Factor de potencia: una variable de gran importancia. Parte 1.

La electricidad es uno de los elementos que son de suma importancia en la actualidad. Es difícil imaginar un mundo donde ella no exista, puesto que está presente en toda nuestra cotidianidad. Casi todos conocemos variables referidas a ella, como lo son la corriente y el voltaje, sin embargo, hay un parámetro que es muy poco conocido pero que es básico: el factor de potencia. Veámoslo.

Entérate de qué es el factor de potencia

Este es un índice que señala la eficiencia de un sistema al utilizar la electricidad, es decir, la relación que existe entre la potencia activa o Vatio y la aparente o Voltio-Ampere. También se define como la fracción de la energía total que se convierte en trabajo útil. Puede tomar un valor entre 0 y 1.

Cuando es 1, significa que toda la energía que se consume es aprovechada, no obstante, esto casi nunca ocurre porque las cargas generan una cantidad de potencia reactiva. Un buen valor típico para un sistema eléctrico eficiente es de 0,85 a 0,90.

El resto para completar el valor de 1 de la aparente, es la llamada energía reactiva que, aunque no produce trabajo, se encuentra presente en el sistema. Su relación es la siguiente: Potencia activa = Potencia aparente – Potencia reactiva donde FP = Potencia activa / Potencia aparente.

Asi, por ejemplo, si se tiene un factor de potencia de 0,9 y una potencia aparente de 1000 W entonces son 900 W de la potencia aparente aprovechados y una pérdida de 100 W reactivos. O, dicho de otra forma, FP = 0,9.

Como te puedes imaginar, un mayor valor de esta potencia es sinónimo de un mayor rendimiento de la electricidad utilizada, produciendo más trabajo útil y aprovechable. Mientras que un bajo valor, implica un desperdicio de energía importante.

Las causas de un bajo factor de potencia

Las principales causas que originan un bajo índice de potencia vienen dadas por la conexión de grandes cargas del tipo inductivo. Estas consisten en equipos eléctricos que tienen bobinas, las cuales utilizan y almacenan energía en forma de campo magnético. Por tal razón, necesitan de potencia reactiva de la red.

Todo ello tiene la particularidad de producir un atraso fasorial de la corriente respecto al voltaje, lo que produce una disminución de la potencia activa e incremento de la reactiva, reduciendo el aprovechamiento de la aparente. Incluso afecta el funcionamiento de equipos como los rectificadores.

Los principales dispositivos que tienen este efecto son los transformadores de potencia, motores eléctricos, equipos de soldadura, contactores, equipos cargadores, entre otros, todos con un consumo de potencia por el orden de los kW. Así si se tiene un motor de inducción con un factor de 0,8.

Significa que por cada 100 kVA de potencia aparente, aprovecha 80 kVA (kW) y 20 kVA (kVA reactivos) se convierten en energía reactiva que no genera trabajo útil.

Consecuencias de un bajo factor de potencia

Las consecuencias de este bajo factor son por el incremento de corriente consumida para el suministro de la misma potencia. Esto lo visualizaremos mediante el siguiente ejemplo. Suponemos que tenemos una potencia de 100 kVA, a 230 Volt con un factor de potencia de 0,9. Entonces:

P = 100 kVA

V = 230 V

FP = 0,9

P = V x I x FP → I = P / (V x FP) → I = 100 kVA / (230 V x 0,9) → I = 483,1 A

Ahora, si asumimos un FP = 0,75

P = 100 kVA / (230 V * 0,75) = 579,71 A

Como se puede observar, la corriente en el segundo caso es mucho mayor que en el primero a pesar de que se entrega la misma potencia. Esto tiene muchas consecuencias negativas, como el disparo de protecciones sin motivo y recalentamiento de conductores, así como de los devanados.

Además de la potencia desperdiciada por la elevación de la corriente. Esto también trae graves consecuencias para la alimentación de los sistemas de energía en telecomunicaciones, ya que sus consumos son muy elevados. En la parte 2 de esta serie seguiremos analizando esta crucial variable.

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