Aplicación Práctica / Practical Issues
Recibido: 10-05-2019, Aprobado tras revisión: 17-07-2019
Forma sugerida de citación: Quitiaquez W.; Simbaña C; Simbaña I.; Isaza C.; Nieto-Londoño C; Quitiaquez P.; Toapanta L.
(2019) “Análisis Comparativo entre el Aceite Mineral y el Aceite Vegetal Utilizados como Dieléctricos y Refrigerantes para
Transformadores de Potencia”. Revista Técnica “energía”. No. 16, Issue I, Pp. 73-81
ISSN On-line: 2602-8492 - ISSN Impreso: 1390-5074
© 2019 Operador Nacional de Electricidad, CENACE
Comparative Analysis between Mineral Oil and Vegetable Oil used as
Dielectrics and Refrigerants for Power Transformers
Análisis Comparativo entre el Aceite Mineral y el Aceite Vegetal Utilizados
como Dieléctricos y Refrigerantes para Transformadores de Potencia
W. Quitiaquez
1
A. Simbaña
†1
I. Simbaña
1
C. Isaza
2
C. Nieto
2
P. Quitiaquez
1
F. Toapanta
1
1
Universidad Politécnica Salesiana, Quito, Ecuador
E-mail: wquitiaquez@ups.edu.ec; csimbanar@est.ups.edu.ec; asimbana@ups.edu.ec;
rquitiaquez@ups.edu.ec; ltoapanta@ups.edu.ec
2
Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín, Colombia
E-mail: cesar.isaza@upb.edu.co; cesar.nieto@upb.edu.co
Abstract
The objective of this investigation is to evaluate the
properties of vegetable oil and mineral oil used as
dielectrics and refrigerants in power transformers,
equipment that is used on the oil fields exploitation.
Based on the ASTM D1524 standard, a visual test
was carried out with five samples of each oil,
obtaining average values of 1,15 and 0,6 for
vegetable oil and mineral oil, respectively.
The obtained results showed that vegetable oil keeps
its properties for a long time, which extends the
equipment's useful life.
For the dielectric strength test, according to the
ASTM D1816 test, five measurements were taken for
the vegetable oil, obtaining as average values 32,9,
29,6, 31,1, 30,7, 32,6; meanwhile, for the mineral oil,
the average results of the five measurements were
31,2, 28,5, 29,6, 28,9, 30.
It demonstrated that the vegetable oil is better due to
it has higher dielectric strength.
Index terms Power transformer, Vegetable oil,
Mineral oil, Dielectric strength, Visual inspection
Resumen
El objetivo de la presente investigación es evaluar las
propiedades del aceite vegetal y aceite mineral
utilizados como dieléctricos y refrigerantes en
transformadores de potencia, equipos que son
usados en la explotación de los campos petroleros,
utilizando.
En base a la norma ASTM D1524, se realizó una
prueba visual con cinco muestras de cada uno de los
aceites, obteniendo valores promedio de 1,15 y 0,6
para el aceite mineral y aceite vegetal,
respectivamente.
Los resultados obtenidos mostraron que el aceite
vegetal mantiene sus propiedades durante un tiempo
prolongado, lo que ayuda a la vida útil del equipo.
Para la prueba de rigidez dieléctrica según la prueba
ASTM D1816, para el aceite vegetal se realizan cinco
mediciones obteniendo como valores promedio 32,9,
29,6, 31,1, 30,7, 32,6; mientras que para el aceite
mineral los resultados promedio de las cinco
mediciones fueron de 31,2, 28,5, 29,6, 28,9, 30.
Así se demostró que el aceite vegetal es mejor al
poseer mayor rigidez dieléctrica.
Palabras clave Transformador de potencia, Aceite
vegetal, Aceite mineral, Rigidez dieléctrica,
Inspección visual.
Edición No. 16, Issue I, Julio 2019
1. INTRODUCCIÓN
Debido al constante crecimiento poblacional, el
consumo de energía eléctrica a nivel mundial está
aumentando constantemente [1]. Un transformador
eléctrico es el equipo principal dentro de un sistema de
potencia eléctrica [2], ya que permite convertir un
voltaje alterno principal en un voltaje alterno
secundario, pero con la misma frecuencia eléctrica,
garantizando la producción económica de una nación
[3]. Según Hasan [4] y Delgado et al. [5], un
transformador eléctrico es un dispositivo que transfiere
energía eléctrica de un circuito a otro.
