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¿Cuál fue el reto o problema a resolver?
En entornos industriales donde los sistemas eléctricos son críticos, la fiabilidad de los cables tiene un impacto directo en la continuidad operativa y en la calidad del producto final. Fallos en cables eléctricos, aparentemente menores, como la rotura del aislamiento, pueden derivar en rechazos, interrupciones productivas y aumento de costes asociados a la no calidad.
En este contexto, una empresa industrial detectó incidencias recurrentes durante el montaje, asociadas al fallo del material aislante en determinados cables. La necesidad principal era entender el origen del problema y establecer criterios objetivos que permitieran mejorar el control de calidad de cables eléctricos y la validación de proveedores.
Problemas en el control de calidad de cables eléctricos en producción
El problema se originaba en el ámbito del control de calidad de cables eléctricos, donde ciertos lotes, pese a cumplir especificaciones técnicas iniciales, presentaban un comportamiento inesperado cuando eran sometidos a condiciones reales de montaje. Esta discrepancia entre especificación y desempeño evidenciaba una limitación clara en los métodos tradicionales de control de calidad aplicados hasta ese momento.
Las inspecciones visuales, dimensionales o incluso ciertos controles eléctricos básicos no permitían detectar este tipo de defecto, ya que el fallo estaba asociado al comportamiento mecánico del material bajo solicitación. Esto implicaba que materiales potencialmente defectuosos superaban los controles iniciales y solo fallaban en fases avanzadas del proceso productivo, generando rechazos y retrabajos.
La ausencia de defectos visibles no garantiza el correcto comportamiento del material, ya que muchos fallos solo se manifiestan bajo solicitaciones mecánicas reales durante el montaje o en servicio.
La falta de herramientas analíticas adecuadas dificultaba la identificación temprana del problema, lo que obligaba a la empresa a asumir un nivel elevado de incertidumbre en la validación de sus suministros. Esta situación impactaba directamente en la eficiencia operativa y en la estabilidad del proceso productivo.
En este contexto, se hizo necesario evolucionar hacia un enfoque más robusto, basado en la caracterización avanzada de materiales y en el análisis comparativo, que permitiera detectar diferencias no evidentes y establecer criterios objetivos de aceptación.
Detección de defectos en cables eléctricos mediante análisis comparativo OK/NOK
El objetivo se definió en términos de detección de defectos en cables eléctricos, utilizando una metodología basada en la comparación directa entre muestras conformes (OK) y no conformes (NOK). Este enfoque permite identificar diferencias reales entre materiales que, a priori, cumplen las mismas especificaciones técnicas.
La comparativa OK/NOK facilita aislar variables críticas, eliminando el ruido asociado a análisis absolutos y permitiendo centrar el estudio en las diferencias relevantes. Este planteamiento resulta especialmente útil cuando los defectos no son evidentes o cuando existen múltiples posibles causas.
El análisis comparativo OK/NOK permite convertir un problema difuso en diferencias medibles, facilitando una toma de decisiones más objetiva basada en evidencia experimental.
Además, este enfoque aporta una base experimental sólida, ya que cada diferencia detectada puede evaluarse en términos de su impacto real en el comportamiento del material. Esto reduce la dependencia de interpretaciones subjetivas o de información incompleta proporcionada por el proveedor.
El objetivo final era construir un criterio técnico robusto que permitiera discriminar entre materiales válidos y no válidos, facilitando la toma de decisiones en procesos de compra, homologación de proveedores y control de calidad en recepción.
Rotura del aislamiento de cables como problema de material
La rotura del aislamiento de cables constituía el núcleo del problema técnico identificado. Este tipo de fallo suele estar relacionado con variaciones en la formulación del polímero, diferencias en la proporción de aditivos o desviaciones en el proceso de fabricación del material.
Uno de los principales desafíos era que el fallo no se manifestaba de forma inmediata ni bajo condiciones estándar de ensayo, sino durante la manipulación o instalación del cable. Esto indicaba que el problema estaba asociado a propiedades mecánicas específicas, como la ductilidad o la resistencia a la deformación.
