El medidor de gases en aceite es uno de los instrumentos más importantes en el sistema moderno de monitoreo del estado de los transformadores en Chile. Su uso permite evaluar rápidamente el estado técnico del aislamiento y detectar el inicio de sobrecalentamientos, descargas parciales o fallas por arco antes de que aparezcan signos visibles de daño. En un país donde la red energética se extiende por miles de kilómetros —desde las estaciones solares del norte hasta las centrales hidroeléctricas de la Patagonia—, estos sistemas de control son esenciales para la seguridad y estabilidad del suministro eléctrico.

Análisis de gases disueltos — base del diagnóstico

El medidor de gases en aceite funciona según el principio del análisis de gases disueltos, utilizado en la práctica energética internacional durante más de cuarenta años. El método consiste en detectar los gases que se forman dentro del transformador debido a procesos térmicos o eléctricos. En particular, cuando el aislamiento se sobrecalienta, ocurren descargas parciales o fallas por arco, se acumulan diferentes gases en el aceite: hidrógeno (H₂), metano (CH₄), etileno (C₂H₄), etano (C₂H₆), acetileno (C₂H₂), así como monóxido y dióxido de carbono (CO y CO₂).
La concentración y la relación de estos gases permiten no solo determinar la existencia de un daño, sino también clasificar su tipo. Por ejemplo:

• Hidrógeno y metano indican procesos térmicos iniciales a temperaturas cercanas a 150 °C;

• El etano comienza a formarse a 250 °C, señalando un sobrecalentamiento local;

• El etileno aparece a 350 °C, indicando un calentamiento más intenso;

• El acetileno se forma solo entre 500 y 700 °C y es signo de falla por arco o descarga de alto voltaje.

Procesos fisicoquímicos de formación de gases en el aceite

En condiciones normales, la temperatura de operación del transformador no supera los 90 °C. Sin embargo, cuando se produce un sobrecalentamiento local superior a 150 °C, comienzan las reacciones de descomposición térmica de los hidrocarburos presentes en el aceite. Este proceso genera hidrógeno, metano y otros gases que inicialmente se disuelven en el aceite y, al aumentar su concentración, forman burbujas.
Cuando la cantidad de gases supera un nivel crítico, puede activarse un relé de gas que desconecta automáticamente el transformador para prevenir fallas. Por eso, el medidor de gases en aceite es una herramienta preventiva de monitoreo que detecta la aparición de gases antes de que alcancen niveles críticos.
Es importante comprender que no toda generación de gases indica un fallo. Con la edad del transformador, los gases se acumulan de forma natural debido al envejecimiento del aislamiento. Por eso es crucial no solo medir la concentración, sino también analizar la velocidad de cambio de los valores, es decir, la dinámica de formación de gases. Por ejemplo, si el nivel de hidrógeno o etileno aumenta más rápido de lo normal, es una señal de inicio de degradación del aislamiento o de la aparición de descargas parciales.

Tipos de fallas detectadas mediante análisis de gases

La interpretación de los resultados proporcionados por el medidor de gases en aceite permite determinar con precisión el tipo de daño. Basado en años de observación de cientos de transformadores, se identifican los siguientes tipos principales de fallas:

• Descarga parcial (DP): descargas coronas que ocurren en zonas de campo eléctrico desigual, produciendo hidrógeno y metano, así como depósitos cerosos en el aislamiento de papel.

• Descargas de baja energía (D1): fallas por chispa que dejan puntos carbonizados en el aislamiento de papel. En el gas predomina el acetileno y el hidrógeno.

• Descargas de alta energía (D2): fallas por arco, acompañadas de fusión de elementos metálicos y formación significativa de acetileno.

• Daños térmicos (T1, T2, T3): etapas sucesivas de sobrecalentamiento, desde 150 °C hasta más de 700 °C, reflejadas en el aumento de la concentración de etileno, etano, CO y CO₂.

El análisis de la composición de gases permite no solo detectar el problema, sino también entender su origen, ya sea un sobrecalentamiento local o una falla seria por arco.

Medidor de gases en aceite TOR-2 — solución para empresas energéticas en Chile

Entre los sistemas modernos utilizados en Chile, el medidor de gases en aceite tipo TOR-2 ha ganado popularidad por su capacidad de análisis rápido de la humedad y la concentración de hidrógeno en el aceite del transformador. Este dispositivo combina precisión, estabilidad y facilidad de uso, convirtiéndose en una herramienta eficaz para las empresas energéticas.
TOR-2 puede medir:

• Humedad en unidades de actividad de agua (aw) en el rango de 0 a 1 con una precisión de ±0,02 aw a 20 °C;

• Contenido de hidrógeno en el rango de 25 a 5000 ppm con un error máximo del 20 %.

Para medir la humedad, se utiliza un sensor capacitivo que garantiza estabilidad de las lecturas a lo largo del tiempo y no se ve afectado por impurezas. Para determinar el contenido de hidrógeno, se emplea un sensor sólido altamente selectivo. Gracias a la baja solubilidad del hidrógeno en el líquido, incluso concentraciones mínimas se registran fácilmente, permitiendo detectar defectos iniciales antes de que se vuelvan críticos.

Características técnicas de TOR-2

• Rango de actividad de agua: 0…1 aw

• Precisión a 20 °C: ±0,02 aw (0–0,9 aw), ±0,03 aw (0,9–1 aw)

• Rango de medición de hidrógeno: 25–5000 ppm

• Repetibilidad de resultados: 10 % o 15 ppm

• Temperatura ambiente de operación: 0…55 °C

TOR-2 no requiere calibración durante largos períodos, no tiene consumibles y no necesita mantenimiento técnico complejo. Para iniciar la medición, basta con verter la muestra de aceite y presionar el botón Start, lo que resulta especialmente conveniente para laboratorios de campo o unidades móviles de servicio.

Ventajas de usar TOR-2 en Chile

Considerando las características geográficas de Chile —una extensa red eléctrica que abarca diversas zonas climáticas—, las cualidades más importantes del dispositivo son su fiabilidad, autonomía y precisión. TOR-2 cumple con todos estos requisitos:

• Permite detectar defectos en etapas tempranas;

• No requiere ajustes o servicios complejos;

• Garantiza mediciones confiables independientemente del tipo de aceite;

• Es adecuado para trabajar en un amplio rango de temperaturas y humedad.

Esto hace que TOR-2 sea la elección óptima para empresas que buscan aumentar la confiabilidad de sus transformadores y reducir costos de reparación.

El análisis regular de gases permite prever el desarrollo de fallas semanas o incluso meses antes de que alcancen concentraciones críticas. En un contexto donde un fallo en una subestación puede causar apagones masivos en regiones enteras, el medidor de gases en aceite se convierte en una herramienta estratégica para las empresas energéticas.
Las compañías chilenas, al implementar tecnologías como TOR-2, pueden establecer un sistema de mantenimiento predictivo basado en datos reales, realizando reparaciones solo cuando se detectan desviaciones reales y no según un calendario fijo.