varistor

Un varistor es un componente semiconductor cuya resistencia cae bruscamente cuando el voltaje a través de él excede un umbral. El nombre combina "variable" y "resistor". A diferencia de un resistor fijo, un varistor exhibe un comportamiento altamente no lineal: a voltaje de operación normal no conduce casi nada, pero en el momento en que llega una sobretensión, se cierra con fuerza y desvía la corriente de los equipos sensibles aguas abajo. Esto lo convierte en el caballo de batalla de la protección contra sobretensiones en paneles de control industrial, fuentes de alimentación y circuitos de accionamiento de motores.

El tipo más común es el varistor de óxido metálico (MOV), típicamente hecho de gránulos de óxido de zinc unidos con material cerámico, prensados en un disco y metalizados en ambas caras. Los MOV se clasifican por su voltaje de sujeción (el voltaje al que conducen fuertemente) y su capacidad de absorción de energía, medida en julios. Los MOV industriales típicos varían de 14 mm a 32 mm de diámetro y los voltajes de sujeción van desde 20 V hasta 1000 V o más. Un suministro trifásico de 230 V, por ejemplo, podría usar MOV clasificados para un voltaje de sujeción de 275 V o 320 V en la red de CA.

Cómo funcionan en la práctica

Los varistores se conectan en paralelo con el circuito que protegen. Durante el funcionamiento normal, consumen una corriente insignificante. Cuando llega una sobretensión, la resistencia del MOV colapsa a unos pocos ohmios en nanosegundos, creando una ruta de baja impedancia que desvía la energía a tierra o al neutro. Esto sucede antes de que el voltaje de la sobretensión pueda alcanzar los circuitos integrados, contactores o solenoides aguas abajo. Después de que pasa la sobretensión, el varistor vuelve a su alta resistencia. El inconveniente es que cada sobretensión degrada ligeramente el material; las sobretensiones grandes repetidas eventualmente hacen que el varistor falle en cortocircuito o en circuito abierto, lo que requiere su reemplazo.

Los modos de falla importan: un MOV que falla en cortocircuito consumirá corriente continua y se calentará peligrosamente; uno que falla en circuito abierto deja el circuito desprotegido. Los diseñadores a menudo combinan un varistor con un fusible o un corte térmico para evitar fallas catastróficas. En aplicaciones críticas, los varistores redundantes o los esquemas de protección híbridos (que combinan varistores con diodos de supresión de transitorios) proporcionan una mayor fiabilidad. La elección del voltaje de sujeción es crítica: si es demasiado bajo, el varistor sujeta el voltaje de operación normal con demasiada fuerza, causando calor residual; si es demasiado alto, no sujetará la sobretensión adecuadamente.

Los varistores se degradan en ambientes húmedos y pueden causar interferencias electromagnéticas debido a su rápida acción de conmutación. Las instalaciones industriales a menudo usan pararrayos en lugar de o junto con MOV en las líneas eléctricas principales, mientras que los varistores manejan la protección en el punto de uso para circuitos individuales. El reemplazo es un mantenimiento rutinario: un MOV fallido cuesta dólares pero evita daños por miles a un PLC o un servomotor.