Rincón del Bonete 50Hz la hora y Zitarrosa

En este articulo pretendemos recorrer en la historia de Uruguay, la participación de la represa Rincón del Bonete en el control del tiempo en nuestro país; en cuanto a la sincronización de los relojes mediante la frecuencia de red de 50 Hz, la puesta en hora de los relojes a las 20:00, y al servicio telefónico de hora oficial (antes de UTE por el 6, hoy de Antel por el 116).

Si hablamos de sincronización de relojes, a todos se nos viene a la mente objetos como los GPSs, protocolos de sincronización y redes de datos, difícilmente pensemos en un reloj mecánico de péndulo construido en 1931, o la red de corriente alterna en 220 V y la frecuencia de la red eléctrica 50 Hz. Un reloj maestro es un reloj  de precisión que suministra señales de tiempo para sincronizar relojes esclavos, todos ellos formando una red de relojes. Entre los años 70 y 90 esto se lograba con electrónica de osciladores de cristales de cuarzo, posteriormente con relojes receptores de señal de GPSs (Satélites de Posicionamiento Global) y relojes atómicos.

En los comienzos de los sistemas eléctricos los relojes maestros eran relojes de péndulo, de alta precisión, los cuales mantenían sincronizada la hora de los relojes eléctricos conectados a la red de baja tensión de 220 o 110 V (en 50 o 60 Hz).

Henry Warren (el inventor de los relojes maestros como ya veremos) en 1912 construía relojes eléctricos domésticos, alimentados desde la red eléctrica de corriente alterna, ya que en esa época las baterías (pilas) no eran algo común corriente aún. Henry tenia un problema con sus relojes, los mismos atrasaban o adelantaban hasta 15 minutos por día. Sus relojes dependían de la frecuencia de la red eléctrica (60 Hz en los EEUU). Como la frecuencia real varia entre 59,5 y 60,5 Hz, ese medio Hertz de error, integrado a lo largo del día producía desvíos de hasta 15 minutos en la hora de los relojes eléctricos.

Ahí entra en 1916 Henry con su invento (patentado en 1918), el "Warren Master Clock" (reloj maestro de Warren), el cual corrige los desviás de hasta 15 minutos actuando sobre los reguladores de velocidad de las turbinas de las represas o centrales de generación eléctrica, de modo de compensar los 60 Hz para que el error respecto a un reloj de péndulo patrón sea nulo. La base de la invención es un péndulo y un motor sincrónico, pequeño, compacto, que arranca por si mismo, al que no le afectan las variaciones de tensión y temperatura. Para 1920 ya había 20 millones de clientes del servicio de energía eléctrica con sus relojes sincronizados por la frecuencia de la red. Centrales Hidroeléctricas como "Boulder Dam", operada por el "Bureau of Reclamation" tenía un reloj Warren Tipo E. La puesta en hora absoluta de los relojes de péndulo se realizaba por señales telegráficas, o señales de radio, emitidas por los observatorios navales en EEUU y por radio bases de VLF (banda de frecuencia de radio inferior a las de AM) en Europa. La emisión, aun en servicio en algunos países, consiste en tonos emitidos con una cadencia prefijada que comienza 5 minutos antes de las 10:00:00 PM (por ejemplo).

El reloj maestro de Rincón del Bonete, es un Warren Master Clock Tipo E, donde un péndulo oscila cada 2 segundos, y detección de error de tiempo de una exactitud de 1/400 segundo (2,5 mili-segundos), ajustable con un tornillo (0,5 segundo/día por vuelta del tonillo) o con pesas de gramos (unos gramo corregían algunos segundos por día). La cámara del péndulo se encuentra en un cilindro de vidrio donde se realizaba el vació si se quería obtener una mejor deriva del reloj. El reloj fue adquirido por LA RIONE (oficina de proyecto de la obra de Rincón del Bonete), la Westinghouse, en 1945 para llevar la frecuencia y la hora de la red eléctrica en Uruguay a partir de una o las cuatro turbinas de Rincón del Bonete, mediante ajuste manuales de las consignas de apertura/frecuencia de los reguladores de velocidad de las mismas, en la turbina que estaba con caída de velocidad nula. El reloj tiene contactos de salida para cablear aumentos o disminución de velocidad automática, sin intervención del operador. Esta opción automática no estuvo prevista de utilizar por LA RIONE y no fue puesta en servicio en la represa posteriormente. El reloj estaba cableado a un registrador de papel MICROMAX donde se registraba la frecuencia de red y el error de tiempo, dentro de una escala de +10 y -10 segundos. La puesta en hora del reloj patrón Warren de Rincón del Bonete se realizaba por una radio de banda ciudadana, que se comunicaba con la Central Battle, y Meteorología que proveía la hora oficial del Uruguay. El mismo equipo de radio que se empleaba para comunicarse con el remolcador Don Pacho,  y comunicación del personal de la represa que registraba los niveles de agua en los pasos durante las crecidas.

