Prevención de fallos en los dispositivos de protección contra sobretensiones durante las tormentas de verano

Las tormentas de verano no solo traen lluvia y viento, sino también rayos que pueden destruir equipos costosos en milisegundos. Sin embargo, muchos responsables de instalaciones se dan cuenta demasiado tarde de que sus dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) ya habían dejado de funcionar antes de que cayera el primer rayo. A diferencia de los disyuntores, que se disparan con una señal clara, los SPD se deterioran de forma silenciosa. Para cuando se les necesita, es posible que ya no ofrezcan protección alguna.

Este artículo ofrece un marco práctico y aplicable para prevenir averías en los SPD antes de que llegue la temporada de tormentas de verano.

El problema oculto: los SPD se deterioran sin previo aviso

El componente principal de la mayoría de los SPD es el varistor de óxido metálico (MOV). Cuando se produce una sobretensión, el MOV absorbe el exceso de energía y limita la tensión a un nivel seguro. Pero cada episodio de absorción provoca daños microscópicos. Con el tiempo, el efecto acumulativo de las sobretensiones repetidas —incluso las pequeñas— degrada las características no lineales del MOV.

Esta degradación se manifiesta como una disminución gradual de la resistencia de aislamiento y un aumento de la corriente de fuga resistiva. A medida que aumenta la corriente de fuga, también lo hace la temperatura interna. Si no se controla, el MOV puede sobrecalentarse hasta el punto de incendiarse.

La mayoría de los SPD modernos incluyen un desconector térmico—un mecanismo de seguridad que separa físicamente el MOV del circuito cuando se supera una temperatura crítica. Una vez que este desconector se activa, el SPD deja de ofrecer protección alguna.

El problema: El desconectador térmico no emite ninguna alarma. No hace saltar ningún interruptor. Simplemente cambia el color de una pequeña ventana de verde a rojo, un detalle que pasa fácilmente desapercibido durante un turno ajetreado.

Indicador visual: qué significa realmente el color de la ventana

La ventana indicadora de estado es la forma más sencilla de evaluar el estado de un SPD. Casi todos los SPD modernos que cuentan con indicación de estado utilizan esta codificación visual:

Algunos SPD avanzados cuentan con un desconectador térmico de dos etapas. La primera etapa se activa a una temperatura más baja, lo que hace que se encienda un indicador amarillo o se active una alarma remota, al tiempo que el dispositivo sigue funcionando. Esto permite a los equipos de mantenimiento recibir un aviso previo para solicitar repuestos antes de que se produzca un fallo total. La segunda etapa desconecta el dispositivo por completo y el indicador pasa a rojo.

Un error grave que cometen muchos equipos de mantenimiento: cuando se dispara el dispositivo de protección contra sobrecorriente situado aguas arriba (MCB o fusible), simplemente lo reinician sin comprobar el propio módulo SPD. Si el SPD ha llegado al final de su vida útil, sustituir únicamente el interruptor deja el sistema desprotegido y crea un riesgo de incendio.

Comprobación del estado del SPD sin herramientas especiales

Aunque los comprobadores específicos para SPD proporcionan los diagnósticos más precisos, un multímetro digital estándar puede revelar los modos de fallo básicos.

Procedimiento:

1. Desconecta la alimentación del circuito del SPD y descarga cualquier energía acumulada

2. Ajusta el multímetro al modo de resistencia (Ω)

3. Mide la resistencia entre la línea (L) y el neutro (N)

4. Mida la resistencia entre la fase (L) y la toma de tierra (PE)

Qué significan las lecturas:

Nota de seguridad: Realice las pruebas de resistencia únicamente cuando el circuito esté desenergizado. No intente medir la resistencia en equipos bajo tensión.

Factores ambientales que aceleran el envejecimiento de los SPD

Comprender qué factores acortan la vida útil de los SPD ayuda a priorizar las inspecciones y las sustituciones.

Alta temperatura

El calor es el enemigo de los MOV. Los varistores instalados en cajas de distribución donde la temperatura ambiente supera los 50 °C ven drásticamente reducida su vida útil. Los estudios confirman que la corriente de fuga aumenta y la resistencia de aislamiento disminuye a medida que aumentan tanto la tensión como la temperatura ambiente. Para aplicaciones con una temperatura ambiente superior a 85 °C, los valores nominales de corriente de sobretensión y energía deben reducirse significativamente.

Sobretensión continua

Cuando la tensión de la red supera de forma constante la tensión máxima de funcionamiento continuo (Uc) del SPD —por ejemplo, 250 V continuos en un dispositivo con una tensión nominal de 230 V—, el MOV permanece en un estado de conducción continua. Esto genera un exceso de calor, activa prematuramente el desconectador térmico y hace que el indicador se ponga en rojo. Las sobretensiones temporales (TOV) son una de las principales causas de la degradación y el fallo eventual de los MOV.

