Un técnico de un hospital desarrolla sus conocimientos sobre calidad eléctrica

07-11-2013 | Calidad eléctrica

Aprendizaje con el Fluke 434

Stan Benoit a menudo se dedica a la política, aunque su experiencia procede de la electrónica y la termografía. Como supervisor de mantenimiento especialista certificado en equipos de radiología/oncología del Geisinger Health System, Benoit es responsable de mantener docenas de complejos sistemas de formación de imágenes a pleno rendimiento en cinco campus de hospitales y 31 instalaciones satélite. Los problemas de calidad eléctrica de los que se sospechaba le colocaron entre los fabricantes de los equipos y los electricistas internos.

El tiempo de inactividad es costoso, tanto para el bienestar del paciente como en términos de costes monetarios; los equipos de rayos X, mamografía y otros sistemas cuestan millones, y un fallo también puede dejar inactivos a personal técnico o equipos de cirujanos. La mayoría de las instalaciones cuentan con motores/generadores y pueden funcionar de forma autónoma, sin ayuda de la compañía eléctrica, lo que convierte al sistema de alimentación en fiable, pero también, complejo. Además, las instalaciones se mejoran constantemente para adaptarse a la mejor tecnología médica disponible. Los ingenieros y los electricistas tienen que trabajar con sistemas de alimentación en constante cambio. Para Benoit y las personas que trabajan con él, las conversaciones sobre calidad eléctrica forman parte de la vida diaria.

Cuando los complejos sistemas de las TAC, resonancias magnéticas y de cateterización cardíaca experimentan problemas, la primera pregunta que se hacen es: "¿se trata de un problema con los aparatos o con el suministro?" Para responder a esta pregunta, y, reparar el problema finalmente, Benoit debe trabajar con varias organizaciones diferentes. Los proveedores de equipos admiten los componentes electrónicos de representación de imágenes por contrato. Un departamento interno de las instalaciones mantiene los sistemas eléctricos, a menudo con ayuda por parte de técnicos electricistas externos. Esta situación convierte naturalmente la duda de si se trata de componentes electrónicos o de la alimentación en la pregunta "¿de quién es el problema?".

Benoit, con 23 años de experiencia, es todo un veterano en componentes electrónicos médicos pero no es un experto en calidad eléctrica. Y, sin datos concretos, le resultaba complicado dirigir los equipos eléctricos y electrónicos. El año pasado adquirió un analizador de calidad eléctrica Fluke 434 y comenzó a formarse en calidad eléctrica.

Recarga de la curva de aprendizaje

Benoit quería poder realizar las medidas básicas con el analizador trifásico de calidad eléctrica para obtener datos fehacientes antes de hablar con los fabricantes o los técnicos electricistas. También deseaba un instrumento que le facilitara más detalles a medida que tuviera más conocimientos en materia de calidad eléctrica. Uno de sus requisitos más importantes era la capacidad de compartir datos entre distintas partes; a veces, esto implicaba un informe detallado, pero también podría suponer estar de pie al lado del cuadro eléctrico, observando la pantalla en tiempo real. Debía contar con un instrumento en el que confiaran tanto sus colegas dentro de la organización como aquellos que no pertenecieran a ella. El Fluke 434 se ajustaba perfectamente a todo esto.

A veces, la localización de problemas en el sistema eléctrico puede representar todo un reto. Por eso, Benoit trata de que los técnicos electricistas profesionales lo ayuden a hacer las conexiones e identificar los circuitos. Benoit leyó los manuales del 434, algunas notas de aplicación de Fluke y un par de libros, pero obtuvo la mayoría de sus conocimientos a partir de la observación de las medidas del 434 y del trabajo con los proveedores de equipos, los electricistas y los expertos en calidad eléctrica.

La manera en que Stan Benoit usa el Fluke 434

Desde que adquirió su Fluke 434 el año pasado, lo usa prácticamente en todo momento. Lo ha aplicado a equipos de rayos X, TAC, resonancia magnética y aceleradores lineales. Además de usarlo para solucionar problemas, también emplea el 434 para analizar la calidad eléctrica antes de instalar sistemas nuevos de formación de imágenes. Y, en muchos casos, lo utiliza para demostrar que la calidad eléctrica probablemente no sea la causa de un fallo.

Le gusta de veras la pantalla gráfica en color, sobre todo las pantallas de conexiones que lo ayudan a configurar los ajustes correctamente. La pantalla le permite compartir formas de onda y tendencias en tiempo real y debatir sobre ellas (o discutir por ellas). También emplea la interfaz para PC para descargar los datos en el ordenador y generar un informe detallado. Personaliza sus informes según el destinatario, ya que "tengo que hablar de estos temas con doctores y administradores, por lo que tienen que ser claros".

Para solucionar problemas, Benoit observa primero la pantalla de osciloscopio trifásico del 434 para comprobar el aspecto de la forma de onda de la tensión. La pantalla de diagrama fasorial ayuda a confirmar que las conexiones son correctas y ofrece una instantánea rápida del equilibrio del sistema.

Para ayudarse con el seguimiento de problemas intermitentes, a menudo usa el modo de subidas y bajadas o fluctuaciones. En ese modo, la función de Autotrend del 434 analiza inmediatamente la tensión y la corriente sin necesidad alguna de configuración e identifica cambios tan sutiles como ½ ciclo de alimentación. Mientras se encuentra en el modo de fluctuaciones, puede someter a pruebas el funcionamiento del sistema de formación de imágenes, recorrer equipos cercanos o cambiar a los sistemas de alimentación de reserva y observar los efectos en el 434. En la pantalla del instrumento, Benoit puede observar los eventos con los cursores y las herramientas de zoom mientras el registro de datos continúa en segundo plano.

