Tecnología Aplicada a Laboratorios de Medición y Ensayo para Trabajos con Tensión

El presente trabajo tiene como objetivo mostrar el desarrollo de la tecnología para el laboratorio de medición y ensayo de Tyrco S.A., orientada a optimizar la comprobación del estado de los materiales aislantes utilizados en trabajos con tensión (TCT). El laboratorio de desarrollo electrónico de Tyrco S.A. ha incorporado soluciones innovadoras que integran sistemas de medición digital, automatización y conectividad inalámbrica. Estas mejoras permiten minimizar la incertidumbre en las mediciones y asegurar resultados precisos y confiables, cumpliendo con las normativas IEC aplicables.

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Tecnología Aplicada a Laboratorios de Medición y Ensayo para Trabajos con Tensión (TCT)

Empresa: TYRCO S.A.
País: Argentina.
Autor/es: Leonardo Guarco.
Cargo: Laboratorio de I+D
DATOS DE LA EMPRESA
Dirección: 25 de Mayo 2666 EL Talar, Pcia. de Buenos Aires.
Celular: [phone]
E-mail: [email protected]

Objetivo
El presente trabajo tiene como objetivo mostrar el desarrollo de la tecnología para el laboratorio de
medición y ensayo de Tyrco S.A., orientada a optimizar la comprobación del estado de los materiales
aislantes utilizados en trabajos con tensión (TCT). El laboratorio de desarrollo electrónico de Tyrco S.A. ha
incorporado soluciones innovadoras que integran sistemas de medición digital, automatización y
conectividad inalámbrica. Estas mejoras permiten minimizar la incertidumbre en las mediciones y asegurar
resultados precisos y confiables, cumpliendo con las normativas IEC aplicables.
Introducción
La verificación rutinaria del estado de los elementos aislantes utilizados para trabajos con tensión es
fundamental para garantizar la seguridad del personal de mantenimiento del sistema eléctrico. Elementos
como pértigas, banquetas, mangas, guantes dieléctricos y otros deben ser ensayados periódicamente para
asegurar que conserven sus propiedades de aislamiento bajo condiciones de trabajo exigentes.
La automatización de los procedimientos de ensayo permite una mayor repetibilidad, optimiza los tiempos
y reduce la intervención humana. Esto no solo mejora la trazabilidad de cada ensayo, sino que también
incrementa la confiabilidad y precisión de los resultados obtenidos en las pruebas y mediciones.
Los ensayos con alta tensión implican riesgos significativos que exigen la aplicación rigurosa de medidas de
seguridad para proteger al personal técnico. Las descargas eléctricas, los arcos o las fallas de aislamiento
pueden generar consecuencias graves si no se gestionan adecuadamente. La incorporación de tecnología
avanzada no solo mejora la precisión y eficiencia en la toma de datos, sino que también refuerza la
seguridad operativa.
La implementación de un sistema inalámbrico de control y medición permite aislar físicamente al operador
de las zonas de alta tensión. El manejo de los equipos ya no se realiza desde tableros cableados próximos al
generador de alta tensión, sino desde una computadora con un tablero virtual, lo que posibilita operar el
sistema a distancia de forma segura.
Esta tecnología reduce el riesgo de contacto accidental con componentes que podrían energizarse durante
una falla o maniobra incorrecta. Asimismo, disminuye la probabilidad de errores humanos asociados a la
operación manual, lo que garantiza una mayor fidelidad al procedimiento de ensayo.

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El uso de estas soluciones tecnológicas promueve un entorno laboral más seguro, eficiente y controlado,
permitiendo al laboratorista enfocarse plenamente en la supervisión y análisis del ensayo, sin distracciones
derivadas de la manipulación directa del equipamiento.
¿Cómo funciona este laboratorio?
El laboratorio cuenta con dos equipos generadores de alta tensión. El primero está destinado a ensayos de
rigidez dieléctrica y posee una capacidad de hasta 150 kV. El segundo, de mayor precisión, se utiliza para
ensayos de equipos de detección y medición de tensión, con una capacidad máxima de 30 kV.
Ambos equipos operan en conjunto con otros dispositivos complementarios, como divisores de tensión,
balizas de señalización y sistemas de enclavamiento físico. Estos elementos trabajan de forma coordinada
bajo el control de una PC, que gestiona automáticamente la activación o desactivación de los sistemas de
protección y señalización, según el tipo de ensayo que se esté realizando.
















