HEXAFLORURO DE AZUFRE 1.- DEFINICION: El Hexafloruro de Azufre o SF6 es un gas artificial utilizado ampliamente en los equipos eléctricos de alta tensión. Es incoloro, inodoro, no combustible y químicamente muy estable por lo que a temperatura ambiente no reacciona con ninguna otra sustancia. Su gran estabilidad se basa en el arreglo simétrico perfecto de sus seis átomos de Flúor en torno a su átomo de Azufre central. Es esta estabilidad precisamente lo que vuelve a este gas muy útil en la industria. El SF6 es un excelente aislante eléctrico y puede apagar un arco eléctrico en forma efectiva. Esto lo ha hecho muy popular y por lo tanto pueden encontrarse hoy en día miles de equipos eléctricos alrededor de mundo en media y alta tensión que lo utilizan. El SF6 en su forma pura no es tóxico ni tampoco peligroso al ser inhalado, sin embargo dado que es casi seis veces más pesado que el aire, en ambientes cerrados desplaza al oxígeno existiendo en consecuencia riesgo de sofocación para las personas. Es por ello que se debe tener máximo cuidado en la manipulación de este gas así como considerar siempre su re-utilización. Si bien su contribución al calentamiento global se ha estimado inferior al 0,2% actualmente, esto se debe a que la mayoría del SF6 producido se encuentra en servicio dentro de los equipos. 1.1.- ¿Porqué el gas SF6 se utiliza en la industria eléctrica? El hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas inodoro, incoloro, ininflamable y no tóxico que, debido a sus cualidades dieléctricas, es el principal fluido que se incorpora en los aparatos electrotécnicos. El SF6 garantiza todas las funciones de corte y aislamiento eléctrico en alta tensión. Asimismo, las características del SF6 permiten generalmente volver a utilizar las cantidades recuperadas del gas tanto en nuevos procesos de fabricación, como en operaciones de rellenado y mantenimiento de equipos en servicio. Para el uso del SF6 en la industria eléctrica la norma europea EN 62271-1 distingue dos tipos de sistemas de presión con grados de estanqueidad diferentes: sistemas de presión sellados y sistemas de presión cerrados. En los equipos para tensiones de servicio entre 1kV y 52 kV (rango de tensiones que comúnmente se llama media tensión) se utilizan sistemas de presión sellados (popularmente “sellados de por vida”). En ellos, el llenado con SF6 se realiza en fábrica y el gas está confinado sin que se requiera la existencia de un dispositivo con el que se pueda intervenir sobre la carga de gas durante todo el tiempo de vida del aparato. En este caso, el usuario no se enfrenta a operaciones de mantenimiento y su intervención se limitará a las indicaciones para la eliminación del aparato. Por su parte, en los equipos para tensiones de servicio superiores a 52kV (rango de tensiones que comúnmente se llama alta tensión) se utilizan sistemas de presión cerrados. Estos sistemas están equipados con un dispositivo de control y alarma en caso de disminución de la presión del SF6, permitiendo así intervenir en la carga de SF6 a lo largo de la vida útil del equipo.1 El riesgo ambiental que representa la liberación a la atmósfera de SF6 se debe a su elevado Potencial de Calentamiento Atmosférico (el PCA o GWP, en sus siglas en inglés, del SF6 es 22.800 veces superior al del CO2). 1.2.- Interruptor de potencia de media tensión con tecnología de corte en SF6. Un estudio encuentra al Interruptor de aislación SF6 bueno para el medio ambiente. El gas SF6 (hexafluoruro de azufre) de aislamiento del interruptor de media tensión es menos dañino para el medio ambiente que los elementos asociados, las líneas de alta tensión y transformadores, de acuerdo a un estudio realizado en conjunto por compañías líderes de energía, incluyendo ABB. ABB participó recientemente en un estudio de ciclo de vida de valoración (LCA, life cycle assessment) para adquirir datos medio ambientales sobre la distribución de energía de media tensión en Alemania. El estudio fue comisionado como un proyecto en conjunto por ABB, Areva T&D (anteriormente ALSTOM), Siemens, EnBW, E.ON Hanse, RWE y Solvay Fluor. El estudio LCA establece un perfil medioambiental comparando el aislado en aire y el equipo aislador SF6. Éste muestra que el total de contribución en la distribución de energía que lleva al calentamiento global, es muy bajo, ese equipo de tecnología en el rango de medio voltaje hace solo una contribución menor al efecto invernadero, y las pérdidas óhmicas (calor producido por la resistencia eléctrica) causada mayormente por el uso de cables, recalentamiento de líneas y transformadores, principales contribuyentes en el efecto invernadero. Según el estudio, esta contribución puede ser reducida significantemente con el uso de los sistemas de aislado SF6 . En suma, las pérdidas óhmicas utilizando el equipo de aislado SF6 es menor en la fase operacional. El qué y porqué del SF6 El hexafluoruro de azufre no es tóxico, es inerte, y es un gas refrigerante aislador de aire de alta fuerza dieléctrica y estabilidad termal. . Es particularmente aplicable para ambos, equipos de medio y alto voltaje, asimismo como en aceleradores de partículas, rayos X, fundición de equipos de UHF (Ultra High Frecuency) de aluminio y magnesio. El SF6, es un gas hecho por el hombre, siempre es usado en sistemas eléctricos cerrados y sellados. Al final del uso de vida del equipo, el gas puede ser recobrado, reciclado y vuelto a