Escenario de mercado

mundial de fluidos dieléctricos se valoró en 5,63 mil millones de dólares en 2023 y se prevé que alcance la valoración de mercado de 10,46 mil millones de dólares para 2032 con una tasa compuesta anual del 7,24% durante el período previsto 2024-2032 .

Las mejoras tecnológicas, el crecimiento de la infraestructura energética y el fuerte deseo de lograr una refrigeración eficiente en muchos sectores han contribuido a un aumento de la demanda del mercado de fluidos dieléctricos. Se espera que el mercado mundial de centros de datos aumente de 328.100 millones de dólares en 2023 a 792.290 millones de dólares en 2032, con la creciente necesidad de servicios en la nube y soluciones de almacenamiento de datos que impulsen sistemas de refrigeración avanzados que utilizan en gran medida fluidos aislantes. Del mismo modo, los pronósticos sugieren que el mercado de vehículos eléctricos (EV) alcanzará los 34 millones de unidades en 2030 (frente a los 10 millones en 2022), lo que requerirá baterías eficientes y refrigeradores electrónicos de energía, lo que aumentará significativamente la demanda de fluidos.

La demanda de fluidos dieléctricos también puede atribuirse a las instalaciones de energía renovable, que aumentarán un 50% entre 2023 y 2028 junto con importantes inversiones tanto en energía eólica como en energía solar. Estas empresas dependen de transformadores y de otros componentes eléctricos en los que los líquidos dieléctricos o aislantes son vitales para un funcionamiento eficaz; Además, se prevé que el mercado mundial de transformadores crezca a una tasa compuesta anual del 6,5% entre 2023 y 2028, alcanzando finalmente los 80.000 millones de dólares en términos de valor total durante este período. Estos dispositivos desempeñan funciones clave dentro de las redes de distribución, pero aún requieren materiales aislantes como el aceite para que no se sobrecalienten durante el uso normal.

La automatización industrial es otro factor que impulsa el crecimiento del mercado de fluidos dieléctricos, ya que los sistemas automatizados generan grandes cantidades de calor, por lo que necesitan métodos de enfriamiento más sofisticados, como los que involucran fluidos dieléctricos. Además, también existe la necesidad de soluciones de refrigeración eficientes dentro de la infraestructura de telecomunicaciones, que debería experimentar una expansión continua hasta al menos 2028 debido a que su CAGR se proyecta en alrededor del +5%. El crecimiento de diversas tecnologías, incluidas, entre otras, las redes móviles de quinta generación, exige una mejor gestión de las capacidades de disipación de calor relacionadas con los equipos electrónicos asociados.

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Dinámica del mercado

Impulsor: Fuerte crecimiento en la demanda de centros de datos y vehículos eléctricos

El mercado de fluidos dieléctricos está liderado principalmente por los sectores en expansión de vehículos eléctricos (EV) y centros de datos. Se estima que de 2016 a 2030, las necesidades de electricidad de los centros de datos crecerán de 286 TWh a aproximadamente 321 TWh y podrían alcanzar 658 TWh para 2030 si se tiene en cuenta el fin de la ley de Moore y el crecimiento industrial de Internet de las cosas (IoT). Esto significa que los sistemas de refrigeración necesitarán más fluidos dieléctricos porque su demanda está creciendo rápidamente en respuesta a este mayor consumo de energía sólo en los Estados Unidos, donde se proyecta que, si bien puede haber una disminución en la demanda de energía de los centros de datos en los próximos años debido principalmente para satisfacer el aumento de las necesidades de servicios de datos, todavía no se reducirá su uso.

Otro sector que deja impactos positivos en el mercado es el aumento exponencial de los vehículos eléctricos a nivel mundial; especialmente ahora que las ventas superaron los 14 millones de unidades solo en 2023 y se prevé que superen los 34 millones para 2030. Además, las necesidades de infraestructura de carga y producción de baterías contribuyen a impulsar aún más el mercado de fluidos dieléctricos. En la Ley de Industria Net Zero de Europa, se establece su objetivo de satisfacer localmente alrededor del 90% de la demanda anual de baterías, lo que se traduce en al menos 550 GWh de capacidad fabricada dentro de las fronteras de la UE para 2030.

