Ingeniero Civil Electricista / Para el diseño y fabricación de transformadores eléctricos de distribución, el acero al silicio de grano orientado en los núcleos magnéticos es el más ampliamente utilizado, dadas sus características de gran permeabilidad a altas densidades de flujo, bajas pérdidas en vacío y ventajas económicas. No obstante, han surgido alternativas a este material que ofrecen beneficios únicos y novedosos. Éste es el caso de los núcleos fabricados con láminas de metal amorfo, los cuales entraron en circulación a comienzos de los 80, teniendo muy buena recepción en países como EEUU, Japón, China e India. El objetivo principal de este tema de memoria es validar el uso de núcleos fabricados con acero amorfo, con respecto a aquellos elaborados con aceros tradicionales, tanto en el aspecto técnico (teórico), así como económico. Para ello, se propone el desarrollo en dos ejes principales; el primero, una etapa de investigación, donde se establecen características básicas del metal amorfo, tanto físicas como químicas; y la segunda, el diseño teórico del transformador de distribución con este tipo de núcleo, respetando las normativas vigentes y estableciendo patrones básicos para la confección de este tipo de equipos. Se propone un diseño de núcleo enrollado con láminas de metal amorfo para transformadores de distribución monofásico, basado en las características de la aleación Metglas 2605SA1, realizando dos simulaciones de cálculo de parte activa: un transformador de 15 kVA, 23000/231 V y transformador de 25 kVA, 13200/231 V. En ambos casos los diseños simulados cumplen con los estándares normativos mundiales y revelan las ventajas de este tipo de material con respecto al acero al silicio de grano orientado, tan ampliamente tratados en la literatura técnica: reducción de pérdidas en vacío del orden de 75 85%; reducción de corriente de excitación en torno al 75 85%; confiabilidad del transformador similar a los casos convencionales (vida útil estimada de 30 años); entre otros. El análisis se complementa con una evaluación económica mediante el TOC (Total Ownership Cost) que incluye el costo inicial del equipo (costos por materias primas y mano de obra) más un costo de operación (valorización en el tiempo de las pérdidas en vacío y en carga). En el caso de las simulaciones de los transformadores con núcleo amorfo, se realizan dos ensayos para cada equipo considerando dos valorizaciones de pérdidas distintas obtenidas de la literatura y del propio fabricante de la cinta amorfa. En ambas situaciones se obtiene un TOC del transformador amorfo más bajo que el acero tradicional, en porcentajes que varían entre 0,5% y 6% aproximadamente. Estos valores crecen aún más cuando el factor de carga disminuye, acercándose a cero.

En la presente memoria se describe el método para la medida de la variación térmica de la resistividad entre 10 y 300 K que hemos puesto a punto en nuestros laboratorios de la Universidad de Cantabria. Dicho método es el de cuatro puntas con corriente alterna y detección síncrona. También se analizan, mediante el método de los elementos finitos, los efectos de la geometría de la muestra y posición de los contactos en la relación entre la resistividad observada experimentalmente y la resistividad real, haciendo hincapié en el caso de muestras anisótropas. Posteriormente aplicamos esta técnica al estudio de diversas series de materiales: 1) Los compuestos RPt que cumplen la Ley de De Gennes y en los que hemos podido determinar los valores de la masa efectiva m* y de la constante de canje. 2) Los compuestos RNi2Si2 en las que se puede observar una relación entre la resistividad magnética y las estructuras magnéticas. 3) Los compuestos CeyLa1-yNixPt1-x, en las que se estudia el efecto Kondo 4) Los amorfos metálicos (Co1-x(Fe5Ni5)x)75Si15B10 en los que se observa un mínimo en la resistividad a bajas temperaturas así como variaciones en lnT, T2 y T a temperaturas bajas, intermedias y altas respectivamente / The present report describes the method for measuring the temperature dependence of the resistivity between 10 and 300 K that we have developed in our laboratories at the University of Cantabria. This is a four-probe method using ac current and synchronous detection. Also it is analyzed, using the finite element method, the effects of the sample geometry and contacts position in the relationship between the real resistivity and resistivity observed experimentally, even in the case of anisotropic samples. Subsequently we apply this technique to the study of different family of materials: 1) RPt compounds which follow the De Gennes Law, allowing us to determine the values of the effective mass m * and exchange constant. 2) The compounds RNi2Si2 in which it is possible to establish a relationship between the magnetic resistivity and the magnetic structures. 3) The compounds CeyLa1-yNixPt1-x, in which we study the Kondo effects. 4) The amorphous Co1-x(Fe5Ni5)x)75Si15B10 metals, in which there is a minimum in the resistivity at low temperatures as well as variations in LnT, T2 and T at low, intermediate and high temperatures respectively.