Controlar la humedad en las subestaciones eléctricas

Iker Goenaga, director general de Roxtec Sistemas Pasamuros.

La humedad dentro de una subestación eléctrica puede ocasionar importantes problemas de seguridad al personal y equipos, por los riesgos de provocar un incendio y la posible liberación de compuestos nocivos o tóxicos a la atmósfera. El corte del suministro eléctrico a la actividad industrial, con sus consiguientes pérdidas económicas, es otra de sus posibles graves consecuencias.
Conocer cuáles son las causas y efectos de la humedad es uno de los retos que desarrolla Roxtec para ofrecer las soluciones que mitiguen el problema, dado que las entradas de los cables que conectan la subestación con el resto de la red eléctrica es uno de los puntos más sensibles.
El ambiente de humedad dentro de las subestaciones depende en gran medida de las condiciones climatológicas (precipitaciones, oscilaciones de temperatura, etc); del tipo de construcción del edificio (las principales fuentes de entrada de son los techos y las puertas); de la radiación solar que calentará las superficies externas de la estructura de la subestación; de la conductividad térmica de los materiales utilizados en la construcción, de su ubicación en terrenos inundables, o del calor que generan sus equipos (baterías, cargadores, componentes electrónicos, etc).
Las tres fuentes más comunes de humedad dentro de las subestaciones que conducen al inicio de las descargas eléctricas son el ambiente con alta humedad, la fugas de agua en la subestación, y que haya agua en las zanjas de cables. El polvo también puede causar descarga parcial cuando se encuentra en cantidades considerables dentro de la subestación. Las situaciones de condensación se producen cuando se registran cambios bruscos de temperatura en periodos de alta humedad.
Para mitigar la humedad en una subestación eléctrica indicamos las principales cuestiones clave. El edificio de la subestación debe ser de construcción sólida y adecuadamente hermético. Cuando la subestación se encuentra en un lugar de condiciones climáticas extremas o inundaciones, se requerirán medidas adicionales para prevenir el ingreso de agua. Las subestaciones estarán diseñadas de manera que el piso que ubique los equipos eléctricos se eleve por encima del nivel de inundación más probable.
Los techos de las subestaciones deben estar diseñados de manera que el agua se evacúe fácilmente, y estarán construidos para facilitar su mantenimiento. Las canaletas y bajantes estarán adaptadas para el nivel máximo de lluvia que prevalece en la ubicación, y los drenajes se dimensionarán para la cantidad esperada de agua y permitir su fácil limpieza.
El edificio de la subestación debe estar adecuadamente aislado para evitar grandes variaciones de temperatura. Las puertas de la subestación ajustarán al máximo para minimizar el paso del aire ambiental externo a la subestación, así como dispondrá de un diseño que evite la acumulación del agua. La orientación de las puertas en relación con el sol, el material del que están construidas y el acabado de la pintura son otros aspectos que influyen en el calor que transmitirán a la subestación. Todas las puertas de acceso del personal deben estar provistas de mecanismos de cierre automático para evitar que queden abiertas para minimizar la entrada de humedad y contaminantes en el aire.
Los vestíbulos de entrada para las puertas normales de acceso al personal proporcionan una barrera para minimizar el efecto tanto del calor como de la humedad sobre las áreas más sensibles de la subestación, los salones de conmutación de alta tensión. Los suelos de la subestación deben sellarse para minimizar el polvo y simplificar la limpieza.
Todas las entradas de cables a la subestación deben ser selladas para evitar la entrada de agua así como la contaminación en el aire. Estos sistemas pasamuros también tiene el efecto adicional de evitar que las alimañas puedan entren en la subestación.
Los cables pueden entrar en las subestaciones a través del techo, las paredes, o desde las trincheras de cables y los sótanos. Las entradas de cable por encima del suelo deben sellarse con especial cuidado para asegurar que el acabado exterior no atrape el agua ni cause entrada de agua a la subestación. Las entradas de cables subterráneas deben sellarse para evitar que el agua penetre en la zanja o en el sótano. Todos los sellos de entrada del cable deben ser adecuados para las condiciones esperadas y correctamente instalados
Las zanjas de cables deben estar cubiertas. En circunstancias extremas, las zanjas de cables y los sótanos pueden estar inclinados para recoger el agua que se puede bombear con un sumidero activado por nivel. Los conductos de cables deben ser sellados de tal manera que mantengan su efectividad teniendo en cuenta factores tales como el ciclo térmico de los cables de potencia durante los cambios de carga, las fuerzas electromecánicas sobre los cables de alimentación durante las condiciones de falla y la naturaleza de la potencia.
Los transformadores requieren ventilación para el enfriamiento de modo que la humedad relativa en ese espacio sea la misma que el aire ambiente externo. El calor del transformador es normalmente suficiente para minimizar los efectos de la humedad relativa. No debe haber intercambio de aire entre los cuartos, salas de transformadores y las habitaciones que contienen equipos de conmutación o de protección y control.
Otras medidas secundarias para mejorar el entorno de la subestación, son la instalación de la calefacción en la subestación, deshumidificadores o aire acondicionado, o de los calentadores anticondensación, que se pueden montar dentro de los compartimientos del cable del interruptor y deben funcionar continuamente para prevenir la formación de la condensación. También es importante que la subestación esté equipada con un sistema de alarma para informar sobre las grandes variaciones en el sistema de control del medio ambiente, alta humedad y baja temperatura. Estas alarmas deberían conectarse idealmente al sistema SCADA y resaltar fallos en la sala de control local.