Víctor Muñoz | Director comercial en Adviser
Históricamente la calidad de energía no había sido un problema mayor, fuera de las consideraciones de continuidad, frecuencia y tensión, para la mayoría de los usuarios la calidad del suministro era completamente satisfactorio. Sin embargo, los tipos de alteraciones de la calidad de la energía se han hecho más presentes debido al incremento masivo de la dependencia del comportamiento de los sistemas automatizados e informáticos, ha creado un peculiar interés por este tema ya que los procesos de producción y los equipos se ven afectados sustancialmente por la calidad de la energía eléctrica utilizada.
El estudio de la calidad de la energía eléctrica es el primer y más importante paso para identificar y solucionar problemas del sistema de potencia; está relacionado con las perturbaciones eléctricas que pueden afectar los parámetros eléctricos de suministro y ocasionar el mal funcionamiento o daño en los equipos y procesos.
Por tal razón, se requiere un tratamiento integral del problema desde diversos frentes; estos comprenden, investigación básica y aplicada, diseño, selección, operación, mantenimiento, normalización, regulación, programas de medición y evaluación de las instalaciones eléctricas.
El objetivo del estudio de la calidad de la energía es encontrar caminos efectivos para identificar y corregir los disturbios y variaciones en los parámetros eléctricos en el lado del usuario y proponer soluciones para corregir las fallas que se presentan en el lado del sistema de las compañías suministradoras, para lograr con ello un suministro de energía eléctrica con calidad.
Principales tipos de alteraciones de la calidad de la energía
Existen diversos tipos de alteraciones de la calidad de la energía que pueden impactar negativamente los procesos, desde interrupciones momentáneas hasta variaciones de tensión prolongadas. Conocer estas alteraciones es fundamental para proteger la infraestructura eléctrica y garantizar la continuidad operativa.
Perturbaciones transitorias: Son variaciones generalmente temporales en la tensión del sistema; que pueden causar mala operación o fallas de los equipos instalados. La variación de frecuencia puede ocasionalmente ser un factor en los disturbios del sistema; sin embargo cuando el sistema eléctrico del usuario está interconectado a una red de potencia relativamente fuerte, la variación de frecuencia resulta a veces de preocupación insignificante.
Impulso: Es un cambio repentino de potencia a una frecuencia distinta de la fundamental, es unidireccional en su polaridad positiva o negativa, se superponen en la señal de alimentación y son frecuentemente intermitentes, con una duración menor a dos milisegundos.
Oscilaciones transitorias: Son transitorios cuyo valor instantáneo de tensión cambia rápidamente de polaridad. Siempre son ocasionados por maniobra de equipos, tales como desconexión de líneas, bancos de capacitores; cada uno de ellos tiene un rango de tiempo y de frecuencia característica.
Variaciones de tensión de corta duración: Esta es una condición que típicamente ocurre cuando se inicia una falla en el sistema eléctrico y dura hasta que la falla sea eliminada por un dispositivo de sobre corriente. Este tipo de condición puede ocurrir también durante el arranque de motores grandes.
Interrupciones: Causan la pérdida momentánea completa del tensión, normalmente son causadas por acciones de la compañía suministradora para aislar fallas.
Sags (bajas de tensiónes): El “sag (baja de tensión)” es el nombre para una baja en el nivel de tensión de entre un 10% y 90%, y de una duración de entre medio ciclo y un minuto.
Swell (sobre de tensión): Un “swell (sobre de tensión)” es un aumento de tensión por sobre del 110% del valor nominal, por una mitad de ciclo y hasta un minuto.
Sobre tensión: Es un incremento en el valor eficaz de tensión en C.A. mayor del 110% a la frecuencia del sistema con una duración mayor de 1 minuto.
Baja tensión: Es una reducción en el valor eficaz de tensión menor al 90% de tensión a la frecuencia del sistema, con una duración mayor de 1 minuto.
Interrupciones sostenidas: Son los decrementos de tensión de alimentación por un periodo de tiempo que excede a 1 minuto, regularmente son fallas de naturaleza permanente, que es necesario la intervención manual para su restauración.
¿Cómo afectan los tipos de alteraciones de la calidad de la energía a la infraestructura tecnológica?