Sistema de ensayo de alta tensión inalámbrico, coordinado desde una PC

El hardware
Para la construcción de este laboratorio fue necesario desarrollar hardware específico para el control de los
distintos dispositivos, así como instrumentos de medición de tensión y corriente.

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Uno de los avances más significativos en la arquitectura del laboratorio ha sido la separación eléctrica
entre las etapas de potencia (alta tensión), los instrumentos de medición y la consola de control virtual.
Estas tres unidades se encuentran completamente aisladas entre sí y se comunican mediante un enlace
inalámbrico.
Las principales ventajas de esta configuración son:
• Reducción del riesgo eléctrico: el personal no interactúa físicamente con el equipamiento de
potencia.
• Flexibilidad operativa: se puede reconfigurar el sistema o ejecutar diferentes tipos de ensayo sin
necesidad de modificar el cableado físico.
• Compatibilidad con entornos de ensayo multipropósito: permite controlar múltiples bancos de
prueba desde una única estación.
• Monitoreo remoto: el sistema puede ser operado y supervisado desde ubicaciones externas (por
ejemplo, desde una oficina técnica o puesto de supervisión).

Transformador de 150 kV
Originalmente, el generador de tensión de hasta 150 kV estaba compuesto por un transformador elevador
de tensión y un tablero de comando, que en su interior integraba el sistema de medición y control
analógico. El personal técnico debía operar este tablero manualmente, el cual estaba conectado
eléctricamente al transformador de alta tensión.
Luego de estudiar su funcionamiento, se encontró que bajo cierta combinación de comandos se perdía la
conexión a tierra durante el tiempo que tardaba en conmutar un interruptor, un intervalo suficiente para
que se produjera un arco eléctrico hacia una de las perillas del tablero. Este posible problema motivó el
rediseño completo del tablero de comando.
Para comenzar con el rediseño del tablero, se planteó aislar completamente el tablero de potencia de la
consola de comandos. Finalmente, se concluyó que el tablero de comando debía ser virtual. Esta decisión
no solo afectó al generador de tensión, sino también a los instrumentos de medición, que tuvieron que ser
rediseñados para trabajar en conjunto con este nuevo concepto.








Tablero de potencia final wifi.

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Tablero de comando.
En el diagrama en bloques se muestra el funcionamiento conceptual del nuevo tablero de comando, donde
todos los comandos y señales son manejados por un microcontrolador que gestiona y sincroniza las
órdenes recibidas a través del tablero virtual.
El primer prototipo funcional fue construido con componentes separados, con el objetivo de verificar qué
tecnología era la más conveniente para asegurar un funcionamiento correcto y seguro.
Las condiciones de ruido eléctrico que debe soportar la electrónica del tablero son muy severas,
especialmente cuando se producen arcos eléctricos durante los ensayos. Este tipo de interferencia puede
causar fallas en la electrónica. Para soportar estas condiciones, el diseño electrónico incluye protecciones
físicas, y el software está desarrollado para que el procesador del tablero de potencia realice de forma
autónoma testeos y protocolos de seguridad que, al detectar una falla interna o la pérdida de comunicación
con el tablero virtual, activan el modo de seguridad, aborta el ensayo cortando la tensión e indica la falla.






Primer prototipo de prueba

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Diseño final de la CPU del tablero de potencia.

