Los armónicos eléctricos son una forma de «ruido» o distorsión en el sistema eléctrico. Ocurren cuando la corriente o la tensión deja de ser una onda suave y repetitiva, como debería ser en condiciones normales. En lugar de seguir la frecuencia principal del sistema (generalmente 50 o 60 Hz), aparecen otras ondas más pequeñas y rápidas que se superponen a la principal, alterando su forma original. Esto puede causar problemas en los equipos eléctricos y en la eficiencia del sistema.
¿Qué provoca los armónicos eléctricos?
Los armónicos son causados principalmente por equipos electrónicos o dispositivos que no consumen energía de forma lineal. Entre las principales causas encontramos:
- Cargas no lineales: Estas cargas alteran la relación entre la tensión y la corriente.
- Equipos electrónicos: Dispositivos con fuentes de alimentación conmutadas, como computadoras, televisores, y cargadores.
- Motores eléctricos de velocidad variable: Muy utilizados en aplicaciones industriales.
- Iluminación LED y fluorescente: Por el uso de balastos electrónicos.
Equipos que producen armónicos
Algunos de los equipos que generan armónicos incluyen:
- Inversores y variadores de frecuencia: Utilizados en sistemas de control de motores.
- UPS (Sistemas de alimentación ininterrumpida): Comúnmente usados en oficinas y entornos críticos.
- Fuentes de alimentación electrónicas: Presentes en casi todos los dispositivos modernos.
¿Cómo afectan los armónicos eléctricos?
Los armónicos pueden causar una variedad de problemas, tales como:
- Sobrecalentamiento de transformadores, motores y conductores.
- Reducción en la eficiencia de los equipos eléctricos.
- Interferencia en sistemas electrónicos sensibles.
- Disparos indebidos de protecciones eléctricas.
¿Cómo analizar un problema de armónicos?
El análisis de un problema de armónicos requiere un enfoque sistemático para identificar su causa y evaluar su impacto. Los pasos incluyen:
- Medición con un analizador de calidad de energía: Este equipo permite registrar la distorsión armónica total (THD) y analizar las frecuencias presentes en el sistema.
- Identificación de equipos problemáticos: Revisar qué dispositivos o máquinas coinciden con los momentos de mayor distorsión.
- Análisis de patrones de carga: Determinar si los armónicos varían según las horas del día o el uso de ciertos equipos.
- Evaluación del impacto: Estudiar qué tan crítico es el problema para el rendimiento de los equipos o la estabilidad del sistema.
- Revisión del diseño del sistema: Verificar si los conductores, transformadores y otros elementos están dimensionados correctamente para manejar armónicos.
¿Cómo mitigar los armónicos eléctricos?
Para mitigar los armónicos eléctricos es fundamental realizar un análisis detallado del sistema eléctrico y aplicar las soluciones adecuadas:
- Filtros de armónicos: Son dispositivos diseñados para eliminar o reducir los armónicos. Pueden ser pasivos (con componentes como resistencias, inductancias y capacitancias) o activos (electrónicos).
- Transformadores de derivación: Ayudan a distribuir y disminuir la presencia de armónicos en sistemas de alimentación.
- Instalación de reactores o bobinas: Se usan para reducir la distorsión armónica en equipos específicos.
- Dimensionamiento correcto de cables y equipos: Un diseño eléctrico adecuado puede reducir el impacto de los armónicos.
- Uso de equipos de calidad: Adquirir dispositivos con bajas emisiones de armónicos es una medida preventiva efectiva.
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