Los diferentes tipos de alteraciones de la calidad de la energía no solo representan una variación técnica en los parámetros eléctricos, sino que se traducen en impactos directos en la operación, la vida útil de los equipos y la continuidad del negocio. En entornos de infraestructura tecnológica —como centros de datos, cuartos técnicos, redes de telecomunicaciones, sistemas de videovigilancia, control de accesos y automatización— estos efectos pueden ser críticos.
Desde una perspectiva técnica y de negocio, las principales afectaciones de una mala calidad de la energía eléctrica incluyen:
1. Fallas en equipos electrónicos sensibles
Servidores, switches, routers, sistemas de almacenamiento, UPS, controladores industriales (PLC) y sistemas de monitoreo son altamente sensibles a sags, swells, transitorios y armónicas. Estas perturbaciones eléctricas pueden provocar:
Reinicios inesperados
Bloqueo de procesos
Daños en fuentes de poder y tarjetas electrónicas
Pérdida de información o corrupción de datos
2. Reducción en la vida útil de los equipos
La exposición constante a problemas de calidad de energía como sobre tensiones, fluctuaciones de voltaje, distorsión armónica y ruido eléctrico genera estrés térmico y eléctrico en componentes electrónicos, lo que acelera su degradación.
Esto se traduce en:
Mayor frecuencia de fallas
Incremento en costos de mantenimiento correctivo
Sustitución prematura de equipos críticos
3. Interrupciones operativas y pérdidas económicas
Las interrupciones momentáneas o sostenidas en el suministro eléctrico impactan directamente en la continuidad operativa. En ambientes de TI e infraestructura crítica, una interrupción de segundos puede significar:
Caída de servicios
Pérdida de transacciones
Paro de procesos productivos
Afectaciones a SLA y reputación del negocio
4. Riesgos en la estabilidad de sistemas de respaldo
Paradójicamente, los sistemas diseñados para proteger contra problemas eléctricos (como UPS, reguladores de voltaje, bancos de baterías y plantas de emergencia) también se ven afectados por una mala calidad de energía en la red de entrada. Una energía de baja calidad puede provocar:
Sobrecarga de UPS
Activaciones innecesarias del respaldo
Reducción en la eficiencia de los sistemas de protección eléctrica
5. Incremento en el consumo energético y pérdidas técnicas
La presencia de armónicas, desbalance de tensión y distorsión de la forma de onda provoca ineficiencias en el sistema eléctrico, lo que se refleja en:
Aumento de pérdidas en conductores y transformadores
Mayor calentamiento de equipos
Incremento no evidente en el consumo energético total
6. Dificultad para escalar o modernizar la infraestructura
Una infraestructura eléctrica con problemas de calidad de energía limita la incorporación de nuevas tecnologías: virtualización, edge computing, IoT, automatización industrial o nuevos sistemas de enfriamiento de precisión. Sin un suministro eléctrico estable y limpio, cualquier crecimiento tecnológico se vuelve más riesgoso.
Adicional a los elementos mencionados anteriormente, pueden permanecer en las instalaciones eléctricas los siguientes efectos que se manifiestan en una mala calidad de energía.
Desbalance de tensión – Distorsión de la forma de onda – Componente de CD Armónicas – Notches – Ruido – Fluctuaciones de tensión – Parpadeo (Flicker)
El suministrador, usualmente atribuye los problemas a las anomalías en la instalación del usuario, mientras que el usuario, normalmente asocia los problemas a las deficiencias en las redes del suministrador.
En la mayoría de las veces ambos olvidan las limitaciones que tienen los equipos electrónicos sensibles para operar en el ambiente de las redes eléctricas tradicionales de ambos. Por lo anterior, el conocimiento de las características de la calidad de la energía de los sistemas eléctricos del suministrador y del usuario es esencial para establecer acciones técnicas y económicas, tanto por parte del suministrador como del usuario, que permitan el control de los efectos no deseables en cualquier parte del sistema.
Acércate a Adviser para conocer los servicios y equipos que contribuyen a la detección de problemas específicos de calidad de energía eléctrica y como mitigar sus efectos en tus instalaciones y equipo crítico.
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