El Triángulo de Duval es un método gráfico para interpretar determinados patrones del análisis de gases disueltos en aceite, conocido como DGA. Utiliza las proporciones relativas de tres hidrocarburos —metano (CH₄), etileno (C₂H₄) y acetileno (C₂H₂)— para orientar la identificación del tipo de defecto que puede estar generando gas dentro de un transformador.
Su aparente sencillez puede llevar a conclusiones demasiado rápidas. El triángulo clasifica el patrón relativo de esos tres gases, pero no determina por sí solo la gravedad, la velocidad de evolución, la localización del defecto ni la acción de mantenimiento. Para interpretarlo con criterio hay que revisar también las concentraciones absolutas, la tendencia, la calidad de la muestra y el contexto operativo.
Contenido
Qué es el Triángulo de Duval y para qué sirve
El método fue desarrollado por Michel Duval a partir de bases de datos de transformadores con defectos conocidos. En lugar de analizar relaciones por parejas, representa en un diagrama ternario la contribución porcentual de CH₄, C₂H₄ y C₂H₂. La posición obtenida cae en una zona asociada a un patrón de defecto.
El Triángulo de Duval 1 se utiliza principalmente para apoyar la interpretación del DGA en equipos con aceite mineral. Las guías IEC 60599:2022 e IEEE C57.104-2019 incluyen métodos de interpretación de gases y advierten de que el resultado debe emplearse con juicio técnico.
Antes de aplicar cualquier gráfico conviene entender qué significa cada gas. La guía sobre DGA en transformadores e interpretación básica de gases disueltos explica su origen y su relación con fenómenos térmicos y eléctricos.
Qué gases utiliza el Triángulo de Duval 1
El Duval 1 utiliza exclusivamente estos tres gases combustibles:
- Metano (CH₄): suele aumentar en procesos térmicos de menor temperatura y en determinados fenómenos eléctricos.
- Etileno (C₂H₄): adquiere mayor importancia relativa conforme aumenta la temperatura de descomposición del aceite.
- Acetileno (C₂H₂): se asocia especialmente con descargas de elevada energía y arcos, aunque siempre debe evaluarse su magnitud, evolución y contexto.
El hidrógeno (H₂) no forma parte del Triángulo de Duval 1. Confundirlo con el etileno es un error frecuente que invalida el cálculo. El hidrógeno sigue siendo esencial para el diagnóstico del DGA, pero se interpreta mediante otros criterios y métodos.
Cómo se calculan los porcentajes
Las concentraciones del laboratorio suelen expresarse en microlitros por litro, equivalentes habitualmente a ppm en este contexto. El triángulo no coloca directamente esas concentraciones: primero las normaliza respecto a la suma de los tres gases.
Suma = CH₄ + C₂H₄ + C₂H₂
- %CH₄ = CH₄ / Suma × 100
- %C₂H₄ = C₂H₄ / Suma × 100
- %C₂H₂ = C₂H₂ / Suma × 100
Los tres porcentajes deben sumar aproximadamente el 100 %. Las pequeñas diferencias pueden proceder del redondeo.
Ejemplo de normalización
Supongamos un resultado con 10 ppm de CH₄, 20 ppm de C₂H₄ y 1 ppm de C₂H₂. La suma es 31 ppm. Los porcentajes relativos serían:
- CH₄: 32,3 %;
- C₂H₄: 64,5 %;
- C₂H₂: 3,2 %.
Esos porcentajes permiten situar el punto en el diagrama. La clasificación final depende de los límites geométricos de cada zona y debe obtenerse con una plantilla o herramienta trazable. El ejemplo muestra el cálculo, no sustituye la interpretación completa.
