Es interesante destacar que conviene evitar el contrato de la mica con los aceites aislantes pues el aceite penetra entre las láminas de la mica tendiendo a reducir la adherencia entre ellas y por consiguiente desintegrándola.

• Micanita: La micanita es un aislante compuesto de láminas muy delgadas de mica, superpuestas y encoladas constituyendo grandes planchas de un cierto espesor. El barniz empleado para encolarlas fue durante mucho tiempo una solución de goma laca con alcohol, ahora se emplea resina gliftal. También puede esparcirse la cola bajo la forma de polvo finísimo, sobre láminas, a medida que se van superponiendo, obteniéndose su fusión en caliente. Las resinas de siliconas son también empleadas en el encolado de micanitas, cuando se quiere mantener el aislamiento a temperaturas de 200ºC.

• Micalex: Para la fabricación de micalex se emplean recortes de mica triturados hasta obtener laminas muy pequeñas. Estas se mezclan con un vidrio fácilmente fusible, un borosilicato (Vidrio formado por anhídrido bórico y sílice, usado para la fabricación de objetos de cocina instrumentos de óptica), mezclado con borato de plomo, la mezcla se comprime en prensa según la forma deseada y se lleva a la temperatura de 700°C aproximadamente; al enfriarse se obtiene una masa compacta, dura de color gris claro, que resulta un óptimo aislante incluso para RF y temperatura de 500ºC.

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Se componen fundamentalmente de resinas, asfaltos, betunes o breas y ceras disueltas en líquidos apropiados, con adición de aceites secantes para acelerar el secado.

Los barnices al aceite son de color amarillo o negro; se secan a en el horno, la impregnación es por simple inmersión o en autoclave (recipiente de paredes gruesa y cierre hermético para realizar bajo presión una reacción industrial o la cocción o esterilización al vapor).

Los barnices amarillos tienen una mayor resistencia al aceite que los negros y poseen una mayor rigidez dieléctrica y una mayor resistencia al agua y al envejecimiento. Los barnices secados al aire son menos elásticos, pero más adhesivos; los secados al horno tienen una mayor elasticidad y resistencia al aceite y al calor.

Las materias primas necesarias para la producción de barnices aislantes son: Aceites secantes, resinas, betún, secantes y disolventes. Las resinas pueden ser naturales o sintéticas. Las resinas naturales son en su mayor parte, de origen fósil, provenientes de la secreción de plantas resinosas. Se denominan a veces según la región de procedencia (Copal, Kauri, Manila, Dammar, Zanzíbar, etc.). Estas resinas son cocidas durante un cierto tiempo a 350ºC, para hacerlas solubles en aceite.

Las resinas sintéticas que se emplean en lugar de las naturales son el Glyptal, la baquelita y las resinas esterificadas (pega griega, desacidificada con glicerina). Para la obtención de barnices negros se emplea betún o sustancias similares.
Con la adición, al aceite cocido de resinas sintéticas se producen barnices con características superiores a la de los barnices fabricados con resinas naturales.

Las resinas del tipo fenol–formaldehído calentadas con aceite secante se combinan con éste provocando una notable polimerización, la cual permite un secado mucho más rápido que el que se puede conseguir con las resinas naturales.

Las resinas alquílicas (gliceroftálica) pueden ser empleadas sin la adición de un aceite secante por que contienen los componentes ácidos de éstos aceites y poseen la propiedad de una notable polimerización.

Otras numerosas resinas sintéticas pueden ser empleadas en la fabricación de barnices (urea–formaldehído, melamina–formaldehído, estireno polivinílico, resinas acrílicas y de siliconas).

Los secantes son compuestos metálicos (linoleatos, ricinoleatos, estearatos de cobalto manganeso, etc.) que se añaden a las oleoresinas para favorecer el secado de la masa, cediendo su oxígeno. Las resinas o los betunes se disuelven en los aceites para constituir los barnices, pero éstos resultan muy viscosos sin la adición de disolventes (benzol, bencina, petróleo, trementina, etc.) que se evaporan completamente durante el secado y no influye en las características del barniz.

