Introducen nanopartículas en papeles eléctricos para aplicaciones en altas tensiones


 

En la actualidad es necesario emplear materiales aislantes eléctricos que sean capaces de soportar mayores tensiones eléctricas y que tengan más vida útil.

Los aislantes eléctricos pueden ser gaseosos como el exafluoruro de azufre empleado en las subestaciones eléctricas; el aire, es el aislante más empleado presente en las líneas de transmisión y distribución de potencia que conectan las centrales de generación eléctrica con los centros de consumo, y de los líquidos está el aceite empleado en los transformadores de potencia.

En el caso de los aislantes eléctricos en estado sólido hay una amplia gama como las cerámicas, distintos tipos de polímeros, micas, barnices, telas y los papeles eléctricos.

Estos últimos son esenciales para la manufactura de los embobinados de los transformadores de distribución y de potencia, en donde en promedio 49 por ciento de sus fallas se localiza en su  aislamiento debido a la perforación del papel, ocasionada por envejecimiento acelerado por la presencia de descargas parciales, sobre temperaturas de operación, presencia de humedad, de oxígeno y transitorios electromagnéticos.

En la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME) Unidad Zacatenco y en la Unidad Profesional en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA), del Instituto Politécnico Nacional, se investiga sobre la obtención de papeles eléctricos mejorados nanotecnológicamente, dentro del campo de los nanodieléctricos para aplicaciones en altas y ultra-altas tensiones eléctricas.

Al respecto, el doctor Primo Alberto Calva Chavarría, titular de la investigación, explicó que por medio de pruebas de microscopía electrónica y procesamiento digital de imágenes han caracterizado  papeles eléctricos comerciales, determinaron su distribución y tamaño de poro, homogeneidad y densidad, y a partir de modelos matemáticos han concluido que tipo de nanopartículas son convenientes nano-insertar en los papeles a efecto de mejorar su permitividad eléctrica y en consecuencia sus valores de rigidez dieléctrica e incluso su tiempo de vida útil cuando son empleados en sistemas multidieléctricos.

“Lo que hacemos es introducir ciertas nanopartículas previamente determinadas y alteramos las características eléctricas del papel, con lo cual soporta mayores tensiones eléctricas y se reduce su tasa de envejecimiento”,  indició el especialista del IPN.

Cabe señalar que el inicio de las investigaciones sobre los materiales nanodieléctricos es muy reciente, el término incluso, aún en discusión, apareció hace ocho años a partir del concepto de nanocompuestos.

En otros países las investigaciones se han dirigido hacia la obtención de nanocerámicas y nanopolímeros. Actualmente el IPN es la primera institución que investiga y acuña el término nanopapeles eléctricos. De acuerdo con el doctor Calva Chavarría las aplicaciones eléctricas también pueden extenderse a la producción de cables subterráneos, capacitores de potencia e incluso, parte de los resultados de su grupo de investigación, pueden extrapolarse a la obtención de otro tipo de papeles y cartones como los empleados en la industria del embalaje.

Se espera que con la obtención de la patente se potencie su impacto a nivel industrial, ya que incluso la inserción de las nanopartículas no incrementa significativamente el costo de producción de los nuevos papeles.



Autor
Agencia ID
 
Fecha de Publicación
8/Ago/2012