¿Qué pasaría si los interruptores pudieran anticiparse al pico de corriente antes de que ocurra? Siemens presenta una revolución en la protección eléctrica: interruptores y arrancadores de motor totalmente electrónicos, basados en tecnología de semiconductores. Con una respuesta hasta 1.000 veces más rápida, reducción del 99,5 % en la energía del cortocircuito y sin desgaste mecánico, esta innovación marca el inicio de una nueva era en la conmutación y la eficiencia operativa. El futuro ya está aquí, y es digital.
¿Dónde te encuentras exactamente? ¡Siempre por delante del pico!
La pregunta "¿Dónde te encuentras?" al inicio de una llamada telefónica ilustra claramente cómo los avances tecnológicos transforman nuestra vida cotidiana. Hace apenas 30 años, esta pregunta habría sido absurda. En aquel momento, hacer una llamada implicaba usar un dispositivo del tamaño de una caja de zapatos, con teclado o incluso un disco giratorio, desde un lugar determinado, ya sea desde casa, la oficina o, en el mejor de los casos, una cabina telefónica. Pocos imaginaban que un día podríamos llamar desde cualquier lugar con un teléfono móvil que, además, ofrecería múltiples funciones adicionales.
Una transformación comparable está ocurriendo con el propio concepto de interruptor eléctrico. El principio de funcionamiento básico de los interruptores no ha cambiado durante décadas: un movimiento mecánico cierra o abre el flujo de corriente. Aunque éste es un método fiable, también presenta desventajas inherentes a su funcionamiento: el desgaste mecánico y cierta latencia en la reacción.
Los límites de la conmutación mecánica y por qué necesitamos un cambio
Los cortocircuitos, que pueden superar hasta cien veces la corriente nominal, se desarrollan en apenas unos milisegundos. Para cuando un interruptor electromecánico convencional reacciona, esa corriente de pico prácticamente sin control ya ha atravesado el sistema, sometiendo a la red eléctrica y sus componentes a un enorme estrés. Estos eventos pueden activar protecciones aguas arriba, acelerar el desgaste y dañar los equipos. En el peor de los casos, pueden destruir el interruptor, dañar el cuadro eléctrico, provocar paradas de la instalación y generar costosos trabajos de reparación y mantenimiento.
Otro desafío importante son las altas corrientes de arranque, al conectar cargas capacitivas, como dispositivos electrónicos, iluminación LED, o al arrancar motores trifásicos de alta eficiencia. Los dispositivos de protección electromecánicos tradicionales suelen interpretar erróneamente estas corrientes de arranque como cortocircuitos, lo que provoca disparos innecesarios. El resultado: paradas no planificadas, disminución de la productividad y una reducción de la vida útil de los interruptores debido al desgaste innecesario.
El cambio de juego: la tecnología de semiconductores
Hasta ahora, la industria solo podía abordar estos problemas con soluciones limitadas, principalmente sobredimensionando los dispositivos de protección y las instalaciones eléctricas. Este enfoque, costoso y poco práctico, requería considerar posibles cortocircuitos, sobretensiones y picos de carga durante la planificación y el diseño del sistema eléctrico, todo ello a menudo complicado por la falta de datos precisos sobre corrientes de arranque. Este método está cada vez más obsoleto.
Por primera vez, hemos reemplazado la conmutación electromecánica por tecnología innovadora de semiconductores, sin piezas móviles, de forma práctica y rentable. Esto permite evitar el sobredimensionamiento, ahorrar materiales, reducir costes y contribuir a una mayor sostenibilidad.
El semiconductor, en este caso un MOSFET, actúa como un interruptor electrónico sin componentes mecánicos. Puede cambiar entre estados conductivos y aislantes, permitiendo una conmutación totalmente electrónica y ultrarrápida, abriendo el camino hacia un futuro resistente tanto a cortocircuitos como a picos transitorios de corriente.
Hemos integrado sensores en el semiconductor que monitorizan parámetros como la tensión y la corriente para detectar diversos estados, y lo hemos combinado con un microcontrolador que procesa y analiza estas señales para controlar el interruptor de forma inteligente. ¿El resultado? Interruptores y derivaciones a motor totalmente electrónicos que diferencian de forma fiable entre corrientes de arranque y cortocircuitos reales, reaccionando adecuadamente.
El disparo es 1.000 veces más rápido, 99,5 % menos energía de cortocircuito
Nuestros nuevos interruptores y derivaciones a motor electrónicos son más de mil veces más rápidos que los aparatos electromecánicos convencionales, que requieren varios milisegundos para dispararse. Esta rápida respuesta garantiza que las peligrosas corrientes de cortocircuito nunca lleguen a desarrollarse por completo. El interruptor se dispara mucho antes de que la corriente de fallo alcance su punto máximo.
Como resultado, la energía liberada durante un cortocircuito se reduce en un impresionante 99,5 % y, aun en caso de fallo, la conmutación se realiza de forma totalmente electrónica y sin desgaste mecánico.
Tanto la protección electrónica total contra cortocircuitos como la gestión inteligente de las corrientes de arranque reducen los tiempos de parada y el desgaste mecánico, mejoran la disponibilidad de la instalación y la seguridad operativa, reducen los costes de materiales y garantizan una mayor vida útil y un funcionamiento más fluido de los aparatos eléctricos.
El futuro de la conmutación y la protección
Por primera vez, la tecnología de semiconductores se aplica de forma práctica en interruptores y derivaciones a motor completamente electrónicos con los dispositivos SENTRON ECPD y SIMATIC ET 200SP e-Starter respectivamente. Estos dos productos abren nuevas perspectivas revolucionarias en las tecnologías de conmutación y protección.
El SIMATIC ET 200SP e-Starter es el primer arrancador de motor capaz de detectar e interrumpir corrientes de cortocircuito tan rápidamente que ni siquiera alcanzan el rango de kiloamperios. Una vez eliminado el origen del cortocircuito, el dispositivo –completamente integrado en el concepto Totally Integrated Automation– está listo para reiniciarse de inmediato. No es necesario contar con repuestos ni sustituir componentes dañados, lo que reduce significativamente las preocupaciones relacionadas con inventarios y la disponibilidad.
El algoritmo de protección inteligente del SENTRON ECPD (Electronic Circuit Protection Device) permite una detección de fallos mucho más rápida y precisa, así como un disparo más eficiente. Además, se pueden activar numerosas funciones adicionales, como medida o rearme, y adaptarlas a requisitos específicos. Así, este dispositivo de protección inteligente, que por primera vez emplea una configuración en serie con tecnología de semiconductores de última generación, marca un hito en la evolución de la protección eléctrica.
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