Elección de la tecnología de comunicación.
Inicialmente, se utilizó una red Zigbee con conexión punto a punto entre los dispositivos y la PC. Sin
embargo, este método resultó inadecuado al aumentar la cantidad de dispositivos, generando inestabilidad
y activaciones de parada de emergencia por pérdida de conexión.
La solución fue migrar a una red Wi-Fi, que demostró ser más adecuada por su mayor velocidad de
transmisión, menor latencia y mejor integración con la infraestructura existente. Además, ofrece una
comunicación segura, confiable y escalable.
Ventajas de Wi-Fi:
Seguridad informática:
• Cifrado robusto (WPA2/WPA3 Enterprise con AES).
• Autenticación avanzada mediante servidor RADIUS.
• Integración con sistemas IDS/IPS para detección de intrusiones.
Confiabilidad:
• Alta velocidad y baja latencia (<5 ms), ideal para control en tiempo real.
• Gestión inteligente de interferencias y roaming automático entre puntos de acceso.
• Escalabilidad sencilla con incorporación de dispositivos sin necesidad de cableado.
En conclusión, una red Wi-Fi industrial bien configurada ofrece ventajas claras frente a tecnologías de baja
potencia como Zigbee, Bluetooth o LoRa, tanto en seguridad como en rendimiento y mantenimiento.

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Medición de tensión.
Para la medición de tensión se utilizó un divisor de tensión marca Isofarad Ltd. Con una relación de 1000:1
y un multímetro estándar que fue modificado y se agregó comunicación WiFi, baterías recargables y los
circuitos necesarios para su carga.











Primera generación del kilo voltímetro de laboratorio

Actualmente se está trabajando en una nueva generación de instrumentos de medición. El nuevo
kilovoltímetro ha sido diseñado desde cero para medir simultáneamente la tensión y la corriente de fuga,
permitiendo no solo registrar sus valores nominales, sino también el desfase temporal entre ambas
señales.
Este nuevo modelo es compatible con cualquier tipo de divisor, ya sea resistivo o capacitivo, y cuenta con
dos modos de operación: baja y alta ganancia. Una de sus características más destacadas es la resolución
de 16 bits de sus convertidores analógico-digitales.
Además, incorpora conectividad Wi-Fi a una red segura, y también tiene la capacidad de generar su propio
servidor Wi-Fi, lo que permite conectarse directamente desde cualquier dispositivo con navegador web. A
través de esta interfaz web se pueden visualizar las mediciones y acceder a las distintas configuraciones,
incluyendo los parámetros de ajuste para el proceso de calibración digital.
Esta nueva herramienta se integra al 100 % con el sistema general del laboratorio, fortaleciendo su
precisión, conectividad y facilidad de uso.

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Segunda generación del kilo voltímetro de laboratorio

El software
Automatización y registro digital de los ensayos
El uso de sistemas de control de ponencia remotos permite una automatización completa del laboratorio,
habilitando la posibilidad de realizar múltiples procedimientos de ensayos alineados con los requisitos
técnicos de las normas, registrar resultados y generar los protocolos de ensayo de forma automática.

El software de la PC admite dos configuraciones principales: ensayos hasta 100 kV y ensayos hasta 30 kV.
Estas configuraciones han sido diseñadas para distintos tipos de trabajo.
La configuración de hasta 100 kV está destinada a ensayos de aislación de pértigas, guantes, cobertores,
herramientas aisladas, entre otros elementos.
Permite medir la tensión de prueba y dispone de
dos canales de medición de corriente, dedicados
a registrar la corriente de fuga del elemento
ensayado.
Además, permite establecer un límite máximo
de corriente de fuga como medida de seguridad.
Si durante el ensayo el valor medido supera este
umbral, el sistema interrumpe
automáticamente la prueba, protegiendo tanto
al operador como al equipo, y registrando el
evento como una falla del elemento ensayado.

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Entre sus principales funcionalidades se incluyen:
• Carga automática de parámetros de ensayo desde una base de datos, incluyendo tiempo de
prueba, secuencias de aumento, sostenimiento y descenso de la tensión, y configuraciones de
seguridad.
• Lectura continua y en tiempo real de la tensión y corriente aplicadas.
• Registro automatizado de los resultados, con almacenamiento en la nube o en servidores locales.
• Generación automática de certificados de ensayo, con trazabilidad, firma digital y exportación en
formato PDF.