Qué significan las zonas PD, D1, D2, DT, T1, T2 y T3
El Triángulo de Duval 1 divide el diagrama en siete zonas. Cada una representa un patrón predominante:
| Zona | Interpretación orientativa | Precaución principal |
|---|---|---|
| PD | Descargas parciales | Debe comprobarse el hidrógeno y descartarse que los gases estén en niveles de traza. |
| D1 | Descargas de baja energía | Puede relacionarse con chispas o descargas de baja energía, pero no localiza el defecto. |
| D2 | Descargas de alta energía | Requiere valorar acetileno, evolución temporal y posibles eventos operativos. |
| DT | Mezcla de fenómenos eléctricos y térmicos | No debe simplificarse a una única causa sin otras evidencias. |
| T1 | Defecto térmico inferior a 300 °C | La temperatura es una categoría empírica, no una medición directa del punto caliente. |
| T2 | Defecto térmico entre 300 y 700 °C | Hay que relacionarlo con carga, refrigeración, contactos y tendencia. |
| T3 | Defecto térmico superior a 700 °C | La zona no indica por sí sola extensión, ubicación ni urgencia. |
Estas denominaciones describen familias de patrones. No prueban por sí mismas que exista físicamente una temperatura exacta ni identifican el componente afectado. El DGA observa productos de descomposición; no mide directamente el defecto.
Secuencia correcta para interpretar el Triángulo de Duval
- Verificar la muestra y el laboratorio. Una toma contaminada, la entrada de aire, una jeringa con burbujas o problemas de transporte pueden alterar el resultado. La guía sobre muestreo de aceite para DGA desarrolla estos controles.
- Revisar las concentraciones absolutas. Las proporciones pueden parecer definidas aunque los tres gases estén cerca del límite de cuantificación. En esas condiciones, pequeñas variaciones analíticas desplazan mucho el punto.
- Comprobar si existe generación anormal. El triángulo no debería utilizarse como única herramienta para decidir si hay un problema. Primero hay que analizar niveles, tendencia y velocidad de generación.
- Calcular los porcentajes. Se normalizan CH₄, C₂H₄ y C₂H₂ respecto a su suma.
- Situar el punto con una herramienta fiable. La plantilla debe aplicar correctamente los límites de las zonas y documentar el método.
- Contrastar el diagnóstico. Se revisan gas clave, otros ratios, CO y CO₂, histórico, carga, temperatura y pruebas complementarias.
- Definir la acción según riesgo y tendencia. La zona orienta el tipo de fenómeno; la decisión exige considerar magnitud, velocidad, criticidad y consecuencias.
Por qué el Triángulo de Duval no mide la severidad
La normalización elimina la magnitud absoluta. Esto permite reconocer patrones, pero también puede ocultar una diferencia esencial.
Comparemos dos muestras:
| Muestra | CH₄ | C₂H₄ | C₂H₂ | Suma |
|---|---|---|---|---|
| A | 10 ppm | 20 ppm | 1 ppm | 31 ppm |
| B | 30 ppm | 60 ppm | 3 ppm | 93 ppm |
Ambas producen exactamente los mismos porcentajes: 32,3 % de CH₄, 64,5 % de C₂H₄ y 3,2 % de C₂H₂. Por tanto, caen en el mismo punto del triángulo. Sin embargo, la segunda muestra contiene tres veces más cantidad de esos gases.
Esta comparación demuestra por qué una zona no puede convertirse directamente en una alarma o una orden de intervención. Para valorar la severidad hay que analizar concentraciones, tasa de generación, volumen de aceite, carga, historial y criticidad del activo.
Triángulo de Duval frente a gas clave y ratios
| Método | Qué aporta | Limitación |
|---|---|---|
| Gas clave | Relaciona gases predominantes con posibles fenómenos. | Puede simplificar mezclas y no siempre diferencia categorías próximas. |
| Ratios | Compara relaciones entre pares de gases. | Puede producir casos no diagnosticables y volverse inestable con valores muy bajos. |
| Triángulo de Duval | Representa visualmente la contribución de tres gases y siempre sitúa el punto en una zona. | Dar siempre una zona no significa que el diagnóstico sea válido ni que mida severidad. |
Los métodos no deberían competir entre sí. La concordancia entre varios criterios aumenta la confianza; la discrepancia obliga a investigar las causas, la calidad de los datos y la posibilidad de fenómenos combinados.