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Aceites Minerales

Cuerpos grasos insaponificables (indescomponibles por los ácidos) derivados del petróleo. Los aceites para ser empleados como aislantes deben ser depurados de las sustancias que hacen disminuir su resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica y aumentar el factor de potencia, sustancias que, por otra parte son químicamente alterables y corrosivas.
La constante dieléctrica de los aceites aislantes tiene un valor medio de 2,3; su resistividad de masa es de Ε16 Ωcm, la rigidez dieléctrica de 500KV/cm, y el factor de potencia de 0,001 a 0,005%.

Aceites Sintéticos

A este grupo de aceites aislantes pertenecen algunos hidrocarburos clorados, como los clorodifenilos y los clorobencenos, que han sido estudiados para sustituir los aceites minerales como dieléctricos en los condensadores de papel y en los transformadores. Tiene una constante dieléctrica de 4 a 6, doble que la de los aceites minerales, y una rigidez dieléctrica parecida a la de éstos.
A su notable estabilidad térmica y química se añade su difícil inflamabilidad y la ventaja de ser más estables contra la oxidación y la de no dar lugar bajo la acción del arco a productos inflamables o explosivos (Askarel).
Dado su precio elevado se prefieren a los aceites minerales cuando deben emplearse en transformadores que forman parte de equipos electrónicos, que no deben correr riesgo de incendio o bien en los condensadores, por su elevada constante dieléctrica. En este caso, las reducidas dimensiones del condensador y la pequeña cantidad de material requerido, compensan el superior costo.

Aceites Vegetales

Contrariamente a los aceites minerales, los aceites vegetales tienen la propiedad de secarse por reacción con el oxígeno, el secado es una reacción química.
El mecanismo de la solidificación de los aceites secantes es químicamente complejo: consta de una oxidación y de una polimerización, que tiene lugar simultáneamente.
Estos aceites están constituidos por distintos ácidos orgánicos; los glicéridos, derivados de algunos de estos ácidos (como el linoleico, de aceite de linaza (semilla del lino), y el oleosteárico, del aceite de madera chino), poseen pronunciadas propiedades secantes.
La película obtenida por el secado de una capa de aceite está constituida por una sustancia elástica y gomosa que se endurece con el tiempo, llamada linocina en el caso del aceite de linaza. El aceite de linaza debe ser claro, con densidad, número de yodo y acidez bien determinadas y no debe dejar residuos cuando se calienta a mas de 300ºC.
El aceite de madera chino (Tung–oil) debe tener también características bien determinadas para ser empleados en los barnices. No puede calentarse a temperaturas superiores a 200ºC, y puede solidificarse por completo, aún en capas de cierto espesor, lo que no sucede con el aceite de linaza.

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Ceras Minerales

• Parafina: Se obtiene de la destilación fraccionada de algunos petróleos. Tiene un punto de fusión de 44ºC a 88ºC la más blanca funde a mayor temperatura. Es inodora, translúcida y en estado puro, no es untuosa; es soluble en bencina, esencia de trementina y sulfuro de carbono. Tiene una constante dieléctrica de εr=2 a 2,5; una resistividad de masa del orden de 3xΕ12 Ωcm; una resistividad superficial de Ε12 Ω y una rigidez dieléctrica de aproximadamente 400KV/cm. Es empleada para la impregnación del papel de condensadores o para los arrollamientos de transformadores.

• Ozoquerita (ceresina): Esta cera se encuentra en yacimientos petrolíferos o de carbón fósil. Es de color amarillo o marrón y tiene un punto de fusión de 60ºC a 90ºC; se emplea para la impregnación de los arrollamientos de transformadores de alimentación. Su resistividad de masa es del orden de Ε14 Ω·cm, la rigidez dieléctrica de 5KV/cm. Tratada con ácido sulfúrico, y decolorada con negro animal se obtiene la ceresina, blanca, particularmente antihigroscópica, cuya constante dieléctrica es de εr=2,4.