Radakovic et al. [6] consideran que las principales
características de un aceite dieléctrico dentro de un
transformador son servir como aislante eléctrico y como
refrigerante, disipando el calor generado por las
pérdidas en el interior del transformador hacia un agente
refrigerante fuera del mismo, información corroborada
según la normativa INEN [7].
Los aceites además deben combinar un alto punto de
inflamación con una alta resistencia dieléctrica [8]. Para
Filippini et al. [9], la conductividad eléctrica de los
aceites aislantes es un parámetro importante de
caracterización para aceites nuevos y para aceites en
servicio de transformadores, siendo la conductividad
proporcional a la densidad de electricidad de carga en el
líquido en equilibrio termodinámico. La investigación
realizada por Mariprasath y Kirubakaran [10],
determinó que, en los transformadores, el 70 % de las
fallas se presentan por el mal estado del aceite que está
dentro del transformador.
La resistencia térmica entre media tensión y aceite
se denota como Rth1, la resistencia térmica entre baja
tensión y aceite es Rth2, el circuito magnético de
resistencia térmica y aceite es Rth3, la resistencia
térmica entre el tanque de aceite y el del transformador
es Rth4 y Rth5 es la resistencia térmica entre el tanque
del transformador y el aire, tal y como se puede
visualizar en la Fig. 1 [11].
Figura 1: Esquema de pérdidas de calor en transformadores
refrigerados por aceite [12]
El aceite mineral dieléctrico es el tipo de aceite más
utilizado en los transformadores de potencia y
distribución, por su relación costo-beneficio [13]. Los
hidrocarburos constituyen una variedad de aceite
mineral, que pueden separarse por destilación,
aprovechando la propiedad de que sus pesos de
ebullición varían, como sus pesos moleculares [14]. Una
desventaja es que presentan una baja conductividad
térmica, por lo tanto, poseen una baja eficiencia de
refrigeración [15].
La estimación de la vida útil de los aceites minerales
utilizados en los transformadores de energía es esencial
para los productores de petróleo. Dado que los
transformadores de potencia son las partes más caras de
un sistema de suministro eléctrico, su vida útil prevista
es de varios decenios en condiciones de funcionamiento
estándar [16].
Bangladesh importa la mayoría de los aceites de
petróleo de Medio Oriente. Desde este punto de vista, el
aceite de transformador de desechos (WTO, por sus
siglas en inglés) puede ser una fuente alternativa para
los aceites de petróleo [17]. El aceite dieléctrico de
origen vegetal se fabrica empleando materiales
renovables, como productos agrícolas, cuyas emisiones
de carbono son inferiores a las del aceite mineral y
fueron desarrollados comercialmente desde 1999 por
una creciente preocupación hacia el medio ambiente
[18]. Con los años, se obtuvieron resultados exitosos en
aplicaciones potenciales de semillas, nueces oleaginosas
(canola) y utilizando aceites como por ejemplo de
almendra [19], de Jatropha curcas [20, 21], de palma
[22], de coco [23, 24], de soya, de girasol y de
ricino [25].
Sin embargo, el desafío que limita el uso de aceite
de algunas de estas semillas y nueces es su alto punto de
fluidez [26]. Para transformadores nuevos fabricados
con aceite biodegradable, según Garba et al. [27], el
transformador resiste temperaturas más altas que las
convencionales, permitiendo ganancia en la potencia,
costo y dimensión, además de aumentar la vida útil del
transformador y mitigar los riesgos en los costos
resultantes de eventos de explosión y fuego en el
transformador [28].
Un análisis comparativo basado en investigaciones
previas de las razones de biodegradación entre el aceite
mineral y el aceite vegetal es expuesto en la Tabla 1.
Tabla 1: Razón de biodegradación de aceite mineral y vegetal [14]
Razones de Biodegradación
Componente
Cooper
ETV
U. de
Lieja
CONCAWE
USACE
TERC
Aceite
Vegetal FR3
120 %
+ 33 %
después
de 28
días
---
---
---
98 %
después
de 28
días
Aceite
Mineral
---
70 %
después
de 28
días
28 %
después de
28 días
42-49%
después
de 28
días
30,5 %
después
de 28
días
Quitiaquez et al. / Análisis del Aceite Mineral y Vegetal como Dieléctrico y Refrigerante en Transformadores de Potencia
Se han realizado y publicado estudios sobre el uso
de fluidos dieléctricos con respecto al medio ambiente
[29] y varios aceites han sido patentados para este fin.