Algo que pocos recuerdan es que, para que todos sincronizáramos nuestros relojes, la UTE realizaba un guiño en la red eléctrica, todos los días a las 20:00, lo que se lograba con una apertura y recierre instantáneo del contactor de campo la uno de los generadores de la Central Battle, y en los generadores Diesel en el interior. Al respecto mencionamos el Candombe del cancionero de carnaval de Alfredo Zitarrosa que decía que; "A pesar de que no hizo todavía la guiñada ya no cabe ni una sola persona más en la plaza." (se puede escuchar en www.youtube.com buscando por Carnaval Zitarrosa).

En Uruguay desde la decada del 80, con la entrada en servicio de las represas Palmar y Salto Grande, la frecuencia de red de 50 Hz, la determina la interconexión en 500 KV con Argentina, donde la regulación secundaria o regulación de frecuencia la llevan las centrales Chocón/Piedra del Aguila o Yacyertá, y eventualmente Salto Grande. La consigna de frecuencia es 50 Hz, sin corrección del error de tiempo, lo que lleva a que los relojes eléctricos en base a la frecuencia de red atrasen o adelanten significativamente, y deban ser corregidos periódicamente por los usuarios. Hasta ese momento los relojes eléctricos (de 220 VCA 50 Hz) eran considerados muy precisos por el público, sin importar su marca y modelo, pero en realidad la precisión no la daba el reloj, sino la frecuencia de red 50 Hz y el mencionado reloj de péndulo patrón de la represa Rincón del Bonete.

En nuestro país la “hora oficial” como tal fue emitida por primera vez en 1886 por el observatorio meteorológico del Colegio Pío, que determinaba el tiempo sidéreo el denominado aparato meridiano. Antes de eso la se empleaba como fuente de la hora, el reloj de la Plaza Matriz en Montevideo.  En 1908 la Ley N° 3.290 transfiere la responsabilidad de la hora oficial al Instituto Meteorológico, luego denominado Dirección Nacional de Meteorología, donde una gran bocina al estilo de un gramófono gigante, indicaba la hora a las 8:00 12:00 y 17:00.  En Meteorología para la determinación del tiempo se contaba con una estación radioeléctrica con cinco receptores que recibían diariamente las señales horarias de Washington, Berlín, Río de Janeiro y Buenos Aires. La Ley Nº 7.200, de 1920, deja estos temas en el ámbito del Ministerio de Defensa Nacional.

En la práctica la determinación, conservación y trasmisión de la hora exacta a toda la República, se realizaba en el Observatorio Astronomico de Montevideo de la Universidad de la República. La conservación de la hora determinada por radio se hacía con cronómetros de marina colocados en una vitrina a temperatura constante. El error con que se trasmitía la señal horaria nunca excedía las 10 centésimas de segundo. La trasmisión de la hora oficial se hacía por radio en amplitud modulada AM, por CX6 (Sodre), y desde el observatorio se controlaba directamente el aparato reloj parlante (con la voz; “la señal indicará las __”) de la hora oficial telefónica marcando el  6 de U.T.E. (Antel  y marcar el 16 no existía como tal en esos tiempos, eran responsabilidad de UTE los servicios telefónicos). El denominado “reloj parlante”, equipo totalmente automático, que daba la hora en Montevideo, estaba úbicado en la Central Aguada, y comenzó a funcionar en 1934, siendo uno de los primeros del mundo en entrar en servicio (en Inglaterra entro en servicio en 1936). De las 6.500.000 llamadas por mes, que se registraban en 1936, unas 1.200.000 eran para conocer la hora. El servicio inicial indicaba las horas y los minutos, con un tono de 3 segundos en cada minuto, los segundos fueron incorporados posteriormente.

Hoy en día, Uruguay toma la hora oficial del sistema UTC internacional (Tiempo Universal Coordinado) que establece la hora oficial mundial a partir de relojes atómicos (TAI time). El tiempo UTC esta corregido por variaciones astronómicas (órbita elíptica del sol, etc).  Las la hora oficial de Antel marcando el 116 esta sincronizada con el tiempo UTC, no lo está con el tiempo GPS (proveniente de relojes atómicos no corregidos por fenómenos astronómicos).  En Uruguay la Ley 18.834 de 2011 le transfiere la responsabilidad al Ministerio de Industria, Energía y Minería.

En el sistema eléctrico de Europa continental, de frecuencia 50 Hz, el control de tiempo es responsabilidad del operador de sistema suizo ETRANS, desde su centro de control en Laufenburg. Si la desviación de tiempo es superior a 20 segundos, ETRANS ordena al resto de operadores corregir la referencia de frecuencia a 49,99 Hz o a 50,01 Hz durante 24 horas. El control de tiempo es el lazo de regulación más lento en el esquema de control frecuencia-potencia.

