VINTAMIGOS, Capacitores electrolíticos, ¿Mejor cambiarlos?

Hola amigos de VintaRadio. Hay abundante bibliografía en internet sobre las averías que sufren los capacitores electrolíticos de aluminio, pero lo que quiero destacar en ésta presentación, es la alta incidencia de fallas en las que están involucrados, sobre todo porque convivimos con receptores de radio fabricados hace muchos años y los capacitores electrolíticos tienen un límite de vida útil.

En defensa de ellos debo contarles una pequeña anécdota: Hace unos años compré un amplificador Philips 394 de origen belga de principios de los 80’s.

Tenía la etapa de potencia de uno de sus canales reparada con transistores inadecuados así que procedí a repararla debidamente, pero además adquirí todos los capacitores electrolíticos para reemplazar.

Cuando retiré el primero de ellos, lo medí con el aparato que luego verán y mi sorpresa fue que no solo sus parámetros eran correctos, sino que además eran mejores que los nuevos.

Procedí entonces a retirar uno por uno todos sus capacitores y ninguno de ellos mostró síntoma de falla.

Hoy, luego de más de 40 años, el amplificador aún sigue brindando su maravilloso sonido original y con sus capacitores originales.

Pero no siempre es así, debemos saber entonces que existen varias calidades de capacitores electrolíticos y que los de buena calidad son “caros”, pero como no sabemos cómo están los de nuestra radio en reparación/restauración, lo mejor es medirlos o reemplazarlos, porque siempre va a ser mejor un capacitor nuevo de mediana calidad, que uno de calidad, pero inservible.

Debemos prestar atención entonces a capacitores “explotados”, o que no llegaron a explotar y su parte superior se observa deformada, indicando un deterioro de sus propiedades originales y la necesidad de reemplazarlos.

En las radios valvulares antiguas y en las primeras transistorizadas, además encontraremos capacitores de papel al aceite que también fallaban luego de cierto tiempo, por lo que son tan sospechosos como los electrolíticos.

Afortunadamente para nosotros los apasionados por las radios antiguas, los problemas que provocan los capacitores electrolíticos, no son tan destructivos como en una fuente conmutada o un televisor y el riesgo de salir lastimados que conlleva  y entonces, la falla que provocan cuando están en mal estado, aunque no se evidencien físicamente, son muy características, por ejemplo: Silbidos o “pajaritos”, generalmente son provocados por capacitores de filtro de tensión que alimenta la etapa de RF, o del CAS (control automático de sensibilidad). Por otro lado, podemos tener bajo volumen si el capacitor “seco” está en la etapa de audio.

Obviamente que hay varios defectos más provocados por ellos y algunos pueden hacer que la radio deje de funcionar totalmente, pero eso dependerá de las características de cada circuito.

Mi artículo quiere detenerse en los capacitores electrolíticos que, sin mostrar ningún deterioro aparente, ya no cumplen su misión, para eso debemos saber que, con el paso del tiempo, se van produciendo cambios en el interior del capacitor electrolítico que van acentuando características indeseables pero que son inherentes a ellos y no se pueden evitar.

Vemos aquí la representación de un capacitor ideal tal como lo vemos en un plano de circuito y tal como desearíamos que fuera en la realidad. Al lado vemos la representación de un capacitor real en donde vemos una resistencia en serie y una resistencia en paralelo e inmediatamente trataré de arrojar luz sobre esas resistencias virtuales pero reales a la vez.

Algunos agregan también una inductancia (bobina) serie, pero en las frecuencias que trabajamos nosotros es prácticamente despreciable.

