El Índice de Polarización (PI) amplía el diagnóstico de la prueba IR midiendo el comportamiento temporal del aislamiento durante 10 minutos. Un aislamiento seco muestra cómo su resistencia aumenta progresivamente (PI alto), mientras que un aislamiento húmedo o contaminado permanece casi constante (PI ≈ 1). A diferencia de la IR pura, el PI es relativamente independiente de la temperatura — puede compararse sin corrección en muchos casos. Esta guía cubre la física de los tres componentes de corriente DC, el cálculo según IEEE 43-2013, los criterios de aceptación, y las limitaciones del PI cuando IR > 5,000 MΩ.
Contenido
- El PI como extensión temporal de la prueba IR
- Física: los tres componentes de corriente en una prueba DC
- Fórmula del PI y la Absorción Dieléctrica (DA)
- Criterios de aceptación IEEE 43-2013
- Limitación crítica: cuando IR > 5,000 MΩ el PI pierde sentido
- Voltajes de prueba según IEEE 43 (idénticos a IR)
- Procedimiento completo de medición PI
- Interpretación avanzada y análisis de tendencias
- PI vs DA: cuándo usar cada parámetro
01El PI como extensión temporal de la prueba IR
La prueba de Resistencia de Aislamiento (IR) a 1 minuto captura un único punto en el tiempo. El Índice de Polarización (PI) extiende esa medición a 10 minutos para observar cómo evoluciona la resistencia, revelando información que la lectura puntual no puede mostrar. Desarrollado e introducido por IEEE en el estándar 43 de 1974, el PI se basa en un fenómeno físico fundamental: en aislamientos secos y en buena condición, la resistencia medida aumenta con el tiempo porque la corriente de polarización dieléctrica decae gradualmente; en aislamientos húmedos o contaminados, la corriente de fuga domina y la resistencia permanece casi constante.
El PI se mide siempre después de una IR aprobada: si la IR a 1 minuto es inaceptablemente baja, no tiene sentido continuar 10 minutos — el motor requiere secado o reparación primero.
02Física: los tres componentes de corriente en una prueba DC
Cuando se aplica voltaje DC a un devanado, la corriente medida no es simple. Tiene tres componentes con comportamientos temporales muy diferentes:
De la estructura molecular a la curva de diez minutos
En el dieléctrico existen pocas cargas libres, capaces de producir conducción, y muchas cargas asociadas en pares o dipolos. Estos pares no atraviesan el aislamiento, pero pueden girar cuando aparece un campo eléctrico. Su reorientación requiere energía y tiempo; ese proceso origina la corriente de absorción que disminuye durante la prueba.
En material seco, la conducción permanente es pequeña y el decaimiento de la absorción domina la curva: la corriente total baja y la resistencia calculada aumenta. La humedad y la contaminación aportan caminos conductivos casi constantes; cuando esa corriente de fuga domina, el cambio entre uno y diez minutos se reduce y el PI se aproxima a la unidad.
El modelo es cualitativo. La geometría del devanado, el sistema VPI, la temperatura y la capacitancia modifican la velocidad de estabilización, por lo que la forma completa de la curva debe conservarse junto con el cociente final.
| Componente | Nombre | Origen físico | Comportamiento temporal | Relevancia diagnóstica |
|---|---|---|---|---|
| If | Corriente de fuga | Contaminantes, zonas húmedas, superficie del aislante | Constante en el tiempo | Indica IR global — domina en aislamientos malos |
| Ic | Corriente capacitiva | Carga del capacitor formado entre conductores y tierra | Decae en los primeros segundos (~milisegundos) | Casi cero a 1 minuto — no diagnóstica |
| Ip | Corriente de polarización | Reorientación de dipolos moleculares en el dieléctrico | Decae lentamente (1–30 minutos) | Componente diagnóstico del PI — el que importa |
En un aislamiento sano (seco): If es pequeño, Ip domina y decae lentamente → R(t) aumenta → PI alto. En un aislamiento húmedo: If es grande y constante, domina sobre Ip → R(t) permanece casi constante → PI ≈ 1. A t = 1 min, Ic ha decaído ~95%; a t = 10 min, Ip ha decaído significativamente. La razón IR₁₀/IR₁ refleja cuánto decayó Ip entre los dos instantes.