Ceras Sintéticas

• Cloronaftalinas: Se obtiene haciendo burbujear cloro seco en naftalina pura fundida variando el tiempo de tratamiento se obtiene diferentes productos en bruto. El producto bruto se destila obteniéndose aceites sintéticos poco clorados, después destilan los productos sintéticos más puros luego los amorfos y queda al final una sustancia pezosa. Es necesario controlar la constancia de las características de los productos obtenidos, especialmente las eléctricas. La constante dieléctrica de las ceras es de aproximadamente εr=6; el factor de potencia de 0,4%, la resistividad de masa de Ε15 Ω·cm y la rigidez dieléctrica de 150KV/cm. La temperatura de fusión va de 84ºC a 138ºC, aumentado en los tipos más clorados. Estas ceras son especialmente adecuadas para la impregnación de los condensadores, resultando ininflamables. No atacan a los metales, son antihigroscópicas, solubles en benzol, bencina, tetracloruro de carbono y acetona. Impregnando con estas ceras los conductores aislados mediante fibras textiles, se impide la formación de mohos y el ataque de insectos. Tipo comerciales de estas ceras son la Halowax americana, la Nibren alemana, la Aroclor inglesa y la Cerital italiana.

• Ceras glicol: Se obtienen del glicoletileno, un tipo comercial como la Glycera Wax es un estearato de glicol. Son de color blanco o amarillento; funden de 60ºC a 80ºC; son miscibles (que puede formar una mezcla homogénea con otros cuerpos) fundiendolas con ceras, aceites, resinas y betún. Tipos comerciales son la Glyco Wax, la Glycera Wax, el Gliceril estearato.

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Existen dos tipos: resinas termofraguantes o termoendurecibles y resinas plásticas.

Resinas Termofraguantes

Bajo la acción combinada del calor y la presión estas resinas polimerizan (reacción que, a partir de moléculas de escasa masa molecular, forma, por enlace de éstas, compuestos de masa molecular elevada) alcanzando un estado irreversible en el que el material se ha endurecido, resultando insoluble e infusible. Durante el estampado se obtiene primero el fenómeno físico de la fusión y luego el químico de la polarización con el consiguiente endurecimiento de la pieza.

Resinas Fenólicas

Son las llamadas resinas fenol–formaldehído, comúnmente denominadas baquelita, nombre derivado del Dr. Leo. H. Backeland que las desarrolló en los años 1908–1912; se obtienen haciendo reaccionar el fenol sobre el formaldehído en presencia de un catalizador ácido o básico. Los diversos tipo de baquelita son:

• Baquelita A: Es el producto inicial de la condensación, es fusible a 55–60°C; es soluble en solventes comunes: alcohol etílico, glicerina, bencina, acetona, toluol, etc.; tiene el aspecto de masa amorfa, resinosa y fracturas vítreas de color amarillento más o menos claro.

• Baquelita B: Es un producto intermedio frágil en estado seco, elástico en caliente y parcialmente soluble, capaz de ablandarse con el calor y pasar al estado plástico. Prolongando el calentamiento se pasa a la baquelita C.

• Baquelita C: Es infusible, insoluble en los solventes ordinarios; inalterable a la acción del agua, del aceite, de los gases, de la irradiación solar y tiene apreciable propiedades mecánicas y eléctricas.

• Materiales aislantes de papel baquelizado: Se preparan mediante hojas de papel Kraft absorbente 0,06–0,13m/n de elevadas propiedades dieléctricas unidas entre sí mediante la resina. Tienen óptima calidad aislante y buenas características mecánicas también a la temperatura de funcionamiento de las máquinas eléctricas. Poseen buena resistencia a los agentes químicos y se trabajan mediante los procesos comunes en máquinas herramientas. Presentan el inconveniente de carbonizarse fácilmente cuando se expone a la acción de arco eléctrico.

• Otros laminados fenólicos: Pueden elaborarse en forma similar al método empleado para la obtención de los laminados fenólicos de base papel. Los más comunes son los que se obtienen en base a telas de algodón, amianto y vidrio.

* Base tela de algodón
Se emplean como reemplazante de los laminados base papel en la elaboración de piezas aislantes que necesitan muy buenas propiedades mecánicas a la par de un buen comportamiento eléctrico. Se tienen laminados de trama gruesa y fina, según lo sea el género base.
Se emplean en la fabricación de arandelas, tornillos y tuercas aislantes, tableros, etc. En general piezas que deben ser fresadas, torneadas y/o roscadas.

La rigidez dieléctrica es
¸  Para espesores de 1 – 3mm  →  5 – 7KV/mm
¸  Para espesores de 3 – 5mm  →  4 – 5KV/mm
¸  Para espesores de 5 – 7mm  →  3 – 4KV/mm

Para aplicaciones exclusivamente mecánicas se emplea en la fabricación de engranajes silenciosos, cojinetes, etc.

