En el sector energético, el hexafluoruro de azufre es también conocido por su nomenclatura molecular SF6; se trata de un gas con geometría octaédrica (seis átomos de flúor enlazados a un átomo central de azufre), inerte, 5 veces más pesado que el aire y poco soluble al agua, características que le confieren excelentes propiedades eléctricas y de extinción del arco fotovoltaico, por lo que ha sido utilizado desde hace ya décadas.
Tiene multitud de aplicaciones. Se puede emplear como gas de aislamiento para componentes de media y alta tensión, ya que su uso permite una construcción de aparellajes eléctricos más compactos, ahorrando material; además, tiene una capacidad de conmutación más alta y mejor seguridad en la instalación.
El gas SF6 también se emplea en otros sectores como en la fabricación de semiconductores, displays y microtecnología, así como en medicina.
Comenzó a utilizarse en los años 60 como aislante en equipos eléctricos (GIS, AIS, GIL) por su gran estabilidad; con el tiempo, se ha demostrado que cuenta también con una gran versatilidad, pues se le ha podido ir dando múltiples aplicaciones en el sector eléctrico.
Sin embargo, también es un gas altamente contaminante, ya que tiene un PCG de 23 800; es decir, 1 kg de SF6 filtrado a la atmósfera tiene el mismo efecto de calentamiento que 23 800 kg de CO₂. Este gas no se descompone naturalmente, por lo que tiene una vida útil en la atmósfera de 3200 años.
El Reglamento 2024/573 de la Unión Europea representa una actualización integral del marco jurídico de la UE que regula los gases fluorados de efecto invernadero (gases F) y, en particular, los hidrofluorocarbonos (HFC), conocidos por su alto potencial de calentamiento global (GWP). Este nuevo reglamento es un fiel reflejo de los esfuerzos de la UE por reducir el impacto que los gases fluorados tienen en el medio ambiente y por combatir el cambio climático.
Este reglamento establece normas sobre la contención, el uso, la recuperación, el reciclado, la regeneración y la destrucción de los gases fluorados de efecto invernadero. Además, pone fin a la instalación de dicho gas en la aparamenta eléctrica; en concreto, será a partir del 1 de enero de 2035 cuando se hará efectiva la prohibición del uso del SF6 para el mantenimiento o revisión de aparamenta eléctrica, a menos que se regenere o recicle. Y aun cuando se regenere o recicle, se establecen límites a su utilización:
a) Si por razones técnicas no es posible.
b) Si en una reparación de emergencia, el SF6, aunque sea regenerado o reciclado, no está disponible.
En tales casos, el usuario aportará a la autoridad competente del Estado miembro interesado o a la Comisión, previa solicitud, pruebas en las que exponga la justificación del uso.
Aunque 2035 es la fecha límite que el Reglamento 2024/573 establece para la desaparición del uso del hexafluoruro de azufre, en su Artículo 13, «Control de uso», dicho reglamento marca una serie de plazos o fechas previas para la desaparición progresiva y escalonada de este gas. Los plazos vienen determinados por la potencia instalada.
Así, se prohibirá la puesta en funcionamiento de la siguiente aparamenta eléctrica que use gases fluorados de efecto invernadero, o cuyo funcionamiento dependa de ellos, en un medio aislante o de ruptura:
a) A partir del 1 de enero de 2026: aparamenta eléctrica de media tensión para distribución primaria y secundaria de hasta 24 kV.
b) A partir del 1 de enero de 2030: aparamenta eléctrica de media tensión para distribución primaria y secundaria de más de 24 kV hasta 52 kV, inclusive.
c) A partir del 1 de enero de 2028: aparamenta eléctrica de alta tensión a partir de 52 kV hasta 145 kV, inclusive, y hasta 50 kA, inclusive, de corriente de cortocircuito, con un potencial de calentamiento global igual o superior a 1.
d) A partir del 1 de enero de 2032: aparamenta eléctrica de alta tensión de más de 145 kV o más de 50 kA de corriente de cortocircuito, con un potencial de calentamiento global igual o superior a 1.