Distorsión armónica

Las cargas no lineales introducen distorsión armónica en la red eléctrica. Las investigaciones demuestran que la exposición a armónicos puede acelerar el envejecimiento de los varistores hasta 41 veces en comparación con condiciones sinusoidales puras. Las instalaciones con un contenido significativo de armónicos deben inspeccionar los SPD con mayor frecuencia.

Calendario de sustitución preventiva basado en la exposición

Los SPD tienen una vida útil limitada. Según la norma IEC 61508-2, la vida útil suele oscilar entre 8 y 12 años, pero esta se reduce significativamente cuando los elementos funcionan cerca de sus límites de especificación. La tabla siguiente ofrece orientación sobre la sustitución específica para cada instalación:

Se recomienda realizar una inspección periódica cada 2–5 años en todos los entornos. Los SPD con indicadores de estado deben sustituirse inmediatamente cuando el indicador muestre el color rojo.

Lista de comprobación previa a las tormentas para responsables de instalaciones

Complete esta lista de comprobación antes de que comience la temporada de tormentas de verano:

Inspección visual — Compruebe la ventanilla del indicador de estado de cada SPD de las instalaciones. Verde = todo en orden. Rojo o amarillo = se requiere intervención.

Revisión de la fecha de instalación — Anote cuándo se instaló cada SPD. Calcule si ha superado el ciclo de sustitución recomendado para su entorno.

Comprobación de la protección contra sobrecorriente — Comprueba que los disyuntores o fusibles situados aguas arriba no se hayan disparado. Si es así, investiga el motivo; no te limites a reiniciarlos.

Prueba de resistencia de puesta a tierra — Mide la resistencia de puesta a tierra. En instalaciones comerciales e industriales, debe ser ≤ 4 Ω. Una resistencia más alta impide que el SPD desvíe eficazmente la energía de las sobretensiones a tierra.

Inspección física — Comprueba si hay grietas, quemaduras, decoloración o entrada de humedad en las carcasas de los SPD.

Comprobación del par de apriete de los terminales — Comprueba que todas las conexiones estén bien fijadas. Los terminales sueltos generan calor y aumentan la resistencia.

Llevar un registro — Anota las fechas de inspección, los resultados de las pruebas y las sustituciones. Esto facilita la planificación presupuestaria y demuestra la diligencia debida a efectos de seguros o cumplimiento normativo.

Preguntas frecuentes sobre el mantenimiento de los SPD

P: Tengo que sustituir el SPD después de cada rayo?

No necesariamente. Un impacto directo suele destruir el SPD. Sin embargo, una sobretensión inducida indirectamente puede no ser fatal. Utilice el indicador visual como guía principal. Si la ventana sigue verde, el SPD sigue funcionando.

P: Puedo conectar en paralelo dos SPD para tener redundancia?

Por lo general, no se recomienda. El envejecimiento rara vez se sincroniza entre dos dispositivos. Uno puede degradarse más rápido, lo que supone una carga excesiva para el otro y puede provocar fallos impredecibles. En su lugar, utiliza un único modelo de alta capacidad y con el tamaño adecuado.

P: Qué significa «Tipo 1» frente a «Tipo 2» a la hora de sustituir un SPD?

Los SPD de Tipo 1 soportan sobretensiones de mayor energía. Los SPD de Tipo 2 gestionan la energía residual. Ambos tipos envejecen y requieren la misma frecuencia de inspección. El indicador de sustitución funciona de forma idéntica independientemente del tipo.

P: Puedo limitarme a sustituir el MOV que hay dentro del SPD?

La mayoría de los módulos SPD enchufables modernos están diseñados para la sustitución del módulo completo, no para la reparación a nivel de componentes. No se recomienda sustituir MOV individuales a menos que se disponga de la formación específica y del equipo de prueba necesarios para verificar posteriormente su correcto funcionamiento.

Medidas inmediatas cuando el indicador del SPD se ilumina en rojo

Si detecta un indicador rojo durante la inspección previa a la tormenta:

1. Desconecte el circuito del SPD

2. Retire el módulo averiado

3. Instala un módulo nuevo con especificaciones idénticas

4. Si no hay repuestos disponibles, retira por completo el SPD averiado y solicita un recambio de inmediato. Funcionar con un SPD que muestra el indicador rojo no ofrece ninguna protección; al menos, retirarlo elimina el riesgo de incendio

Reflexión final

Los SPD no son dispositivos de «instalar y olvidarse». Son componentes consumibles con una vida útil limitada, y su fallo pasa desapercibido hasta que es demasiado tarde. Una inspección de 30 minutos antes de la tormenta puede evitar daños en los equipos por valor de seis cifras y días de paradas no planificadas. Convierte la inspección de los SPD en una parte habitual de tu rutina de mantenimiento estacional: tus equipos dependen de ello.