Tendencia: cambio hacia fluidos dieléctricos sostenibles

Los sustitutos ecológicamente sostenibles son ahora la norma en el mercado de fluidos dieléctricos. Este cambio se debe a estrictas directrices ambientales y a la creciente preocupación sobre cómo los fluidos dieléctricos tradicionales afectan la atmósfera terrestre. Según las predicciones de los analistas, las ventas mundiales de fluidos dieléctricos biodegradables aumentarán a una tasa anual promedio del 5,8% hasta 2028 y alcanzarán los 3.200 millones de dólares . Este crecimiento se puede atribuir a la demanda de diferentes sectores que buscan opciones amigables con el medio ambiente.

Una de las razones por las que los dieléctricos sostenibles se han vuelto más populares recientemente es porque la gente quiere reducir las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por estos materiales. Los aceites minerales utilizados como dieléctricos suelen tener grandes cantidades de dióxido de carbono incrustadas, lo que contribuye en gran medida al calentamiento global en comparación con otros tipos, como los biodegradables elaborados a partir de aceites vegetales, que se consideran neutros en lo que respecta a los niveles de CO2 registrados únicamente durante su ciclo de producción. Una investigación realizada en la Universidad de Manchester reveló que si sustituyéramos los aceites minerales por aceites vegetales, la cantidad emitida a la atmósfera podría disminuir incluso hasta un noventa por ciento.

Otra fuerza impulsora detrás de esta transformación del mercado de fluidos dieléctricos reside en nuestra propia necesidad de fuentes de energía renovables. Como tal, se ha mostrado un mayor interés hacia los artículos que pertenecen a la categoría conocida como dieléctricos sostenibles o aisladores líquidos ecológicos. Están diseñados exclusivamente para su uso en sistemas de generación de energía que emplean recursos alternativos como parques eólicos. Además, los consumidores son cada vez más conscientes de los productos ecológicos y los exigen. De hecho, según los resultados de una encuesta, el 66% de las personas en todo el mundo preferirían comprar marcas sostenibles sobre otras, incluso si cuestan más que las no sostenibles. Este cambio de actitud se puede ver particularmente bien en la industria automotriz, donde ahora la gente quiere autos eléctricos que funcionen con fuentes de energía verdes que utilizan líquidos biodegradables para sus baterías y sistemas de enfriamiento.

Desafío: creciente preocupación ecológica entre los consumidores 

En cuanto al mercado de los fluidos dieléctricos, no existe mayor desafío que la preocupación por el impacto ecológico de los fluidos dieléctricos tradicionales. Varios de ellos, como los fluidos de silicona y los aceites minerales, no pueden ser descompuestos por los organismos vivos; por lo tanto, plantea grandes amenazas a nuestro medio ambiente. De hecho, una investigación realizada en la Universidad de California reveló que durante su vida útil hasta el 50% de todos los aceites de transformadores u otros equipos eléctricos que contienen líquidos dieléctricos pueden escapar a las áreas circundantes. Estos problemas ambientales se vuelven especialmente problemáticos con los fluoroquímicos que sirven como dieléctricos en aplicaciones de alto voltaje porque tienen potenciales de calentamiento global (GWP) muy fuertes. Algunos fluorocarbonos pueden ser GEI 23500 veces más potentes que el CO2 por molécula. Por lo tanto, los fabricantes se ven sometidos a una presión cada vez mayor para que dejen de utilizar sustancias nocivas para el medio ambiente como ésta, que contribuyen en gran medida al cambio climático.

Otra razón por la que la gente se preocupa por la contaminación causada por los dieléctricos es su capacidad para contaminar el suelo y los recursos hídricos. Las fugas de dieléctrico de los aparatos eléctricos se filtran a través del suelo, afectando las reservas subterráneas, poniendo en peligro la vida de los seres humanos y dañando también los ecosistemas que los rodean. La EPA incluso indica que aproximadamente 1/5 (20%) de los sitios contaminados en Estados Unidos están relacionados con líquidos aislantes vertidos. Para contrarrestar estas preocupaciones sobre el medio ambiente, muchas empresas del mercado de fluidos dieléctricos invierten ahora en la creación de formas alternativas sostenibles de fluidos aislantes que se degradan naturalmente con el tiempo sin dañar tampoco nada a su alrededor. Por ejemplo, algunos fabricantes utilizan en su lugar productos a base de aceites vegetales; estos no sólo se biodegradan fácilmente sino que también tienen un costo menor en comparación con los aceites minerales comúnmente empleados en la actualidad. De hecho, según un estudio de la Universidad de Manchester: "La utilización de líquidos aislantes a base de aceites vegetales puede reducir el impacto ambiental hasta en un 80%".