03Fórmula del PI y la Absorción Dieléctrica (DA)
El PI es adimensional porque es un cociente de dos resistencias. Ambas mediciones se toman con el mismo instrumento, al mismo voltaje, sobre el mismo devanado — sin que cambie nada excepto el tiempo transcurrido.
IR_corr = IR_medida × 10^((T₀ − T_medida) / 20) con T₀ = 40°C
Luego: PI₄₀ = IR₁₀_corr / IR₁_corr
Ejemplo: IR₁ = 800 MΩ @ 45°C, IR₁₀ = 2,400 MΩ @ 45°C
PI = 2,400 / 800 = 3.0 → BUENO ✅ (temperatura no afecta cociente)
La Absorción Dieléctrica (DA) es un parámetro complementario que usa los primeros 60 segundos de la prueba:
DA cercano a 1.0 indica que la resistencia no mejora entre 30 y 60 segundos — señal de humedad o contaminación. DA y PI tienen la misma tendencia: ambos suben con aislamiento sano, ambos bajan con humedad.
04Criterios de aceptación IEEE 43-2013
| PI (rango) | Criterio IEEE 43 | Condición del aislamiento | Acción recomendada |
|---|---|---|---|
| ≥ 4.0 | Excelente | Motor nuevo, seco, aislamiento en perfectas condiciones | Aceptar — continuar con pruebas adicionales |
| 2.0 – 4.0 | Bueno | Servicio normal — aislamiento en buenas condiciones | Aceptar — monitoreo anual rutinario |
| 1.5 – 2.0 | Aceptable/Monitoreo | Humedad leve o envejecimiento moderado | Investigar causa — aumentar frecuencia de medición |
| 1.0 – 1.5 | Pobre | Humedad moderada o contaminación superficial | Acción correctiva — secado o limpieza antes de operar |
| < 1.0 | Crítico / Rechazar | Humedad severa, cortocircuito de aislamiento | NO OPERAR — reparación inmediata |
Clase B (130°C) → PI mínimo = 2.0
Clase F (155°C) → PI mínimo = 2.0
Clase H (180°C) → PI mínimo = 2.0
La clase térmica figura en la placa del motor. La gran mayoría de
motores industriales modernos son clase F → el criterio operativo
universal es PI ≥ 2.0.
05Limitación crítica: cuando IR > 5,000 MΩ el PI pierde sentido
Esta es la limitación más importante del PI que muchos técnicos desconocen:
El caso más confuso: un PI de 8 o 10 en un motor VPI post-operación 3 meses. Intuitivamente parece excelente. En realidad puede indicar cambio en la naturaleza del aislamiento por polimerización VPI acelerada o deterioro térmico — no mejoría. Ante PI > 6, no asumir que está «mejor de lo esperado»: investigar con Hi-Pot o Tan δ.
06Voltajes de prueba según IEEE 43 (idénticos a IR)
| Tensión nominal motor (Vn) | Voltaje DC megóhmetro |
|---|---|
| < 1,000 V (BT) | 500 V DC |
| 1,000 – 2,500 V (MT bajo) | 500 – 1,000 V DC |
| 2,501 – 5,000 V (MT) | 1,000 – 2,500 V DC |
| 5,001 – 12,000 V (MT alto) | 2,500 – 5,000 V DC |
| > 12,000 V (AT) | 5,000 – 10,000 V DC |
07Procedimiento completo de medición PI
- Paso 1 — LOTO y descarga previa: igual que IR — desconectar todas las fuentes, esperar 20–30 minutos, aplicar resistencia de descarga 10–100 kΩ. Verificar tensión residual <50 V. Desconectar cables de alimentación de los bornes del motor.
