El aceite para transformadores es fundamental para el funcionamiento eficiente y seguro de los transformadores de potencia. Este aceite, que actúa como aislante y refrigerante, disipa el calor y mantiene la rigidez dieléctrica en los sistemas de alta tensión. Sin embargo, la exposición a tensiones eléctricas, oxígeno y altas temperaturas provoca su deterioro con el tiempo, lo que resulta en la formación de compuestos ácidos, lodos y acumulación de humedad. Estos contaminantes afectan las propiedades aislantes y térmicas del aceite, aumentando el riesgo de fallas en el transformador.

Para mitigar estos riesgos y prolongar la vida útil de los transformadores, una de las soluciones más eficaces es la recuperación del aceite. Este artículo analiza en profundidad el proceso de degradación del aceite, las consecuencias de su contaminación y cómo la recuperación restaura el rendimiento, ofreciendo una alternativa sostenible y rentable a la sustitución del aceite.

Comprender la degradación del aceite de transformador y su impacto

El aceite de los transformadores se deteriora naturalmente con el tiempo al reaccionar con el entorno y las tensiones eléctricas internas. Esta degradación se produce principalmente por oxidación y descomposición térmica, procesos que generan subproductos indeseados.

Con el paso del tiempo, el aceite se vuelve más ácido y desarrolla lodos y compuestos polares, lo que compromete la rigidez dieléctrica y la fiabilidad general del transformador. Los contaminantes también pueden migrar al aislamiento, acelerando su degradación y dificultando las labores de reparación. Si no se trata, el aceite envejecido puede provocar una serie de fallos operativos.

1. Aumento de las pérdidas dieléctricas

Con el tiempo y la contaminación, el aceite del transformador se vuelve más conductor. Esto provoca pérdidas dieléctricas —corrientes de fuga que generan disipación de energía en forma de calor—. Estas ineficiencias se traducen en mayores costos de energía y un menor rendimiento del sistema.

2. Reducción de la rigidez dieléctrica

Una propiedad fundamental del aceite para transformadores es su capacidad aislante entre componentes energizados. A medida que el aceite se degrada, su rigidez dieléctrica disminuye debido a la presencia de humedad, ácidos y otros contaminantes polares. Esto aumenta el riesgo de descargas eléctricas o arcos eléctricos, lo que puede dañar los componentes internos.

3. Entrada y retención de humedad

El aceite envejecido repele menos el agua, lo que puede provocar la acumulación de humedad interna. La humedad actúa como conductor, reduciendo la integridad del aislamiento y aumentando las probabilidades de averías. También puede facilitar la corrosión interna y agravar los efectos de la oxidación.

4. Transferencia de calor deficiente

Los lodos formados durante la degradación del aceite tienden a depositarse en los componentes internos e impiden la disipación de calor, provocando el sobrecalentamiento de los transformadores. El sobrecalentamiento crónico puede provocar una expansión desigual de los componentes, una descomposición acelerada del aceite y una reducción de la capacidad del transformador.

Estos problemas suelen estar interrelacionados. Por ejemplo, el sobrecalentamiento provocado por los lodos puede aumentar la oxidación, lo que a su vez genera más ácidos y humedad. Por lo tanto, abordar la degradación del petróleo en sus primeras etapas es fundamental para prevenir daños a largo plazo.

¿Qué es la recuperación de aceite de transformador?

La regeneración del aceite de transformador es un proceso de recuperación que tiene como objetivo renovar el aceite usado mediante la eliminación de humedad, ácidos, lodos y otros subproductos. A diferencia del reemplazo completo del aceite, que puede ser costoso y perjudicial para el medio ambiente, la regeneración es más sostenible y económica. Generalmente se puede realizar in situ utilizando unidades móviles de purificación de aceite o equipos especializados, y en muchos casos, incluso se puede llevar a cabo con el transformador energizado, minimizando así las interrupciones operativas.

El objetivo principal de la recuperación del aceite es restaurar sus propiedades dieléctricas y térmicas originales, permitiéndole funcionar nuevamente como aislante y refrigerante. Al recuperar el aceite en lugar de reemplazarlo, las organizaciones no solo reducen su impacto ambiental, sino que también prolongan la vida útil del transformador sin incurrir en costos de infraestructura significativos.

Fases clave del proceso de recuperación de petróleo

La recuperación eficaz del aceite de transformador comprende tres etapas principales: pruebas de aceite, análisis de aceite y el proceso de recuperación propiamente dicho.