Sin embargo, el desarrollo sostenible y la adopción plantean dificultades en sí mismos; principalmente porque fabricar opciones ecológicas tiende a ser más costoso durante las etapas de producción que las tradicionales, lo que las hace poco competitivas en los mercados donde los precios son más importantes. De hecho, según la encuesta de NEMA, el 60% de los encuestados citó el costo como el principal obstáculo para el uso de fuentes de energía renovables en aplicaciones dieléctricas.

Análisis segmentario

Por tipo

Con más del 55,35% de la participación en los ingresos del mercado, la polialfaolefina (PAO) es la mejor opción en el mercado de fluidos dieléctricos debido a sus excelentes características y rendimiento. La razón por la que se utiliza frecuentemente como fluido caloportador radica en su inusual capacidad de reducir el impacto ambiental en un 80% frente a los aceites minerales tradicionales en dispositivos consumidores de electricidad con diseños compactos que disipan altos niveles de energía térmica. Aparte de esto, los PAO permanecen estables en entornos más rigurosos, lo que explica por qué se prefieren para su uso en sistemas informáticos militares o cualquier otro dispositivo que funcione a temperaturas y voltajes muy altos.

Al hablar de aisladores como transformadores, capacitores entre otros, no podemos dejar de mencionar las buenas propiedades dieléctricas que poseen los PAO; incluyendo, entre otros, tener una constante dieléctrica baja que generalmente oscila entre 2,1 y 2,4, así como una alta rigidez dieléctrica, lo que los hace perfectos para esta aplicación. También tiene capacidades de autorreparación, lo que garantiza que siempre haya un rendimiento confiable incluso cuando entra en contacto con diferentes tipos de materiales a lo largo del tiempo, lo que también extiende la vida útil de este equipo. Los PAO no tienen anillos, dobles enlaces, átomos de azufre, nitrógeno, hidrocarburos cerosos; por lo tanto, exhiben una mayor estabilidad en condiciones caracterizadas por presiones y temperaturas elevadas, ya que la oxidación no ocurre fácilmente.

PAO está experimentando una fuerte demanda en el mercado mundial de fluidos dieléctricos porque es más ecológico que otros aceites aislantes. Por ejemplo, los líquidos de perfluorocarbono han recibido críticas debido a su alto potencial de calentamiento global (PCA), mientras que el PAO presenta una opción más ecológica gracias a su biodegradabilidad y su menor huella de carbono. En los últimos tiempos, los nanofluidos basados ​​en PAO se han mejorado con respecto a sus propiedades dieléctricas y térmicas al agregarles nanopartículas de MgO. Según un artículo publicado en 2023 en la revista Coatings, los nanofluidos de PAO/MgO muestran una rigidez dieléctrica, una resistividad de volumen y una permitividad relativa mucho mayores que los PAO puros. La tecnología seguirá avanzando junto con nuestra creciente necesidad de aisladores eficientes y sostenibles; por lo tanto, se espera que la demanda de fluidos como los PAO siga aumentando, lo que los hará seguir siendo dominantes dentro de este sector industrial para siempre.

Por aplicación

Según la aplicación, el segmento de transformadores tenía una cuota de mercado de más del 27,64% en 2023 . La razón por la cual los transformadores son la principal aplicación en el mercado de fluidos dieléctricos es por su importancia en la gestión térmica y en el aislamiento eléctrico. Estos fluidos son necesarios para disipar grandes cantidades de calor producido bajo altas cargas eléctricas. Por ejemplo, los aceites para transformadores con nanopartículas de Al2O3 tienen una conductividad térmica de 25,5 W/mK a 25°C, lo que aumenta su capacidad para regular el calor de manera efectiva dentro del sistema. Además, estos aceites normalmente tienen un voltaje de ruptura dieléctrica superior a 28 kV RMS que garantiza la protección contra campos eléctricos muy fuertes y previene cualquier forma de descarga eléctrica.