* Base tela amianto
Se emplea donde hay compromisos desde el punto de vista térmico y eléctrico. Posee una temperatura de funcionamiento permanente de 150°C.

¸  Peso específico   →  1,6gr/cm3
¸  Resistencia a la tracción  →  550K/cm2
¸  Tensión de ensayo sin perforar en volts

Denominación comercial de los laminados fenólico

Base papel: Celonite – Pertinax – Electroplast – Celisol – Micarta (base papel) – Triemme – Fórmica – etc.
Base tela algodón: Celotex – Fibroido – Celerón – Textolite – Micarta.

Aminoresinas

A las aminoresinas o aminoplásticos pertenecen las resinas de condensación de la urea con el formaldehído y de la melamina con el formaldehído, también termoendurecidas. Ambas poseen, respecto a las resinas fenólicas, una mayor resistencia al arco eléctrico.

• Resinas Epoxídicas: Son resinas de condensación (etoxilínicas que se hallan en el comercio en forma líquida o pastosa). Agregando a la resina un endurecedor adecuado, una amina (compuesto derivado del amoníaco) polivalente, se obtiene una masa dura, transparente, sin la aplicación de presión ni la producción de sustancias volátiles como en las otras resinas termoendurecidas. Una vez añadido el endurecedor, la mezcla puede ser empleada durante cierto tiempo, algunas horas, antes de que se endurezca. La mezcla se funde en un molde adecuado, tanto para obtener piezas estampadas como para encapsular circuitos eléctricos; para que no se adhiera la resina condensada al molde, se unta la superficie interna de éste con cera de silicona. Las resinas epoxídicas poseen, en efecto, una elevada adherencia con los metales, el vidrio y los materiales cerámicos. Aumentando la temperatura en el molde se reduce el tiempo necesario para la condensación, que varía según el tipo de endurecedor empleado. En algunos casos se añaden a la resina distintos rellenos como mica, sílice o talco pulverizado. Los nombres comerciales de las resinas epoxídicas son: Araldit y Epicot, Poxipol.

Resinas Termoplásticas

Bajo la acción de la presión y la temperatura asumen la forma deseada, pero no alcanzan un estado de endurecimiento irreversible. Durante el estampado se obtiene solo el fenómeno físico de la fusión, por lo tanto para endurecer el material estampado y retirar el mismo de la estampa debe ser completamente enfriado. Estas resinas no manifiestan ningún fenómeno químico. Algunas son:

• Polietilen: El polietileno o politeno se obtiene por la polimerización del gas etileno a la temperatura de 200ºC y muy elevada presión. Es un material flexible, algo elástico, semiopalino, empleado especialmente en la construcción de cables para RF y líneas bifilares. A 115ºC el material pasa a ser completamente pastoso; si se enfría rápidamente, resulta mucho mas flexible. Es muy resistente a las deformaciones y a las grietas hasta los 70ºC. A temperaturas mas elevadas se tiene una oxidación del material y un aumento en el valor del factor de potencia. Los rayos ultravioletas favorecen la oxidación a la temperatura ambiente con el consiguiente agrietado del material. Para proteger a los cables expuestos a la intemperie se agregan al material pequeñas cantidades de antioxidantes o bien se recubren los cables con una capa de dieléctrico mas resistente. Nombres comerciales de esta resina son también Alkatene, Hostalén, y Marlex.

• Poliestireno: Es una resina dura, amorfa, transparente, que a 100ºC se transforma en blanda y elástica como el caucho. Sus excelentes cualidades eléctricas son debidas a no tener una estructura molecular polar. Es soluble en benceno, constituyendo un barniz adecuado para las bobinas de RF. A veces se le agrega un relleno como polvo de mica o de sílice, que hace aumentar el valor de la constante dieléctrica y la temperatura de reblandecimiento; generalmente las piezas moldeadas tienen una transparencia similar al vidrio. Nombres comerciales son también: Stiroflex y Trolitul.

• Polivinilo: Esta resina, obtenida por polimerización de polivinilo (polímero obtenido a partir del cloruro y del acetato de vinilo) , tiene un  aspecto y consistencia similar al cuero. Es soluble en bencina; la  máxima temperatura a la que puede someterse sin deformarse es de 60ºC. Sus características eléctricas son netamente inferiores a las de las dos clases descriptas anteriormente, debido a que sus moléculas son polares. Estas resinas se indican mediante la sigla PVC.