- Paso 2 — Registrar temperatura del devanado: temperatura al inicio y al final. Si varía >5°C durante los 10 minutos (motor aún caliente post-operación), re-planificar la prueba para cuando el motor esté en equilibrio térmico.
- Paso 3 — Conectar y aplicar voltaje: megóhmetro entre fase U y tierra. Aplicar voltaje DC según tabla. Activar el temporizador.
- Paso 4 — Registrar IR a exactamente 1 minuto (IR₁): algunos instrumento muestran valores continuos — capturar en el instante preciso del minuto 1. Anotar el valor sin resetear el instrumento.
- Paso 5 — Continuar sin interrumpir hasta 10 minutos (IR₁₀): NO desconectar entre 1 y 10 minutos. Registrar IR₁₀ en el instante preciso del minuto 10.
- Paso 6 — Calcular PI = IR₁₀ / IR₁ para fase U.
- Paso 7 — Repetir para fases V y W: descargando el devanado entre cada medición. Calcular PI para cada fase y promedio de tres fases.
- Paso 8 — Descarga post-prueba: conectar resistencia de descarga inmediatamente. Tiempo mínimo de descarga = tiempo de prueba (10 minutos). El devanado almacena carga dieléctrica significativa.
08Interpretación avanzada y análisis de tendencias
Un único valor de PI tiene valor diagnóstico moderado. Una serie histórica de valores PI en el mismo motor es la herramienta definitiva:
- PI estable entre 2.5–4.0 a lo largo de años: aislamiento en excelente condición — mantenimiento preventivo según plan normal.
- PI descendiendo gradualmente (de 3.0 → 2.0 → 1.5 en 3 años): degradación normal acelerada — planificar bobinado en 2–4 años. Aumentar frecuencia de medición.
- PI cae súbitamente entre dos mediciones anuales (3.5 → 1.2): evento de contaminación por agua (entrada de agua, falla en sello, lavado sin secado). Secar y re-medir antes de cualquier conclusión.
- PI aumenta a >6 en motor VPI post-mantenimiento: investigar con Tan δ — el PI anormalmente alto puede indicar cambio en la naturaleza dieléctrica, no mejoría.
- Desequilibrio de PI entre fases (Fase U = 3.1, Fase V = 1.4, Fase W = 3.0): problema localizado en fase V — inspección de esa bobina específica.
📊 Secuencia de pruebas en motores MT — lugar del PI
1. IR (1 min) — Gatekeeping: ¿pasa el mínimo? Si no → secar/reparar. | 2. PI (10 min) — Condición general del aislamiento. | 3. Hi-Pot DC — Prueba de integridad dieléctrica (si IR y PI son buenos). | 4. Surge — Detección de cortocircuitos entre espiras (si Hi-Pot pasa). | 5. Tan δ — Diagnóstico avanzado en motores MT/AT con IR > 5,000 MΩ.
09PI vs DA: cuándo usar cada parámetro
| Parámetro | Fórmula | Tiempo de prueba | Mejor para | Limitación |
|---|---|---|---|---|
| PI | IR₁₀ / IR₁ | 10 minutos | Diagnóstico general — motores BT y MT en mantenimiento | No válido si IR > 5,000 MΩ o temperatura muy variable |
| DA | IR₆₀s / IR₃₀s | 1 minuto | Chequeo rápido — motores pequeños BT, campo sin tiempo | Menos sensible que PI — solo detecta problemas severos |
En la práctica industrial, la prueba PI de 10 minutos es la preferida porque aporta más información diagnóstica. La DA de 1 minuto se usa cuando el tiempo disponible es muy limitado o como confirmación rápida de un resultado PI marginal.
Referencias
- IEEE 43-2013 — Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery
- ANSI/NETA ATS-2025 — Standard for Acceptance Testing Specifications for Electrical Power Equipment
- EASA AR100-2020 — Recommended Practice for the Repair of Rotating Electrical Apparatus
- Megger Application Guide — A Stitch in Time: The Complete Guide to Electrical Insulation Testing
- IEC 60034-27-1:2017 — Measurement of insulation resistance and polarization index of winding insulation
