Análisis del color del aceite de transformador mediante instrumentos espectrofotométricos

El color y la claridad del aceite del transformador pueden indicar a los ingenieros eléctricos mucho sobre la edad y la calidad del aceite. Fuente de la imagen: Shutterstock usuario ifong

A un ingeniero que trabaja para una compañía eléctrica se le pide que compruebe si los transformadores eléctricos del campo funcionan correctamente. En lugar de examinar detenidamente el hardware de los transformadores o realizar una prueba de funcionamiento de la máquina, el ingeniero se fija primero en el color y la claridad del aceite para transformadores que se utiliza. ¿Por qué? Porque el color del aceite del transformador puede decir mucho al ingeniero sobre el funcionamiento actual del transformador y detectar incluso los signos más pequeños de problemas antes de encender el dispositivo. Las pruebas de aceite son un método rápido, sencillo y económico para detectar problemas de funcionamiento en un transformador; es similar a comprobar el aceite del motor de un coche cada mes aproximadamente para asegurarse de que el motor funciona correctamente.

Muchas compañías eléctricas comprueban con frecuencia el color y la calidad de los aceites de transformador que utilizan, ya que los aceites de alta calidad pueden proteger sus transformadores de posibles daños. De hecho, se calcula que las pruebas de aceite de transformadores detectan el 70% de los fallos incipientes de los transformadores.1 Mediante la espectrofotometría UV-Vis, los ingenieros y los responsables de operaciones in situ pueden comprobar rápidamente el color del aceite de transformadores para asegurarse de que cumple las normas más exigentes. Al realizar estas pruebas periódicamente, ya sea in situ o en condiciones de laboratorio, las compañías eléctricas y otras industrias que dependen de los transformadores pueden asegurarse de que todos sus equipos funcionan con la máxima eficiencia.

Ciertos tipos de aceites para transformadores precipitan sedimentos en el fondo del transformador a medida que el aceite envejece. Por eso, algunas empresas de servicios públicos disponen de filtros de aceite in situ para eliminar las impurezas del aceite. Fuente de la imagen: Pexels user Scott Webb

El color es un signo de la edad y la pureza del aceite

El aceite para transformadores (o aceite aislante) se utiliza para mantener fríos los transformadores eléctricos durante su funcionamiento normal. Dado que la tensión utilizada en los transformadores eléctricos es muy alta, el calor resultante puede dañar el núcleo y el bobinado del transformador.2 El aceite sirve como barrera líquida protectora para el núcleo del transformador, permitiendo que la electricidad pase a través de él sin sobrecalentarlo. Estos aceites también evitan la oxidación del aislamiento de celulosa del bobinado al limitar la exposición del oxígeno en el sistema. Sin embargo, aunque el aceite para transformadores desempeña un papel importante en el funcionamiento de un transformador eléctrico, el aceite también puede dañar el equipo si no se filtra correctamente o no se cambia con suficiente frecuencia.

La coloración oscura es la primera señal de que el aceite de transformador necesita ser cambiado o filtrado. A medida que el aceite envejece, cambia lentamente de un color amarillo pálido, transparente, a un tono marrón oscuro, casi opaco. La mayoría de los aceites de transformador deben filtrarse o cambiarse al menos cada seis meses para evitar daños en el transformador, y comprobar el color del aceite es uno de los métodos más sencillos para determinar exactamente la edad del aceite y si seguirá funcionando eficazmente. Por lo general, el aceite de color amarillo, naranja o incluso algo rojo es más fresco y funcionará según lo previsto. A medida que el aceite envejece, se transforma en marrón o negro y su eficacia disminuye. Si los ingenieros o los responsables de la instalación no detectan estos importantes cambios de color, el transformador puede ser más propenso a problemas como la formación de arcos, la descarga de corona, el sobrecalentamiento o la disminución de la resistencia del aislamiento.3 Esta es la razón por la que la comprobación del color es un paso esencial para mantener un transformador eléctrico plenamente operativo.

Sin un análisis cuidadoso del color del aceite, un transformador puede experimentar uno de los muchos problemas enumerados anteriormente, lo que a su vez podría interrumpir el funcionamiento normal y dar lugar a mayores costes de mantenimiento. Suele ser mucho menos costoso comprobar periódicamente la consistencia del color del aceite que reparar un transformador después de que haya fallado por sobrecalentamiento o arco eléctrico. Además, lleva tiempo reparar el equipo cuando ya se ha dañado, lo que puede provocar retrasos en el servicio. Si comprueba el color del aceite de su transformador y estandariza su protocolo de medición del color, podrá evitar estos problemas antes de que sean más costosos.

Cuanto más oscuro y opaco sea el aceite del transformador, más probabilidades hay de que altere su funcionamiento normal. Fuente de la imagen: Angelorosa, usuario de Pixabay

Análisis del color del aceite de transformador mediante espectrofotometría

La medición espectrofotométrica del color ya está reconocida como un método muy preciso para comprobar el color y la pureza del aceite de los transformadores.4 Según un estudio realizado en 2014 por el Instituto Nacional de Tecnología de la India, los espectrofotómetros UV-Vis son una herramienta eficaz para analizar la tasa de deterioro de los aceites de los transformadores debido al envejecimiento o al estrés térmico. Los investigadores que llevaron a cabo el estudio descubrieron que los espectrofotómetros eran capaces de detectar con precisión el color del aceite envejecido de forma natural en el campo, el color del aceite envejecido en laboratorio y el color del aceite fresco. El equipo de investigadores confirmó que a medida que cambiaba el color del petróleo (volviéndose más oscuro), aumentaba la proporción de hidrocarburos aromáticos en el petróleo, lo que significaba que el petróleo no sería tan eficaz como aislante en el campo. En otras palabras, el color se correlacionaba directamente con la eficacia del aceite, lo que permitía obtener información importante sobre el funcionamiento de los transformadores si se analizaba con la precisión que ofrece la instrumentación espectrofotométrica.

Dado que el aceite de transformador se destila a partir de petróleo crudo, puede utilizar las escalas de color Saybolt o ASTM para detectar con precisión el color del aceite y determinar si se encuentra dentro de una tolerancia segura. Los espectrofotómetros son capaces de cuantificar las variaciones de color y pueden hacerlas coincidir con los números de estas dos escalas de color, dándole una idea clara de la edad y calidad del aceite. Sin embargo, el tipo de espectrofotómetro que elija dependerá de las necesidades de su sector. Por ejemplo, los espectrofotómetros en modo de transmitancia pueden medir el color de aceites transparentes y translúcidos, pero puede que no sea la herramienta más eficaz cuando se trabaja con aceite de transformador, ya que oscila entre transparente y opaco, en función de la antigüedad del aceite. Un espectrofotómetro que pueda trabajar tanto en modo transmitancia como en modo reflectancia es una mejor opción para medir el color de los aceites de transformadores, ya que los instrumentos pueden medir el aceite en cada etapa de su ciclo de vida, desde el amarillo claro y pálido del aceite fresco hasta el marrón oscuro y opaco del aceite envejecido.

Gracias a los avances de la tecnología espectrofotométrica, la medición precisa del color de los aceites de transformadores y otros productos derivados del petróleo crudo es un proceso sencillo y racionalizado que pueden realizar fácilmente los operarios. Con estas herramientas, puede analizar sistemáticamente el color de sus aceites para mantener los transformadores funcionando con la máxima eficiencia, lo que puede prolongar la vida útil de los transformadores, prevenir costosas reparaciones y evitar incómodos tiempos de inactividad.

Fiabilidad de HunterLab

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