La investigación realizada por Fernández et al. [30]
presenta una revisión completa de fluidos alternativos
para transformadores de potencia. Un punto importante,
con respecto a la adopción de aceite vegetal en
transformadores, es la durabilidad del papel aislante, es
decir, la forma como este fluido aislante afecta la vida
útil del aislamiento sólido. Bajo las mismas
condiciones, el envejecimiento del papel kraft en aceite
vegetal es mucho más lento que en aceite mineral
convencional [31].
El objetivo de esta investigación es determinar
experimentalmente cuál aceite, si el vegetal o el
mineral, proporciona un mejor rendimiento en
transformadores de potencia. La organización del
presente manuscrito se indica a continuación. La
introducción describe los transformadores de potencia
citando estudios enfocados al aceite vegetal y otros al
aceite mineral. En materiales y métodos se presentan las
normas, rangos de aplicación, así como el
procedimiento a seguir para realizar el análisis. En la
sección de resultados, se comparan las muestras de los
aceites, en una inspección visual y en un análisis de
resistencia dieléctrica. Finalmente, en conclusiones se
indica el aceite que brinda mayor rendimiento, con base
a los resultados obtenidos.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
A continuación, se presentan las características
técnicas de los equipos utilizados. Adicionalmente, se
indican las normas utilizadas para el desarrollo
experimental, así como el rango de aplicación se
describe el procedimiento a seguir en cada una de ellas.
La Fig. 2 indica el procedimiento a seguir para llevar a
cabo la presente investigación.
Figura 2: Diagrama de flujo del proceso investigativo
2.1. Transformadores
Para la ejecución de las pruebas se utilizaron 10
transformadores de entre 200 y 1 000 kVA de potencia.
Cinco de ellos fueron llenados con aceite mineral
Hyvolt II, mientras que los 5 restantes fueron llenados
con aceite biodegradable Envirotemp FR3. La Fig. 3
muestra el transformador llenado con aceite
biodegradable Envirotemp FR3
Figura 3: Transformador de potencia llenado con aceite
biodegradable FR3 [32]
2.2. Medidor de rigidez dieléctrica
La Fig. 4 esquematiza un medidor de rigidez
dieléctrica marca BAUR, modelo BPA 75C con un
rango de medición de 75 kV y una división de escala de
0,1 kV. Este fue el equipo empleado para la medición de
los datos.
Figura 4: Medidor de rigidez dieléctrica [33]
2.3. Electrodos en forma de hongo
La Norma ASTM D-1816 especifica pruebas con
electrodos tipo hongo esparcidos entre si 2,032 mm,
como los presentados en la Fig. 5. Este método exige
agitación y es sensitivo a pequeñas cantidades de
contaminantes y primariamente se debe usar en aceites
nuevos y usados cuando se requiere de una mayor
precisión en los resultados [34].
Figura 5: Electrodos tipo hongo
Edición No. 16, Issue I, Julio 2019
2.4. Procedimiento para el cálculo experimental
Según la norma ASTM D1816, este método de
prueba cubre la determinación de la tensión de ruptura
dieléctrica de líquidos aislantes, es decir, aceites de
origen petrolífero, fluidos de silicona, aceites aislantes
eléctricos de alto punto de fuego, fluidos éster sintéticos
y fluidos éster naturales. Los rangos de esta norma se
indican en la Tabla 2.
Tabla 2: Rangos de la norma ASTM D1816 [35]
Este método de prueba es aplicable a líquidos
aislantes comúnmente utilizados en cables,
transformadores, disyuntores de aceite y aparatos
similares como medio aislante y de enfriamiento [36].
El aceite se agita durante la secuencia de prueba y se
especifica un impulsor de dos paletas accionado por un
motor.
La norma prescribe las dimensiones y el paso del
impulsor, así como la velocidad de operación que debe
estar entre 200 y 300 rpm. Para evitar que el aire entre
en contacto con el aceite en circulación, el vaso de
prueba debe tener una cubierta o deflector [8].
La Tabla 3 presenta los límites de prueba para
equipos de ensayo con fluidos de éster natural recibidos,
por debajo de 230 kV antes de la activación.
De manera similar, la Tabla 4 presenta los límites de
prueba para equipos nuevos, ahora con aceite mineral.