Aquí me detengo en las averías más comunes que pueden experimentar los capacitores, sin que por eso se note ningún signo externo:

• Agotado o “seco”: Perdió total o parcialmente su valor de capacidad original.
• ESR (Resistencia Serie Equivalente) aumentada por encima de su valor máximo.
• Con “fugas”: Cuando su EPR (Resistencia Paralelo Equivalente), también llamada V. loss, hace que pierda más lenta o más rápidamente su carga inicial. Si ese valor va más allá del 5%, debe considerarse su reemplazo.
• Cortocircuito “en corto”: Por defecto en la construcción o por excesos en su capacidad operativa, el capacitor nos indica una resistencia cero entre sus patas y por más que lo “puentiemos”, no habrá cambio y habrá que retirarlo.
• Circuito abierto: Sus terminales internamente ya no hacen contacto con las placas del capacitor y el defecto será similar a un capacitor seco.
• Intermitente: Es una variante de la falla anterior, donde el capacitor funciona intermitentemente por un mal contacto interno de sus terminales y con un golpe o movimiento funciona o no.

ESR, básicamente y como lo indica su sigla, es una resistencia en serie que tienen todos los capacitores en mayor o menor medida y que en el caso de los electrolíticos, debe estar por debajo o cerca de un valor determinado por una tabla, y de acuerdo a su tensión de trabajo y valor de capacidad. Para eso en internet existen varias tablas similares y aquí veremos algunas de ellas.

Aunque la sustitución directa o “puentearlo” es el método más rápido y sencillo para encontrar la falla, me pareció conveniente transmitirles algunos métodos de verificar fehacientemente si el culpable es el capacitor o algún componente asociado.

Para eso primero debemos saber que la capacidad de acumular carga eléctrica de un capacitor de cualquier tipo se mide en Faradios, pero como ésta unidad resulta muy grande, se utilizan submúltiplos como el Picofaradio (pF), el Nanofaradio (nF) y el Microfaradio (uF).

Aquí un ejemplo para visualizar las equivalencias:

10.000 pF (picofaradios) = 10 nF (nanofaradios) o 0.01 uF (microfaradios).

Los capacitores electrolíticos generalmente se expresan en microfaradios, aunque algunos se verán en el medidor expresados en nanofaradios por su baja capacidad.

Verán entonces algunas mediciones que se deberían hacer a un capacitor electrolítico para determinar si puede continuar ejerciendo su función normal en el circuito bajo reparación, o se debe reemplazar.

Afortunadamente hoy existen en el mercado diversos medidores, generadores de onda, osciloscopios y multímetros a precios accesibles, cuando en épocas pasadas, la sola compra de un multímetro era poco menos que imposible y los medidores o generadores solo estaban reservados para un laboratorio, por lo que recurríamos a la confección de aparatos caseros que finalmente…. no funcionaban.

Pasemos entonces a las fotos de algunas mediciones de capacitores, pero primero les voy a mostrar algunos de los instrumentos que uso para ello y una breve explicación de sus funciones:

Este aparatito es el que utilizo para medir la ESR de los capacitores y al mismo tiempo me da su capacidad aproximada y su EPR (V. loss), pero su utilidad va mucho más allá pues me permite medir e identificar transistores BJT (Transistor de unión bipolar) los más comunes, transistores FET (Transistores de efecto de campo), tiristores, triacs, diodos de silicio, germanio, zener, LED, resistencias, bobinas, etc. identificando sus terminales, parámetros de conducción, ganancia, etc. Además, mediante el sensor marcado como IR (radiación infrarroja) permite comprobar si un control remoto está emitiendo correctamente. Realmente un instrumento muy útil, versátil y de precio accesible. El fabricante dice que se pueden medir los componentes directamente en el circuito, sin retirarlos, pero yo prefiero retirarlos porque por experiencia, a veces los componentes asociados del circuito interactúan y modifican la lectura real.

El capacímetro permite medir el valor de capacidad de distintos tipos de capacitores y la inductancia de bobinas y chokes en un amplio rango de valores.

Este es un multímetro digital de calidad intermedia con las mismas funciones que los más económicos, pero además permite la medición de capacidad dentro de cierto rango, temperatura y frecuencia hasta 20 KHz (1 Hertz= 1 ciclo por segundo, denominación aplicada a las señales alternadas).

