Un técnico de un hospital desarrolla sus conocimientos sobre calidad eléctrica

Stan Benoit a menudo se dedica a la política, aunque su experiencia procede de la electrónica y la termografía. En calidad de supervisor de mantenimiento especialista certificado en equipos de radiología/oncología del Sistema Sanitario Geisinger, Benoit es responsable del mantenimiento de decenas de sistemas complejos de formación de imágenes a pleno rendimiento en 5 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 cuenta con motores/generadores y puede funcionar de forma autónoma, sin ayuda de la compañía eléctrica, lo que convierte al sistema de alimentación en fiable, pero también en complejo. Además, las instalaciones se están mejorando constantemente para adaptarse a la mejor tecnología médica disponible. Los ingenieros y los electricistas tienen que trabajar con sistemas de alimentación que están 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 TAC, resonancias magnéticas y de cateterización cardíaca experimentan problemas, la primera pregunta que se hacen es: "¿son los sistemas electrónicos o es un problema eléctrico?" Para responder a esta pregunta, y, en última instancia, reparar el problema, Benoit debe trabajar con diversas 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 es todo un veterano en componentes electrónicos médicos con 23 años de experiencia, pero no es un experto en calidad eléctrica. Y sin datos concretos le resultaba complicado dirigir los equipos eléctrico y electrónico. El año pasado adquirió un analizador de calidad eléctrica Fluke 434 y comenzó a formarse en calidad eléctrica.

Superando 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 de dentro de la organización como aquellos que no pertenecieran a ésta. 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, trata de que los técnicos electricistas profesionales le 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 la mayoría de sus conocimientos los obtuvo observando las mediciones del 434 y trabajando con los proveedores de equipos, los electricistas y los expertos en calidad eléctrica.

Cómo usa Stan Benoit el dispositivo 434 de Fluke

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 para la solución de problemas, también emplea el 434 para analizar la calidad eléctrica antes de instalar nuevos sistemas de formación de imágenes. Y, en muchos casos, lo utiliza para demostrar que la calidad eléctrica probablemente no sea la causa del fallo.

Le gusta de veras la pantalla gráfica en color, sobre todo las pantallas de conexiones que le ayudan a configurar los ajustes correctamente. La pantalla le permite compartir formas de onda y tendencias en tiempo real, a la vez que 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 tengo que ser claro".

En cuanto se trata de ponerse a solucionar problemas, Benoit observa primero la pantalla del osciloscopio trifásico del dispositivo 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 poder realizar un mejor seguimiento de los problemas intermitentes, a menudo utiliza el modo de Fluctuaciones del dispositivo. Desde este modo, la función Autotrend del dispositivo 434 analiza la tensión y la corriente inmediatamente sin necesidad de efectuar ninguna configuración, e identifica cambios en la línea tan breves como de ½ ciclo. Mientras se encuentra en el modo de Fluctuaciones, puede realizar pruebas del funcionamiento del sistema de formación de imágenes, usar equipos cercanos o cambiar a los sistemas de alimentación de reserva y observar los efectos en el dispositivo 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 Fluctuaciones, analiza el sistema desde el modo Transitorios del dispositivo 434. En el modo Transitorios, el dispositivo 434 puede capturar y mostrar incluso eventos más breves, de tan solo 5 μs.

Recientemente, Benoit empleó el modo 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 sonaba, 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 dispositivos de refrigeración y una alta corriente "in-rush" causaba una bajada de la tensión al encenderse 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 evaluar la calidad eléctrica de una nueva instalación, o para ayudar a descartar perturbaciones eléctricas como causa de los problemas del equipo, emplea la función de Control del sistema del dispositivo 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 "apto/no apto" para tensión promedia, armónicos, parpadeo, bajadas, desequilibrio y frecuencia. En este caso, todos los parámetros estaban en tolerancia.
Estos límites determinan cuándo el dispositivo 434 almacena bajadas de la tensión en el Control del sistema.
La tendencia de fluctuaciones muestra la prueba del generador.
La pantalla de los 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.

Función de Control del sistema

La mayoría de los problemas de calidad eléctrica se pueden detectar si se realizan mediciones 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 dispositivo 434 de Fluke analiza decenas de características de tensión con respecto a límites preestablecidos durante una semana, y presenta una gran cantidad de datos en una sola pantalla de tipo "apto/no apto". Para ver cómo Benoit utiliza 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 la tensión están dentro de las tolerancias aceptadas. Las características que examina son:

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

La función de control del sistema lleva un seguimiento de todas estas características durante hasta una semana. 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 que se ocultan tras la prueba de tipo "apto/no apto"

Cada una de las características de tensión del control del sistema principal se muestran como una barra de "apto/no apto". 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 climatización. "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.

Comprobación de las 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. Puede llevar hasta nueve conexiones medir un sistema Wye, por lo que puede ser fácil intercambiar los cables u olvidar una conexión. El dispositivo 434 usa una codificación de colores para los cables y en la pantalla. Esto ayuda, pero lo mejor es comprobar la pantalla del diagrama de fases para confirmar las conexiones que se hagan.