El laboratorio de Fluke tortura los instrumentos de medida para que los técnicos no sientan dolor

11-30-2011 | Seguridad
Preparación del análisis de vibraciones
Un multímetro amarrado para las pruebas de vibración.

El sujeto de prueba yace en silencio mientras Mike Meisner conecta los electrodos. Cierra la puerta de la cámara de prueba del transitorio de alta tensión y retrocede.

Luego, Mike presiona el botón y envía 8000 voltios a la unidad de prueba.

Más silencio. Pulsa el botón de nuevo. Repetirá esta prueba de pulso positivo diez veces y luego sacudirá la unidad que está comprobando (UUT) con diez impulsos negativos más. Si la unidad sobrevive a todo esto (será desatada e inspeccionada dolorosamente en busca de daños), la UUT habrá pasado un obstáculo en su camino para obtener una clasificación de seguridad para su uso en entornos CAT III/1.000 V o CAT IV/600 V.

Sin embargo, aún restan muchas pruebas. Antes de que un producto de Fluke se gane su clasificación de seguridad o rendimiento, debe ser horneado y cocinado, sumergido en agua, asfixiado en una nube de polvo, sacudido por vibración, estrellado contra el suelo y recorrido por electricidad, una y otra vez.

Inicio de las pruebas de vibración
Inicio de las pruebas de vibración: ¡Arrancamos!

Para los técnicos electrónicos, algunas de estas pruebas pueden parecer innecesarias. En el sitio de trabajo de la mayoría de los técnicos, es improbable que sus instrumentos tengan que soportar las condiciones tan extremas bajo las que se prueban los productos Fluke. Esas son condiciones para electricistas en el campo y para los chicos de mantenimiento de las plantas. Pero todos los técnicos, independientemente de donde trabajen o las condiciones que encuentran, necesitan la confianza de que sus instrumentos de comprobación se desempeñarán según lo prometido.

La seguridad es un asunto importante para Fluke y la empresa ofrece abundantes recursos de información sobre la seguridad de las mediciones eléctricas, incluido un vídeo sobre procedimientos de seguridad. Y la seguridad es la razón clave de por qué Mike y su equipo en el Laboratorio de Pruebas y Evaluación de Fluke en Everett, Washington, sigue apretando esos botones.

¡Ellos te respaldan! El equipo del laboratorio de seguridad de Fluke, formado por (de izquierda a derecha): Gary Allen, Kim Holt, Mike Meisner, Ed Henry, Thomas Smith, Joe Swanzy y John Morton.

Seguridad y fiabilidad

"El técnico electrónico probablemente está más interesado en la precisión y la fiabilidad de lo que sea que esté tratando de medir", dijo Mike. "Todas las pruebas que hacemos verifican la seguridad y la fiabilidad del equipo, sea para un técnico de pruebas o para cualquier otro uso del producto".

Y aunque el nivel de riesgo puede ser menor para técnicos que trabajan en entornos CAT I y CAT II, la seguridad sigue siendo importante. Los estándares de seguridad, como la resistencia a daños o riesgos ocasionados por pulsos de sobretensión provocados por rayos o picos de tensión, se configuran para asegurar no solo la seguridad en condiciones ordinarias, sino también cuando ocurre lo inesperado.

El Laboratorio de Evaluación de Productos de Fluke se audita regularmente para garantizar que las pruebas cumplen con los requisitos impuestos por los estándares y las autoridades nacionales e internacionales. Fluke trabaja con todos los principales laboratorios de prueba con reconocimiento nacional (NTRL), entre ellos: la CSA (Canadian Standards Association, Asociación Canadiense de Normalización ), Underwriters Laboratories (UL), TÜV (Technischer Überwachungs-Verein), VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker) y la autocertificación para el símbolo de CE (Conformidad Europea). En efecto, las distintas agencias de estándares reconocen la habilidad del laboratorio de Fluke para realizar y certificar pruebas. Los procedimientos de pruebas se disponen de forma detallada y se siguen rigurosamente. Una vez que un producto ha pasado las pruebas apropiadas, la documentación se envía a la respectivas agencias para su aprobación y registro. Para obtener más información sobre estándares de seguridad de medición eléctrica y las agencias que los supervisan, consulte la nota de la aplicación de Fluke, "¿Quién establece las normas de las pruebas y la seguridad eléctricas?" (.pdf)

Pruebas de pulsos
Las pruebas de pulsos se realizan dentro de una carcasa protectora.

