Debido al efecto invernadero, el uso dehexafluoruro de azufre (SF6)está sujeto a importantes restricciones. El SF6 tiene un potencial de calentamiento global (PCG) 23 900 veces mayor que el del CO2 y una vida útil en la atmósfera de 3400 años. La concentración atmosférica de SF6 ha estado aumentando a una tasa anual del 8,7 %, representando ahora más del 15 % de las emisiones totales de gases de efecto invernadero. Los equipos eléctricos son la principal fuente de emisiones de SF6, representando aproximadamente el 70 % del total. El Protocolo de Kioto de 1997 exige una restricción sustancial del uso de SF6 para 2020. La toxicidad de otros productos de descomposición también ha convertido la búsqueda de alternativas al SF6 para su uso en equipos con aislamiento de gas en una necesidad urgente para el desarrollo de la red eléctrica. Los fabricantes y usuarios están cada vez más interesados en alternativas al SF6.
Actualmente, se investigan tres tipos principales de gases alternativos: gases convencionales (aire, N2 y CO2), mezclas de SF6 y gases altamente electronegativos y sus mezclas. Además de las propiedades físicas y químicas de estos tres tipos de gases, se han realizado experimentos y estudios teóricos sobre sus propiedades eléctricas. Si bien los gases convencionales ofrecen propiedades estables y una rigidez dieléctrica inferior al 40 % de la del SF6, pueden reemplazar al SF6 como medio aislante en algunos equipos de media y baja tensión. Las mezclas de hexafluoruro de azufre (SF6) generalmente cumplen con los requisitos de aislamiento de estos equipos y, gracias a su menor temperatura de licuefacción, son adecuadas para su uso en regiones frías y de gran altitud. Sin embargo, esto no elimina por completo el uso de SF6 ni aborda de manera fundamental el efecto invernadero. Los gases electronegativos generalmente tienen temperaturas de licuefacción más altas, lo que requiere el uso de gases amortiguadores mixtos.
En los últimos años, se han realizado investigaciones exhaustivas sobre las propiedades aislantes, las características de diferenciación de descarga y sobrecalentamiento, la seguridad del producto y los mecanismos de acción de factores clave como trazas de agua y oxígeno en nuevos gases aislantes, como C4F7N, C5F10O y C6F12O. Se han propuesto soluciones de gas alternativas adecuadas para diversos escenarios de aplicación y se ha investigado la sinergia y compatibilidad de estos nuevos gases aislantes con materiales sólidos.
El uso exclusivo de gases alternativos existentes presenta limitaciones. Las futuras aplicaciones de gases aislantes podrían emplear mezclas multicomponentes y materiales combinados de gas y sólidos. Si bien se han logrado algunos avances y aplicaciones de ingeniería en las propiedades aislantes de los gases alternativos, no se han producido avances significativos en su capacidad de extinción de arcos eléctricos.
Fecha de publicación: 4 de agosto de 2025