Muchas fallas de tableros de media tensión, transformadores secos, terminales de cable y aisladores no empiezan con un cortocircuito repentino, sino con un fenómeno silencioso que puede avanzar durante meses: las descargas parciales. Son pequeñas chispas dentro o sobre el aislamiento que, con el tiempo, erosionan el material, carbonizan superficies y abren el camino a una falla de aislamiento completa. La buena noticia es que casi siempre dejan señales detectables antes de la falla: sonido ultrasónico, pulsos eléctricos de alta frecuencia, ozono y polvo blanquecino. Esta guía explica qué son las descargas parciales, cómo se detectan con cámaras acústicas y otros métodos, qué limitaciones tiene cada técnica y cómo integrar la inspección a su programa de mantenimiento.
Qué es una descarga parcial
La norma IEC 60270 define la descarga parcial como una descarga eléctrica localizada que solo puentea parcialmente el aislamiento entre conductores. Ocurre cuando el campo eléctrico en un punto supera la rigidez dieléctrica local, por ejemplo en una burbuja de aire dentro de una resina, en una superficie contaminada o en una arista aguda de un conductor. La descarga no provoca una falla inmediata, pero cada evento libera energía que degrada el aislamiento de forma acumulativa.
Se suelen distinguir tres tipos:
- Descargas internas: en huecos, delaminaciones o grietas dentro del aislamiento sólido (resinas, cintas, aislamiento de cables). Son las más difíciles de ver desde fuera.
- Descargas superficiales (tracking): sobre la superficie de aisladores, barreras o terminales, favorecidas por polvo, humedad y contaminación. Dejan huellas de carbonización con forma de árbol.
- Efecto corona: ionización del aire alrededor de conductores o herrajes con puntas o bordes agudos. Es común en líneas aéreas y subestaciones exteriores.
Por qué importan en la industria
En una planta, las descargas parciales aparecen con frecuencia en celdas y tableros de media tensión, en terminales y empalmes de cable mal ejecutados, en transformadores tipo seco, en devanados de motores de media tensión y en aisladores de subestaciones. Algunas de sus causas más habituales son:
- Terminales o empalmes con preparación deficiente del cable o con el control de campo mal colocado.
- Humedad y condensación dentro de los tableros, sobre todo con cambios fuertes de temperatura.
- Polvo conductivo, contaminación industrial o salitre sobre los aisladores.
- Distancias insuficientes, pernos sueltos o herrajes con bordes agudos.
- Envejecimiento natural del aislamiento.
Un detalle importante: las descargas parciales en general no generan suficiente calor para verse en termografía hasta etapas avanzadas. Una inspección termográfica sin anomalías no descarta que existan.
Métodos de detección
| Método | Qué detecta | Ventajas | Limitaciones |
|---|---|---|---|
| Medición eléctrica convencional (IEC 60270) | Carga aparente de los pulsos, en picocoulombs (pC) | Cuantitativa y normalizada; usada en pruebas de fábrica y aceptación | Requiere acoplamiento al circuito y, normalmente, equipo fuera de servicio o una fuente de prueba |
| Ultrasonido y cámara acústica | Emisión acústica de la descarga, transmitida por el aire | Sin contacto, con equipo energizado y a distancia; localiza la fuente sobre una imagen | Solo detecta lo que tiene camino de aire hasta el sensor; poco eficaz con descargas internas en equipos sellados |
| TEV (tensión transitoria a tierra) | Pulsos que se inducen en la envolvente metálica de los tableros | Rápido para recorrer celdas metálicas de media tensión | Sensible a interferencias; útil sobre todo para comparar entre celdas |
| HFCT y UHF | Pulsos de alta frecuencia en conductores de tierra o radiación electromagnética | Detectan descargas internas, por ejemplo en cables | Requieren instalación de sensores y experiencia para separar ruido |
La IEC 60270 cubre el método eléctrico convencional; los métodos acústicos y electromagnéticos se tratan en documentos complementarios como la IEC TS 62478. Ningún método por sí solo cubre todos los casos, y en equipos críticos conviene combinar al menos dos.
