Uno de los males más generalizados que hoy aparecen en los talleres de servicio del automotor es el fenómeno conocido como caída de tensión. Si se la deja sin controlar, la caída de tensión causa incontables misterios eléctricos sin resolver, especialmente cuando infecta a la puesta a tierra de un circuito. También puede verse engañado y sustituir piezas que no están averiadas.
Mientras más conexiones y cableado tiene el vehículo, más vulnerable es el sistema eléctrico a la caída de tensión.
Para contener la caída de tensión, practique el servicio eléctrico seguro. Esto significa medir la caída de tensión antes de sacar conclusiones. La "caída de tensión" de un circuito indica cuándo dicho circuito está demasiado restringido como para operar un componente (motor, relé, lámpara, etc.) o cuándo funciona de manera correcta. Si el circuito está limitado, repárelo y vuelva a probarlo. Si no hay restricciones y aun el componente no funciona o no funciona correctamente, remplácelo.
En este ejemplo, si la tubería de agua se aplasta completamente, el agua deja de fluir, la presión cae a cero y la rueda hidráulica deja de girar. Con la electricidad pasa lo mismo cuando cae un cable o se rompe una conexión. La corriente deja de fluir, la tensión cae a cero. Deja de funcionar un motor de arranque o se apaga un faro.
Síntomas de la caída de tensión
Los síntomas de la caída de tensión eléctrica, con frecuencia confusos y contradictorios, varían de acuerdo a la función del circuito y a la severidad de la caída de tensión.
- piezas eléctricas que no se encuentran operativas
- dispositivos eléctricos lentos
- dispositivos erráticos e intermitentes
- dispositivos que funcionan de forma lenta o errática durante períodos de cargas eléctricas altas
- interferencia de radio excesiva o ruidos en la radio
- cables o varillaje de la transmisión o del acelerador dañados
- fallas reiteradas de los cables de la transmisión o del acelerador
- piezas del tren de transmisión dañadas
- quejas sobre el rendimiento de la transmisión o del motor
- fallas de arranque o arranque con dificultad
- tensiones altas de la computadora o del sensor
- funcionamiento errático de la computadora de la transmisión o del motor
- códigos de falla falsos en la memoria de cualquier computadora de a bordo
- falla del embrague del compresor de A/C prematura o reiterada.
Esta lista de síntomas presenta varios puntos.
- Las inspecciones visuales pasan por alto la mayoría de los casos de caída de tensión eléctrica. Normalmente no se puede ver la corrosión dentro de una conexión o el cable dañado que causa el problema.
- La caída de tensión del lado de la puesta a tierra, una causa de problema eléctrico que normalmente se pasa por alto, puede causar la mayoría de los síntomas. Cualquier circuito o componente es tan bueno como su puesta a tierra.
- Mientras más sofisticados se vuelven los circuitos eléctricos, más importantes son las puestas a tierra. La cantidad de componentes eléctricos ha aumentado con rapidez y la mayoría no tiene cables de puesta a tierra separados. Por el contrario, estos dispositivos se ponen a tierra en el motor o en la carrocería. Con frecuencia el óxido, la grasa, la vibración o las reparaciones descuidadas restringen el circuito que va desde la parte trasera del motor/carrocería a la batería.
- Muchos componentes tales como los sensores del motor comparten una puesta a tierra común. Por lo tanto, una puesta a tierra deficiente complica el diagnóstico porque afecta a muchos componentes a la vez.
- Algunos manuales de taller y tablas de diagnóstico o árboles de fallas recomiendan controlar las conexiones a masa al final. En realidad, es mucho más rápido controlar los circuitos de tierra antes de avanzar a las otras ramas de ese árbol de fallas.
- Es más rápido y más inteligente controlar de forma rutinaria la caída de tensión de un circuito que memorizar la larga lista de síntomas. Si hay algo que nos ha enseñado la experiencia, es que la persecución de esos síntomas no sustituye la prueba de la caída de tensión con rigurosidad y de forma rutinaria.
