Tradicionalmente, las tecnologías alternativas de aisladores han competido en función de criterios como el rendimiento y los costos del ciclo de vida. En estos días, sin embargo, con la necesidad urgente de combatir el cambio climático, ha surgido otra medida por la cual se pueden comparar estas tecnologías, que es la más sostenible en términos de impacto ecológico neto. Esta contribución editada al INMR por Markku Ruokanen, director de I+D de PPC Insulators, argumenta que los aisladores de porcelana son intrínsecamente la opción "ecológica" para las aplicaciones de T&D.

Si bien la cerámica se encuentra entre los materiales más antiguos creados por humanos, los aisladores de porcelana C-130 modernos merecen ser llamados "de alta tecnología" debido a la formulación precisa de ingredientes seleccionados y controles de proceso avanzados. Los aisladores cerámicos también son naturalmente "verdes" en términos de baja huella de carbono. Esto se debe a que sus materias primas básicas, como el caolín, el feldespato, la bauxita y las arcillas, no requieren un refinado complejo y también están ampliamente disponibles. Esto permite el uso de fuentes mineras locales y reduce la necesidad de una larga logística de transporte.

Una vez que estas materias primas se envían a la planta de aisladores, se mezclan y muelen de acuerdo con la formulación deseada, se extruyen, se moldean y luego se cuecen en un horno a una temperatura de hasta 1400 °C. Si bien este paso final puede parecer que consume mucha energía, no significa que se desperdicie energía. Los hornos industriales de hoy están muy lejos de los que antes se calentaban con madera o carbón, y la eficiencia energética es su principal criterio de diseño. Por ejemplo, los hornos herméticos de gas cuentan con materiales y revestimientos de aislamiento térmico avanzados, mientras que los intercambiadores de calor se utilizan para recuperar la energía del proceso. El biometano como fuente de energía ahora también está bajo revisión.

Mientras que el equivalente de dióxido de carbono de un aislador cerámico depende del fabricante, la fábrica, la temporada y la combinación de productos, los valores de los Alcances 1 y 2 del Acuerdo de Kioto para la porcelana varían entre 1,0 y 2,0 kgCO2-eq/kg. Los aisladores no cerámicos, por el contrario, se fabrican con componentes que han sufrido diferentes operaciones energéticas y con largas cadenas logísticas. Como resultado, se estima que sus equivalentes de dióxido de carbono pueden ser varias veces mayores que los de los materiales cerámicos.

Al comparar los equivalentes de dióxido de carbono, cualquier análisis también debe basarse en la huella de vida total, no solo en los Alcances 1 y 2 del Protocolo de Gases de Efecto Invernadero. El Alcance 3 de GHGP, por ejemplo, incluye las emisiones de carbono aguas arriba y aguas abajo. Aquí también se tiene en cuenta el impacto de la esperanza de vida normal y el tratamiento al final de la vida. Esto hace que los aisladores de cerámica sean aún más ecológicos, ya que su aplicación cubre más de un siglo de experiencia en el campo, con casos en los que los aisladores de porcelana permanecieron en servicio hasta 70 años hasta que fue necesario actualizarlos. De hecho, los aisladores cerámicos para aplicaciones de líneas aéreas y subestaciones suelen tener una vida útil de más de 50 años, lo que significa una huella de carbono drásticamente reducida.

Finalmente viene el tema del final de la vida. Los aisladores cerámicos son totalmente reciclables ya que la masa del C-130 se compone de óxido de aluminio (50%), dióxido de silicio (45%) y otros óxidos metálicos (5%). Estos minerales naturales no son peligrosos ni tóxicos, lo que hace que el reciclaje sea fácil y rentable. PPC Insulators, por ejemplo, recicla el 100 % de sus desechos de producción de porcelana, ya sea internamente en el proceso o externamente, donde se convierte en una valiosa materia prima para las industrias química y de la construcción. Esto también se aplica a los aisladores al final de su vida útil.

En resumen, si bien es difícil hacer un cálculo genérico exacto de la huella de carbono total de cualquier aislador específico, los aisladores de porcelana suelen ser la opción "verde" debido a:

• materias primas naturales de origen local;

• larga vida útil;

• 100% de reciclabilidad sin riesgo al final de su vida útil.

PPC Insulators ahora está trabajando para compensar sus emisiones de carbono de Alcance 1 y 2 a través de la compensación en asociación con ClimateCare y desarrollando iniciativas de I + D hacia el objetivo de cero emisiones de carbono para 2030.

Referencias:

1. "Balance de carbono de la química del silicio" - 2019 Encargado por el Consejo Global de Siliconas

2. EPRI – IEEE Menfis, enero de 2013

3. “Prueba de envejecimiento de aisladores de porcelana” Ravi Gorur INMR

4. Cigré 2020, París, varios papeles

5. "Porcelana de alúmina para aisladores de alto voltaje" J. Liebermann, American Ceramic Society Bulletin Vo. 80, nº 6

6. “Evaluación basada en la microestructura de aisladores de suspensión de porcelana envejecidos y nuevos. A. Rawat y R. Gorur, Universidad Estatal de Arizona

7. Las aspas de las turbinas eólicas no se pueden reciclar, por lo que se acumulan en los vertederos, Bloomberg 02/05/2020.

https://www.inmr.com/porcelain-insulators-are-inherently-green/