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La decisión entre una subestación AIS o GIS es una de las más determinantes en la fase de ingeniería conceptual de cualquier proyecto eléctrico. AIS (Air Insulated Switchgear) y GIS (Gas Insulated Switchgear) son las dos tecnologías de aislamiento predominantes en subestaciones de media y alta tensión, y cada una presenta ventajas técnicas y económicas que dependen del contexto del proyecto. En Chile, ambas tecnologías coexisten en el SEN.
Este artículo analiza las diferencias técnicas entre subestaciones AIS y GIS, sus ventajas y limitaciones, y los criterios que determinan cuándo es más adecuada cada tecnología.
En una subestación de aislamiento en aire (AIS), los equipos de maniobra están instalados al aire libre sobre pórticos metálicos, separados por distancias dieléctricas que dependen del nivel de tensión. En 220 kV, la distancia mínima de aislamiento en aire es del orden de 1,8 m entre fases.
Las AIS son la tecnología más extendida en Chile por su bajo costo inicial y facilidad de inspección visual. Su principal desventaja es el área que requieren: una subestación AIS de 220 kV puede ocupar entre 10.000 y 20.000 m².
En una subestación GIS, los equipos de maniobra están encapsulados en módulos metálicos sellados rellenos con SF6 u otro gas dieléctrico. El SF6 tiene una rigidez dieléctrica aproximadamente 2,5 veces mayor que el aire, permitiendo reducir drásticamente las distancias de aislamiento.
Una subestación GIS de 220 kV puede instalarse en apenas 1.000 a 2.000 m², una reducción de área del 80 al 90%.
AIS requiere grandes explanadas. GIS ocupa una fracción de ese espacio y puede instalarse en edificios. En Chile, subestaciones GIS se utilizan en Santiago y Valparaíso donde la disponibilidad de terreno es limitada.
Las AIS permiten inspección visual directa. El SF6 en las GIS es un gas de efecto invernadero (GWP 23.500) que exige protocolos estrictos de manejo. Sin embargo, los ciclos de mantenimiento de las GIS son más largos: un interruptor GIS puede operar hasta 20 años sin mantenimiento mayor.
Las GIS tienen menor tasa de falla que las AIS, principalmente porque los equipos están protegidos de la intemperie, la contaminación y los agentes externos. En zonas con polución industrial o niebla salina —frecuentes en la costa de Chile— la GIS reduce los eventos de disrupción dieléctrica.
El costo de una GIS es 2 a 4 veces mayor que una AIS equivalente. Sin embargo, considerando el costo del terreno y el mantenimiento durante el ciclo de vida, la brecha económica puede reducirse.
El SF6 está siendo cuestionado por su impacto climático. La UE avanza hacia su prohibición en nuevas instalaciones para 2030. Fabricantes como ABB, Siemens y Schneider ya ofrecen GIS con gases alternativos: mezclas de CO2/O2 (tecnología g³), aire seco o vacío.
Para entender cómo la elección AIS o GIS se integra con el diseño del transformador principal, consulte nuestro artículo sobre selección de transformadores de poder para subestaciones. Para el contexto regulatorio, revise las etapas clave del proyecto de ingeniería de subestaciones.
La elección entre subestación AIS vs GIS depende de las condiciones específicas del proyecto. En Transmission Line apoyamos en la definición del tipo de subestación más adecuado para cada proyecto. Conoce nuestros servicios de ingeniería.