• Resinas Acrílica: Hay otros tipos de resinas derivadas del vinilo, con características muy útiles para aplicaciones especiales. Son las resinas acrílicas (metacrilato de polimetilo), producto perfectamente transparente, con aspecto de vidrio. Esta resina se encuentra en el comercio bajo la forma de planchas o barras que pueden ser moldeadas a la temperatura de 170ºC; presentan buenas características eléctricas, una notable resistencia al arco eléctrico y no se agrietan con el tiempo. Nombres comerciales de estas resinas son: Perspex, Plexiglas, Lusite y Diacon.

• Politetrafluoretileno: Resina sintética blanca, que experimente a 327ºC una notable variación de densidad. Mantiene inalterables sus características para todas las temperaturas del intervalo entre –100ºC y 250ºC. No es soluble en los disolventes y es difícil de trabajar por estampado o extrusión. Posee características eléctricas óptimas dada su naturaleza no polar, que resultan fácilmente alteradas si las piezas moldeadas son porosas (tienen lugar ionizaciones en las cavidades, que limitan la máxima tensión aplicable, y la absorción superficial de humedad hace aumentar el factor de potencia). Nombres comerciales son: PTFE (sigla correspondiente a su nombre), Teflón, Fluón.

• Tereftalato de Polietileno: Resina obtenida por la condensación del glicoletileno y del ácido tereftálico; funde a unos 250ºC y conserva sus características mecánicas desde –20ºC a 80ºC. Se emplea especialmente bajo la forma de película de algunas micras de espesor, que resulta mucho mas resistente mecánicamente que cualquier otro tipo de película de igual espesor. Puede trabajar hasta 150ºC y es resistente a muchos disolvente y a los aceites (hidrocarburos y clorodifenilos). Las moléculas de esta resina tienen una estructura polar y sus características eléctricas varían notablemente con la temperatura y la frecuencia. A frecuencias bajas su constante dieléctrica es comparable a la del papel, a frecuencias altas se aproxima a la del poliestireno. Nombres comerciales de esta resina son: Terylene, Mylar, Melinex y Montivel.

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Resinas Naturales

Son productos minerales de origen fósil o resultantes de la exudación de diferentes vegetales; se utilizan en la fabricación de barnices aislantes. Entre las resinas naturales pueden mencionarse la goma laca, la colofonia, el copol, etc.

• Goma laca: Es un producto de la secreción de las larvas del “loccus laca”, animal típico de la India que en número elevado se adhieren a las ramas de ciertos árboles nutriéndose con la savia de los mismos. El porcentaje de resina propiamente dicha en la goma laca es del orden del 65% al 80%, el resto es cera, colorante, ácidos grasos, residuos vegetales y animales, etc. La goma laca es frágil, tiene un punto de fusión relativamente bajo y es soluble en alcohol.

• Colofonia: Es una resina amarilla, sólida, transparente, residuo de la destilación de la savia de ciertas plantas (llamada trementina) del género del pino (chipre, abeto, alerce, etc). No soluble en agua, pero sí en alcohol o éter; se emplea en la fabricación de barnices o desoxidantes para soldaduras.

Resinas Artificiales

Son derivados de la celulosa, que es un polímero natural base de las fibras de los vegetales; el algodón es una forma pura de celulosa natural. De la celulosa se obtiene, mediante tratamientos químicos, éteres y ésteres que por sus características constituyen materias plásticas.

• Nitrocelulosa: es el éter de celulosa mas empleado, de la misma se obtiene el celuloide, producto que se reblandece a los 80ºC y puede ser moldeado; tiene el inconveniente de ser inflamable. Agregando a la nitrocelulosa plastificantes y solventes especiales se obtienen soluciones de viscosidad inferior a la del celuloide que se usan en la fabricación de barnices a la nitrocelulosa.

• Acetato de celulosa: Es un éster de celulosa que se obtiene tratando a la misma con una mezcla de ácido acético y ácido sulfúrico; es un material termoplástico, ininflamable, que sustituye ventajosamente al celuloide; es transparente, se reblandece a los 180ºC y absorbe fácilmente la humedad.

