¿Qué es el gas dieléctrico?

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

El tipo de gas dieléctrico utilizado depende en gran medida del nivel de voltaje del dispositivo y circuito, así como de las propiedades fundamentales del gas, como su naturaleza química inerte y sus propiedades térmicas, como su punto de ebullición y su capacidad para transferir calor. También se debe considerar el nivel de toxicidad e inflamabilidad del gas dieléctrico bajo ciertas 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 libera al ambiente circundante. Por esta razón, los gases de aire y nitrógeno a menudo se usan ya que son en gran parte inertes y no reactivos.

El hexafluoruro de azufre se utiliza como gas dieléctrico en celdas de alta tensión, como los interruptores automáticos industriales que conectan generadores a transformadores de tensión elevadores. También se utiliza en áreas de sistemas de energía eléctrica de alto voltaje que requieren aisladores 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 sonido de los 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 de usar hexafluoruro de azufre como gas dieléctrico son significativas y, por esta razón, se están intentando combinarlo con gases más seguros, como nitrógeno, dióxido de carbono o compuestos de perfluorocarbono. Se estima que el hexafluoruro de azufre es un factor que contribuye de 22.800 a 23.900 veces más al calentamiento global cuando se libera a la atmósfera en comparación con una cantidad equivalente de dióxido de carbono. También permanece en la atmósfera como un gas de efecto invernadero estable durante mucho más tiempo que otros gases de efecto invernadero, y dura de 800 a 3.200 años antes de que se degrade. El compuesto también plantea 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 que puede conducir a la contaminación del cuerpo con fluoruro y una variedad de dolencias.