usar. El SF6 también es ampliamente usado en tecnología médica, por ejemplo como agente contraste en examinaciones ultrasónicas, asimismo como oftalmológicas, neumonológicas y enfermedades de oído, entre otras. Tratamiento de pérdida de escucha en infecciones del centro del oído. Pérdidas Óhmicas El LCA analizó redes de distribución de energía representativas en zonas urbanas y rurales, y encontraron que un 92 por ciento de la contribución al efecto invernadero de la distribución de energía venía de la pérdida óhmicas en los cables, sobretodo en líneas alta y transformadores. Sólo un 8 por ciento, provenía del equipo. A los equipos de cualquier tipo se los encontró como causantes de una proporción relativamente menor a estas pérdidas, y asimismo, el uso del aislador SF6 y como medio de equipo extinguidor de arco, esta probado que es competitivamente ecológico comparado a otras formas de aislado en aire. Medioambientalmente el SF6 es la mejor opción Los conductores de corriente deben ser aislados entre ellos y de su alrededor, y para este propósito el SF6 es tres veces más efectivo que el aislamiento de aire. Usando el SF6 también reduce la cantidad de espacio necesitado para el equipo, y lo protege de influencias ambientales y climáticas. Sobretodo, los resultados del criterio del LCA, en demanda de energía, potencial de calentamiento global, lluvia ácida y potencial de nitrificación, son significantemente más favorables con los sistemas aisladores de SF6 que los aisladores de aire. El SF6, como medio aislador, por ejemplo, es 20 por ciento mejor que el aire, en términos de potencial de gas con el efecto invernadero, porque el menor diseño compacto del equipo de aislado SF6 y hasta la energía requerida para los materiales y la producción de sistemas es considerablemente reducida. 1.3.- Celdas de media tensión aisladas en SF6. l SF6 es un gas inerte, incoloro, neutro, no inflamable, seis veces más pesado que el aire y no tóxico. Gracias a sus propiedades se usa como aislante y extintor de arco en equipos eléctricos de potencia. Este gas SF6 se encuentra dentro de una cuba sellada herméticamente en acero inoxidable que garantiza, durante toda la vida del producto, que no se hagan emisiones al ambiente. La celda aislada en gas SF6 se utiliza actualmente en todo el mundo. Las celdas Ormazabal cuentan actualmente con más de 8000 unidades instaladas en Colombia. El uso del SF6 se debe a sus sobresalientes propiedades eléctricas, físicas y químicas que permiten beneficios significativos para la red de suministro eléctrico: El uso del SF6 se debe a sus sobresalientes propiedades eléctricas, físicas y químicas que permiten beneficios significativos para la red de suministro eléctrico: Aísla 2.5 veces más que el aire, razón por la cual hace de la celda un equipo más ergonómico en tamaño y peso. Capacidad de extinción de arco 100 veces mayor que la del aire. Permite reducir espacios y brindar una mayor seguridad en los equipos y personas. Mejor disipación del calor que el aire. Se encuentra dentro de una cuba sellada la cual no requiere ningún tipo de refrigeración siendo útil en temperaturas ambientes desde 30°C hasta los 40°C. ¿Cuáles Los estudios de evaluación del ciclo de vida han demostrado que el uso de tecnología SF6 en los equipos de distribución eléctrica, tiene un impacto total menor directo e indirecto en el medio ambiente que las subestaciones con aislamiento en aire. son las ventajas de las celdas de media tensión? Hay un significativo número de ventajas, como se detalla a continuación: Seguridad del operador local: la Celda aislada en SF6 contribuye sustancialmente a reducir el riesgo de accidentes. Los accionamientos de media tensión permanecen en una cuba sellada herméticamente durante toda su vida de servicio, ofreciendo fiabilidad operacional, debido a que en el interior de los compartimientos se cuenta con protección total contra todas las perturbaciones externas. El aislamiento en SF6 asegura total protección a sus equipos internos, lo que significa que no hay una reducción gradual de la capacidad de conducción de corriente del equipo conforme envejece ni tampoco hay reducción de la capacidad de aislamiento debida a factores externos. Las Celdas aisladas en gas SF6 pueden utilizarse también bajo condiciones climáticas adversas o difíciles. Por ejemplo: En áreas húmedas con frecuentes condensaciones por cambios de temperatura e incluso, con riesgo de inundaciones, alta polución y zonas con alta salinidad. Al contrario que el aire, cuya capacidad de aislamiento se reduce al aumentar la altitud, las celdas aisladas en gas SF6 mantienen toda su capacidad de aislamiento independientemente de la altura respecto al nivel del mar. Debido a la elevada rigidez dieléctrica del gas, las celdas son compactas y los requerimientos de espacio son mínimos. Con frecuencia, ésta solución permite ampliar subestaciones ya existentes en los que sea necesario sustituir celdas en aire o satisfacer un crecimiento de la demanda. Ahora bien, con respecto a las ventajas económicas también se encuentran características importantes por resaltar tales como: Vida de servicio más prolongada. Mínimo gasto de mantenimiento gracias a la hermeticidad y estanqueidad de la cuba. Costos reducidos de terreno, edificios, transporte y puesta en servicio. Máxima fiabilidad operacional como prerrequisito para el control remoto y la automatización de redes de energía.
