Por qué los tableros fallan por calor

La potencia disipada en una conexión es:

P = I^{2} R

Si una conexión pierde torque u oxida sus superficies de contacto, su resistencia $R$ aumenta. Con la misma corriente, la potencia disipada aumenta, la temperatura sube, el metal se oxida más y la resistencia vuelve a subir. Es un ciclo que se acelera solo hasta el corte del conductor, un arco o un incendio.

Ejemplo. Un terminal con resistencia de contacto de 50 µΩ que conduce 400 A disipa $P = 400^{2} \cdot 50 \times 10^{- 6} = 8$ W. Si la conexión se degrada a 500 µΩ, disipa 80 W concentrados en pocos centímetros cúbicos: suficiente para dañar aislaciones cercanas.

Patrones típicos

Patrón en la imagen	Causa probable
Punto caliente localizado en un terminal	Conexión suelta, sulfatada o con torque insuficiente
Una fase completa más caliente	Desbalance de carga o sobrecarga en esa fase
Conductor caliente en toda su longitud	Conductor subdimensionado para la corriente
Calor en el cuerpo de un fusible	Fusible deteriorado o mal contacto en el portafusible
Interruptor caliente en su interior	Contactos internos desgastados
Neutro caliente	Armónicos (cargas no lineales) o desbalance importante

Criterios de severidad

Los criterios más usados son los de NETA MTS (tabla de inspección termográfica), basados en la diferencia de temperatura $Δ T$ :

ΔT entre componentes similares con carga similar	ΔT sobre temperatura ambiente	Acción recomendada
1 – 3 °C	1 – 10 °C	Posible deficiencia; investigar
4 – 15 °C	11 – 20 °C	Deficiencia probable; reparar cuando el tiempo lo permita
—	21 – 40 °C	Monitorear hasta que se tomen medidas correctivas
> 15 °C	> 40 °C	Discrepancia mayor; reparar de inmediato

El criterio entre componentes similares es el más robusto, porque compara fases que trabajan en las mismas condiciones.

La carga cambia el resultado

Como el calor depende de $I^{2}$ , un $Δ T$ medido con poca carga subestima lo que ocurrirá a plena carga. Una aproximación usada en la práctica para proyectar el $Δ T$ a la carga nominal es:

Δ T_{n o m} \approx Δ T_{m e d} {(\frac{I_{n o m}}{I_{m e d}})}^{n}, n \approx 1, 6 a 2

Ejemplo. Un $Δ T$ de 8 °C medido al 50 % de carga puede superar los 25 °C a plena carga ( $8 \cdot 2^{1, 6} \approx 24$ a $8 \cdot 2^{2} = 32$ °C). Por eso el informe debe registrar la corriente de cada fase al momento de la medición y la inspección debe hacerse en el horario de mayor carga.

Buenas prácticas

Inspeccionar con carga representativa (idealmente sobre 40 %).
Abrir tapas solo con procedimiento y EPP adecuado para riesgo de arco eléctrico según NFPA 70E, o usar ventanas infrarrojas instaladas.
Registrar imagen térmica y visual, corriente por fase y temperatura ambiente.
Comparar siempre con componentes similares.
Verificar después de reparar: una conexión reapretada sobre un terminal dañado vuelve a calentarse.

Frecuencia

NFPA 70B establece la inspección termográfica de equipos eléctricos al menos una vez al año, con mayor frecuencia en equipos críticos o en mala condición.

Referencias

ANSI/NETA MTS: Standard for Maintenance Testing Specifications, tabla de inspección termográfica.
NFPA 70B: Standard for Electrical Equipment Maintenance.
NFPA 70E: Standard for Electrical Safety in the Workplace.
ASTM E1934: guía para el examen termográfico de equipos eléctricos y mecánicos.

Termografía en tableros eléctricos: qué detecta y cómo interpretarla