• Etilcelulosa: Es un éster de celulosa que se obtiene tratando a la misma con una solución de soda cáustica y a continuación con cloruro de etilo; es mucho mas resistente a los golpes que el acetato de celulosa, no es inflamable, absorbe pequeñas cantidades de humedad y se moldea por inyección calentándolo a 250ºC.

Resinas Sintéticas

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Pueden ser de diversos orígenes:

• Vegetal: De algodón: de la semilla o fruto de la planta; de lino, cáñamo, yute: del tallo o corteza de la planta.
• Animal: De seda: producto de secreción del gusano del mismo nombre.
• Mineral: De amianto.
• Artificial: De vidrio y de productos de materiales plásticos.

Al comienzo de su empleo, solamente se disponía de las fibras naturales y las mas empleadas para usos eléctricos fueron las sedas cuando se requería un buen aislante y el algodón cuando se necesitaba un recubrimiento de costo reducido. Pero con el desarrollo de las fibras artificiales, el rango de disponibilidad de estos materiales se fue incrementando enormemente.

Todos los materiales fibrosos son higroscópicos (tienden a absorber la humedad del ambiente), ya sean de origen vegetal, animal o mineral, según las condiciones ambientes de humedad y temperatura, contienen siempre un cierto porcentaje de humedad.

La resistencia a la tracción de las fibras textiles y de los productos manufacturados con ellas, además de la naturaleza del material depende de los procesos de fabricación, humedad y temperatura. Resultan también importantes: en los hilos, la regularidad y el grado de torsión; en las telas, la resistencia al desgaste, el número de hilos por unidad de longitud, el poder absorbente, la porosidad, etc. El título de un hilado representa la relación de su longitud–peso en general, y para la seda y el rayón la inversa, es decir la relación peso–longitud.

Las telas de algodón, barnizadas o impregnadas, tienen espesores de 0,125 a 0,3mm, con rigidez dieléctrica de 16 a 40KV/mm, según el tipo de tela y de barniz, el espesor, el tiempo de solicitación, etc.

La seda barnizada o impregnada posee además de una elevada rigidez, una extrema flexibilidad y es usada donde sea necesario un pequeño espesor de aislante. Se la emplea en espesores de 0,08 a 0,15mm y la rigidez puede llegar a los 50KV/mm.

Las cintas o tiras se cortan de la tela en sentido directo, o en diagonal con respecto a la trama del tejido. Se requieren cintas con trama diagonal cuando se desea encintar con gran regularidad y adherencia, superficies complicadas.

Son también muy difundidas las cintas de algodón engomadas, de gran adherencia (cintas aisladoras). Las normas IRAM 2030 P especifican sus principales condiciones o características.

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El papel es uno de los materiales mas usados como aislante o dieléctrico, su importancia se deriva de sus notables cualidades intrínsecas y su bajo precio, su principal desventaja reside en que generalmente, debe ser impregnado.
En cables, las ventajas que ofrece son: temperatura de trabajo relativamente elevada (hasta los 70ºC) la que es apreciablemente mas elevada que para la goma; las bajas pérdidas dieléctricas y la alta rigidez dieléctrica.

Se pueden utilizar:

• Simplemente secados: están aislados así los cables bajo plomo empleados en las líneas telefónicas.
• Impregnados: con aceite mineral, o con aceite mineral y colofonia, y protegido con vaina de plomo, generalmente usados para la distribución de energía eléctrica en mediana y baja tensión.

Es usado en capacitores (para este uso el papel es secado y tratado con parafina o cera, o bien se impregna al vacío con aceites minerales o sintéticos). También es usado en forma de estratificados (dispuestos en capas superpuestas o estratos) en planchas o tubos fabricados mediante resinas sintéticas o goma laca.

Capacitor con Papel Impregnado como Dielectrico

El papel está constituido por fibra de celulosa (C6H10O3)n elemento esencial de la estructura de la celulosa vegetal. En estado puro se presenta como una masa blanca, amorfa (el papel de fibra de lino, sometido a un proceso de blanqueado y no encolado, puede considerarse prácticamente como celulosa pura).

