Investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) han desarrollado un nuevo interruptor de circuito 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 que maneja 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 las próximas generaciones de sistemas eléctricos de corriente continua.

Los investigadores indican en un comunicado de prensa que, previamente, los interruptores de semiconductores eran caros y no podían competir económicamente con los interruptores mecánicos de corriente alterna (AC), ni impulsar la adopción generalizada de redes de corriente continua. Además, no existían interruptores comerciales capaces de manejar voltajes de corriente continua superiores a 2000 voltios; la mayoría ni siquiera alcanzaba la mitad de esa cifra.

Este avance hace posible la aplicación generalizada de redes de corriente continua de alta potencia. El equipo de ORNL ha demostrado que esta tecnología puede escalarse mediante la conexión en serie de interruptores. Los investigadores diseñaron una solución y la probaron en una serie de interruptores con voltajes operativos de hasta 1800 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 barato y robusto llamado tiristor para fabricar el interruptor. El comunicado explica que los tiristores son de bajo costo, lo que por primera vez hace que los interruptores basados en semiconductores sean competitivos. Sin embargo, los tiristores tienen una limitación clave: no se pueden apagar fácilmente. Los ingenieros de ORNL resolvieron este problema diseñando un nuevo circuito externo que fuerza la interrupción de la corriente, haciendo que esta tecnología sea económicamente competitiva por primera vez.

El investigador principal, Prasad Kandula, señala que eligieron una tecnología base potente, eficiente y barata. Esta velocidad cambiará el panorama de la corriente continua: la corriente alterna estándar (AC) cae naturalmente a cero varias veces por segundo, lo que da a los interruptores mecánicos una ventana segura para abrirse e interrumpir; en cambio, la corriente continua fluye siempre en una dirección, eliminando los momentos de "cero corriente", por lo que los interruptores mecánicos no pueden detener fallos rápidamente antes de que se acumule calor y se produzca un incendio.