Tabla 3: Límites de prueba con éster natural [37]
Tabla 4: Límites de prueba con aceite mineral [38]
2.5. Aumento de temperatura
El aumento de la temperatura del líquido aislante por
encima de la temperatura ambiente no debe superar los
65 °C cuando se mide cerca de la parte superior del
tanque principal [36].
La Fig. 6 describe el método de medición del color
ASTM D1524 para combustibles que incluyen aceites
lubricantes, aceites para calefacción, combustibles
diésel y ceras de petróleo. La escala de colores varía
entre 0,5 y 8. El valor más bajo de 0,5 es un amarillo
claro, 2 es amarillo, 5 es naranja y 8 es rojo intenso
[39].
Norma
ASTM D1816
Electrodos
Forma
Tamaño de
separación
2 o 1 mm
Agitamiento de la
muestra de aceite
Impulsor
Sí
Bola Magnética
Sin opción
Temperatura de
prueba en
laboratorio
Líquido
Se debe registrar la
temperatura
Ambiente
20 – 30 °C
Temperatura de
prueba exterior
Líquido
Se debe registrar la
temperatura
Ambiente
Pruebas de arbitraje
20 – 30 °C
Voltaje de prueba
Velocidad de subida
0,5 kV·s
-1
Frecuencia
45 – 65 Hz
Rupturas
Definición
< 100 V
Cantidad en
secuencia
5
Tiempo entre
rupturas
1 a 1,5 min
Voltaje de prueba,
tiempo de apagado
del voltaje de
prueba después de
una ruptura
Normal
No especificado
Aceite siliconado
No especificado
Prueba y Método ASTM
Valor para clase de
voltaje
≤ 69 kV
> 69 < 230 kV
Resistencia dieléctrica, ASTM D1816,
[kV] mínimo
-----
-----
Brecha 1
25
30
Brecha 2 [mm]
45
52
Factor de disipación, ASTM D924, %,
máximo 25 ºC
0,5
0,5
Color, ASTM D1500
unidades ASTM, máximo
L1,0
L1,0
Examinación visual, ASTM D1524
Brillante
y claro
Brillante y
claro
Número de neutralización (acidez),
ASTM D974, mg KOH/g, máximo
0,06
0,06
Contenido de agua, ASTM D1533,
mg/kg, máximo
300
150
Punto de inflamación, ASTM D92 °C
300
300
Viscosidad cinemática, AST D445,
ASTM D445, mm
2
·s
-1
(cSt)
a 40 °C, máximo
50
50
Prueba y Método ASTM
Valor para clase de
voltaje
≤ 69 kV
> 69 < 230 kV
Brecha 1 [mm]
25
30
Brecha 2 [mm]
45
52
% máximo, 25 °C
0,05
0,05
% máximo, 100 °C
0,4
0,4
Color, ASTM D1500,
unidades ASTM, máximo
L1,0
L1,0
Examinación visual, ASTM D1524
Brillante
y claro
Brillante y
claro
Número de neutralización (acidez),
ASTM D974, mg KOH/g, máximo
0,015
0,015
Contenido de agua, ASTM D1533,
mg·kg
-1
, máximo
20
10
Tensión interfacial, ASTM D971
mN·m
-1
, mínimo
38
38
Contenido de inhibidor de oxidación
cuando se especifica ASTM D2668
-----
------
Aceite tipo I, % máximo
-----
0,08
Aceite tipo I, % mínimo
-----
0
Aceite tipo II, % máximo
0,3
0,3
Aceite tipo I, % mínimo
> 0,08
> 0,08
Quitiaquez et al. / Análisis del Aceite Mineral y Vegetal como Dieléctrico y Refrigerante en Transformadores de Potencia
Figura 6: Colores y examen visual del aceite usado ASTM
D1524 [40]
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se realizó la medición de la resistencia dieléctrica,
realizando cinco muestreos con cinco mediciones, tanto
para el aceite mineral como para el aceite vegetal. El
aceite dieléctrico, al poseer mejores resultados de
rigidez dieléctrica, asegura un mejor resguardo para el
equipo, protegiéndolo contra posibles cortocircuitos y
sobrecargas, optimizando de esta manera el rendimiento
del equipo en condiciones de trabajo forzado.
