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Ventajas de los transformadores de alta eficiencia

Los transformadores son uno de los principales componentes de los circuitos eléctricos. Sea para elevar o disminuir la tensión de potencia, contar con un equipo de alta eficiencia permite incrementar sus capacidades operativas, lo que deriva en menos pérdidas de energía. Si bien su costo inicial es mayor, los costos operativos disminuyen y los hacen una buena opción para diversas instalaciones

Por Redacción

Gracias al fenómeno de inducción electromagnética, descubierto por Michael Faraday en 1831, la invención del transformador en 1884 representó un avance incalculable en lo referente a la transmisión y distribución de la energía eléctrica. El primer sistema comercial de corriente alterna que utilizó transformadores se puso en operación en 1886, en Great Barrington, Massachusetts, EUA.

Los transformadores son máquinas eléctricas estáticas, cuya misión es aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico. Cuando el valor de la tensión eléctrica se eleva para obtener una tensión mayor, al transformador se le denomina elevador; si por el contrario el valor de la tensión se reduce y entrega a otro menor, el transformador se conoce como reductor.

Asimismo, son parte esencial de los sistemas eléctricos (generación, transmisión y distribución), ya que permiten el transporte de la electricidad desde lugares distantes hasta los centros de consumo. De igual forma permiten optimizar la distribución de la corriente alterna, utilizando los niveles de tensión más apropiados y económicos para cada sector. En su forma más simple, están formados por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de acero al silicio, las cuales se denominan: primario y secundario; mientras tanto, sus componentes principales son el núcleo y las bobinas.

Para su operación e instalación, el transformador requiere de otros componentes y accesorios que le ayudan en el enfriamiento, a monitorear su temperatura y lograr que su operación sea más segura, como aislamientos, herrajes, terminales y conexiones, tanque, radiadores y medidores de temperatura.

En su proceso de transformación (operación), estas máquinas estáticas tienen pérdidas de energía que se producen en sus dos principales componentes:

1. Núcleo. Se encuentra formado por delgadas láminas de acero que en su operación presenta algunas pérdidas denominadas “pérdidas en el hierro” y está formado por las corrientes parásitas en el núcleo (corrientes de Foucault) y las pérdidas de magnetización (ciclo de histéresis), que son menores si el laminado que forma el núcleo es de menor espesor (más delgadas); es decir, la eficiencia del transformador aumenta al disminuir el grosor de las láminas que forman su núcleo. El ser un transformador de mejores características técnicas, su precio es mayor

2. Bobinas (devanado). Se trata de alambres o láminas de cobre enrolladas alrededor del núcleo. Las pérdidas en ellas (pérdida en el bobinado o pérdida por efecto Joule) se deben a la pequeñísima resistencia que presenta la bobina al paso de la corriente eléctrica. A fin de disminuir la resistencia, se incrementa la cantidad (la sección transversal) de cobre utilizado; de esta manera, disminuyen las pérdidas y el calor generado en el transformador. Al incrementar la cantidad de cobre utilizado, se aumenta la eficiencia del transformador, dando lugar a los transformadores denominados de alta eficiencia

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Al incrementar la cantidad de cobre utilizado en la sección transversal, disminuyen las pérdidas de energía y el calor generado en el transformador

Los devanados de cobre son preferidos por su alta eficiencia, baja resistencia a la corriente eléctrica, maleabilidad y ductibilidad, y porque son ciento por ciento reciclables, entre otras características.

Los transformadores de alta eficiencia, comparados con los convencionales, tienen un precio de adquisición mayor, aunque al tener mayor eficiencia, el costo operativo disminuye, haciéndolos altamente atractivos para instalaciones nuevas o sustituir a los convencionales en operación, aun cuando les queden algunos años de vida útil.

El tiempo de recuperación de la inversión es de uno a tres años, según la aplicación, con un tiempo de vida mayor a treinta años.

Por otro lado, los transformadores de alta eficiencia ayudan a proteger el medioambiente, gracias a que al registrar menos pérdidas, requiere quemar menos combustible fósil con el propósito de generar energía eléctrica, reduciendo así la huella de carbono. Además, poseen diversas ventajas:

  • Tienen devanados de cobre, cuyas características técnicas son superiores
  • Generan menor calor, incrementando su vida útil
  • El uso de cobre ayuda a mejorar el diseño, el desempeño y sus características de operación

Debido a que el gasto en energía eléctrica es importante en el costo final de productos y servicios, es necesario emplear transformadores de alta eficiencia en nuevos proyectos eléctricos y sustituir los transformadores de eficiencia estándar por los de alta eficiencia. A pesar de que al estándar (en operación) aún le queden algunos años de vida, el retorno de la inversión se da en uno y tres años, por lo que es necesario seleccionar aquellos con características técnicas superiores logradas gracias a que utilizan devanados de cobre, logrando disminuir el consumo de energía y la generación de gases de efecto invernadero.

Con información de ICA-Procobre
ICA-Procobre es una red de instituciones latinoamericanas cuya misión es la promoción del uso del cobre, impulsando la investigación y el desarrollo de nuevas aplicaciones y difundiendo su contribución al mejoramiento de la calidad de vida y el progreso de la sociedad.

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