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El prototipo se encuentra en proceso de registro de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio. Foto: Luis Eduardo Perdomo

Modelo de funcionamiento del prototipo. Foto: Luis Eduardo Perdomo

Las sobretensiones transitorias suelen afectar el funcionamiento de equipos como los transformadores. Foto: Creative commons.

El dispositivo ayudaría a hacer un monitoreo de las sobretensiones transitorias en zonas rurales que son poco monitoreadas. Foto: Agencia de Noticias - Unimedios

Los costos asociados a falla de transformadores por sobretensiones transitorias debido a rayos alcanzan los 983 millones de pesos al año. Foto: Creative commons.

Los costos asociados a fallas de los transformadores a causa de sobretensiones transitorias debido a rayos alcanzan los 983 millones de pesos al año.

Así lo indica Luis Eduardo Perdomo Orjuela, magíster en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), quien desarrolló el prototipo de laboratorio que registra sobretensiones transitorias estándar para niveles de tensión de 13,2 kilovoltios (kV), bajo la dirección de los investigadores Francisco Román Campos y Francisco Santamaría Piedrahita. 

“El registro de estas perturbaciones transitorias es de especial importancia para el área de diseño de ingeniería, construcción y mantenimiento eléctrico, ya que permite dimensionar adecuadamente los equipos interconectados a la red, identificar la causa de eventos en el sistema y pensar en soluciones innovadoras a nivel constructivo que mitiguen el fenómeno propagado”, explica el investigador.

El proyecto nació de la alianza estratégica del Grupo de Investigación en Compatibilidad Electromagnética (EMC) de la U.N. y el Grupo de Compatibilidad e Interferencia Electromagnética (GCEM) de la Universidad Distrital Francisco José́ de Caldas con financiación de Colciencias. 

La materialización del prototipo, que se encuentra en proceso protección intelectual y patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio, se consiguió a través de cuatro fases que componen el estudio adelantado por el investigador Perdomo.

En la primera fase se caracterizaron las sobretensiones transitorias propagadas a lo largo del sistema eléctrico, producto del impacto directo o por inducción electromagnética, a partir de simulaciones desarrolladas en softwares especializados. “Analizando estas ondas viajeras identificamos las características principales (magnitud, respuesta en frecuencia, tiempos de ascenso y cola)”, explica el ingeniero. 

Dicha información sirvió de referencia para ejecutar la segunda fase de la investigación, en la cual se construyó el hardware para registrar las sobretensiones transitorias, que consta de tres módulos: uno de acondicionamiento de la señal transitoria, procesamiento de datos y la transferencia de información a partir de múltiples canales de comunicación.

La tercera fase consistió en el diseño y desarrollo de una herramienta computacional que permite administrar la información, que es transferida de manera alámbrica o inalámbrica. Las características principales de esta herramienta son la atención de múltiples clientes de manera simultánea, el almacenamiento de información en bases de datos relacionales y georeferenciación del prototipo instalado en campo, entre otros, indica el investigador. 

En la última fase se validó el prototipo en un ambiente controlado.

Seguimiento a las zonas rurales 

En la aplicación en un contexto real, el prototipo del registrador podría ser instalado en las redes de distribución del país en niveles de tensión de 34,5 kV, 13,2 kV o inferiores. De esta manera, se haría un seguimiento de las sobretensiones transitorias en las zonas rurales, donde casi no son monitoreadas las redes, aunque los dispositivos sí son altamente susceptibles a descargas eléctricas atmosféricas, detalla el investigador.

“Con nuestro prototipo podemos responder al registro de señales transitorias propagadas en la red, específicamente en zonas rurales del país. Esto ayudará a la toma de decisiones de los diferentes entes como fabricantes, operadores de red e investigadores, entre otros, para ajustar diseños y construcciones a la realidad que afronta nuestro sistema”, asegura el ingeniero Perdomo.