La experiencia nos ha enseñado que existen otros motivos para controlar primero la caída de tensión. La caída de tensión, normalmente del lado de la puesta a tierra, provoca lecturas del voltímetro y formas de onda del osciloscopio extrañas. Además, cuando se conecta un voltímetro o un instrumento medidor en un sistema con puestas a tierra deficientes, el equipo de prueba mismo puede ser un buen sustituto de la puesta a tierra. Puede ser frustrante: mientras el equipo esté conectado, el circuito funciona y no se puede encontrar nada malo.
Procedimientos básicos
Siempre que se encuentre con un problema eléctrico difícil, respire hondo y piense en el componente eléctrico básico, en el circuito en serie. Las ilustraciones 1 a 7 muestran los circuitos en serie básicos. Independientemente de lo complicado que sea un sistema, siempre se puede simplificar convirtiéndolo en minicircuitos en serie. Entonces, inspeccione cada circuito para saber si hay caída de tensión.
Además, relacione la electricidad con el agua que fluye a través del circuito. La presión de agua dentro del depósito empuja los litros de agua a través de la tubería. El agua hace girar la rueda hidráulica y luego fluye de regreso al depósito. En un circuito eléctrico, la presión eléctrica (tensión o voltios) empuja el volumen eléctrico (corriente o amperios) a través del circuito y acciona una carga. La carga puede ser una computadora, un motor, una luz, un relé u otro dispositivo. En el circuito de agua, el agua usa la mayor parte de su energía para hacer girar la rueda. El agua sigue fluyendo al depósito pero lo hace a una presión menor.
Del mismo modo, se usa toda la presión eléctrica (tensión) para accionar la carga. Por consiguiente, la tensión cae casi a cero del lado de tierra pero la corriente sigue fluyendo hacia la batería. Debido a que la tensión en un circuito de tierra sano debe ser casi de cero, algunos técnicos la llaman zona cero.
Una tubería de retorno retorcida restringe el flujo de agua de regreso al depósito, disminuye la velocidad de la rueda hidráulica y hace que se lea presión en el lado de retorno de la rueda. Del mismo modo, la caída de tensión del lado de tierra daña el rendimiento de carga y provoca una lectura de tensión del lado de tierra de la carga.
Resistencia - Restricción
Cuando piense en una resistencia excesiva, imagine que hay una abolladura o retorcedura que está restringiendo el flujo a través de la tubería. El sentido común debería indicarle que hay una retorcedura en cualquier lugar del circuito (para el lado del suministro o de retorno) que restringe el flujo de agua y hace que la rueda hidráulica gire más lentamente o deje de girar.
La resistencia excesiva tiene el mismo efecto en un circuito eléctrico. Las conexiones deficientes y rotas o con cables de poco calibre actúan del mismo modo que una tubería con una retorcedura: restringen el flujo de corriente. Al igual que con el circuito de agua, al restringir el flujo de corriente en cualquier lugar (del lado vivo o del de tierra) se daña el rendimiento de la carga. El efecto en la carga es difícil de predecir porque varía con la gravedad de la restricción. Por ejemplo, con un circuito restringido es posible que el motor se detenga o que simplemente funcione más lento de lo normal.
Un circuito restringido puede hacer que el embrague de un compresor de A/C patine y se queme de forma prematura. Una computadora en un circuito restringido se puede apagar o bien funcionar de forma errática. Cuando hay corrosión, las conexiones sueltas u otros tipos de resistencia restringen un circuito, tanto los voltios como los amperios caen. Si los voltios caen, también caen los amperios. Ese es el motivo por el cual cuando se encuentra caída de tensión en una conexión o en un cable se sabe que se encuentran restringidos.
Vea los circuitos de agua de las ilustraciones y recuerde dos puntos críticos. Primero, un lado de tierra que fluya libremente es tan importante como un vivo en el que la corriente fluya libremente. En segundo lugar, una restricción de del lado de tierra es la única causa que hace que se lea una tensión mayor a 0 - 0.1 V en cualquier circuito de tierra.
Una tubería completamente obstruida detiene el flujo de agua, para la rueda hidráulica y hace que exista presión del sistema en el lado de retorno de la rueda hidráulica. Del mismo modo, un cable de puesta a tierra roto bloquea totalmente el flujo de corriente, desactiva la carga y provoca que en el lado de tierra de la carga se lea tensión del sistema.