Para llegar a esta prohibición, el Parlamento Europeo ha realizado diferentes estudios basándose:
— En las directrices del anterior reglamento europeo (RE 117/2014).
— En el informe de la Comisión que evalúa la disponibilidad de alternativas a los gases fluorados.
— En la aparamenta de media tensión para la distribución secundaria (según informe de la Comisión Europea, de 30 de septiembre de 2020), y en los equipos relacionados.
El objetivo de la Unión Europea de conseguir una reducción de las emisiones de gases fluorados se ha visto plasmado en distintos acuerdos y disposiciones, como el Protocolo de Kyoto, el Reglamento de Gases Fluorados de la UE y el Acuerdo de París contra el cambio climático de 2015.
La industria se ha hecho eco de estos acuerdos y se ha puesto a trabajar en obtener alternativas ecoeficientes. Después de varios años de avances, son ya diversos los fabricantes de aparellajes que ofrecen las primeras soluciones ecológicas con gases alternativos.
En determinadas aplicaciones y en los nuevos equipos, ya se puede sustituir el SF6 en el rango de Alta Tensión por otros gases con un índice GWP (Global Warning Potential) mucho más reducido, por lo que su potencial de efecto invernadero es mucho menor.
Basándonos en la tabla que proporciona el fabricante EATON, se puede apreciar que el futuro de este sector son los gases no contaminantes, sobre todo aquellos con GWP (Bajo Potencial de Calentamiento Global, en español) menor de 1.
Por otro lado, cada vez son más los productos para gases alternativos de apagado de arcos eléctricos y de aislamiento. Muchos de ellos se refieren a los siguientes gases y mezclas de gases:
El C4-FN es un nuevo gas que, combinando 3M Novec 4710 Dielectric Fluid (4 %) y dióxido de carbono (96 %), contribuye a reducir el índice GWP (Global Warming Potential) más del 98 %, en comparación con soluciones similares con SF6. Sus características principales son:
– Efecto ambiental: bajo potencial de calentamiento global, sin agotamiento de la capa de ozono.
– Resistencia dieléctrica: define el ancho de la brecha y, por lo tanto, el tamaño de la bahía.
– Mínima temperatura ambiente: límites de licuación máx. presión de operación.
– Capacidad de interrupción del arco: disyuntor, seccionadores e interruptores de conexión a tierra.
– Toxicidad: el gas nuevo no debe ser tóxico, el gas en arco no debe ser más tóxico que el SF6.
– Rendimiento térmico: transfiere las pérdidas óhmicas del conductor al recinto.
– Compatibilidad: con los materiales habituales utilizados en equipos de alto voltaje.
Los tiempos de manejo de este gas son muy parecidos al SF6, pero su implementación en la aparamenta eléctrica instalada no es viable porque es una mezcla de diferentes gases, los cuales trabajan en diferentes porcentajes.
Asimismo, su viabilidad depende también de las dimensiones internas donde está alojado.
Este gas debe ser generado por los productores, que son los que tienen los medios adecuados para poder hacer la mezcla perfecta, según las necesidades de cada fabricante de aparamenta.
Además de las alternativas ya comentadas, fabricantes tan importantes como Ormazabal, entre otros, están trabajando en otras alternativas con corte al aire, que protegen la capa de ozono al emitir cero emisiones.
El futuro del sector son los gases no contaminantes,
sobre todo aquellos con GWP menor de 1.
Estos productos permiten a los operadores de redes eléctricas mantener la misma seguridad, fiabilidad y rendimiento de la red que con el actual equipamiento con SF6, pero con notables mejoras como la disminución del impacto medioambiental y, por supuesto, acogiéndose a la nueva regulación europea sobre gases fluorados, que persigue el objetivo de neutralidad climática.
Pero el sector no debe olvidar que, durante un tiempo, estas nuevas alternativas tendrán que convivir con el SF6 que ya está instalado en toda Europa.
Por lo tanto, en los próximos años debe haber una paulatina adaptación según las directrices internacionales y una progresiva sustitución del uso de SF6.
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Este artículo se publicó en la 2ª edición del Libro Técnico para profesionales de la instalación.
