Resumen

Este artículo resume las actividades desarrolladas por el Grupo de Investigación en Compatibilidad Electromagnética —EMC— de la Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, durante los últimos 30 años. A principios de los años ochenta, y durante un lustro, el grupo se concentró en el desarrollo de herramientas experimentales como la construcción de aparatos de alta tensión, prácticas docentes para estudiantes y observación de las descargas eléctricas. Con estas herramientas pudo enfocarse, durante una década, en la solución de uno de los mayores problemas de compatibilidad electromagnética del sector eléctrico colombiano: las fallas de los transformadores de distribución causadas por los rayos. Por cerca de diez años esta investigación se enfocó en entender las causas del extremadamente alto índice de fallas de transforma- dores de distribución en las zonas rurales colombianas, especialmente en la vertiente del río Negro. El principal resultado de esta investigación fue la reducción, en un orden de magnitud en la tasa promedio de falla de los transformadores de distribución, del 10%. En este trabajo se observó un comportamiento notable de diversos objetos metálicos eléctricamente aislados e inmersos en un campo eléctrico, los llamados electrodos flotantes. Ese fue el inicio de los estudios de electrodos flotantes y la formulación de una pregunta científica: ¿cómo interactúan las descargas eléctricas con los electrodos flotantes? Ésta nueva pregunta se enfrentó en el segundo lustro de los años noventa y la primera década del 2000. El estudio estaba relacionado con el uso de la carga acumulada en un electrodo flotante, y la pregunta abrió cuatro áreas de investigación: física de la descarga en gases, generación de impulsos rápidos, recolección de la energía presente en el campo eléctrico y posibilidades de las fuentes de alta impedancia. En el presente trabajo se resume lo más relevante hecho por el Grupo EMC-UN en dichos frentes. La investigación de los electrodos flotantes se inició con la formulación de cuatro patentes. Las nuevas preguntas para la década del 2010 están relacionadas con la medición de impulsos electromagnéticos producidos por los rayos (LEMP), estudios en interferencia intencional (IEMI), medición de impulsos de corriente con tiempos de ascenso en el rango de los pico-segundos, limpieza de agua mediante la aplicación de ozono generado por descargas eléctricas; y recolección, almacenamiento y uso de las pequeñas cantidades de energía extraídas de los campos eléctricos y electromagnéticos. El futuro del Grupo de Compatibilidad Electromagnética está fuertemente relacionado con la interacción con otros grupos de investigación.

Introducción

Este documento describe las principales áreas de actividad que ha enfrentado el grupo de investigación en compatibilidad electromagnética (CEM) en Colombia durante las últimas tres décadas. Adicionalmente, se examinan las preguntas formuladas en la definición de los campos de investigación y los retos presentes y futuros en esta publicación. También se pretende dar a conocer la interacción entre los temas que se investigan y los productos científicos plasmados en más de 200 documentos (incluyendo trabajos de investigación de pregrado y postgrado).

• Materias:Energía eléctrica Electromagnetismo
• Subjects:Electric power Electromagnetism
• Palabras claves:Compatibilidad electromagnética; Tecnología de alta tensión; Descargas eléctricas atmosféricas; Fallas de transformadores de distribución causadas por los rayos; Lemp; Iemi; Electrodos flotantes; Generadores de impulsos de corriente
• Keywords:Electromagnetic compatibility; High voltage technology; Lightning; Distribution transformer failures; Lemp; Iemi; Floating electrode; Impulse current generator; Gas discharge physics; Corona discharge; Pulsed power; High power microwaves