Otro uso importante de los fluidos dieléctricos en transformadores es el control de la humedad. Los aceites para transformadores deben mantener bajos niveles de contenido de humedad para evitar que se produzca una ruptura dieléctrica. A medida que se produce el enfriamiento, se puede liberar agua disuelta, comprometiendo así la resistencia aislante del fluido. Por lo tanto, el control de la humedad se vuelve importante para mejorar los aspectos de confiabilidad y longevidad de estos dispositivos, ya que pueden fallar debido a la degradación causada por la alta temperatura combinada con la humedad. Cuando esto ocurre, se recomienda realizar análisis regulares del aceite durante la etapa de mantenimiento para identificar los contaminantes. con suficiente antelación para tomar medidas correctivas y al mismo tiempo mantener un nivel de rendimiento óptimo.

El uso extensivo de fluidos dieléctricos en transformadores también está impulsado por razones ambientales y de seguridad en el mercado de fluidos dieléctricos. Las normas que pueden especificar líquidos menos inflamables exigen el uso de salas resistentes al fuego para transformadores interiores llenos de líquido. Este desarrollo ha resultado en la adopción de sustitutos biodegradables con baja inflamabilidad, como aceites vegetales o ésteres sintéticos, lo que los hace más seguros para las personas y al mismo tiempo conserva el medio ambiente. Los fluidos dieléctricos se han mejorado mediante nanotecnología, lo que les permite manejar voltajes más altos y facilitar una transferencia de energía más eficiente dentro de un transformador. Estos son algunos de los factores que hacen que las aplicaciones de transformadores representen la participación mayoritaria en términos de volumen de demanda dentro de la industria de fluidos dieléctricos.

Por usuarios finales

Según los usuarios finales, la industria eléctrica y electrónica domina el mercado de fluidos dieléctricos al captar más del 22,96 % de la cuota de mercado en 2023. Los componentes como los transformadores que producen grandes cantidades de calor son los que más los necesitan, entre otras cosas. Por ejemplo, los fluidos dieléctricos con nanopartículas de Al2O3 añadidas tienen una conductividad térmica de 25,5 W/mK a 25 °C, lo que garantiza una disipación eficaz de la energía térmica.

Otra función importante que desempeñan los dieléctricos es el control de la humedad. Los aceites para transformadores están hechos específicamente para mantener el contenido de humedad lo suficientemente bajo como para no causar fallas dieléctricas; Incluso aumentar la humedad en tan solo un 1% puede disminuir su resistencia hasta en un 15%. Además, las regulaciones medioambientales también contribuyen a la demanda de este tipo de fluidos. Muchos países exigen el uso de aislamientos líquidos no inflamables o biodegradables en interiores, mientras que otros prohíben por completo su aplicación por motivos de seguridad. Los ésteres sintéticos junto con los aceites naturales ofrecen alternativas seguras, reduciendo así los riesgos de contaminación ambiental. Las preocupaciones ambientales, junto con la mayor necesidad de fuentes de combustible limpias, han llevado a los gobiernos a invertir fuertemente en tecnologías de energía renovable, creando así nuevos mercados.

Además, los avances logrados gracias a la nanotecnología han aumentado significativamente los niveles de rendimiento exhibidos por varios tipos de líquidos de aislamiento eléctrico disponibles actualmente en el mercado. Por lo tanto, les permite manejar tensiones nominales de potencia mucho más altas de manera efectiva que nunca antes. Por ejemplo, la introducción de nanofluidos en dichos materiales puede aumentar su valor de rigidez dieléctrica en un 40% o incluso más. Esto muestra claramente hasta qué punto el control sobre los flujos de energía eléctrica a través de los sistemas modernos se garantiza simplemente mediante el uso de dieléctricos.

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Análisis Regional

A partir de 2023, la región de Asia Pacífico controla más del 32,92% del mercado de fluidos dieléctricos. El dominio está impulsado por los avances y el desarrollo en los sectores de uso final más destacados, como la industria de defensa, los programas de agencias espaciales, las empresas eléctricas y electrónicas, las plantas de generación de energía, entre otras áreas que se consideran de alta tecnología. China, junto con la India, han aumentado sus presupuestos de defensa, lo que ha provocado un aumento del consumo de dispositivos electrónicos militares y sistemas de comunicación en los que se utilizan fluidos dieléctricos como refrigerantes o aislantes. También se necesita fluido dieléctrico avanzado para los componentes electrónicos de satélites y naves espaciales porque la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) tiene misiones expansivas, mientras que la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA) necesita misiones más avanzadas debido a sus ambiciones en las exploraciones espaciales.

