Ensayos según normas
Una fuente que debe dar 5,00 V ± 1 % mide 5,045 V con una incertidumbre de 10 mV. Parece que cumple, pero hay casi un 16 % de probabilidad de que no.
01Un ensayo que cualquiera puede repetir
Un ensayo según norma es una medición con el procedimiento fijado de antemano: qué se mide, con qué instrumentos, en qué condiciones ambientales, con qué montaje y con qué criterio se acepta. El objetivo es que dos laboratorios distintos, ensayando el mismo producto, lleguen al mismo resultado. Así se certifica que un producto es seguro, que no interfiere con otros equipos y que resiste el ambiente donde va a funcionar.
Las normas internacionales las emiten la IEC (electrotecnia) y la ISO (el resto), y en la Argentina el IRAM las adopta y emite normas propias. Algunas son obligatorias por reglamento: los productos eléctricos de baja tensión que se venden en el país necesitan certificar su seguridad según el régimen de la Secretaría de Comercio, y los equipos de radio, la homologación del ENACOM.
02Las familias de ensayos
| Familia | Normas de referencia | Qué se verifica |
|---|---|---|
| Seguridad eléctrica | IEC 61010 (equipos de medición), IEC 62368-1 (audio, video y TI), IEC 60335 (electrodomésticos) | Rigidez dieléctrica, resistencia de aislación, corriente de fuga, continuidad de tierra, temperaturas |
| Emisiones electromagnéticas | CISPR 32, IEC 61000-3-2 (armónicas) | Que el equipo no perturbe a otros, por conducción y por radiación |
| Inmunidad electromagnética | IEC 61000-4-2 (descargas electrostáticas), -4-3 (campos radiados), -4-4 (ráfagas), -4-5 (sobretensiones) | Que el equipo siga funcionando ante perturbaciones normalizadas |
| Ambientales | IEC 60068-2 (temperatura, humedad, vibración, golpe) | Que resista las condiciones de transporte y de uso |
| Grado de protección | IEC 60529 (código IP) | Protección contra sólidos y agua |
En los ensayos de inmunidad el resultado no es un número sino un comportamiento, clasificado en criterios: A, funciona normalmente durante el ensayo; B, se degrada temporalmente y se recupera solo; C, se recupera con intervención del operador. Cada norma de producto fija qué criterio exige.
03Cómo se ejecuta y se informa
Un ensayo válido exige instrumentos calibrados con trazabilidad, las condiciones ambientales que fija la norma, el montaje exacto que describe (distancias, cables, plano de tierra) y un registro de todo. El informe, según ISO/IEC 17025, identifica el objeto ensayado, la norma y su versión, el método, los equipos, las condiciones, los resultados con su incertidumbre y, si corresponde, la declaración de conformidad con la regla de decisión que se usó. Esa regla es lo que conecta la incertidumbre de medición, vista en errores e incertidumbre, con la decisión de aceptar o rechazar.
04Decidir con incertidumbre
Si una fuente debe dar 5 V ± 1 % y el laboratorio mide 5,045 V con una incertidumbre expandida de 10 mV, el valor verdadero puede estar entre 5,035 y 5,055 V: fuera de la tolerancia. ¿Cumple o no? Las reglas de decisión (guía ILAC-G8, documento JCGM 106) lo resuelven de dos maneras:
- Aceptación simple. Se acepta si el valor medido está dentro de la tolerancia. El riesgo de aceptar algo que no cumple se comparte entre el laboratorio y el cliente, y es aceptable solo si la incertidumbre es chica frente a la tolerancia.
- Banda de guarda. Los límites de aceptación se achican en \( U \) a cada lado. Se declara la conformidad solo si el valor medido cae dentro de ellos; entre la banda de guarda y el límite, no se puede afirmar ni lo uno ni lo otro.
Una fuente especificada en 5,00 V ± 1 % (de 4,95 a 5,05 V). Elegís el valor medido y la incertidumbre expandida (k = 2). El gráfico muestra la tolerancia, la zona de aceptación con banda de guarda y la distribución probable del valor verdadero.
05Ensayos de seguridad frecuentes
| Ensayo | Cómo se hace | Qué protege |
|---|---|---|
| Rigidez dieléctrica | Se aplica una tensión alterna o continua elevada entre la red y las partes accesibles durante un tiempo fijo, sin que se produzca ruptura | Que la aislación resista sobretensiones |
| Resistencia de aislación | Se mide con 500 V de continua | El estado de la aislación |
| Corriente de fuga | Se mide la corriente que circularía por una persona que toca el equipo, con una red que imita el cuerpo humano | Contra choques eléctricos |
| Continuidad de tierra | Se hace circular una corriente alta por el conductor de protección y se mide su resistencia | Que la tierra actúe ante una falla |
Los valores de tensión, tiempo y límite los fija cada norma de producto según la clase del equipo y la categoría de sobretensión.
06En el laboratorio
Redactar el plan de ensayo de una fuente de laboratorio: variables, instrumentos con su incertidumbre, condiciones, criterios de aceptación y regla de decisión.
Con un simulador de ESD, aplicar descargas de contacto de 4 kV a un equipo con microcontrolador según IEC 61000-4-2 y clasificar su comportamiento en los criterios A, B o C.
Redactar el informe de una medición realizada en otra actividad con todos los elementos que exige la norma.
07Errores frecuentes
- Declarar conformidad sin considerar la incertidumbre. Cerca del límite, la decisión puede estar equivocada.
- Citar una norma sin su versión. Los requisitos cambian entre ediciones.
- Improvisar el montaje. En compatibilidad electromagnética, un cable movido cambia el resultado.
- Ensayar con instrumentos sin calibración vigente. El resultado pierde trazabilidad y validez.
08Autoevaluación
¿Qué relación TUR tiene una tolerancia de ±0,5 % sobre 10 V medida con U = 10 mV?
\( 50\ \text{mV} / 10\ \text{mV} = 5 \).
Con banda de guarda, ¿hasta qué valor se acepta una tolerancia superior de 5,05 V con U = 10 mV?
Hasta 5,04 V.
¿Qué significa el criterio B en un ensayo de inmunidad?
Que el equipo pierde temporalmente alguna función durante el ensayo y se recupera solo, sin intervención.
¿Qué documento define los requisitos de competencia de un laboratorio de ensayo?
La norma ISO/IEC 17025.
09Para ampliar
- JCGM. Evaluation of Measurement Data: The Role of Measurement Uncertainty in Conformity Assessment (JCGM 106:2012). BIPM, 2012. Las reglas de decisión con incertidumbre y el cálculo de los riesgos del consumidor y del productor.
- ILAC. ILAC-G8: Guidelines on Decision Rules and Statements of Conformity. ILAC, 2019. La guía que usan los laboratorios acreditados para declarar conformidad.
- Tim Williams. EMC for Product Designers. 5.ª ed., Newnes, 2017. Las normas de compatibilidad electromagnética y cómo se ensaya y se diseña para cumplirlas.