Los investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) han desarrollado un nuevo interruptor que opera cientos de veces más rápido que los interruptores tradicionales, allanando el camino para un desarrollo más seguro y eficiente de la red eléctrica de EE.UU.

El equipo de investigación afirma que han creado un interruptor de media tensión capaz de manejar corrientes de corriente continua (DC) más altas a un costo menor. Este dispositivo puede interrumpir una corriente de 1400 voltios en menos de 50 microsegundos, una velocidad crucial para proteger los sistemas de energía DC de próxima generación.

Los investigadores indicaron en un comunicado de prensa que, previamente, los interruptores semiconductores eran caros y no podían competir económicamente con los interruptores mecánicos de corriente alterna (AC), ni impulsar la adopción generalizada de redes DC. Además, no existían interruptores comerciales capaces de manejar más de 2.000 voltios de DC, y la mayoría ni siquiera alcanzaba la mitad de ese valor.

Este avance hace posible la aplicación generalizada de redes de alta potencia DC. El equipo de ORNL ha demostrado que la tecnología puede escalarse mediante la conexión en serie de interruptores. Los investigadores diseñaron soluciones y las probaron en una serie de interruptores con voltajes operativos de hasta 1.800 voltios. Actualmente, están investigando sistemas capaces de manejar 10.000 voltios para aplicaciones futuras como centros de datos de inteligencia artificial.

El equipo utilizó un semiconductor económico y robusto llamado tiristor para fabricar el interruptor. El comunicado explica que los tiristores son de bajo costo, haciendo que los interruptores basados en semiconductores sean competitivos por primera vez. Sin embargo, los tiristores tienen una limitación clave: no se apagan fácilmente. Los ingenieros de ORNL resolvieron esto diseñando un nuevo circuito externo que fuerza la interrupción de la corriente, haciendo que la tecnología sea económicamente competitiva por primera vez.

El investigador principal, Prasad Kandula, señaló que eligieron una tecnología base poderosa, eficiente y barata. Esta velocidad cambiará el panorama de la corriente continua; la CA estándar (AC) tiene corrientes que caen naturalmente a cero varias veces por segundo, proporcionando una ventana segura para interruptores mecánicos, pero la DC fluye siempre en una dirección, eliminando el momento de "cero corriente", por lo que los interruptores mecánicos no pueden detener fallos rápidamente antes de que se acumule calor e inicie un incendio.