Según la norma ASTM D1816, para pruebas del
aceite dieléctrico vegetal se tiene que el valor mínimo
de rigidez dieléctrica para la aceptación del aceite
dieléctrico vegetal es de 25 kV. Los resultados
obtenidos en las cinco mediciones realizadas mostraron
que el aceite sobrepasó esta barrera, ubicándose 4,58
puntos sobre la norma en su muestra más baja y 7,9
puntos sobre la norma en su muestra más alta como se
indica en la Tabla 5, obteniendo un valor promedio de
6,24 puntos sobre la norma.
Tabla 5: Medición y resultados de la prueba ASTM D1816 de
rigidez dieléctrica del aceite vegetal
Mientras que, para pruebas del aceite dieléctrico
mineral, se tiene que el valor mínimo de rigidez
dieléctrica para la aceptación del aceite es de 25 kV. Por
los resultados obtenidos en las cinco mediciones
realizadas, el aceite sobrepasó esta barrera, con 3,5 y
6,16 puntos sobre la norma en su muestra más baja y
más alta, respectivamente, con un valor promedio de
4,83 puntos sobre la norma. Estos valores se presentan
en la Tabla 6.
Los resultados de las mediciones se presentan en la
Fig. 7. El aceite vegetal o biodegradable obtuvo valores
de muestreo promedio mayores al mineral, así como un
valor promedio de 31,38 kV. Esto quiere decir que el
aceite vegetal cumple y supera los valores establecidos
para la resistencia dieléctrica para transformadores por
debajo de los 230 kV. Por este motivo presentó las
condiciones para ser un mejor aislante eléctrico para el
transformador.
Tabla 6: Medición y resultados de la prueba ASTM D1816 de
rigidez dieléctrica del aceite vegetal
Figura 7: Medición de la prueba ASTM D1816 de rigidez
dieléctrica para aceite vegetal y mineral
En las muestras obtenidas, el aceite biodegradable
superó en todos los casos al aceite mineral. Los
transformadores cuentan con un promedio de cuatro
semanas de funcionamiento en campo. Los valores
obtenidos se presentan en la Tabla 7, donde el aceite
biodegradable cambió su tonalidad de aceite nuevo en
dos ocasiones, con un aumento de 0,5; mientras que el
aceite mineral cambió su tonalidad en cuatro ocasiones
entre 0,5 y 1.
Tabla 7: Prueba visual ASTM D1524
La comparación de los resultados de la inspección
visual entre los dos aceites se presenta en la Fig. 8. Esta
variación en la tonalidad de ambos aceites se originó en
Aceite
Vegetal
Muestra
1 [kV]
Muestra
2 [kV]
Muestra
3 [kV]
Muestra
4 [kV]
Muestra
5 [kV]
Medición 1
36,1
27,2
29,6
34,5
28
Medición 2
23,9
34,6
30,5
31,2
30,6
Medición 3
38,3
31,8
31,5
26,1
35
Medición 4
42,5
36,4
28,3
33,5
43,4
Medición 5
23,7
17,9
35,5
28,1
26
Media
32,9
29,6
31,1
30,7
32,6
Promedio
31,4
Aceite
Vegetal
Muestra
1 [kV]
Muestra
2 [kV]
Muestra
3 [kV]
Muestra
4 [kV]
Muestra
5 [kV]
Medición 1
34,5
26
29,4
33,8
14,6
Medición 2
30,4
29,1
32,4
25,2
31,5
Medición 3
28,1
29,7
27,3
24,4
36,9
Medición 4
42,5
27,5
29,1
29,9
36,9
Medición 5
28,8
30,2
30
31,4
34,8
Media
31,2
28,5
29,6
28,9
30
Promedio
29,6
Aceite Mineral
Aceite Vegetal
# Muestra
Tonalidad Según
Norma
# Muestra
Tonalidad Según
Norma
1
1
1
0,5
2
1,25
2
1
3
1
3
0,5
4
1,5
4
0,5
5
1
5
0,5
Edición No. 16, Issue I, Julio 2019
base al calentamiento durante su funcionamiento, y a su
vez, mientras más se acerque a la tonalidad 8, indica un
deterioro superior del mismo. La tonalidad 8 se presenta
cuando un transformador se cortocircuita por fallas
eléctricas y el aceite se mezcla con el carbono
expulsado por la parte activa del mismo. La Fig. 9a
presenta una muestra de aceite vegetal usado, con una
tonalidad de 0,5, es decir igual al aceite nuevo. Mientras
que la Fig. 9b es una muestra de aceite vegetal nuevo
con una tonalidad de 0,5. Esto significa que el aceite no
ha sufrido variación alguna y en conjunto con la prueba
de rigidez dieléctrica se encuentra en perfecto estado
para ser usado dentro de transformadores refrigerados
por aceite dieléctrico.