Pruebas de caída de tensión
La caída de tensión eléctrica varía de acuerdo con el flujo de la corriente. A menos que haga funcionar el circuito de modo que la corriente fluya a través de él, no se puede medir la caída de tensión. Dado que la batería de un ohmímetro no puede suministrar la corriente que fluye normalmente a través de la mayoría de los circuitos, las pruebas del ohmímetro normalmente no pueden detectar las restricciones de forma precisa como lo hace la prueba de caída de tensión.
Los problemas de circuito abierto tales como los cables o conexiones rotos o desconectados detienen el flujo de corriente. Después de reparar un circuito abierto, conecte nuevamente el circuito y controle la caída de tensión persistente. No se puede saber si el circuito entero está sano hasta que la corriente fluya y vuelva a controlar el circuito.
A pesar de que las conexiones de los cables y conductores sin resistencia sean las ideales, la mayor parte contendrá al menos algo de caída de tensión. Si los manuales no contienen listas de valores de caída de tensión use los siguientes como límites máximos:
- 0.00 V a través de una conexión
- 0.20 V a través de un cable o conductor
- 0.30 V a través de un interruptor
- 0.10 V en una puesta a tierra
Debido a que la mayoría de los circuitos de computadora funcionan bien abajo en el rango de miliamperios, no toleran la caída de tensión del mismo modo que lo hacen otros circuitos. Tenga en cuenta que un miliamperio es igual a una milésima de amperio (0.001). El límite de trabajo recomendado es una caída de 0.10 V a través de los interruptores y cables de baja corriente. Probar los circuitos de baja corriente también requiere un voltímetro de alta impedancia (10 megaohmios). Un voltímetro de baja impedancia puede cargar un circuito de baja corriente tanto que cause una lectura incorrecta o que no haya ninguna lectura. La mayoría de los multímetros digitales (DMM) de nivel profesional tienen una impedancia de entrada de 10 megaohmios. Usar un DMM es la forma más rápida de medir las caídas de tensión de forma precisa. Si el DMM que tiene no cuenta con la función de selección automática de escala, para la prueba de caída de tensión use una escala de baja tensión (0-1 V). Recuerde que las luces de prueba no son lo suficientemente exactas como para diagnosticar la caída de tensión eléctrica.
Pruebas de puesta a tierra rápidas
Debido a que la caída de tensión del circuito de tierra puede causar la mayoría de los síntomas que se enumeraron anteriormente, considere adoptar este hábito de trabajo nuevo: pruebe primero los circuitos de tierra. Antes de hacer una afinación, de controlar los problemas eléctricos o probar un sistema de arranque, de carga, de ABS o de aire acondicionado, pruebe de forma rutinaria las puestas a masa del motor y de la carrocería. Conecte el DMM entre el motor y el terminal negativo de la batería. Desarme de forma segura el encendido y haga girar el motor durante unos segundos.
Si la caída de tensión es excesiva, repare el circuito de puesta a tierra del motor y vuelva a hacer la prueba. Tenga en cuenta que en algunos sistemas de encendido sin distribuidor la forma más simple de evitar que el motor arranque durante la prueba de la puesta a tierra es extraer el fusible de la bomba de combustible. A continuación conecte el DMM entre el terminal negativo de la batería y el cortafuegos del vehículo. Luego arranque el motor y encienda todos los accesorios eléctricos principales. ¿Demasiada caída de tensión? Después repare la puesta a tierra de la carrocería y vuelva a probarla.
Una vez que las conexiones a masa del motor y de la carrocería se encuentran dentro de los límites siga con su diagnóstico. No se sorprenda si al reparar estas conexiones a masa resuelve los problemas del vehículo. El hecho de que el vehículo pase la prueba de la puesta a tierra no significa que pueda poner a tierra el voltímetro de forma segura siempre que lo desee. Algunos técnicos han dado vueltas durante horas y el motivo era que sus voltímetros no estaban bien puestos a tierra. Para el caso del mantenimiento eléctrico, hágase un cable de puente de aproximadamente 6 o 9 metros (20 o 30 pies) con una pinza cocodrilo en cada extremo. Ponga a tierra el multímetro digital (DMM) en la batería con el cable puente cuando tenga que probar la bomba de combustible eléctrica, el sistema de iluminación o la computadora de ABS en la parte trasera del vehículo.