Configuración para ensayos hasta 100kV.
La segunda configuración está destinada al ensayo de detectores de tensión y equipos de medición. Esta
modalidad presenta dos particularidades importantes:
1. Generación autónoma de tensión: la fuente de alta tensión opera de forma independiente de la red
eléctrica, permitiendo generar tensiones de prueba tanto a 50 Hz como a 60 Hz, con alta
estabilidad y resolución. Esto
elimina el componente de
incertidumbre asociado a las
fluctuaciones de la red,
garantizando resultados más
precisos y repetibles.
2. Etapa de medición de alta
resolución: esta etapa permite un
ajuste fino de la tensión de salida,
con una resolución de hasta 1 V,
manteniendo una excelente
estabilidad durante todo el
ensayo. Esta característica es
clave para pruebas que requieren
valores exactos de tensión.

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En esta configuración también se conservan las funcionalidades de:
• Carga automática de parámetros de ensayo desde una base de datos, incluyendo tiempo de
prueba, secuencias de aumento, sostenimiento y descenso de la tensión, y configuraciones de
seguridad.
• Lectura continua y en tiempo real de la tensión y corriente aplicadas.
• Registro automatizado de los resultados, con almacenamiento en la nube o en servidores locales.
Generación automática de certificados de ensayo, con trazabilidad, firma digital y exportación en formato
PDF.









Configuración para ensayos hasta 30kV.

Visión Artificial
La última innovación en desarrollo es la incorporación de un sistema de visión artificial para el ensayo de
detectores de tensión, que permite identificar automáticamente el valor de umbral de activación sin
necesidad de intervención del operador. El objetivo de este método es automatizar la detección del umbral
para estandarizar la medición y reducir la variabilidad asociada al criterio humano.
En la práctica diaria del laboratorio se ensayan detectores de todo tipo y marca. En los modelos más
modernos, con tecnología basada en microprocesadores, la detección del umbral es clara y bien definida.
Sin embargo, la mayoría de los detectores actualmente en uso por el personal de mantenimiento de las
empresas son analógicos, y en ellos el umbral no es un valor definido, sino una franja de activación: el
dispositivo comienza a emitir señal (sonido o luz) de forma tenue a cierta tensión, pero no se estabiliza
completamente hasta alcanzar una tensión mayor.
En estos casos, es el criterio del laboratorista, basado en la observación visual y auditiva, el que determina
el valor del umbral, lo que introduce variabilidad si el mismo ensayo es realizado por diferentes personas.

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La incorporación de visión artificial permite aplicar un criterio unificado, objetivo y repetible en todos los
ensayos. Esto no solo estandariza la medición, sino que también mejora la confiabilidad, reduce los tiempos
de ensayo y permite registrar automáticamente el valor del umbral de activación del detector.














Software de reconocimiento de umbral para detectores.
Conclusiones
La incorporación de tecnología avanzada en el laboratorio de ensayo de TYRCO S.A. ha permitido
transformar por completo la forma en que se verifican los elementos de protección utilizados en trabajos
con tensión. La digitalización de los sistemas de control, la automatización de los procedimientos y la
implementación de comunicación inalámbrica no solo han mejorado la eficiencia operativa, sino que
también han elevado significativamente los estándares de seguridad.
Entre los principales logros se destacan:
• Reducción del riesgo eléctrico mediante la separación física entre el operador y los equipos de alta
tensión.
• Mayor confiabilidad y trazabilidad de los resultados gracias a la automatización, el registro digital y
la generación de certificados con firma digital.
• Mejora en la precisión de medición, tanto en tensión como en corriente de fuga, con equipos de
alta resolución y control remoto.
• Estandarización de ensayos subjetivos, como los de detectores de tensión analógicos, mediante el
uso de visión artificial para la detección automática de umbrales.

Estos avances posicionan al laboratorio como una referencia en innovación aplicada a ensayos eléctricos,
asegurando el cumplimiento de las normativas.
TYRCO S.A. reafirma así su compromiso con la mejora continua y la excelencia tecnológica en el ámbito de
la seguridad eléctrica.