Figura 8: Medición de la prueba ASTM D1816 de rigidez
dieléctrica para aceite vegetal y mineral
Figura 9: Muestra de aceite vegetal a) usado; b) nuevo
La Fig. 10a es una muestra de aceite mineral usado
durante cuatro semanas con una tonalidad de 1,25,
siendo así apto para su uso. Sin embargo, presentó un
cambio de tonalidad que puede ser causado por un
exceso de humedad dentro del equipo, contaminantes en
la parte activa al momento de su ensamblaje o
simplemente por una mala manipulación por parte del
operario durante su instalación. La Fig. 10b presenta
una muestra de aceite mineral nuevo con una tonalidad
de 0,5. El aceite no ha sufrido variación alguna y en
conjunto con la prueba de rigidez dieléctrica, se
encuentra en perfecto estado para ser usado dentro de
transformadores refrigerados por aceite dieléctrico. Al
ser un aceite de tonalidad más clara y casi transparente,
tiende a cambiar su tonalidad de manera más rápida,
aunque esto no asegura que el aceite se encuentre
deteriorado. Se debe respaldar los resultados del mismo
con pruebas de rigidez dieléctrica para comprobar su
calidad dentro del equipo.
De las muestras de elevación de temperatura en
diferentes ciudades del país se tiene que tanto los
transformadores llenados con aceite mineral y aceite
vegetal cumplen con la norma INEN [7], es decir no
superan los 65 °C sobre la temperatura ambiente. La
Tabla 8 contiene la información de la elevación de
temperatura de los transformadores ubicados en
diferentes localizaciones.
Figura 10: Muestra de aceite mineral a) usado; b) nuevo
Tabla 8: Temperatura de elevación de los transformadores en
funcionamiento
En equipos de la misma potencia y localizados en la
misma ubicación geográfica, se determinó que los
equipos llenados con aceite vegetal tienden a elevar su
temperatura en promedio 57,56 °C, mientras que los
equipos llenados con aceite mineral elevan su
temperatura en promedio 61,56 °C durante su
funcionamiento. La Fig. 11 presenta esta variación de
temperatura comparando los valores obtenidos con el
aceite vegetal y el mineral.
Figura 11: Temperatura de elevación de los transformadores en
funcionamiento
Ciudad
Muestra
Temp.
Amb.
[°C]
Temp. total
aceite
mineral [°C]
Temp. total
aceite vegetal
[°C]
Quito
1
22
84
78
Guayaquil
2
29,8
93
89
El Coca
3
28,3
90
88
El Coca
4
24,5
85
80
El Coca
5
25,6
86
83
Quitiaquez et al. / Análisis del Aceite Mineral y Vegetal como Dieléctrico y Refrigerante en Transformadores de Potencia
4. CONCLUSIONES
Se desarrolló un análisis comparativo utilizando
aceite mineral y aceite vegetal en transformadores de
potencia mediante normas de inspección visual y de
rigidez dieléctrica. De los resultados obtenidos, se
presentan las siguientes afirmaciones.
En base a la norma ASTM D1524, se realizó una
prueba visual con cinco muestras de aceites, vegetal y
mineral. Los resultados promedios de tonalidad fueron
de 1,15 para el aceite mineral y de 0,6 para el aceite
biodegradable. El aceite vegetal conserva sus
propiedades de tonalidad durante un período de tiempo
mayor que el aceite mineral. Se puede afirmar que el
aceite biodegradable, al no cambiar su tonalidad de
manera significativa, permite mantener en un estado
óptimo la parte activa del equipo, aumentando así la
vida útil del transformador. Sin embargo, esto no
significa que el aceite con más cambio de tonalidad se
encuentre deteriorado, ya que el cambio en tonalidades
puede darse por contaminantes durante el proceso de
llenado de aceite en el equipo.
En cuanto a la prueba de rigidez dieléctrica ASTM
D1816, el aceite vegetal, como promedio, se encuentra
6,24 puntos sobre la norma, mientras que el aceite
mineral 4,83 puntos, en promedio sobre la norma.
