Asesino centenario derrotado: ingenieros crean un interruptor instantáneo de corriente continua

En el Laboratorio Nacional de Oak Ridge han creado un interruptor que abre el circuito cientos de veces más rápido que los disyuntores convencionales y que puede operar en redes de corriente continua. Soporta un voltaje de 1400 voltios y reacciona en menos de 50 microsegundos, tan rápido que los conductores no llegan a calentarse y no se forma un arco eléctrico entre los contactos. Esto es especialmente importante para la corriente continua: a diferencia de la alterna, no existe un momento en el que la intensidad caiga por sí sola a cero, por lo que los sistemas mecánicos simplemente no tienen tiempo de abrir los contactos de forma segura.

Hasta ahora, los interruptores semiconductores eran demasiado costosos para un uso masivo, y no existían soluciones industriales listas para voltajes continuos superiores a dos kilovoltios. Los desarrolladores encontraron la manera de hacer que esta protección sea accesible y demostraron que puede escalarse: varios módulos conectados en serie reparten la carga y, juntos, soportan valores más altos.

La base de la construcción son los tiristores. Estos son elementos económicos y fiables, capaces de soportar sobrecargas y con pérdidas mínimas de energía en funcionamiento. Su principal desventaja es que no pueden simplemente “apagarse” por orden. Para superar esto, los ingenieros añadieron un circuito externo que, en una situación de emergencia, crea para el tiristor las condiciones en las que deja de conducir la corriente. La energía sobrante se desvía a un canal de derivación y se disipa en elementos especiales, mientras que los picos de voltaje se suavizan.

La velocidad de actuación se consigue gracias a dos factores: la detección instantánea de la avería y la ausencia de mecanismos que pierdan tiempo moviendo piezas. Los sensores detectan el aumento de corriente y los picos de voltaje, el bloque electrónico confirma la avería y envía la señal de desconexión. Todo esto ocurre en centésimas de milisegundo: se genera tan poco calor que no daña el equipo, y el arco no llega a formarse.

Los desarrolladores ya han probado el sistema en un banco de ensayos con voltajes de hasta 1800 voltios. El siguiente objetivo son los 10 kilovoltios, lo que corresponde a las futuras necesidades de grandes centros de datos y potentes estaciones de baterías. La corriente continua ofrece aquí varias ventajas: menores pérdidas en la transmisión, integración más sencilla de paneles solares y acumuladores, y gestión de flujos de energía bidireccionales sin conversiones adicionales.

El uso de tiristores en lugar de costosos transistores hace que estos interruptores sean más económicos y compactos, mientras que el circuito externo resuelve sus puntos débiles. El resultado es una protección que funciona más rápido que cualquier sistema mecánico, tiene un coste reducido y es apta para redes que antes se consideraban demasiado complejas y peligrosas para la corriente continua.