Las pruebas se concentran en dos aspectos claves del rendimiento de un producto: seguridad y fiabilidad/durabilidad. La seguridad del producto es crucial. En la fase de pruebas de pulsos, los multímetros de Fluke se someten a sacudidas repetidas de alta tensión para probar que pueden soportar picos de tensión debidos a rayos u otras causas sin daño para el producto o lesiones para los usuarios. Cuando mayor sea la categoría de tensión o de medición en donde se usará el producto, mayor será la tensión de prueba aplicada —de hasta 12 000 voltios para productos diseñados para entornos CAT IV/1000 V (consulte la barra lateral: "¿Qué muestra cada prueba?").

Preparación de un producto para pruebas dieléctricas
Mike Meisner envuelve un multímetro digital con papel aluminio para prepararlo para la prueba dieléctrica.
Preparación de un producto
Envuelto en aluminio para la prueba dieléctrica, la unidad bajo prueba (UUT) se ve ajustada y cómoda. Pero no por mucho tiempo...
Pruebas dieléctricas
La prueba dieléctrica verifica que esa corriente no puede escapar del estuche del medidor.
Verificación de que no fluye ninguna corriente durante las pruebas dieléctricas
¿Hay flujo de corriente durante las pruebas dieléctricas? Se miden los resultados y la meta es cero.

En la prueba dieléctrica para instrumentos de tipo multímetro, la UUT se envuelve en papel aluminio. La tensión se aplica entonces a todas las terminales de medición del producto para colocar los componentes internos bajo la tensión de prueba y el aluminio está puesto a tierra, para ver si la tensión creará una amenaza al producir un arco a través de la carcasa del producto u otra ubicación accesible.

Pruebas para destruir

Ningún detalle es demasiado pequeño como para no revisarlo. La forma en que la pantalla responde mientras un medidor cambia de una función a otra es importante: la confusión acerca de cuál es la función que está activa a medida que el selector gira podría ser peligrosa. Si una perilla establecida entre dos funciones activara las dos al mismo tiempo, eso también podría ser peligroso. Los medidores de Fluke se diseñan para cambiar decisivamente de una función a la próxima, con un hueco definido entre ambos. El laboratorio de seguridad se asegura de que un medidor no proporcione una indicación ambigua al usuario.

Pasar tales pruebas es vital, pero no es suficiente. Fluke prosigue y prueba los productos para destruirlos, aplicando una tensión cada vez mayor en las pruebas dieléctrica y de pulsos, hasta que, por fin, algo estalla. Entonces, el pobre producto se desmantela para ver qué falló y cómo falló.

"Si hemos hecho nuestros cálculos de forma correcta, deberíamos saber exactamente dónde se descompuso", dice Mike. "Confirmamos que el diseño respondió de alguna forma con lo que pensamos que debería hacer".

Otra tanda de pruebas revisa si el producto cumple con las expectativas del usuario en cuanto a durabilidad y larga vida útil. Algunas de estas pruebas son vías para la certificación. Por ejemplo, el multímetro industrial Fluke 28-II aguanta a una caída de tres metros y cumple los estándares IP 67 de protección contra la intrusión de polvo y agua. El medidor ha resistido el paso por la cámara de polvo de protección de ingreso (IP) de Fluke, que hace circular polvo de talco durante ocho horas mientras se somete el estuche del medidor a un vacío de 20 milibares. También debe sobrevivir a la inmersión a una profundidad de un metro en el depósito de agua para pruebas de Fluke. Después de todas las pruebas, se prosigue con una inspección cuidadosa para asegurarse de que el medidor funcionó tal como era de esperar y que no entró nada de polvo ni de agua en la carcasa que comprometiera la seguridad del medidor.