Considerando estos resultados, el aceite vegetal
Envirotemp FR3 funciona de mejor manera como
dieléctrico dentro del transformador, obteniendo un
valor de 1,8 kV de resistencia dieléctrica mayor sobre el
aceite mineral Hyvolt II.
En la temperatura de elevación del aceite dentro de
un equipo en funcionamiento, la diferencia de
temperatura de elevación en promedio fue de 61,56 y
57,56 °C para el aceite mineral y para el aceite vegetal,
respectivamente. Al ser equipos de potencias similares y
encontrarse en ubicaciones geográficas semejantes, se
concluyó que el aceite vegetal, al ser capaz de disipar
4 °C más que el aceite mineral, es un mejor refrigerante
bajo las mismas condiciones que el aceite mineral.
Los equipos llenados con aceite vegetal aumentan su
vida útil al poseer mejores características de
refrigeración y propiedades dieléctricas, además de sus
propiedades de biodegradación, 98 y 30,5 % para el
aceite vegetal y el aceite mineral, respectivamente,
después de 28 días de ser derramado, siendo la mejor
alternativa para cuidar el medio ambiente de posibles
derrames de aceite dieléctrico y en conjunto con un
desarrollo sostenible en el área petrolífera.
AGRADECIMIENTO
Este trabajo investigativo tuvo el apoyo del Área de
Investigación y Desarrollo de Ingeniería Mecánica de la
Universidad Politécnica Salesiana y de la Universidad
Bolivariana de Medellín.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Borsi, "Challenge of mixed insulating liquids for use
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William Quitiaquez. - Nació en
Quito en 1988. Recibió su título
de Ingeniero Mecánico de la
Universidad Politécnica Salesiana
en 2011; de Magister en Gestión
de Energías de la Universidad
Técnica de Cotopaxi, en 2015; de
Magister en Ingeniería de la
Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín, en
2019. Actualmente, obtuvo la distinción de Candidato a
Doctor en la Universidad Pontificia Bolivariana de
Medellín, y su campo de investigación se encuentra
relacionado Fuentes Renovables de Energía,
Transferencia de Calor y Simulación.
Andrés Simbaña
†
. - Nació en
Quito en 1993. Recibió su título
de Ingeniero Mecánico de la
Universidad de Universidad
Politécnica Salesiana en 2019.
Lamentablemente, falleció en
mayo del 2019. Trabajaba en ACV
Transformadores.
Isaac Simbaña. - Nació en Quito,
Ecuador en 1990. Recibió su título
de Ingeniero Mecánico de la
Universidad Politécnica Salesiana
en 2018. Sus campos de
investigación están relacionados a
Procesos de Manufactura, así
como el estudio de Termodinámica
y Fuentes Renovables de Energía.
César Isaza-Roldán. - Nació en
Medellín en 1972. Recibió su
título de Ingeniero Mecánico de
la Universidad Pontificia
Bolivariana en 1996; su
Doctorado en Ingeniería de la
Universidad Pontificia
Bolivariana, en 2009. Su campo de investigación se
encuentra relacionado con Refrigeración y Fuentes
Renovables de Energía.
César Nieto-Londoño. - Nació en
Medellín en 1978. Recibió su
título de Ingeniero Mecánico de la
Universidad Nacional de Colombia
en 2003; de Magister en Ingeniería
Energética de la Universidad de
Antioquia; su Doctorado en
Ingeniería de la Universidad
Pontificia Bolivariana de Medellín, en 2012. Su campo
de investigación se encuentra relacionado a Simulación,
Termodinámica y Transferencia de Calor.
Patricio Quitiaquez. - Nació en
Quito en 1969. Recibió su título de
Ingeniero Mecánico de la
Universidad Politécnica Nacional
de Ecuador en 2002; de Magister
en Gestión de la Producción de la
Universidad Técnica de Cotopaxi,
en 2007. Su campo de
investigación se encuentra relacionado con Gestión de
Operaciones, Diseño Estructural, Procesos de
Manufactura y Simulación.
Fernando Toapanta. - Nació en
Quito en 1986. Recibió su título
de Ingeniero Mecánico de la
Universidad Politécnica Salesiana
en 2012; de Magister en Gestión
de Energías de la Universidad
Técnica de Cotopaxi, en 2016.
Actualmente, se encuentra
cursando sus estudios de Doctorado en la Universidad
Pontificia Bolivariana de Medellín, y su campo de
investigación se encuentra relacionado la Mecánica de
Fluidos, Termodinámica y Simulación.
