La caída de frecuencia cada 60 s: autopruebas de baterías sincronizadas, no el mercado

Los operadores de red esperan ruido en la frecuencia y disponen de herramientas para tratarlo. Una señal que se repite una vez por minuto, sin deriva en su temporización, es un problema de otra naturaleza. TenneT Germany observó una señal así en la red europea durante varios años. Según el Forschungszentrum Jülich, un equipo dirigido por Dirk Witthaut, con colegas de la Universidad de Colonia y del Karlsruhe Institute of Technology, la ha rastreado ahora hasta sistemas de baterías que comprueban su estado de carga cada minuto. El trabajo se publicó el 30 de octubre de 2026 en Nature Energy. Describe un fallo de ingeniería fácil de pasar por alto: muchos dispositivos independientes ejecutan la misma rutina de software y están anclados al mismo reloj.

01Una firma con forma de reloj en la frecuencia

La frecuencia es una lectura directa del equilibrio de potencia. La tasa de variación de la frecuencia sigue al desequilibrio instantáneo de potencia en la red. Según la interpretación de los datos que hace el artículo, una caída de la frecuencia durante la primera mitad de cada minuto significa que la demanda supera a la generación en ese intervalo.

El patrón no es específico de Europa. Los autores examinaron registros de frecuencia de 12 sistemas eléctricos de cinco continentes. Encontraron un pico espectral estrecho con un periodo de exactamente un minuto, y su temporización se mantiene coherente durante largos periodos.

El tamaño importa, porque el efecto es pequeño. El artículo estima que una variación periódica de frecuencia de 3 mHz corresponde a una variación coherente de potencia de unos 80 MW. En Europa continental la frecuencia nominal es de 50 Hz, así que se trata de una desviación minúscula. Lo que observó TenneT es que es medible y de una regularidad poco habitual, aunque las desviaciones no eran críticas para la seguridad de la red.

El razonamiento de Witthaut fue que la exactitud del periodo descartaba la mayoría de las explicaciones físicas. «Pronto nos quedó claro que la causa tenía que ser algo controlado por el reloj». La amplitud descartaba además cualquier dispositivo individual. El efecto requiere que muchos dispositivos consuman potencia en el mismo instante.

02Localizar la fuente en un campus

La prueba decisiva llegó del Living Lab Energy Campus de Jülich. El equipo instaló puntos de medición en dispositivos finales en 80 ubicaciones. El mismo patrón periódico de consumo apareció justo donde grandes sistemas de baterías proporcionan suministro eléctrico ininterrumpido.

Los resúmenes secundarios del artículo aportan detalles sobre la cadena de pruebas:

• En una instalación, el equipo registró picos de corriente recurrentes en los bornes de las baterías. El fabricante confirmó que los causaban autopruebas periódicas de la gestión de energía de la batería.
• El análisis espectral siguió la variación de potencia resultante a través de transformadores y una barra colectora hasta la interfaz con la red pública de 110 kV.

La redacción del propio artículo es más amplia que el titular «almacenamiento en baterías». Señala como fuente de los picos periódicos de demanda de potencia, que se propagan entre niveles de tensión, al software de control sincronizado por reloj de los dispositivos energéticos de control digital, en particular los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) y los sistemas de almacenamiento de energía en baterías. El material de prensa de Jülich es más impreciso y habla de grandes sistemas de almacenamiento en baterías. El mecanismo es el mismo en ambos casos. Una comprobación rutinaria consume una breve ráfaga de potencia y está programada al inicio del minuto.

03Por qué las autopruebas coinciden

Nadie coordinó estos dispositivos. La explicación de Witthaut es prosaica. No existen normas vinculantes para estas comprobaciones de potencia, y sospecha que la mayoría de los fabricantes dio por sensato un intervalo de 60 segundos. Simplemente se eligió el inicio de cada minuto como momento de la prueba. Cada fabricante tomó una decisión razonable a escala local. En conjunto, esas decisiones producen una señal a escala de red.

El artículo pone a prueba directamente el papel de la sincronización horaria. En un SAI se comparó la temporización de la autoprueba con y sin sincronización mediante Network Time Protocol (NTP):

• Con NTP desactivado, las firmas de las autopruebas derivaban lentamente respecto a UTC.
• Con NTP activado, la progresión diaria de las firmas se hacía mucho más pronunciada, de unos 6 s por día.

Un resumen del artículo afirma que la fase se mantiene estable durante el día y salta a medianoche. No pude comprobarlo con el texto completo. En el planteamiento del artículo, la sincronización externa del reloj es lo que mantiene acompasados a dispositivos independientes. Los autores describen una clase más amplia de efectos de sincronización ciberfísica en dispositivos de control digital que funcionan con relojes sincronizados externamente o con rutinas de software periódicas.

En un comentario publicado en la misma revista, Florian Dörfler describe una perturbación que se repite con precisión cada minuto en redes de todo el mundo, causada por autopruebas de SAI sincronizadas por reloj que actúan al unísono sin proponérselo.