Si no encuentra nada en el modo de subidas y bajadas, analice el sistema en el modo de transitorios del 434. En el modo de transitorios, el 434 puede capturar y mostrar incluso eventos más breves, de tan solo 5 μS.

Recientemente, Benoit empleó el modo de fluctuaciones para llevar el seguimiento de un problema con un sistema móvil de formación de imágenes. El sistema se apagaba de forma intermitente y parecía tener mayores problemas durante condiciones ambientales cálidas. Según Stan, "llevamos a cabo el registro de datos y nos parecía familiar, como si fuera un registrador de banda de papel. Observamos cómo las tres fases caían al tiempo que oíamos cómo se activaban los frigoríficos". Estos sistemas montados en camiones llevan sus propios sistemas de refrigeración y una alta corriente de arranque causaba una caída de la tensión cuando se encendían los ventiladores. Durante los meses de verano, la demanda a la compañía eléctrica es elevada y los niveles de tensión pueden funcionar con lentitud, sobre todo en zonas rurales donde trabaja un laboratorio móvil de formación de imágenes. Por este motivo, durante el clima templado, era más probable que las caídas de tensión provocaran la desconexión del sistema de formación de imágenes".

Para juzgar la calidad eléctrica de una instalación nueva, o para ayudar a descartar las perturbaciones eléctricas como causa de los problemas del equipo, empleó la función de Control del sistema del 434. Ésta es la función que usa más a menudo. Con un solo botón, puede iniciar un estudio exhaustivo de la calidad de la tensión.

El resumen del control del sistema ofrece resultados de “pasa/no pasa” para tensión promedio, armónicos, parpadeo, bajadas, desequilibrio y frecuencia. En este caso, todos los parámetros estaban en tolerancia.
Estos límites determinan cuándo el 434 almacena bajadas de tensión en el control del sistema.
La tendencia de subidas y bajadas muestra la prueba del generador.
La pantalla de eventos muestra el mismo evento de una manera diferente.
La tendencia actual muestra cargas más bajas durante los fines de semana y la mayoría de noches.
El control de los armónicos muestra los peores armónicos y la distorsión armónica total (THD) durante la semana.

La función de control del sistema

La mayoría de los problemas de calidad eléctrica se pueden detectar si se realizan medidas de tensión detalladas y se lleva a cabo un seguimiento de su variación durante un periodo de tiempo determinado. Un sistema de alimentación que suministra constantemente tensión fiable y estable es un sistema en buen estado. La función de control del sistema del Fluke 434 analiza docenas de características de tensión con respecto a límites preestablecidos durante hasta una semana, y presenta una gran cantidad de datos en una sola pantalla de "pasa/no pasa". Para ver cómo usa Benoit esta función, examinaremos una evaluación que llevó a cabo en el suministro eléctrico de un sistema de resonancia magnética.

La función de control del sistema emplea los límites del estándar de calidad eléctrica EN50160 para determinar si las características de tensión están dentro de las tolerancias aceptadas. Las características que examina son las siguientes:

  • Promedio de verdadero valor eficaz para tensión
  • Armónicos
  • Flicker (fluctuaciones rápidas de tensión)
  • Eventos de tensión (fluctuaciones, cambios rápidos o interrupciones)
  • Equilibrio
  • Frecuencia

La función de control del sistema da seguimiento a todas estas características durante una semana como máximo. También registra los datos de corriente para ayudar a determinar la causa de los cambios de tensión.

Puede emplear los límites de la norma EN50160, los cuales son los valores predeterminados, o bien puede ajustarlos según sus necesidades. En este caso, Benoit repasó las especificaciones del fabricante y decidió ajustar un poco más los límites de tensión, al 92 % en vez del 90 %.

Los datos detrás de la prueba de "pasa/no pasa"

Cada una de las características de tensión del control del sistema principal se muestran como una barra de "pasa/no pasa". Pero tras esta sencilla pantalla se esconde una gran cantidad de detalles.

En los datos de tensión de Benoit se puede observar la prueba de generador semanal necesaria para los hospitales. La transferencia al sistema de alimentación de reserva se muestra como una caída de aproximadamente dos ciclos. Puede ver el ritmo de trabajo del edificio, bajas corrientes durante los días entre semana y la noche, y alta corriente durante el horario laboral.

Stan Benoit aprendió bastante sobre calidad eléctrica durante el año pasado. Hasta cierto punto, se está convirtiendo en víctima de su propio éxito. Ha trabajado con otros ingenieros biomédicos para depurar un problema en un sistema informático cardiaco. Se le ha llamado para que compruebe el suministro eléctrico de los refrigeradores del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado. "Desde que dispongo del 434 no he parado de hacer favores a personas que ni siquiera conozco", afirma. Él confía en dos factores para que su "popularidad" disminuya: primero, que sus compañeros aprendan lo que él ya sabe y, segundo, que otros departamentos adquieran su propio analizador de calidad eléctrica.

Compruebe sus conexiones en un sistema trifásico

Uno de los errores más habituales que comete la gente al comprobar los sistemas trifásicos es conectar su instrumento incorrectamente. Medir un sistema Wye puede llevar hasta nueve conexiones, por lo que es posible que intercambie los cables u olvide una conexión. El 434 usa una codificación de colores para los cables y en la pantalla. Esto lo ayudará, pero es mejor comprobar la pantalla del diagrama fasorial para confirmar sus conexiones.