Veamos ahora algunos ejemplos prácticos de pruebas:

Aquí vemos un capacitor marcado como 100uf x 35v. Si consulto la tabla, el valor de capacidad es bueno aún, su V. loss o EPR está bien, pero su ESR es más de 3 veces el máximo admitido y ya no cumplirá su función.

Aquí vemos un capacitor axial de 25uf x 15V. marca Siemens que es muy buena calidad, pero que el paso de los años ha degradado. La capacidad aumentada no es una virtud, sino un defecto provocado por la modificación química de la aislación. La V. loss es bastante alta también y aunque esos valores de capacidad y tensión no figuran en las tablas adjuntas, el ESR se ve bastante marginal.

El mismo capacitor medido con el capacímetro también nos indica una capacidad aumentada y anormal.

Este capacitor Siemens tiene la capacidad aumentada, la V. loss por encima del 5% y su ESR muy por encima del máximo de cualquiera de las tablas. ¡Todo mal!

Este capacitor tiene su capacidad aumentada, la V. loss dentro de los parámetros, pero la ESR mal.

Como pueden apreciar, el capacímetro también nos da una mayor capacidad que la correcta, aunque siempre un poco menos que el otro medidor. Eso no debe preocuparnos y se debe a las diferentes frecuencias utilizadas para la medición, la forma y tal vez hasta la calibración que poseen los distintos instrumentos para llegar a obtener la lectura.

Aquí tenemos otro capacitor con todos sus parámetros mal.

Por último y para finalizar, aquí vemos un pequeño capacitor de 4,7uf x 25V. con capacidad y ESR fuera de parámetros y V. loss cercana al límite. Observen que el medidor muestra la capacidad en Nanofaradios. Así, 8114 nanofaradios = 8,114 microfaradios. En las 2 fotos posteriores, veremos el mismo capacitor medido con los distintos instrumentos y en los dos primeros indica una capacidad aumentada, aunque en los tres el valor indicado es distinto como explicamos anteriormente.

Como pueden apreciar, no se puede confiar totalmente en un solo aparato, porque si bien el multímetro nos estaría dando una capacidad casi normal, sus otros parámetros y no menos importantes no lo están, además y para reafirmar las otras mediciones, éste capacitor de paso en una etapa preamplificadora de audio, generaba un defecto de bajo volumen.

Espero que este breve tutorial les haya servido para tener más en claro la incidencia que pueden llegar a tener los capacitores electrolíticos en las fallas de las radios antiguas ya sean valvulares o transistorizadas y la necesidad de contar con algún mínimo instrumental para no andar reparando “a ciegas”.

Espero también no haberlos aburrido con tanta teoría, pero hay cosas que debemos saber antes de “meter mano” en nuestro querido y apreciado receptor de radio.

Un cordial saludo y hasta la próxima.

Conclusiones

Por Lucas Lopardo

Mejor no lo podría haber expuesto Alberto, volcando la teoría, pero también su extensa experiencia práctica, estos capacitores electrolíticos y algunos de papel viejos tienen la fama de ser generadores de problemas y casi siempre así es.

Sin embargo, es de destacar el ejemplo del amplificador, que curiosamente me ha sucedido lo mismo con un amplificador Nikko de los 80’s japonés, 40 años después sus capacitores no solo no presentan fatiga, sino que cambiarlos por nuevos no estoy seguro de que sea algo bueno. Esto reafirma la importancia de tener instrumental adecuado para emitir juicio sobre estos componentes y no lanzarnos a cambiar cosas como locos.

Un detalle importante es notar que los capacitores electrolíticos envejecen no solo si están en uso sino también cuando los almacenamos. Como técnico uno suele acumular componentes para tener a mano durante una reparación, pero a veces los capacitores electrolíticos que tenemos guardados desde años suelen no ser un buen sustituto. Tengan en cuenta esto no solo para nuestros componentes sino a la hora de comprar asegurándonos que el proveedor tenga suficiente rotación de los componentes.