La industria de fabricación de productos electrónicos está altamente concentrada en el mercado de fluidos dieléctricos de Asia Pacífico, y países como China, Japón y Corea del Sur representan más del 60% de la producción mundial. Debido a este complejo de superioridad sobre otros, se crea una enorme demanda de fluidos dieléctricos en condensadores y transformadores. De 2023 a 2028, se prevé que el mercado de la electrónica de consumo tendrá una tasa compuesta anual de aproximadamente el 7,5% en esta área, lo que significa que habrá necesidades de consumo aún mayores durante estos años. En la actualidad, el sector de las energías renovables está expandiendo rápidamente su capacidad de generación de energía no sólo en varias provincias de China sino también en todas las naciones del sudeste asiático. Donde, se ha informado que están instalando alrededor de 21 gigavatios (GW) por año hasta 2030.

Además, el mercado de vehículos eléctricos de Asia Pacífico también está aumentando rápidamente y se espera que crezca a una tasa compuesta anual del 29,6 % entre 2023 y 2028, impulsado por los incentivos gubernamentales y la creciente demanda de los consumidores. Al ser líder en la fabricación de baterías en el mundo, también crea la necesidad de un mercado de fluidos dieléctricos en los sistemas de enfriamiento de baterías y la mayor parte de esto sucede en China, que domina el mercado mundial de baterías de iones de litio. Esto se demuestra en cifras: más del 40% de las líneas de transmisión de energía eléctrica en todo el mundo utilizan aceites aislantes fabricados en China o transformadores llenos de ellos (Quantitative Insights). Sin embargo, no se trata sólo de escala: China tiene una de las bases industriales más grandes y una de las tecnologías de más rápido crecimiento en la Tierra. Esta es la razón por la que los países de Asia Pacífico invierten fuertemente en I+D para fluidos dieléctricos avanzados cada año, gastando más de 500 millones de dólares al año; Se prevé que las cantidades producidas a nivel regional aumenten aproximadamente una cuarta parte cada doce meses, dadas tanto las necesidades internas como las externas. Por lo tanto, todos estos diferentes aspectos contribuyen a hacer de la región APAC un actor importante dentro de la industria mundial de distribución de energía eléctrica.

Principales jugadores en el mercado mundial de fluidos dieléctricos

• 3M
• Arkema SA
• Cargill, incorporada
• Castrol Limited (Grupo BP)
• Productos Clearco Co., Inc.
• Dow, Inc.
• Ergón, Inc.
• Corporación Exxon Mobil
• Lanxes AG
• Grupo Nyco
• Industrias Radco, Inc.
• Shell plc
• Centinela Canadá
• sodick
• Otros jugadores destacados

Descripción general de la segmentación del mercado:

Por tipo

• PAO
• Líquidos dieléctricos a base de ésteres de silicato
• Otros

Por aplicación

• Sistemas militares cerrados [radar y aviónica de aeronaves]
• misiles
• Sistema de artillería
• Sistemas de refrigeración electrónicos [Sistema de refrigeración de computadora circulante]
• transformadores
  • Transformadores de tracción
  • Transformadores de molinos de viento
  • Transformadores marinos
  • Transformadores de distribución
• Disyuntores
• Resistencias
• reactores
• Otros

Por usuario final

• Defensa
• Agencia espacial
• Electricidad y Electrónica
• Generación de energía
• Telecomunicaciones
• Centro de datos
  • Fluidos de enfriamiento por inmersión
    • Monofásico
    • bifásico
• Otros
• vehículo eléctrico
• Otros

Por canal de distribución

• En línea
• Desconectado

Por región

• América del norte
  • Estados Unidos
  • Canadá
  • México
• Europa
  • el reino unido
  • España
  • Países Bajos
  • Italia
  • Francia
  • Alemania
  • Polonia
  • Resto de Europa
• Asia Pacífico
  • Porcelana
  • India
  • Japón
  • Australia y Nueva Zelanda
  • Corea del Sur
  • ASEAN
  • Resto de Asia Pacífico
• Medio Oriente y África (MEA)
  • Emiratos Árabes Unidos
  • Arabia Saudita
  • Sudáfrica
  • Resto de MEA
• Sudamerica
  • Argentina
  • Brasil
  • Resto de Sudamérica