Qué es el factor de potencia y cuál su impacto en los activos industriales

El desperdicio de energía eléctrica es un enemigo de la productividad en cualquier planta industrial. Además de ser un signo de desgaste en las instalaciones, representa costos más elevados y una menor eficiencia. Entonces, ¿cómo evitarlo?

El factor de potencia puede ser una de las herramientas más interesantes para diagnosticar ciertos tipos de desperdicio de energía y comprender cómo solucionar el problema.

En este artículo, entenderás claramente qué es el factor de potencia, cómo calcularlo, por qué es tan importante prestarle atención y cómo resolver problemas de desperdicio de energía eléctrica. 

¿Qué es el factor de potencia?

El factor de potencia es una herramienta útil para determinar si un sistema eléctrico que opera en corriente alterna (CA) está siendo eficiente en términos energéticos, es decir, si está convirtiendo la energía de manera efectiva, o si está operando de manera ineficiente, lo que resulta en un desperdicio de energía.

En otras palabras, el factor de potencia es la relación entre la potencia activa y la potencia reactiva de una instalación.

¿Por qué es importante el monitoreo de energía eléctrica?

La potencia activa es la que realmente convierte la energía eléctrica en acción. Es la que determina la capacidad del circuito para realizar trabajo en un período de tiempo específico.

La potencia reactiva es la medida de la energía almacenada que se devuelve a la fuente durante cada ciclo de corriente alterna y no puede ser convertida en trabajo útil. Esta energía se utiliza para generar los campos electromagnéticos necesarios para el funcionamiento de ciertas cargas.

Por ejemplo, usemos de analogía una cerveza: el líquido sería la potencia activa, mientras que la potencia reactiva sería la espuma. La totalidad del vaso representa la potencia aparente, que se define como la suma de ambas.

En resumen, el factor de potencia es una relación entre la energía convertida en otras fuentes y la energía que se devuelve al sistema, representando una proporción del gasto útil de dicha energía.

El factor de potencia en la industria

Debido a los elementos reactivos de la carga, la potencia aparente es mayor que la potencia activa, por lo que se dice que el factor de potencia siempre es menor que 1. Cuanto más cerca de 1 esté el valor del factor de potencia (FP), mayor será la eficiencia energética de la instalación. Un FP alto significa que una gran parte de la energía utilizada se convierte en trabajo, mientras que un factor de potencia bajo indica que la energía no se está utilizando plenamente.

El resultado de este cálculo puede variar de -1 a 1. Según el número obtenido, le damos el nombre de factor de potencia inductivo o capacitivo. Si el valor está entre -1 y 0, consideramos que es un FP inductivo. En estos casos, la instalación eléctrica está absorbiendo energía reactiva.

La mayoría de los equipos eléctricos tienen características inductivas debido a sus bobinas (o inductores). Por lo tanto, esta clasificación no necesariamente significa que el motor sea deficiente, sino que es una característica de los equipos que funcionan mediante inducción electromagnética.

Principales causas de un bajo factor de potencia

Los equipos o situaciones que requieren mucha energía reactiva tienden a causar un bajo factor de potencia como consecuencia. Por lo tanto, se debe prestar atención a los motores que funcionan en vacío, a las máquinas sobredimensionadas para sus cargas, a las lámparas de descarga (como las fluorescentes o de vapor de mercurio) sin corrección del factor de potencia, y a la relación entre transformadores y motores. Un bajo factor de potencia indica que la energía se está utilizando de manera ineficiente y, por lo tanto, que la eficiencia energética es baja. Esto puede acarrear grandes riesgos, gastos elevados y pérdidas para la planta.

Además de generar costos adicionales con la empresa eléctrica, un bajo factor de potencia ocasiona problemas en la calidad de la energía, como fluctuaciones de voltaje y distorsiones armónicas que afectan el funcionamiento de los equipos. El exceso de corriente reactiva también puede causar el sobrecalentamiento de las máquinas, reduciendo la vida útil de los equipos.

¿Cómo mejorar el factor de potencia en tu instalación industrial?

Una de las mejores formas de evitar el desperdicio en tu planta es mejorar el valor del FP e invertir en herramientas y técnicas que eviten fallas en los equipos. De esta manera, no se corre el riesgo de desperdiciar energía sin darse cuenta, y, por lo tanto, gastar dinero innecesariamente.

Algunas medidas básicas que se pueden tomar incluyen:

• Dimensionar adecuadamente motores y equipos.
• Utilizar equipos de manera inteligente y solo cuando sea necesario.
• Instalar capacitores donde sea necesario.
• Corregir el bajo factor de potencia con la ayuda de monitoreo continuo de la red eléctrica y mantenimiento predictivo.

Con sensores de IoT monitoreando bombas, compresores, bancos de capacitores, paneles eléctricos u otros activos, es posible identificar fallas eléctricas antes de que ocurran y monitorear el consumo de energía de cada máquina. De esta manera, el gestor se asegura de que no habrá gastos innecesarios en ninguna etapa de la planta.

Un ejemplo de monitoreo en línea para este tipo de equipo es el Energy Trac, un sensor de voltaje y corriente de TRACTIAN.

Energy Trac: la solución energética

La instalación del sensor puede realizarse en cuestión de minutos. Poco después, es posible supervisar los indicadores de mantenimiento, la salud de la red eléctrica y los patrones de consumo de su activo de forma remota, desde cualquier lugar y en tiempo real, en cualquier momento.

Con el monitoreo automático, cualquier miembro del equipo de mantenimiento puede acceder a los datos de corriente, voltaje, potencia y consumo de los activos en cualquier momento del día.

El Energy Trac detecta fallas eléctricas antes de que ocurran, pero no se detiene ahí. El sensor diagnostica el modo exacto de la falla y envía instrucciones precisas para que el equipo sepa cómo actuar para corregir el problema.

Esto reduce al mínimo el tiempo entre la falla y la corrección del problema, eliminando: 

• Intervenciones inesperadas
• Paradas no programadas
• Gastos excesivos de mantenimiento

No vale la pena correr riesgos trabajando con un factor de potencia por debajo del límite. Con la tecnología disponible en la actualidad, es más fácil que nunca impulsar la productividad y eficiencia de tu planta. ¡Contacta a un especialista de TRACTIAN y programa una demostración hoy!