Nueva Generación de Aislantes

Nueva Generación de Aislantes

La Nueva Generación de Aislantes y su influencia en la Construcción de Máquinas Eléctricas

por Luis Corvalán

El diseño de máquinas eléctricas es básicamente la aplicación de técnicas y métodos de cálculo que en el fondo lo que hacen es administrar las imperfecciones de los materiales que intervienen en la construcción de las mismas. Esta definición se justifica por el hecho de que la teoría del funcionamiento de las máquinas eléctricas comienza siempre analizando la misma en condiciones ideales, es decir, con elementos ideales sin pérdidas, y en una segunda etapa, se van incorporando las condiciones reales al análisis teórico. El diseño de máquinas eléctricas arranca a partir de este punto y profundiza el análisis de los materiales y sus características, ya que éstas últimas son las que van a incidir en el dimensionado final de la máquina.

Las pérdidas tanto en el circuito magnético como en el circuito eléctrico de la máquina tienen como consecuencia la generación de calor y como efecto de esto la sobre elevación de temperatura de la misma respecto de la temperatura ambiente. El circuito eléctrico está revestido de material aislante, que es en la gran mayoría de los casos el elemento más débil desde el punto de vista térmico y que por lo tanto va a dar el límite admisible de temperatura máxima que puede alcanzar la máquina sin producir un deterioro irreversible.

Los materiales con que se fabrican los aislantes y en particular los que se emplean en máquinas eléctricas han evolucionado mucho y a partir de mediados de la década de 1970 se popularizó su uso. Estos materiales en base a polímeros soportan temperaturas más elevadas que los aislantes tradicionales usados hasta entonces en base a papel, algodón y barnices orgánicos.

Los fabricantes de máquinas eléctricas y en particular las rotativas, que usan aislantes “secos” a diferencia de algunas máquinas como los transformadores de potencia que trabajan en baño de aceite, han aprovechado de inmediato estas mejores características de los aislantes para elevar las temperaturas de trabajo de sus productos. Esto significa poder admitir mayores pérdidas y por lo tanto exigir más a los materiales activos de las máquinas. Como consecuencia deseada se logra máquinas de igual capacidad pero con menos material, y por lo tanto más económicas. La consecuencia indeseable, en particular desde el punto de vista del usuario, es un menor rendimiento de la máquina, ya que las mayores pérdidas aceptadas también aumentan la potencia consumida por la máquina. Por definición el rendimiento es potencia entregada/potencia consumida y será menor que el rendimiento de máquinas más viejas que debían limitar más la temperatura de trabajo.

Podemos afirmar que las mejoras técnicas de los materiales aislantes permitieron fabricar máquinas de menor calidad, ya que el factor que se impuso en el criterio de diseño fue el de abaratar costos, aunque esto redunde en un menor rendimiento del producto.