Los armónicos son componentes de corriente o tensión a frecuencias múltiplos de la fundamental, generados por cargas no lineales como variadores de frecuencia, rectificadores y fuentes conmutadas. Deforman la onda, provocan calentamiento y pueden dañar equipos aunque la instalación esté correctamente dimensionada.
En la práctica ecuatoriana
El efecto más costoso aparece donde nadie lo busca: capacitores de compensación que fallan por resonancia con la red, transformadores que calientan por encima de lo previsto, conductores de neutro sobrecargados y protecciones que disparan sin causa aparente.
Por eso, en instalaciones con muchos variadores, un banco de capacitores sin reactancias de bloqueo es una mala inversión, y una campaña de instalación masiva de variadores debería incluir una medición de distorsión antes y después.
Dónde aparece el daño y por qué
| Componente afectado | Qué le ocurre | Control |
|---|---|---|
| Capacitores de compensación | Fallan por resonancia con la red: el efecto más costoso y el que menos se anticipa | Reactancias de bloqueo o filtros; medir distorsión antes de instalar |
| Transformadores | Calientan por encima de lo previsto aunque la carga esté dentro de su capacidad | Factor K en la especificación, o reducción de carga admisible |
| Conductor de neutro | Se sobrecarga con los armónicos de orden 3 y sus múltiplos, que se suman en lugar de cancelarse | Neutro de sección aumentada en instalaciones con mucha carga monofásica no lineal |
| Protecciones | Disparan sin causa aparente | Medición de distorsión antes de cambiar el dispositivo |
De ahí dos reglas prácticas: en instalaciones con muchos variadores, un banco de capacitores sin reactancias de bloqueo es una mala inversión; y una campaña de instalación masiva de variadores debería incluir una medición de distorsión antes y después, porque el ahorro del variador puede quedar anulado por el daño que introduce.
Ejemplo
Una planta instala variadores en varias bombas y, meses después, empieza a perder capacitores del banco de compensación. La causa no está en el banco: la carga no lineal de los variadores entró en resonancia con la instalación, y la solución pasa por reactancias de bloqueo o filtros, no por reponer capacitores.
Términos relacionados
- Variador de frecuenciaUn variador de frecuencia regula la velocidad de un motor de inducción cambiando la frecuencia de alimentación.
- Banco de capacitoresUn banco de capacitores es el conjunto de condensadores que aporta localmente la energía reactiva que la instalación necesita, evitando que viaje desde la red.
- Kilovoltamperio reactivo (kVAr)El kilovoltamperio reactivo (kVAr) es la unidad de la potencia reactiva: la que intercambian con la red los equipos que necesitan campos magnéticos —motores, transformadores, balastos— sin producir trabajo útil.
- Transformador de distribuciónEl transformador de distribución es el equipo que reduce la tensión de la red de media a baja para alimentar una instalación.
¿Qué equipos generan armónicos?
Las cargas no lineales: variadores de frecuencia, rectificadores, fuentes conmutadas, equipos de soldadura, iluminación LED y electrónica de potencia en general. Son las mismas que se instalan para ahorrar energía, y por eso el problema suele aparecer justo después de una campaña de eficiencia.
¿Cómo se sabe si una instalación tiene armónicos?
Midiendo la distorsión armónica con un analizador de calidad de energía, no por inspección visual. Las señales indirectas que lo sugieren son capacitores que fallan repetidamente, transformadores que calientan sin sobrecarga, el conductor de neutro más caliente que las fases y protecciones que disparan sin causa aparente. Conviene medir antes de instalar un banco de capacitores: con distorsión alta, un banco sin reactancias entra en resonancia y se destruye.