"Hicimos un montón de pruebas para descubrir cómo lograr que soportara [la inmersión] hasta un metro", dijo Mike sobre el medidor 28 II. "Tuvimos que aprender bastante sobre juntas y sobre la forma de incorporar eso al diseño".

Cada prueba se establece y calibra con precisión para cumplir con los requisitos del estándar relevante. Un ejemplo es la configuración de la prueba para verificar la resistencia contra la penetración de agua. "Una de las cosas sobre las pruebas de IP es que tuvimos que determinar las velocidades de flujo para cada uno de estos productos", dijo. "Por lo general, se especifica en litros por minuto. Un litro es un cubo con 10 centímetros de lado. Podemos calibrar el flujo con un calibrador".

Pruebas de caída de un metro
Para el instrumento de comprobación, la sensación de flotar en el aire es la parte divertida de la prueba de caída. La colisión que sigue, no tanto.

La ciencia de la seguridad

Un volumen específico de agua que fluye a través de una caja de goteo, o que cae ciertos metros a través de una abertura, o una columna de agua de exactamente un metro de profundidad, produce las condiciones de prueba que igualan los requisitos establecidos en los estándares internacionales. Las pruebas de caída se realizan usando una plataforma de caída fabricada en el laboratorio, la cual deja que la unidad sometida a prueba caiga una distancia precisa, de tal modo que alcance la velocidad requerida cuando se estrella contra una losa de madera de exactamente la densidad prescrita. La UUT se enfría hasta alcanzar su temperatura mínima de funcionamiento y se deja caer la distancia especificada de tal modo que los seis lados se someten al impacto, y luego se revisa para detectar grietas u otra clase de daño.

"Uno debe ser capaz de explicar los principios científicos que hay detrás de esto", agrega Mike. "Tienes que explicarle a un auditor cómo estás realizando estas pruebas". Los dispositivos de prueba eléctricos, como aquellos que administran las pruebas de pulsos y dieléctricas, se calibran de modo que su precisión pueda rastrearse de vuelta a sus estándares de calibración respectivos.

El laboratorio de Fluke funciona como una instalación de prueba supervisada de mantenimiento (SMT) para la CSA, la autoridad que acredita las pruebas que se realizan en las instalaciones. "Vienen y nos auditan cuatro veces al año", dijo Mike. "Reconocen que sabemos cómo hacer pruebas. Aceptan que nuestros resultados son precisos porque nuestro equipo, las condiciones del laboratorio y los métodos de pruebas que aplicamos son controlados".

Después de que la CSA aprueba los resultados, Mike puede enviar el informe de la CSA a UL y TÜV o VDE, si es necesario, los cuales pueden aceptar los resultados tal como se envía y agregar sus certificaciones, o realizar pruebas adicionales. El sistema funciona porque todas estas agencias siguen los mismos estándares internacionales de pruebas y seguridad.

Solo unos cuantos productos requieren la realización de pruebas fuera del laboratorio de Fluke. El multímetro industrial Fluke 27 II/Fluke 28-IIrecibió pruebas adicionales y la certificación de la Administración de la Seguridad y Sanidad de la Mina (MSHA) del Departamento de Trabajo de los Estados Unidosy el multímetro de verdadero valor eficaz con seguridad intrínseca 87V Ex de Fluke ha sido probado para usarse en entornos explosivos bajo la directiva ATEX de la Unión Europea para su uso en atmósferas explosivas.

Al final, todas estas pruebas practicadas por Fluke y otros laboratorios se resumen en un puñado de símbolos NRTL en la parte posterior de los productos de prueba de Fluke: CSA, UL, TÜV, CE. Para los usuarios, estos pueden ser los símbolos más importantes desde que aprendieron el abecedario por primera vez.

Según lo describe Mike Meisner: "Todas nuestras pruebas de seguridad quedan reducidas a esa pequeña marca".

"¿Qué muestra cada prueba?"

Estas son las clases de pruebas hechas en el Laboratorio de Evaluación de Productos de Fluke y las preguntas que responden: