficie del cable, es absorbida por los objetos que se encuentran debajo de él. La transmisión se ralentiza debido a estas resistencias, lo que, en consecuencia, disminuye su eficiencia. De hecho, las pérdidas que se dispersan en su entorno constituyen la base sobre la que se estructuran los mecanismos de transferencia de energía inalámbrica. La corriente alterna irradia parte de su energía, la cual puede concentrarse convenientemente en una región enrollando el cable de manera adecuada.

Otra razón por la que —y esta parece ser la más importante— la corriente continua podría volver es su compatibilidad con los dispositivos electrónicos ecológicos. Como todas las celdas solares se basan en sustratos semiconductores, todas generan o funcionan con corriente continua. Es posible que la corriente continua tenga que volver por el bien de la energía renovable. Por supuesto, también podríamos recurrir a la corriente alterna (CA), pero esto requeriría tediosas conversiones de corriente continua a alterna mediante un inversor y luego de nuevo a corriente continua, en las que se pierde entre 5 y 20% de energía en forma de calor. De hecho, los centros de datos que abarcan acres enteros sí utilizan estos convertidores, pero no solo consumen enormes cantidades de energía, sino que también existe el costo adicional de los sistemas de enfriamiento para el calor generado, lo que agrava su difícil situación financiera.

Entonces, ¿qué es mejor, la corriente alterna o la corriente continua?

A pesar de que ahora contamos con la tecnología para transmitir corriente continua (CC) a través de las redes eléctricas a largas distancias, seguimos utilizando corriente alterna (CA). La corriente alterna se eleva a voltajes más altos para superar la resistencia, y cuando la energía llega al usuario, se reduce de voltaje y se rectifica para alimentar, por ejemplo, una computadora. Sin embargo, estas tecnologías, al igual que las tecnologías renovables, no solo cuestan una fortuna, sino que su eficiencia también podría ser cuestionable. Sí, la corriente continua proporciona salidas estables, pero se logra una mayor eficiencia después de eliminar las pérdidas.

Aunque las pérdidas puedan ser menores que las que se producen con la corriente alterna, hay que tener en cuenta el factor de elevación o reducción de tensión. La facilidad con la que se pueden modular y transportar las tensiones de CA sigue siendo inigualable, por lo que es posible que la CA siga siendo la opción preferida. Ambas fuentes de energía son excelentes a su manera, por lo que determinar cuál es la ganadora dependería de los criterios en juego: el terreno de juego. La decisión depende esencialmente de la aplicación de la energía.

Hoy en día, ambos funcionan en conjunto. La corriente alterna circula por encima de nosotros a través de cables, como las líneas de un diario en blanco que terminan en tu casa. La tensión de corriente alterna se convierte entonces en corriente continua con un rectificador, como el adaptador que viene con tu cargador, para alimentar dispositivos domésticos, como bombillas, lámparas y otros aparatos. Puede que la «Guerra de las Corrientes» ya no sea tan dramática como lo fue en su momento, pero sigue existiendo de manera sutil.

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