En EEUU y Canadá, de frecuencia de red 60 Hz, el tiempo maestro lo establece el NIST (National Institute of Standards and Technology, ver la pagina web www.time.gov), la diferencia entre el reloj maestro del NIST y un reloj sincronizado con la red de 60Hz, se denomina error de tiempo (time error). El error de tiempo es monitoreado en varios puntos del sistema interconectado, y si el error de tiempo es superior a 10 segundos, se activa una orden manual de corrección para aumentar o disminuir la potencia despachada en la región de influencia del punto de monitoreo (que son cuatro; Este, Oeste, Texas o Quebec), lo que resulta en un aumento o disminución de la frecuencia, de hasta 0,02 Hz (59,98 y 60,02 Hz). Durante 2011 el organismo de regulación eléctrico en EEUU (el NERC), estableció un plan de ensayos de suspensión de estas correcciones de tiempo, y evaluar como afecta a los usuarios el no contar con la sincronización de tiempo en los relojes. De momento el plan esta suspendido hasta 2013. http://www.nerc.com/page.php?cid=6|386

El reloj maestro Warren Telechron Tipo E se puede apreciar en el museo del segundo piso de la Central Hidroeléctrica en Rincón del Bonete. Un instrumento electromecánico, que permite medir con precisión el pasar del tiempo, algo tan difícil de definir. Algunos se animan a decir que es solamente una ilusión, como el físico teórico Julian Barbour, solo existiendo “el ahora”,  como describe Juana de Ibarborou en su poema “La Hora”.

Por mas información sobre estos relojes de péndulo, consultar:  www.my-time-machines.net

Por mas información sobre las definiciones y diferencias entre tiempo UTC, GPS y TAI ver; http://www.ipses.com/prod/timing/UTC-GPS.php?language=en

Algunos de los datos y fotografías del presente articulo fueron tomaros de la pagina; http://lagalenadelsur.wordpress.com/2012/09/05/la-radio-y-el-instituto-meteorologico-uruguayo/

Ing. Pablo Thomasset

En la Edad Media, la hora estaba disponible en los
campanarios de las Catedrales e Iglesias, luego
durante Revolución Industrial, Siglo XIX, se disponían
grandes relojes en las estaciones de tren, y las
fábricas. En 1887 la compañía de telégrafos Western
Union comenzaba a distribuir la hora emitida por el
Observatorio Naval de los EEUU vía telégrafo, en
todos los Estados de la Unión. La emisión de las
señales era necesaria para el correcto tráfico en hora
de los ferrocarriles y público en las estaciones de
trenes (en la época de los ingleses la hora ferroviaria
estaba atrasada 3 minutos, porque según los ingleses
los uruguayos siempre llegábamos tarde para
abordar el tren). En 1880 comenzó a estar disponible
la hora oficial GMT, del Observatorio de Greenwich
en Inglaterra. La distribución de la misma se
realizaba con relojes portátiles viajeros, como los
denominados cronómetros de marina, siendo
famosa la “dama del tiempo”, la Sra. Ruth Belville,
que hizo de ello un negocio, vendiendo el servicio
de la hora, con un reloj marca John Arnold. Una vez
por semana realizaba un viaje al Observatorio de
Greenwich a sincronizar su reloj y volvía a Londres
para literalmente vender la hora. Este servicio lo
realizó primero su padre desde 1936 y luego Ruth
hasta 1940. Los relojes denominados “de
Observatorio”, junto con los Cronómetros de Marina,
eran utilizados en la época por los oficiales de marina
para determinar con la máxima precisión posible la
posición y el rumbo de sus navíos. En 1815, cuando
Darwin hizo su memorable viaje en el Beagle, llevaba
a bordo 22 cronómetros. En ambos tipos de relojes,
la precisión era el único e innegociable parámetro
de su diseño y construcción.
Las señales horarias actualmente difundidas por la
B.B.C. coincidente con el horario de Greenwich,
fueron irradiadas a partir de una sugerencia hecha
por Mr. Hope Jones, astrónomo real del observatorio
de Greenwich. Sugirió que ya que la B.B.C. tenía los
medios para distribuir la hora y no podía obtenerla
exacta; y como el Observatorio de Greenwich tenía
la hora exacta y no disponía de medios para
distribuirla, la cooperación entre el Observatorio y la
B.B.C., podría hacer más asequible la divulgación
de la hora oficial. Sugirió también que las señales
podrían tener la forma de seis tonos cortos o "pips"
finalizando exactamente a las horas.
El primer reloj patrón del NIST en EEUU, en la Oficina
de Pesos y Medida en Washington fue un Reloj de
péndulo marca Riefler de Alemania, adquirido en
1904. En 1929 fue reemplazado por el Shortt de la
derecha, un reloj de doble péndulo diseñado por el
Observatorio de Edinburgo, presición 1 ms (un milisegundo)
por día.