Errores frecuentes al utilizar el Triángulo de Duval
Usar H₂ en lugar de C₂H₄
El Duval 1 utiliza CH₄, C₂H₄ y C₂H₂. Introducir hidrógeno cambia por completo las proporciones y genera una clasificación sin validez.
Introducir directamente las ppm
El gráfico trabaja con porcentajes normalizados. Una herramienta puede hacer la conversión automáticamente, pero el informe debe dejar claro qué datos y qué versión del método utiliza.
Interpretar gases en nivel de traza
Cuando las concentraciones son muy pequeñas, la incertidumbre analítica puede modificar de forma notable los porcentajes. Obtener una zona no convierte esos datos en evidencia suficiente.
Confundir tipo de defecto con gravedad
D1, D2 o T3 describen patrones, no una escala automática de riesgo. La urgencia depende también de la evolución, el equipo y las consecuencias de fallo.
Ignorar la zona DT
La región DT representa una combinación de indicios térmicos y eléctricos. Forzar el resultado hacia una sola causa elimina información relevante.
Aplicarlo sin considerar el líquido y el equipo
El método se desarrolló principalmente a partir de equipos con aceite mineral. Su aplicación a ésteres, cambiadores de tomas, reactancias u otros sistemas requiere criterios específicos y cautela.
Olvidar el histórico
Un punto aislado ofrece una fotografía. La tendencia muestra si la generación se mantiene, acelera o cambia de patrón. La decisión debe apoyarse en varias muestras comparables.
Qué revisar cuando el diagnóstico cambia de zona
Un desplazamiento dentro del triángulo puede reflejar una evolución real, pero también cambios de carga, intervenciones, rellenos de aceite, diferencias entre laboratorios o una muestra poco representativa. Antes de concluir que el defecto ha cambiado conviene comprobar:
- si las concentraciones absolutas aumentaron o disminuyeron;
- si se utilizó el mismo método de extracción y cuantificación;
- si hubo filtrado, desgasificado, regeneración o reposición de aceite;
- si cambió la carga o la refrigeración;
- si existen eventos registrados, disparos o cortocircuitos;
- si otros métodos de interpretación muestran la misma evolución.
La posición gráfica debe convertirse en una hipótesis contrastable, no en una conclusión automática.
Preguntas frecuentes
¿Qué gases se utilizan en el Triángulo de Duval?
El Triángulo de Duval 1 utiliza metano (CH₄), etileno (C₂H₄) y acetileno (C₂H₂), expresados como porcentajes relativos respecto a la suma de los tres.
¿El Triángulo de Duval indica la gravedad del fallo?
No. Orienta sobre el tipo de fenómeno predominante. La gravedad y la urgencia requieren revisar concentraciones, velocidad de generación, histórico y criticidad del transformador.
¿Puede aplicarse si los gases son muy bajos?
El cálculo es matemáticamente posible siempre que la suma sea distinta de cero, pero el resultado puede carecer de valor diagnóstico cuando los gases están próximos al límite de cuantificación.
¿Por qué dos muestras con distintas ppm pueden caer en el mismo punto?
Porque el triángulo utiliza proporciones. Si los tres gases aumentan en la misma proporción, el punto no cambia aunque la cantidad total sea mucho mayor.
¿Sustituye a IEC 60599 o IEEE C57.104?
No. Es una herramienta incluida dentro de un proceso más amplio de interpretación. Las guías aportan criterios sobre calidad del dato, tendencias, limitaciones y acciones.
Del gráfico a la decisión de mantenimiento
El Triángulo de Duval resulta útil porque convierte tres gases en una representación visual fácil de comparar. Su valor aparece cuando se utiliza después de validar el DGA y se integra con la tendencia, otros métodos y la información del activo.
En el Curso de Análisis de Aceites y Diagnóstico de Transformadores se trabaja la interpretación conjunta de gases, métodos diagnósticos y evolución temporal para pasar del resultado del laboratorio a una decisión técnica razonada.
Referencias técnicas
- IEC 60599:2022. Mineral oil-filled electrical equipment in service – Guidance on the interpretation of dissolved and free gases analysis.
- IEEE C57.104-2019. IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Mineral Oil-Immersed Transformers.