Retorceduras de la puesta a tierra de la computadora
Debido a que los circuitos de computadora funcionan con una corriente tan baja, es posible que las pruebas estándar de la puesta a tierra no revelen la puesta a tierra marginal de una computadora de a bordo. Antes de condenar la computadora de a bordo, primero controle sus conexiones a masa. Accione el sistema de la computadora y sondee a la inversa cada terminal de puesta a tierra de la computadora. Si mide algo mayor a 0.10 V rastree ese circuito de puesta a tierra y localice el problema.
A veces, las conexiones a masa de las computadoras se conectan a un lugar en el que se alteran con facilidad o que es propenso a la corrosión, como el caso del perno de alojamiento del termostato. Los pines del conector de la computadora también se pueden corroer. Es probable que todo lo que haga falta para eliminar la caída de tensión sea extraer el conector y rociar los pines con limpiador de circuitos eléctricos.
La experiencia demuestra que tan poco como 0.30 V en el pin de la puesta a tierra de una computadora puede causar problemas. Intente identificarlo con una luz de prueba. Las conexiones a masa de los sensores o la computadora deficientes pueden causar tensiones en el sensor más altas de lo normal y códigos de falla falsos. En muchos casos, la puesta a tierra deficiente impide que la computadora o el sensor lleve una señal de tensión hasta o cerca de la zona cero. No cabe duda de que acceder a la computadora para controlar las conexiones a masa puede suponer mucho trabajo. Sin embargo, reemplazar sensores caros y computadoras por error es una molestia mayor.
Conecte un DMM en una parte de un circuito y leerá directamente la caída de tensión en el cable, conector, interruptor o conexión. Aquí, un DMM mostraría la pérdida de tensión entre la batería y la carga. El otro mostraría la pérdida de tensión desde la puesta a tierra de la carga a la batería.
Problemas difíciles de identificar de la puesta a tierra de la carrocería
Manténgase alerta con respecto a las conexiones a masa de la carrocería que no se encuentran. Si alguien más trabajó con el vehículo, es posible que se haya olvidado de volver a conectar los conectores y cables de puesta a tierra de la carrocería. Recuerde que cuando la puesta a tierra de la carrocería está restringida, la corriente trata de encontrar otra ruta de regreso a la batería. La ruta alternativa más fácil puede ser a través del cable de cambios de la transmisión o de cable del acelerador. La corriente no solo puede soldar y unir los cables sino que también puede fisurar o erosionar las escobillas o los rodamientos que se encuentran dentro de la transmisión.
Si descubre que el aislamiento del cable de puesta a tierra de la carrocería está quemado o ampollado, es muy probable que la corriente del motor de arranque haya sobrecalentado el cable. Cuando la puesta a tierra del motor está restringida, la corriente del arrancador trata de regresar a la batería a través del circuito de la puesta a tierra de la carrocería. La experiencia demuestra que si el circuito de la puesta a tierra de la carrocería puede manejar la carga de corriente, es posible que el cliente no note el problema de inmediato.
En los períodos de flujo de corriente intenso, una puesta a tierra restringida de la carrocería puede perjudicar el funcionamiento o apagar algún componente. Por ejemplo, se han dado casos en los que las señales de giro dejaban de funcionar cuando el conductor pisaba el pedal del freno. Las pruebas confirmaron que una puesta a tierra restringida de la carrocería era la causa de la falla de funcionamiento de las señales de giro. La puesta a tierra no pudo manejar la corriente de las señales de giro y las luces de freno al mismo tiempo.
Servicio seguro
Practicar un servicio eléctrico seguro ayuda a resolver los problemas eléctricos con mayor rapidez y rentabilidad que adivinar y cambiar piezas. Ponga el DMM en funcionamiento y acabe hoy con la caída de tensión eléctrica. Es la forma de actuar con responsabilidad.