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El aceite seco no siempre significa que el aislamiento del devanado esté seco. La humedad puede permanecer atrapada en el aislamiento de celulosa durante semanas, incluso después de que el aceite ya haya alcanzado niveles aceptables de humedad. Precisamente en este punto aparentemente «aceptable» un transformador puede entrar en una condición de operación de emergencia ante el primer aumento súbito de carga o cortocircuito. El error opuesto resulta igualmente costoso: un transformador se retira de servicio para un largo desmontaje y secado en taller cuando, en realidad, bastarían varios días de tratamiento con una unidad móvil de secado in situ. Esto suele ocurrir porque no existe un criterio objetivo para determinar si el aislamiento realmente ha terminado de secarse.

Aquí es donde entra en juego la lógica de la norma IEC 60422, el estándar internacional fundamental para el mantenimiento del aceite de transformadores. La norma evalúa el estado del aislamiento no mediante una única medición, sino observando cómo cambian los parámetros con el tiempo. Una tendencia gradual suele ser mucho más informativa que un valor absoluto que aún se encuentra dentro de los límites aceptables. Ese mismo principio —evaluar la tendencia en lugar de basarse en una medición puntual— proporciona un criterio objetivo para determinar cuándo el proceso de secado ha concluido realmente.

Por qué el aislamiento se humedece incluso sin causas evidentes

El aislamiento de papel-aceite mantiene una alta resistencia de aislamiento, rigidez dieléctrica y bajas pérdidas dieléctricas solo cuando su contenido de humedad se mantiene bajo. El papel de celulosa tiene una estructura capilar, lo que lo hace altamente higroscópico incluso después de la impregnación con aceite. El aceite del transformador es menos higroscópico, pero aun así absorbe humedad, y durante el funcionamiento el agua migra continuamente entre el aislamiento sólido y el aceite en función del perfil de temperatura.

En la práctica de fabricación, después del secado en fábrica el contenido de humedad del aislamiento de celulosa se reduce típicamente a aproximadamente 0,5–1,0%, valor que ya se encuentra cerca del límite tecnológico. A partir de ese momento, la humedad solo puede acumularse durante el servicio, dependiendo de la calidad del sellado del tanque, el estado del deshidratador (breather), los ciclos de temperatura y la carga del transformador.

La acumulación de humedad también sigue patrones estacionales y de carga. La humedad del aceite suele ser mayor en primavera y otoño que en verano o invierno, mientras que el contenido de humedad tiende a aumentar a medida que disminuye la carga del transformador. En consecuencia, los transformadores con carga ligera —que a menudo reciben menos atención operativa— suelen ser los más vulnerables a los problemas de aislamiento relacionados con la humedad.

Cuándo el secado deja de ser opcional

El secado del transformador se vuelve necesario cuando:

se encuentran trazas de agua libre dentro del tanque o sobre la parte activa;
el transformador ha permanecido sin aceite, o sin reposición de aceite, durante más de un año;
el gel de sílice indicador ha cambiado completamente de azul a rosa;
la parte activa ha estado expuesta al aire atmosférico durante el doble del período permitido;
el secado correctivo no logra restablecer los parámetros de aislamiento a los estándares requeridos.

Cuando la carga del transformador cambia rápidamente, la temperatura del aislamiento aumenta y la humedad atrapada en el interior de la celulosa se convierte en vapor. En casos relativamente leves, el vapor debilita la estructura del papel aislante. Sin embargo, durante los cortocircuitos, la generación de vapor es casi instantánea, creando tensiones mecánicas capaces de dañar gravemente el aislamiento. Ambas situaciones aceleran el envejecimiento del aislamiento y aumentan significativamente la probabilidad de fallo dieléctrico precisamente cuando el transformador ya está operando en condiciones de emergencia.

El desmontaje no siempre está justificado

Secar la parte activa en un horno o cámara de vacío sigue siendo el método de restauración más completo. Sin embargo, también requiere desmontaje, transporte, largas interrupciones de servicio y considerables costos de mano de obra y energía.

Para transformadores que simplemente presentan niveles elevados de humedad sin daño mecánico crítico, este enfoque a menudo no está económicamente justificado. Si el desmontaje de la parte activa no es necesario, el secado in situ suele ser la solución más práctica.

El método: dispositivo de calentamiento de baja frecuencia LFD + CMM-4/7

Una combinación altamente eficaz para secar transformadores directamente en la subestación sin transporte consta de las siguientes etapas.

1. Calentamiento de los devanados con un dispositivo de calentamiento de baja frecuencia LFD

El principio de funcionamiento del sistema LFD es sencillo. Una corriente de baja frecuencia se hace pasar por los devanados del transformador, haciendo que los propios devanados se conviertan en la fuente de calor. El calentamiento comienza así en el interior de la parte activa, alcanzando la temperatura estándar de secado de +75 a +120 °C.

A medida que el aislamiento se calienta, la humedad atrapada en la celulosa migra hacia el aceite del transformador. A diferencia de los métodos de calentamiento externo —como la circulación de aceite caliente o el uso de aire caliente—, el calor no tiene que viajar desde el tanque hacia los devanados. En cambio, se genera directamente dentro del propio aislamiento, lo que permite que la humedad salga del aislamiento sólido de forma más rápida y completa.

2. Conexión del CMM-4/7 en circuito cerrado

La unidad de purificación de aceite CMM-4/7 se conecta al transformador en un circuito de circulación cerrado. El aceite con humedad sale continuamente del tanque del transformador, pasa por calentamiento, filtración y desgasificación al vacío dentro de la unidad, y luego regresa al transformador en condición seca.

3. Circulación continua hasta que la humedad se estabiliza

El ciclo funciona de manera automática mientras el LFD mantiene la temperatura requerida del devanado y la UVM-4/7 elimina continuamente la humedad del aceite en circulación.

Como resultado, no solo se seca el aceite del transformador, sino que el aislamiento sólido de celulosa también se seca progresivamente, lo cual es el objetivo final de todo el proceso.

Por qué este método es más eficaz de lo que parece

El calor generado por las pérdidas del núcleo y los devanados fluye naturalmente desde el centro de la parte activa hacia el tanque del transformador. La humedad sigue el mismo gradiente térmico, moviéndose con el flujo de calor y no en contra de él.

El espacio de aire entre la parte activa y el tanque también actúa como aislamiento térmico, reduciendo tanto el tiempo de secado como el consumo de energía eléctrica.

Dado que el circuito de circulación está completamente cerrado y se monitorea de forma continua, la humedad del aceite se mide en tiempo real en lugar de estimarse después de un período de calentamiento predeterminado.

Por esta razón, la decisión de detener el proceso de secado se basa en la tendencia de reducción de la humedad del aceite, no en un tiempo de operación fijo.

La combinación de un calentador de baja frecuencia LFD y el CMM-4/7 permite restaurar las propiedades dieléctricas del aislamiento del transformador sin desmontar la parte activa y completamente in situ.

Este enfoque resulta especialmente valioso en los casos en que las normativas de mantenimiento aún no exigen retirar el transformador de servicio, pero las tendencias de humedad ya indican un deterioro del aislamiento. Utilizar la tendencia de humedad como criterio objetivo para completar el proceso de secado elimina tanto el secado insuficiente como las horas de operación adicionales innecesarias, dando como resultado un procedimiento de mantenimiento más fiable y económicamente eficiente.

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