Cada vez que tiembla en la Tierra los pilares esbeltos de las subestaciones de transmisión de energía se tambalean y, algunas de sus piezas hechas en porcelana para el aislamiento eléctrico, sufren daños que podrían afectar el suministro de energía en los hogares. Frecuentemente, luego de la sacudida de un sismo, los técnicos realizan maniobras de supervisión y reparación de estas estructuras.
Para solucionar estos inconvenientes en los patios que se encargan de distribuir la energía, empresas dedicadas al transporte de electricidad, que cuenta con una extensa infraestructura en el país, suelen demandar de tecnología importada con algunas marcas reconocidas como Siemmes o General Electric, por ejemplo, que fabrican aisladores que protegen las estructuras durante los eventos telúricos.
Gracias a la inventiva del científico Juan Diego Jaramillo Fernández, profesor del Departamento de Ingeniería Civil de EAFIT, y los avances del grupo de investigación en Mecánica Aplicada; y Giovanni Gélvez Gélvez, investigador de Ecuas Consultores S.A, que se dedica a la innovación en la industria eléctrica, estos inconvenientes técnicos ya encuentran una solución de desarrollo tecnológico en el ámbito local.
El Dispositivo de aislamiento sísmico para estructuras esbeltas y sistema aislador de movimiento sísmicos para estructuras esbeltas es el título de la patente recientemente otorgada por la Superintendencia de Industria y Comercio, a los inventores colombianos. Con esta nueva patente —que tiene vigencia hasta el año 2036— EAFIT suma 48 invenciones, siete de estas de modelo de utilidad.
“El aislamiento sísmico se conoce, pero la alternativa que se propuso es diferente. Mezcla dos condiciones al mismo tiempo, aísla y disipa energía en un mismo dispositivo. El aparato es un aislador-disipador. Esperamos que el impacto sea muy grande en la industria, esta era una necesidad del sector de subestaciones eléctricas porque tienen problemas con equipos que son muy frágiles”, explica el investigador en ingeniería sísmica Juan Diego Jaramillo.
El dispositivo cuenta con unos resortes para lograr balancear la estructura sin que se afecten los equipos de transmisión de energía durante un sismo. Es diseñado para las subestaciones eléctricas de alta tensión, aunque también podrían adaptarse a otras estructuras de peso y longitud similares. “El sistema no puede tener nada metálico que los abrace o sostenga. Esta alternativa del aislamiento sísmico, o sea, montarlos en unos resortes y amortiguadores muy sincronizados con las frecuencias de los sismos es una solución que funciona muy bien”, dice Juan Diego.
La solicitud de patente de este desarrollo tecnológico fue radicada en abril del año 2016, y tras el trámite del registro comercial fue aprobada el pasado 12 de junio de 2019.
“Desde Ecuas habíamos identificado el problema por el trabajo a diario que hacemos en el diseño de subestaciones y validación sísmica de equipos. Algunos equipos que habíamos validado venían con dispositivos fabricados en el exterior, por lo que implica a nivel de costos y atención técnica. La necesidad fue poder generar algo doméstico para saber cómo íbamos a proceder para esas validaciones a futuro. La entrada de la Universidad fue muy importante porque en el desarrollo fue lo que permitió haber ahondado tanto en la investigación”, dice Giovanni Gélvez, consultor de Ecuas S.A.
“Se evidencia el efecto que permite que el dispositivo de aislamiento transfiera la energía vibratoria de la estructura esbelta al operador elástico y al disipador. El mencionado disipador se deforma más allá de su límite elástico lo que genera una disipación de energía mediante el calentamiento del mismo”, señala la resolución de Industria y Comercio.
Investigación e innovación tecnológica
El sistema se probó a escala real en una de las herramientas del Laboratorio de Investigación en Ingeniería Sísmica de EAFIT. La mesa vibradora, una plataforma movida por un gato hidráulico y controlado por una computadora que reproduce las frecuencias de los movimientos sísmicos. Allí, una de las estructuras esbeltas de subestación eléctrica fue facilitada por ISA para la experimentación del aislador sísmico.
La empresa Ecuas, especializada en el diseño de obras civiles y electromecánicas, participó en la creación de este mecanismo, pues esta innovación será útil para el diseño de subestaciones eléctricas, que ahora podrá incluir el aislador sísmico con un costo de transferencia tecnológica más bajo.
Durante este proceso investigativo, el proyecto contó con el acompañamiento de Innovación EAFIT, que promovió la creación de la spin off Aisladores Sísmicos, que adelanta investigación aplicada en esta materia. El desarrollo tuvo su origen en la misma necesidad del sector eléctrico, que se acercó al conocimiento de la Universidad para experimentar y fabricar una solución local a la problemática de las subestaciones eléctricas.
“Hemos participado en el proyecto desde sus inicios en el área de transferencia de tecnología, en la gestión de la propiedad intelectual y definición del modelo de negocio. Es una tecnología a la que se le ha identificado un gran potencial para la transferencia al medio porque resuelve los problemas de los altos costos y dificultades en la prestación del servicio cuando suceden este tipo de eventos”, dice Adriana García Grasso, directora de Innovación EAFIT.
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