Purificación de la electricidad: una necesidad moderna
Si purificamos el agua para nuestro consumo, ¿por qué no hacer lo mismo con la electricidad? La electricidad también puede contaminarse, y esta contaminación reduce su calidad, provocando problemas en las instalaciones eléctricas, receptores y cargas. Desgraciadamente, este hecho es cada vez más frecuente.
Nuestra sociedad, cada vez más electrificada, depende enormemente de una energía de calidad. A pesar de las mejoras en materia de eficiencia energética, el consumo eléctrico global sigue en aumento, y esta tendencia no parece revertirse. La electrificación y la transición energética continuarán, haciendo que la calidad de la energía sea esencial para la continuidad, eficiencia y seguridad de las instalaciones eléctricas. Una mala calidad de la energía no solo incrementa el riesgo de fallos y daños, sino que también genera sobrecostes innecesarios.
La teoría nos dice que en nuestras instalaciones deberíamos encontrarnos una forma senoidal, con una frecuencia de 50 o 60 Hz en función del país, pero la realidad dista bastante de esto. Cabria pensar que el problema fuese atribuible al proveedor de energía, pero tristemente, la culpa la tenemos los propios consumidores.
Consecuencias comunes de una mala calidad de la energía
La mala calidad de la red puede desencadenar numerosos problemas en las instalaciones eléctricas, como pueden ser:
- Desgaste acelerado de los equipos: La vida útil de los equipos se reduce debido a las condiciones eléctricas adversas.
- Sobrecostes por mantenimiento: Los equipos que funcionan en condiciones de mala calidad eléctrica requieren más mantenimiento.
- Pérdidas de energía innecesarias: La energía no se utiliza de manera eficiente y se aumentan las pérdidas por disipación térmica, entre otras
- Fallos en equipos y sistemas: Los dispositivos electrónicos y eléctricos pueden presentar fallos inesperados.
- Uso ineficiente de la capacidad: Las instalaciones no pueden operar a su máxima capacidad por causas como la saturación de los transformadores, disparos de protecciones o fallos de funcionamiento en equipos sensibles.
- Riesgo de incendio en conductores y componentes: El sobrecalentamiento puede causar incendios.
- Aumento de las emisiones de CO2: La ineficiencia energética contribuye a un mayor impacto ambiental.
Causas habituales de una mala calidad de la energía
Las empresas a menudo no somos conscientes del efecto completo que tiene la calidad de red en el buen funcionamiento de nuestras instalaciones y procesos. Partimos de la base de que no siempre disponemos de sistemas de medida y control en toda nuestra planta, pero, además, carecemos muchas veces de conocimiento técnico para interpretar y comprender los eventos registrados.
Como casi todo en la vida, la calidad de red es multifactorial, pero podríamos considerar los siguientes motivos como los más habituales y que son los responsables de la mayor parte del empeoramiento de esta calidad energética:
- Sustitución de equipos electromecánicos por electrónicos: La modernización de las instalaciones con equipos electrónicos puede introducir contaminación armónica.
- Incorporación de nuevas tecnologías en instalaciones no preparadas: La irrupción de la electrónica de potencia y cargas no lineales como la iluminación LED, los inversores fotovoltaicos, o los variadores de frecuencia puede deteriorar la forma de la onda y con ello, la calidad de red.
- Sensibilidad de los equipos modernos: A pesar de aportar múltiples ventajas, los dispositivos electrónicos actuales son más susceptibles ante una mala calidad de red, lo que afecta su rendimiento y durabilidad.
- Contaminación armónica: Dispositivos como convertidores de frecuencia y fuentes de alimentación conmutadas generan distorsiones que sobrecargan la red eléctrica con tensiones y corrientes indeseadas.
Deterioro global de la calidad de la energía
En las últimas décadas, la dependencia que tenemos de la energía eléctrica ha ido en aumento, y a pesar de las múltiples medidas en materia de eficiencia energética, el consumo global sigue ascendiendo.
Debido a la alta dependencia de la energía que comentábamos anteriormente, los organismos reguladores, ya están tomando cartas en el asunto y generando condiciones cada vez más estrictas para que la calidad de red pase a ser una responsabilidad de todos los implicados (generadores y consumidores).
Los expertos consideran que este fenómeno seguirá en aumento, impulsado por la electrificación, la transición energética y una legislación más estricta, terminará aumentando aún más la presión sobre la mejora en materia de calidad de la energía.
Indicadores de mala calidad de la energía
Como indicó Lord Kelvin: “Lo que no se define no se puede medir. Lo que no se mide, no se puede mejorar. Lo que no se mejora, se degrada siempre.” Por lo tanto, lo aconsejable siempre es empezar con una medición de red para diagnosticar mejor la situación.
Pero como indicativo de problemas relacionados con la calidad de la energía, es posible observar ciertos efectos como:
- Sobrecarga y sobrecalentamiento de motores y cables
- Errores en dispositivos y sistemas electrónicos
- Fallos en comunicaciones industriales
- Flickers, o parpadeo en la iluminación
- Desgaste acelerado de convertidores y otros componentes
- Fallos en electrónica sensible
- Ruidos audibles en equipos eléctricos como transformadores
- Agotamiento prematuro de los condensadores
- Reducción de la calidad y capacidad de producción
- Altos costes de energía sin causa aparente
- Pérdidas de energía debido a la potencia reactiva y armónica
- Errores de lectura en equipos de medida
Soluciones para mejorar la calidad de la energía
Cada problema de calidad de la energía es único y requiere un análisis específico. Algunas soluciones comunes incluyen:
- Filtros Activos de Armónicos: Reducen la contaminación armónica, compensan la energía reactiva tanto inductiva como capacitiva y equilibran las fases. En definitiva, mejoran la calidad de red.
- Baterías de condensadores: Corrigen el coseno de phi compensando la energía reactiva inductiva. De esta manera optimizan el uso de la energía y mejoran el factor de potencia.
En resumen, para abordar eficazmente los problemas de calidad de la energía, es crucial realizar un análisis detallado y aplicar soluciones personalizadas, o una combinación de ellas, para asegurar una mejora significativa en el rendimiento y la eficiencia de las instalaciones eléctricas.
