Por Bianca Almeida e Cleiton Busse
Los Dispositivos de Protección contra Sobretensiones (DPS) son componentes esenciales para la protección de instalaciones eléctricas contra sobretensiones transitorias provocadas por fenómenos como descargas atmosféricas o maniobras en la red eléctrica. Debido a su funcionamiento basado en la rápida alteración de su impedancia interna en un corto intervalo de tiempo, los DPS deben cumplir con estrictos criterios de calidad, los cuales serán detallados en este artículo.
Calidad en servicios y productos.
Subjetivamente, la calidad puede asociarse con la satisfacción percibida por el usuario respecto a un producto o servicio. Sin embargo, objetivamente, la calidad se refiere a la conformidad de estos con los requisitos previamente establecidos por sus usuarios finales (1). Es crucial que dicha calidad sea demostrable mediante parámetros cuantificables (2).
Dispositivos de Protección contra Sobretensiones
Los DPS (como se muestra en la Imagen 1) son típicamente interruptores abiertos que se cierran en milisegundos para conducir las sobretensiones, actuando eficazmente frente a un incremento de tensión en sus terminales. La eficiencia de estos dispositivos radica en su capacidad para derivar corrientes de alta intensidad (del orden de decenas de miles de amperios) sin permitir que el voltaje en sus terminales supere un límite seguro. Esto es posible gracias a las características no lineales de su impedancia interna.
Imagen 1. DPS para instalaciones fotovoltaicas.
Básicamente existen tres elementos, con características de impedancia no lineal, que definen el comportamiento de un DPS, explosores, varistores y diodos, que, junto a la carcasa, contactos, terminales y otros componentes (como se muestra en la Imagen 2) forman un conjunto que garantiza la fiabilidad, seguridad y eficiencia del dispositivo. Por este motivo, asegurar el rendimiento del DPS corresponde a certificar que tanto el funcionamiento de cada componente de forma individual como en conjunto, como el proceso de montaje de estos, se realice dentro de parámetros estrictos, cuantificados y trazables.
Imagen 2. Componentes de un DPS mediante varistor de óxido de zinc.
Ciclo de vida y fiabilidad
Si bien la calidad es crucial para todos los componentes de una instalación eléctrica, existe un aspecto aún más crítico en un DPS: su ciclo operativo. Un DPS cambia de un estado de interruptor abierto a cerrado en milisegundos, retornando a su estado inicial una vez completada la tarea de protección. Es importante destacar que esto puede suceder tras años de inactividad, lo que subraya la necesidad de una alta fiabilidad inherente a su diseño y fabricación, ya que está destinado a proteger instalaciones eléctricas aun sin haber sido activado previamente.
Otro factor clave relacionado con la calidad de los DPS es su clasificación en diferentes tipos, debido a que cada uno destinado a cumplir funciones específicas que no son comparables entre sí (3). Al diseñar un DPS, el fabricante debe seleccionar la tecnología adecuada para su fabricación y asegurarse de que esta satisfaga los requisitos del DPS a fabricar. Para lograrlo, es imprescindible someter el DPS a pruebas rigurosas desde la fase de prototipo hasta el producto final. Estas pruebas se realizan periódicamente, utilizando equipos (como se muestra en la Imagen 3) que simulan sobretensiones transitorias y picos de corriente de características similares a las causadas por descargas atmosféricas o maniobras eléctricas reales.
Imagen 3. Generador de impulsos para pruebas de corriente.
Normativas y estándares
El uso de DPS no es opcional para los fabricantes, ya que estos dispositivos deben cumplir con normativas de instalación vigentes. En Brasil, las principales normativas son la ABNT NBR 5410:2008 (4) y la ABNT NBR 5419:2015 (5), las cuales establecen los lineamientos para la instalación y protección contra sobretensiones. Adicionalmente, para la fabricación, pruebas y certificación se deben seguir las normas de producto de la serie ABNT NBR 61643 (6), traducción literal de las normas publicadas por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).
