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Preparar instrumentos de prueba seguros para su uso en el mundo real

9 May 2021 | Seguridad

La electricidad puede ser muy peligrosa si no se respeta y mortal si no se utilizan los instrumentos adecuados.

Un multímetro bien diseñado lo protegerá contra la electrocución y las explosiones por arco eléctrico. Contará con una categoría de seguridad III, así como con la certificación de un laboratorio de pruebas externo e independiente. Si el instrumento no está correctamente clasificado y certificado no será posible saber si este ofrece la protección necesaria frente a transitorios eléctricos que puedan provocar la ruptura del aislamiento o una explosión por arco eléctrico.

Por eso Fluke se toma muy en serio las pruebas de sus productos. El laboratorio de conformidad de productos exige que los instrumentos de medida y prueba cumplan con creces las normas establecidas y que no solo cumplan los requisitos de seguridad sino que los superen. "Nuestros instrumentos se someten a una serie de pruebas que simulan circunstancias posibles y usos incorrectos reales que hemos podido conocer a través de nuestros clientes", explica Thomas Smith, Director de Conformidad de Productos. "Cuando estamos seguros de que los instrumentos demuestran un nivel suficiente de seguridad y robustez sabemos que podrán ofrecer también un alto nivel de protección en el mundo real".

De hecho, antes de que los productos de Fluke sean certificados por terceros, Fluke los somete a una serie de pruebas de seguridad y rendimiento. Se hornean, congelan, sumergen en agua, asfixian en nubes de polvo, se someten a grandes vibraciones y descargas eléctricas, e incluso se arrojan contra el suelo.

Laboratorio de seguridad medioambiental de Fluke Equipo del laboratorio de conformidad de productos, de izquierda a derecha, Becky Faulk, Michael Meisner, James Lenker, Thomas Smith, John Morton, Chris Settle, Gary Allen y Shahram Pourmoghadam.

Pruebas de seguridad y fiabilidad

El laboratorio de conformidad de productos de Fluke cuenta con distintas estaciones de trabajo que ocupan desde las paredes hasta el centro de la luminosa y espaciosa sala. Los ingenieros de seguridad, expertos en protocolos de ensayos y normas de seguridad, ponen a prueba los límites de los instrumentos de Fluke. "Nuestras pruebas van más allá de las normas. Además, nuestro trabajo dedicado a los usos incorrectos que se hacen del aparato ha contribuido al desarrollo de nuevos requisitos", afirma Smith.

Fluke efectúa una serie de pruebas para detectar fallos o errores de diseño que se pueden corregir en el instrumento final, lo que proporciona la mayor protección posible frente a los peligros inherentes del trabajo con sistemas eléctricos.

Fluke trabaja con los principales laboratorios de pruebas con reconocimiento nacional (NRTL), entre ellos: CSA (Canadian Standards Association), UL (Underwriters Laboratories), TÜV (Technischer Überwachungs-Verein) y ETL/Intertek. El laboratorio de conformidad de productos de Fluke ha recibido la acreditación de CSA para probar y certificar los productos para obtener su marca de certificación. 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 para su aprobación y registro.

El laboratorio de Fluke se audita regularmente para garantizar que las pruebas cumplen con los requisitos impuestos por las normas y los organismos nacionales e internacionales. Cada prueba se configura y calibra con precisión para cumplir los requisitos de la norma pertinente.

A continuación se muestran ejemplos de los ensayos realizados por Fluke. Todo instrumento de prueba robusto y de alta calidad debe someterse a ensayos similares.

Prueba de impulsos

La prueba de impulsos simula transitorios en una instalación eléctrica debido a la caída de un rayo en las inmediaciones u otra perturbación eléctrica importante procedente del transformador. Se coloca el instrumento en una cámara y se aplica un pulso de miles de voltios para verificar si la protección del instrumento se rompe, se avería o si se produce un arco eléctrico. Se utiliza una máquina especial para pruebas que genera transitorios de alta tensión y corrientes de fallo de acuerdo con la normas nacionales e internacionales.

Prueba de impulsos

Michael Meisner prepara un instrumento de Fluke para la prueba de impulsos.

Prueba de sobrecarga multifuncional

Un instrumento de prueba también debe ser capaz de soportar sobrecargas accidentales asociadas a las diversas funciones del instrumento. Este principio es tan importante que se incorporó a las normas de seguridad actuales. Fluke es capaz de simular esto mediante la prueba de sobrecarga multifuncional. Esta prueba consiste en suministrar una tensión muy alta cuando están activadas las funciones de medida sin tensión para simular un caso en el que un usuario aplica tensión por error cuando ha seleccionado una función sin tensión en el instrumento. Esto puede ocurrir si el usuario deja los cables en las tomas de entrada de corriente y luego los conecta accidentalmente a la fuente de tensión, generando así un cortocircuito a través del instrumento de prueba.

Prueba de vida altamente acelerada (HALT)

Fluke recurre a la prueba de vida altamente acelerada (HALT) para garantizar la larga vida útil de sus instrumentos, La prueba combina la vibración de 6 ejes de alta frecuencia a más de 150 GRMS (aceleración media cuadrática) con oscilaciones de temperatura extremadamente rápidas para simular el desgaste sufrido durante la vida útil del aparato. La cámara es capaz de pasar de -100 °C (-148 °F) a 200 °C (392 °F) en unos minutos; esto sirve para comprobar la capacidad del instrumento para soportar fuerzas combinadas y de gran intensidad.