1. Análisis de aceite

Antes de iniciar la recuperación, es fundamental evaluar el estado del petróleo mediante una serie de pruebas estandarizadas. Estas evaluaciones proporcionan información sobre los niveles de contaminación del petróleo y orientan el enfoque del tratamiento. Las pruebas recomendadas incluyen:

· Factor de potenciaMide las pérdidas dieléctricas en el aceite; los valores altos indican contaminación o degradación.

· Número de acidezIndica la concentración de compuestos ácidos debido a la oxidación.

· Tensión interfacialLos valores más bajos sugieren una mayor presencia de productos de oxidación o contaminantes.

· Tensión de ruptura dieléctricaEvalúa la capacidad del aceite para soportar estrés eléctrico sin fallar.

· Prueba de colorUn índice de color más alto suele indicar contaminación o envejecimiento.

Estos diagnósticos se incluyen habitualmente en los protocolos de análisis de aceite de transformadores de potencia para garantizar la seguridad y la eficiencia operativas.

2. Análisis de aceite

Tras las pruebas, los resultados deben interpretarse en conjunto para determinar con precisión el estado del aceite. Ninguna prueba por sí sola ofrece una visión completa; es fundamental una evaluación integral.

Según la norma IEEE Std C57.637-2015, los aceites se clasifican en dos grupos:

· grupo yoAceites aptos para reacondicionamiento (purificación mecánica).

· Grupo IIAceites en mal estado, que requieren recuperación total o eliminación según factores económicos.

Esta clasificación orienta la estrategia de mantenimiento y ayuda a determinar si la recuperación es una opción viable.

3. El proceso de recuperación

Cuando la recuperación es la opción preferida, implica un tratamiento tanto mecánico como químico para restaurar la funcionalidad del aceite. Como se describe en la norma IEEE Std C57.637-2015, la distinción entre reacondicionamiento y recuperación es fundamental:

· Reacondicionamiento de aceiteEliminación mecánica de gases disueltos, humedad y partículas.

· Recuperación de petróleoEliminación química y por adsorción de sustancias ácidas, polares y formadoras de lodos.

Un proceso de recuperación completo debe incluir los siguientes componentes:

a. Tratamiento térmico

El aceite se calienta para facilitar la migración de la humedad desde los materiales aislantes hacia el aceite. Esto también ayuda a disolver los lodos dentro del transformador, facilitando su extracción durante el procesamiento. La recuperación de los transformadores energizados contribuye a este proceso al aprovechar el calor generado por la carga existente.

b. Desgasificación al vacío y deshidratación

El aceite caliente se hace pasar por una columna de vacío para eliminar los gases disueltos, la humedad y los ácidos volátiles. Maximizar la superficie de contacto en esta etapa mejora la eficiencia. El funcionamiento continuo al vacío garantiza que la humedad eliminada del aislamiento de papel no vuelva a entrar en el transformador.

c. Tratamiento de la tierra de Fuller

A continuación, el petróleo pasa a través de un lecho de tierra de Fuller, una arcilla natural conocida por su alta capacidad de adsorción. Esta tierra elimina eficazmente ácidos, lodos, alcoholes y partículas de carbono. Este paso mejora la tensión interfacial y el factor de potencia, a la vez que reduce el contenido ácido.

d. Reinyección del inhibidor

Muchos transformadores funcionan con inhibidores de oxidación. Durante el proceso de recuperación, estos inhibidores se eliminan del aceite. Por lo tanto, se inyecta una nueva dosis de un aditivo antioxidante adecuado en el aceite recuperado durante su retorno final al transformador, lo que ayuda a ralentizar la degradación futura.

e. Etapas de filtración

Para garantizar que no regresen partículas metálicas o extrañas al transformador, el aceite pasa por una serie de filtros. La etapa final suele incluir un filtro de 0,5 micras para eliminar cualquier partícula residual. Esto es fundamental para evitar la introducción de contaminantes que podrían afectar el rendimiento del aislamiento o causar desgaste mecánico.

Cabe destacar que la recuperación del aceite de los transformadores es una de las diversas estrategias de mantenimiento preventivo que pueden complementar programas más amplios de servicio de equipos eléctricos, como la revisión de motores eléctricos, garantizando así la longevidad de todo un sistema de distribución de energía.

Conclusión

Mantener la alta calidad del aceite de transformador no se limita a la conservación del aceite en sí, sino que es fundamental para proteger todo el sistema. La acumulación de contaminantes pone en riesgo la fiabilidad, la eficiencia y la vida útil del equipo. La recuperación del aceite de transformador ofrece una solución integral, rentable y ecológica a estos desafíos, permitiendo a los administradores de instalaciones prevenir costosas interrupciones del servicio, prolongar la vida útil de los activos y garantizar un suministro eléctrico ininterrumpido.