Estudio de las propiedades dieléctricas y estabilidad Coloidal de nanofluidos Aceite/CoMn₂O₄ preparados mediante un método Two-step modificado

Abstract

Los nanofluidos dieléctricos se han propuesto como una alternativa para mejorar el desempeño del aislamiento líquido de los transformadores de potencia. Sin embargo, su aplicación se encuentra limitada por la aglomeración y sedimentación de las nanopartículas, así como por el posible aumento de las pérdidas dieléctricas asociado al uso de surfactantes. Este trabajo evaluó la influencia del recubrimiento previo de nanopartículas de CoMn₂O₄ con ácido oleico sobre la estabilidad coloidal y las propiedades dieléctricas de nanofluidos basados en aceite mineral. Se comparó el método two-step convencional, denominado Método I, en el que las nanopartículas y el ácido oleico se incorporaron directamente al aceite, con un método two-step modificado, denominado Método II, en el que las nanopartículas fueron recubiertas durante su síntesis antes de ser dispersadas. Se prepararon nanofluidos con tres concentraciones de 0,001 %, 0,003 % y 0,005 % en masa. La estabilidad se evaluó mediante espectroscopía UV-Visible y turbidimetría, mientras que el comportamiento eléctrico se caracterizó mediante ensayos de tensión de ruptura en corriente alterna, tensión de ruptura bajo impulso tipo rayo y tangente delta. Los nanofluidos preparados mediante el Método I perdieron entre 76 % y 82 % de su señal óptica inicial. En contraste, las formulaciones de 0,003 % y 0,005 % obtenidas mediante el Método II presentaron pérdidas de 41 % y 27 %, conservando 59 % y 73 % de la señal inicial, respectivamente. El Método II presentó valores medios de tensión de ruptura en corriente alterna superiores a los del Método I en todas las concentraciones y alcanzó 45,0 kV a 0,003 %, frente a 43,2 kV para el aceite base. Bajo impulso tipo rayo, ambos métodos registraron incrementos máximos cercanos al 13 %. No obstante, las formulaciones del Método II presentaron valores de tangente delta superiores al valor de referencia considerado. En consecuencia, el recubrimiento previo con ácido oleico favoreció la estabilidad coloidal y el desempeño eléctrico respecto del método convencional, aunque no permitió satisfacer simultáneamente todos los criterios dieléctricos evaluados. Dentro del intervalo estudiado, la concentración de 0,003 % preparada mediante el Método II presentó el mejor compromiso global.