El artículo no sostiene que los SAI y los sistemas de baterías sean toda la explicación. Witthaut afirmó que es perfectamente posible que los sistemas de almacenamiento en baterías sean solo una parte del problema. Sugirió que las bombas de calor, los aparatos de aire acondicionado y otros equipos con control digital podrían mostrar un comportamiento similar. Sigue siendo una hipótesis, no un resultado medido.

04Qué implica para el control de frecuencia y la programación

La amplitud del efecto depende tanto de la fuente como de la red en la que entra. Los autores señalan que una menor inercia puede aumentar la respuesta de la frecuencia a un desequilibrio dado, mientras que la dinámica de los reguladores de velocidad de las turbinas hidroeléctricas puede amplificar una señal de origen externo. Dos hallazgos del artículo y de su cobertura lo ilustran:

• Irlanda. Los centros de datos con grandes sistemas de baterías representan alrededor de una quinta parte de la demanda eléctrica del país, y la amplitud de la señal de un minuto se cuadruplicó entre 2016 y 2021. La cobertura secundaria del artículo sitúa la caída en unos 3 mHz, que crecen hasta 12 mHz.
• Energía hidroeléctrica. Un análisis de aprendizaje automático explicable encontró correlaciones sistemáticas entre la programación de la generación hidroeléctrica y la amplitud de la señal en la red de Europa continental. El coste mecánico es que breves picos de demanda hacen que las turbinas frenen un instante y luego vuelvan a acelerar, lo que añade desgaste.

Los sistemas con mucha hidroeléctrica ya conocían un problema relacionado. Trabajos nórdicos de la década de 2010 describen una «oscilación de 60 segundos» que provoca desgaste en las unidades hidroeléctricas. Un informe nórdico de calidad de frecuencia de 2015 decía que las causas de esa oscilación aún no estaban del todo claras, aunque señalaba que la respuesta de contención de frecuencia la amplifica. El nuevo artículo no pretende explicar todas las oscilaciones nórdicas. Sí ofrece un impulsor externo plausible para un componente que el ajuste del control por sí solo no lograba explicar. Un resumen del artículo menciona amplitudes escandinavas superiores a 10 mHz, y ninguna amplitud superior a 10 mHz en 2025 tras revisarse en 2023 las normas de control de frecuencia. No pude verificarlo con el texto completo del artículo, y es posible que este no atribuya la mejora al cambio normativo.

Para el diseño del control, la distinción está entre perturbaciones estocásticas y deterministas. Las reservas se dimensionan para el desequilibrio aleatorio, como los errores de previsión o los disparos de centrales. La frecuencia refleja además el comportamiento del mercado, incluida la conmutación brusca de centrales eléctricas, que el equipo de Jülich cita entre las muchas influencias sobre el patrón. Sobre todo eso se superpone una componente periódica de un minuto. Es predecible en fase y periodo. El artículo afirma que las medidas a nivel de sistema pueden reducir el impacto de las perturbaciones deterministas sobre la frecuencia. También dice que la causa raíz puede abordarse directamente mediante el diseño del control.

En la práctica, eso significa dos palancas, y las describo con mis propias palabras, sin citar el artículo. Los operadores pueden tener en cuenta la señal conocida en la forma en que responden las unidades de reserva y los reguladores de las hidroeléctricas. Los fabricantes de dispositivos pueden dejar de crear la señal.

05La solución y lo que sigue sin demostrarse

La solución en el lado de los dispositivos es barata. Witthaut: «Bastaría con distribuir las comprobaciones de forma aleatoria, en lugar de iniciarlas siempre al mismo tiempo». Un desfase aleatorio en el planificador reparte la carga a lo largo del minuto, de modo que la suma de muchos dispositivos se aproxima a una constante. No hay que cambiar nada del hardware de las baterías. Como ninguna norma regula las comprobaciones, la vía probable es un requisito o una guía sobre la programación de las pruebas, aplicada a los dispositivos nuevos y llevada a los existentes mediante una actualización de firmware. Ni el artículo ni el material de prensa dicen que haya un cambio de este tipo en marcha.

Quedan varias cuestiones abiertas:

• Atribución. La cadena causal se demuestra con detalle para instalaciones concretas de Jülich. Su peso en la señal mundial no se ha cuantificado. Los propios autores dejan margen para otros dispositivos.
• Crecimiento. El artículo advierte de que la rápida expansión del almacenamiento en baterías, los centros de datos y el internet de las cosas puede amplificar aún más estas oscilaciones. El registro irlandés es hasta ahora la principal prueba de un crecimiento de la amplitud.
• Gravedad. Los autores indican que las perturbaciones no han alcanzado niveles críticos para la seguridad en las redes estudiadas. Los costes son sobre todo el desgaste de los equipos hidroeléctricos y la carga adicional sobre la regulación de frecuencia.

La lección más amplia atañe al software. A medida que las redes se llenan de electrónica de potencia y controladores en red, un valor por defecto como «ejecutar en el segundo :00 de cada minuto» pasa a formar parte de la dinámica de la red. Una decisión de programación tomada por comodidad en el firmware puede aparecer años después en el registro de frecuencia de todo un continente.