Proceso de aseguramiento de calidad
El aseguramiento de la calidad en un DPS va más allá de su fabricación abarcando todo su ciclo de vida, desde la recepción de materias primas hasta la postventa. Algunos pasos clave incluyen:
Inspección de recepción: Etapa en donde se verifica la calidad de los insumos y componentes críticos.
Conformidad de materia prima: Se asegura que los materiales seleccionados coincidan con la orden de producción (OP).
Inicio de producción: Antes de iniciar el ensamblaje masivo, se inspecciona y aprueba la primera pieza.
Inspección de proceso: A lo largo de la producción se realizan inspecciones por muestreo de las piezas fabricadas para asegurar su calidad. En este caso, todas las aprobaciones realizadas en la etapa de fabricación son registradas en la OP por el departamento de Calidad.
Pruebas finales: Todos los DPS son sometidos a pruebas de referencia de tensión e inspecciones visuales para garantizar su conformidad.
Estas fases se revisan y mejoran continuamente mediante análisis estadísticos, reuniones periódicas y recolección de datos, con el objetivo de alcanzar y mantener la calidad deseada.
Más que una herramienta de marketing, la calidad tiene un papel vertical en la estructura de una empresa, pues si bien tiene su origen en la gestión del producto, esta depende del compromiso de todos sus departamentos, lo que requiere una interacción constante por parte del equipo de calidad con los todos sectores involucrados, incluyendo áreas como recursos humanos, ingeniería y producción.
Calidad de la información técnica
La correcta especificación, instalación y mantenimiento de los DPS es esencial para garantizar su eficacia. Por ello, es responsabilidad de los fabricantes proporcionar formación técnica a los profesionales eléctricos mediante catálogos, conferencias y capacitaciones, asegurando que la calidad de la información proporcionada sea coherente y precisa. Un DPS, aunque bien diseñado, no cumplirá su función si no se instala o mantiene de manera adecuada.
En este caso, también corresponde a la empresa velar por la calidad de la información que proporciona a su público interno y externo, revisando catálogos, fichas técnicas y capacitando constantemente a sus clientes y empleados.
Conclusión
Los DPS son vitales para la protección de instalaciones eléctricas, equipos electrónicos de alto valor, bienes materiales y principalmente la seguridad de las personas. La gestión de calidad, desde el diseño hasta la postventa, debe seguir criterios rigurosos para garantizar su desempeño confiable en condiciones reales. El compromiso de los fabricantes con la calidad es crucial para la seguridad de todos los usuarios finales.
Referencias.
1) Santos, Sergio Roberto. Estudo da relação entre o valor de venda e a qualidade percebida: uma aplicação aos dispositivos de proteção contra surtos. Trabalho de Conclusão de Curso de especialização de economia e negócios. Centro de Ciências e Tecnologias para a Sustentabilidade da Universidade Federal de São Carlos, campus Sorocaba.
2) GOMES, Paulo J.P. A evolução do conceito de qualidade: dos bens manufacturados aos serviços de informação. Cadernos Bad, v.2004, n.2, p6-18, 2004.
3) Santos, Sergio Roberto. Os Dispositivos de Proteção contra surtos tipo I. Revista O Setor Elétrico. 5 de setemb5 de setembro de 2016. Disponível em: https://www.osetoreletrico.com.br/os-dispositivos-de-protecao-contra-surtos-tipo-i/
4) Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 5410 Versão Corrigida:2008. Instalações elétricas de baixa tensão. 2008.
5) Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 5419:2015. Proteção contra Descargas Atmosféricas. 2015.
6) Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR IEC 61643. Dispositivos de proteção contra surtos de baixa tensão.
Este artículo fue publicado en portugués en la página de la revista O Setor Elétrico - https://www.osetoreletrico.com.br/a-confiabilidade-seguranca-e-eficiencia-dos-dispositivos-de-protecao-contra-surtos/
Todas las imágenes fueron proporcionadas por Embrastec Indústria e Comércio de Equipamentos Eletrônicos Ltda.
Bianca Almeida – Ingeniera mecânica y supervisor de calidad en Embrastec Ltda.
Cleiton Busse – Ingeniero eléctrico y gerente de ingeniería en Embrastec Ltda.
whatsapp https://bit.ly/43R6mHr.
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