Los materiales poliméricos utilizados como aislantes son especialmente sensibles a pequeñas variaciones en su composición, lo que puede traducirse en cambios significativos en su comportamiento mecánico. Esta sensibilidad añade complejidad al análisis, ya que diferencias sutiles pueden tener consecuencias relevantes.
Desde la perspectiva de INFINITIA, el problema se abordó como un caso de análisis de fallos en cables eléctricos, donde la clave era correlacionar las características del material con su comportamiento en condiciones reales de uso, validando hipótesis mediante evidencia experimental.
¿Cómo se abordó o cuál fue la solución?
Para abordar el problema, se definió una estrategia basada en la combinación de técnicas analíticas y ensayos funcionales, con el objetivo de correlacionar la composición del material con su comportamiento mecánico. Este enfoque permite entender no solo qué cambia, sino cómo impacta en el rendimiento.
El proyecto se estructuró como un proceso iterativo de análisis y validación, donde cada resultado permitía refinar las hipótesis iniciales. Esta metodología facilita la toma de decisiones técnicas basadas en evidencia y mejora el control de calidad de cables eléctricos.
Caracterización de materiales aislantes con TGA y DSC en polímeros
El primer paso consistió en la caracterización de materiales aislantes, empleando técnicas como TGA y DSC en polímeros para analizar su comportamiento térmico y detectar posibles diferencias en su composición.
Estas técnicas permiten evaluar parámetros como la estabilidad térmica, las transiciones del material o la presencia de cargas, proporcionando información indirecta sobre la formulación del polímero. Este tipo de análisis resulta especialmente útil cuando no se dispone de información detallada del proveedor.
El análisis térmico permite identificar desviaciones que no son visibles mediante otras técnicas más convencionales, actuando como una herramienta de diagnóstico inicial para detectar posibles causas del fallo. Además, facilita la comparación directa entre muestras.
Este enfoque se seleccionó por su capacidad para proporcionar información relevante con un nivel de complejidad moderado, permitiendo establecer una primera base de análisis antes de avanzar hacia ensayos más específicos.
Análisis de fallos en cables eléctricos mediante ensayos de tracción
Una vez identificadas posibles diferencias en la composición del material, se procedió a su validación mediante ensayos de tracción en aislantes, dentro de un enfoque de análisis de fallos en cables eléctricos.
Estos ensayos permiten cuantificar propiedades mecánicas clave como la resistencia a la tracción, la elongación a rotura o el comportamiento del material bajo carga. Estos parámetros son fundamentales para entender el desempeño del aislante en condiciones reales.
Las propiedades mecánicas del aislante condicionan su comportamiento en montaje, donde pequeñas variaciones en ductilidad pueden derivar en fallos críticos en condiciones reales de uso.
Los resultados obtenidos mostraron diferencias significativas entre las muestras OK y NOK, especialmente en términos de ductilidad. Las muestras defectuosas presentaban una menor capacidad de deformación antes de la rotura, lo que explicaba su comportamiento frágil durante el montaje.
La correlación entre los resultados térmicos y mecánicos permitió validar la hipótesis inicial, estableciendo una relación clara entre las diferencias en la formulación del material y el fallo observado en producción.
Validación de proveedores de cables eléctricos y mejora del control de calidad
Como resultado del estudio, se obtuvieron criterios objetivos para la validación de proveedores industriales y la mejora del control de calidad de cables eléctricos.
La comparativa de materiales OK y NOK permitió establecer una base técnica sólida para la aceptación o rechazo de materiales, reduciendo la incertidumbre en la toma de decisiones y mejorando la robustez del proceso de aprovisionamiento.
Además, la posibilidad de reproducción de fallo en laboratorio aporta una herramienta clave para validar hipótesis y anticipar problemas antes de su aparición en producción, permitiendo un enfoque preventivo en lugar de reactivo.
El trabajo desarrollado permitió mejorar la fiabilidad del producto final y reducir incidencias operativas. No obstante, en función del nivel de profundidad requerido, este tipo de análisis puede complementarse con estudios adicionales orientados a la determinación completa de la causa raíz.