Cómo funciona una cámara acústica
Una cámara acústica usa un arreglo de decenas de micrófonos y procesamiento digital para calcular de dónde viene el sonido. El resultado es un mapa de color superpuesto a la imagen de video, que señala el punto de origen de la emisión ultrasónica. Frente a un detector ultrasónico de un solo sensor, la gran ventaja es la localización: en lugar de buscar el punto “de oído”, el técnico ve en pantalla qué aislador, terminal o barra emite.
Además, muchas cámaras analizan el patrón de la señal respecto a la frecuencia de la red (60 Hz en México) para ayudar a distinguir una descarga parcial de otras fuentes de ultrasonido, como fugas de aire comprimido o ruido mecánico. Esta clasificación automática es una ayuda, no un diagnóstico definitivo: la interpretación del técnico sigue siendo necesaria.
Las mismas cámaras sirven para localizar fugas de aire comprimido, gases y vacío, lo que permite aprovechar un solo recorrido para varios objetivos de mantenimiento.
Cómo se realiza una inspección
- Planeación: reúna diagramas unifilares, identifique celdas, transformadores y terminales de interés, y defina la ruta.
- Seguridad: la inspección se hace con el equipo energizado y desde fuera, con puertas y cubiertas cerradas, usando rejillas o mirillas cuando existen. Nunca abra un tablero de media tensión solo para “ver mejor”: abrirlo cambia el nivel de riesgo y debe seguir el análisis de riesgo eléctrico de NFPA 70E y de la NOM-029-STPS.
- Registro de condiciones: anote carga, temperatura, humedad y cualquier olor a ozono o ruido audible. La humedad influye mucho en la actividad superficial.
- Barrido: recorra cada equipo con la cámara a distancia segura, guarde imágenes y videos de cada hallazgo y de las zonas sin actividad como referencia.
- Verificación cruzada: si es posible, confirme con TEV o una segunda técnica y complemente con termografía para detectar puntos calientes por conexiones flojas.
- Reporte: ubicación, tipo probable de descarga, evidencia y recomendación (vigilar, limpiar, reparar o intervenir pronto).
Cómo interpretar los hallazgos
No existe un valor acústico universal que separe lo “aceptable” de lo “peligroso”: la amplitud medida depende de la distancia, del ángulo, de las barreras entre la fuente y el sensor y del propio equipo. Por eso la interpretación se basa en varios criterios:
- Tipo de descarga: el efecto corona en exteriores puede ser relativamente benigno; las descargas superficiales en tableros interiores suelen indicar contaminación o humedad que conviene corregir; las descargas en terminales de cable merecen atención prioritaria.
- Ubicación y criticidad: la misma actividad en un tablero que alimenta un proceso continuo tiene otra prioridad que en un circuito de respaldo.
- Tendencia: el criterio más valioso. Repetir la inspección en condiciones similares y comparar permite ver si la actividad crece.
- Evidencia física: cuando se programa un paro, la inspección visual suele confirmar huellas de carbonización, polvo blanco o corrosión en el punto señalado.
Qué hacer después
Según el hallazgo, las acciones típicas son limpieza y secado de aisladores y barreras, control de humedad con resistencias calefactoras o mejor sellado, rehacer terminales o empalmes, corregir distancias y apretar o sustituir herrajes. Tras la corrección, una nueva inspección confirma que la actividad desapareció. En cables de media tensión con sospecha de defectos internos, una prueba VLF complementa el diagnóstico, y una medición de resistencia de aislamiento ayuda a evaluar el estado general.
Cómo le ayuda CreativeIT
En CreativeIT Group, en Monterrey, realizamos la detección de descargas parciales con cámaras acústicas y ofrecemos el alquiler de cámara acústica para equipos de mantenimiento que prefieren hacer sus propios recorridos. También le apoyamos con termografía de tableros eléctricos y otros servicios eléctricos. Contáctenos al (81) 4777 6921 o en info@creativeit.mx para planear su inspección.