El papel mas fino es usado para elaborar capacitores, se lo hace tan fino como es posible, siempre compatible con las buenas propiedades de aislación eléctrica. Es usual aplicar varias capas de papel y raramente una sola, para que la presencia de pequeñas partículas conductoras no tengan mucha importancia. El papel de capacitores se elabora con espesores desde 7,5mm a 10mm. A los efectos de que no queden espacios vacíos en las estructuras del papel para capacitor éste se elabora con fibras cortas las que a su vez aseguran gran impermeabilidad. Por su parte la resistencia a la tracción es baja pero suficiente para soportar las tareas requeridas, o sea el arrollado sobre formas cilíndricas a alta velocidad.

El papel para cables es resistente y se usa en la aislación de cables de alta y media tensión, de transformadores, bobinas, etc.

Papel no Impregnado

Las propiedades eléctricas del papel no impregnado no son muy importantes. El papel no impregnado tiene una baja rigidez dieléctrica, solamente unas pocas veces mayor que la de una película de aire del mismo espesor. Esto es comprensible dado que en un papel de gran densidad (1,1 a 1,2gr/cm3) por lo menos el 20% del volumen del papel es ocupado por canales de aire, y con un papel de densidad media (0,7gr/cm3) el porcentaje de aire es de alrededor del 50%. Esta rigidez se puede estimar entre 6 y 11kV/mm (valor eficaz).

La constante dieléctrica relativa de la celulosa pura es de alrededor de  εr=6,5 y de la fibra de papel aproximadamente εr=5,5. La constante dieléctrica de un papel aumenta con el aumento del contenido de humedad, aumenta ligeramente con la temperatura y disminuye ligeramente con la frecuencia.Tiene una gran dependencia con la densidad, para densidades entre 0,6 a 1,12gr/cm3la constante dieléctrica varía de εr=1,7 a εr=3,2.

Hay gran divergencia entre los valores señalados por los distintos fabricantes, debido no solamente por el uso de diferentes técnicas de medida, sino también por diferencias en frecuencia, temperatura y principalmente contenido de humedad, la cual en el caso del papel es extremadamente difícil de definir y medir.

Papel Impregnado

No es posible dar detalles completo de las características dieléctricas del papel impregnado sin especificar completamente el tipo de impregnante, construcción de aislante, etc. Con un buen impregnante se obtienen muy altas resistividades (en corriente continua). En el caso del papel parafinado es 10000 TΩ·cm, y en el
caso de papel impregnado para cables se tienen valores de 300 a 500 MΩ-cm. Aunque esto disminuye 1000 veces a 100ºC de temperatura y hay una pequeña
disminución al aumentar el gradiente de potencia.

La rigidez dieléctrica del papel de uso eléctrico impregnado en sus formas comerciales es influenciado por factores tales como presión de electrodos, tipos de electrodos, presencia de cavidades gaseosas, etc. En los buenos papeles para cables se obtienen generalmente valores de rigidez de 200KV/mm.
La constante dieléctrica varía según la sustancia utilizada en la impregnación, valores normales son εr=2,5 a εr=3,5.

Principales Tipos de Papeles Aislantes

• Papel Kraft: Obtenido de pasta química de madera, en espesores desde 0,05 a 0,15mm. Cuando es muy satinado se denomina Express. Se emplea como aislante en capas y para la fabricación de laminados fenólicos (resinas fenolicas).

• Papel para capacitores: (papel Tisú). Se obtiene de pulpas de madera y fibras de algodón, en espesores de hasta 0,013mm. Su pureza debe ser máxima.

• Papel Manila: Hecho con fibra de cáñamo en espesores de 0,05 a 0,1mm. Se denominan papel 100%Manila. También existen papeles con 60%Manila–40%Kraft o 50%Manila–50%Kraft.

• Cartón Presspan: Se obtiene de pasta química de madera. Es un material muy denso y su rigidez dieléctrica es de 6KV/mm. Barnizado se logra8KV/mm. Se tiene en espesores de hasta 1,5 o 2mm.

• Cartón Presboard: De pasta de madera y fibra de algodón; su rigidez varía de acuerdo a los espesores, normalmente es del orden de 11KV/mm.Se tiene en espesores de 0,2 a 12mm. Apto para impregnación en aceite.

• Papel Japonés: Hecho con pulpa de la morera, es un papel finísimo y se emplea principalmente como soporte en la fabricación del papel micro–papel.

