¿Qué es el gas dieléctrico?

El gas dieléctrico es una forma de gas que se utiliza en aplicaciones industriales como aislante eléctrico. Los tipos comunes de gases utilizados incluyen aire, nitrógeno y hexafluoruro de azufre. Varios tipos de componentes eléctricos, como transformadores y disyuntores, requieren la presencia de un gas dieléctrico para evitar daños en un circuito en caso de una descarga eléctrica. En aplicaciones de rutina, el aire es a menudo el gas dieléctrico de elección porque no requiere un sistema sellado presurizado y es ubicuo.

El tipo de gas dieléctrico utilizado depende en gran medida del nivel de voltaje del dispositivo y del circuito, así como de las propiedades fundamentales del gas, como su naturaleza química inerte, y propiedades térmicas, como su punto de ebullición y su capacidad para transferir calor. También debe tenerse en cuenta el nivel de toxicidad e inflamabilidad del gas dieléctrico en determinadas condiciones. Un cortocircuito eléctrico puede hacer que un componente como un transformador de alto voltaje se degrade físicamente hasta el punto en que el gas se libere al ambiente circundante. Por esta razón, a menudo se utilizan gases de aire y nitrógeno, ya que son en gran parte inertes y no reactivos.

El hexafluoruro de azufre se utiliza como gas dieléctrico en equipos de conmutación de alto voltaje, como los disyuntores industriales que conectan generadores a transformadores elevadores de voltaje. También se utiliza en áreas de sistemas de energía eléctrica de alta tensión que requieren aislantes de gas, como líneas de transmisión, transformadores y subestaciones. Alrededor del 80% de todo el hexafluoruro de azufre fabricado se usa comúnmente en plantas de energía eléctrica y subestaciones en todo el mundo debido a sus cualidades aislantes superiores y su capacidad para suprimir la transmisión de ondas de radio y ondas de sonido de equipos eléctricos. También tiene el nivel más alto de voltaje de ruptura para cualquier gas aislante, que es el nivel de voltaje necesario para que un gas dieléctrico comience a conducir corriente y no actúe como aislante.

Sin embargo, las desventajas del uso de hexafluoruro de azufre como gas dieléctrico son significativas y, por esta razón, se está intentando combinarlo con gases más seguros, como nitrógeno, dióxido de carbono o compuestos perfluorocarbonados. Se estima que el hexafluoruro de azufre es de 22,800 a 23,900 veces más un factor que contribuye al calentamiento global cuando se libera a la atmósfera en comparación con una cantidad equivalente de dióxido de carbono. También perdura en la atmósfera como un gas de efecto invernadero estable durante mucho más tiempo que otros gases de efecto invernadero, con una duración de 800 a 3,200 años antes de degradarse. El compuesto también presenta serios riesgos para la salud tras la exposición humana, como causar problemas respiratorios, y a menudo se combina con otros compuestos cuando se libera al aire, lo que puede provocar la contaminación del cuerpo con flúor y una variedad de enfermedades.