Transporte bajo condiciones difíciles

Otra prueba realiza una simulación en la que el instrumento se transporta en condiciones difíciles, por ejemplo, en vehículos todoterreno como los que se usan en el ejército. Los ingenieros colocan el instrumento sobre una mesa de vibración donde sufre sacudidas de más de 3 GRMS durante al menos 30 minutos por eje. Una vez no es suficiente. En Fluke, los instrumentos se prueban repetidamente en varias posiciones para abarcar todas las circunstancias posibles.

Prueba de vibración

Colocación del instrumento para someterlo a la prueba de vibración.

Otras pruebas

  • Descarga electrostática (ESD): comprueba la resistencia a la electricidad estática
  • Pruebas de entrada (IP) de agua y polvo: comprueban la resistencia a la entrada de polvo y agua (goteo, pulverización e inmersión, según la clasificación), respectivamente
  • Prueba de caída: comprueban si resiste al factor "descuido" incluso con la temperatura nominal más baja del producto
  • Prueba de laboratorio en la cámara anecoica: garantiza que soporten la irradiación de emisiones electromagnéticas sin mostrar lecturas erróneas y que no emitan radiación disruptiva
  • Cámaras de temperatura/humedad/altitud: comprueban la resistencia a condiciones atmosféricas extremas

Llevar la seguridad a casa

Un corte del suministro en la industria podría dejar inactivos a cientos de empleados, detener los equipos con la consiguiente pérdida de millones de euros y paralizar la producción por completo. Es fundamental que los equipos de mantenimiento dispongan de instrumentos en los que puedan confiar, suficientemente resistentes para sobrevivir al polvo, el agua, las caídas y los impactos habituales en los entornos industriales. Los profesionales buscan en los instrumentos el mismo nivel de exactitud, rendimiento y fiabilidad que se exigen ellos mismos. Los instrumentos de prueba u medida de Fluke están diseñados y fabricados para ofrecerle este nivel de calidad.

Normas de seguridad fundamentales

La norma 61010 de la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) con sede en Suiza establece una categoría de seguridad (CAT) y tensión nominal para los entornos eléctricos. Las categorías CAT se basan en la forma en la que los transitorios de alta energía viajan a través de la resistencia de la red de la instalación eléctrica. Los valores nominales ayudan a determinar qué instrumentos para pruebas eléctricas se pueden resistir los transitorios de tensión correspondientes a un trabajo determinado.

  • CAT II: cargas monofásicas conectadas al receptáculo, como electrodomésticos e instrumentos portátiles
  • CAT III: distribución trifásica, que incluye iluminación comercial monofásica y equipos en ubicaciones fijas como conmutadores y motores polifásicos
  • CAT IV: trifásicos en la conexión a los servicios públicos, conductores en exteriores, contadores de electricidad y entradas de servicio

Por ejemplo, un número más alto de CAT haría referencia a un entorno eléctrico de mayor potencia y con transitorios de mayor energía. Por lo tanto, un multímetro diseñado para una norma CAT III resiste transitorios de mucha más energía que uno diseñado para la norma CAT II.

Las investigaciones forenses han determinado que algunas veces los equipos de medida inferiores (sin una categoría de seguridad o con una que no corresponda a la de la tarea) pueden explotar si se usan de manera inadecuada. Por lo tanto, es fundamental que se asegure de que sus instrumentos para pruebas eléctricas se hayan evaluado de forma independiente para soportar transitorios de tensión y estén certificadas para cumplir las normas de seguridad. Organismos como la IEC y la NFPA, no se hacen responsables del cumplimiento de las normas de seguridad de los instrumentos de prueba; todos ellos deben indicar en la etiqueta que ha recibido la certificación de, al menos, un laboratorio de ensayos independiente.

Hasta la persona más cuidadosa puede cometer errores. Es por ello que los instrumentos de prueba deben contar con un nivel mínimo de protección por si se aplicase una tensión inadecuada. Para satisfacer las exigencias de los lugares en los que se trabaja con alta energía, lo que conlleva grandes riesgos, los fabricantes de calidad como Fluke continúan mejorando sus instrumentos de prueba con el fin de aumentar su seguridad y fiabilidad. Fluke va un paso más allá con el diseño y la fabricación de sus instrumentos de prueba para su seguridad. Gracias a la resistente protección de entrada, nuestros instrumentos de prueba están diseñados para sobrevivir.

Estos son cinco errores habituales que se cometen sobre el terreno:

  1. Utilizar equipos de prueba anticuados o defectuosos
  2. No inspeccionar correctamente los instrumentos y cables de prueba en busca de daños o contaminación
  3. Usar instrumentos de prueba con una categoría incorrecta para el trabajo
  4. Sustituir los fusibles originales por fusibles inadecuados
  5. Trabajar con tensión sin la preparación adecuada

NOTA DEL PRODUCTO: Los multímetros digitales actuales incluyen un fusible especial para alta energía diseñado para contener la corriente de fallo de una instalación eléctrica de CAT IV. Sustituir un fusible por otro que no sea adecuado aumenta el riesgo de exposición a explosiones causadas por arcos eléctricos si por error se aplica una tensión elevada a los terminales de medida.