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Aumentando el tanto por ciento de azufre introducido en la mezcla de caucho, se obtienen una serie de gomas con dureza cada vez creciente; es decir, distintas clases de ebonitas. Es necesario, sin embargo, un mayor tiempo de vulcanización, o sea, calentamiento de la masa, el cual debe controlarse cuidadosamente, pues de otra forma se producirían sopladuras (Cada una de las cavidades llenas de gases ocluidos durante la solidificación de una masa de metal fundido).

La ebonita contiene por término medio un 32% de azufre. Este dieléctrico posee buenas cualidades eléctricas y mecánicas y era muy adecuado para el estampado de soportes mecánicos aislantes, de planchas, y dada su elevada resistencia a los óxidos, como recipiente de acumuladores transportables. Para el estampado se emplea también polvo de ebonita que es tratado a temperaturas elevadas, tal como las resinas sintéticas.

Para obtener las mejores características eléctricas se introducen sustancias de relleno, como el cuarzo o la mica, finamente pulverizados.

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La gran difusión del caucho como aislante eléctrico es debida a la combinación de sus buenas cualidades dieléctricas y mecánicas para usos corrientes, con características peculiares como la flexibilidad, la posibilidad de soportar notables deformaciones sin romperse, adquiriendo otra vez la forma primitiva, la resistencia a la abrasión, etc.

El caucho sintético ofrece también la posibilidad de resistencia a la acción de los aceites, del ozono y de las temperaturas elevadas.

Caucho Natural

Procedente de algunos árboles se obtiene el Látex, constituido por una dispersión coloidal de partículas de caucho. Tratada con ácido acético, esta dispersión se coagula, constituyendo el Pará en hojas o grumos. Para adquirir sus características bien conocidas, el caucho bruto se vulcaniza, tratamiento químico que consiste en calentarlo con azufre disperso en su masa a temperaturas comprendidas entre 110ºC y 170ºC, o tratarlo en frío con cloruro de azufre disuelto en sulfuro de carbono. El tanto por ciento de azufre introducido puede ser muy pequeño, generalmente oscila alrededor del 0,5% al 3%. El azufre añadido no se combina completamente; la parte que permanece libre se traslada lentamente a la superficie de los objetos de caucho bajo la forma de diminutos cristales parduscos.

A la mezcla se añaden sustancias de relleno, algunas de las cuales, como el negro de humo, confieren características especiales a los productos terminados (resistencia a la abrasión, etc.), mientras la mayor parte son materiales inertes (talco, yeso, caolín). Las mezclas adoptadas para el aislamiento de cables eléctricos contienen una cantidad mínima de relleno, que en otras aplicaciones alcanza hasta el 80%.

Las propiedades eléctricas de las mezclas resultan intermedias entre las de goma vulcanizada y las de sustancias de relleno. La constante dieléctrica tiene un valor próximo a e er=2,5; el factor de potencia de 4,5%, y la resistividad de masa en torno a 1015 W·dm, refiriéndose a la goma vulcanizada. Los mencionados valores resultan duplicados o
triplicados para la constante dieléctrica de una mezcla, mientras el factor de potencia puede llegar a ser 8 o 10 veces mayor. La resistividad no presenta variaciones notables.

Caucho Sintético

El primer tipo de caucho sintético fue el compuesto estirol–butadieno (Bunas) que tiene las características prácticamente iguales a las del caucho natural y se trata de forma análoga para la producción de objetos. Otros tipos de caucho sintético adoptados como dieléctricos son el isoprano–butileno (Butilgoma), el policloropreno (Neopreno P.C.P.) y la goma de silicona (Silastic). Todos estos cauchos sintéticos se vulcanizan, los dos primeros con azufre, los otros con óxidos metálicos.

La constante dieléctrica para todos los tipos de caucho oscila entre los límites ya mencionados para el caucho natural. El factor de potencia de la butilgoma y del caucho de silicona resulta aproximadamente una décima parte del correspondiente al caucho natural.

El caucho de silicona presenta una elevada hidrorrepulsión superficial, siendo muy resistente al ataque del ozono y pudiéndose trabajar, por consiguiente, en presencia de efluvios(efecto corona). Ininflamable y con cenizas no conductoras es adecuado para el aislamiento de conductores, para el ajustado de condensadores y transformadores y para el encapsulado en frío de dispositivos electrónicos.

Mas información en “Breve Descripción de Materiales No Conductores Electricos, Aislantes y Dieléctricos”

Ref: Apunte de clase. Tecnologia Electronica. UTN FRC