El especialista Jorge Torrico asegura que la masificación de equipos electrónicos y el ingreso de las luces LED y “focos ahorradores”, producen distorsiones en la calidad de la energía, sobre todo en las empresas y grandes construcciones.
Qué son los armónicos y por qué la nueva electrónica pueden ser peligrosa en una instalación eléctrica?
Los armónicos son una distorsión, tanto en voltaje como en corriente, que generan todos los equipos con electrónica de potencia, desde un televisor pantalla plana, microondas o cualquier otro equipo que tenga electrónica de control.
Es un fenómeno relativamente nuevo a nivel mundial, porque la tecnología está avanzando a pasos agigantados y la penetración de estas cargas no lineales hacen que produzcan efectos en las redes eléctricas o en las instalaciones.
Hemos estado viendo que, por ejemplo, en las nuevas construcciones que están proliferando en todo el país, mercados, centros comerciales, hospitales, no se está implementando la norma NB 777, que menciona muy de pasada, pero no hace un análisis de la alta penetración de la electrónica.
Normalmente son equipos monofásicos como iluminación led, focos ahorradores, pantallas, máquinas registradoras, absolutamente todo contiene electrónica y eso va distorsionando la calidad de la energía.
Y esa distorsión de este tipo de cargas genera lo que se llaman las “terceras armónicas”, que no se cancelan en el neutro. Entonces, como medida de precaución se debe duplicar la sección del neutro.
Por darle un ejemplo, si tengo un cable de 10 milímetros cuadrados para la fase, el cable inmediato superior debería ser el que se utilice para conducir el neutro. Esto me va permitir disipar ese calor adicional generado por las armónicas.
En los países emergentes como Tailandia y la India cada vez escuchábamos que se incendiaban edificios, y es por la transformación que se les ha dado. Edificios que tenían otro fin, los estaban utilizando para oficinas, para los famosos call center donde hay una aglomeración de computadoras y eso genera terceros armónicos, recalentamiento en el neutro, que deriva en el incendio de los edificios.
¿Estos terceros armónicos pueden afectar a la red de distribución?
No afectan a la red por la concepción de la red. Los transformadores en las redes de distribución, en la mayoría de las ciudades, son instalaciones que cuentan con un transformador que tiene una configuración en “delta”, en el lado de media tensión y en el lado de baja tensión los tenemos en “estrella”.
Esta configuración tiene la particularidad de que la corriente, circulando por el devanado de alta del transformador no pasa a la red, se queda en el devanado, funciona como una trampa. Sí me genera problemas como propietario del trasformador porque tengo un calor adicional. Si mi transformador está muy justo, entonces se va ir recalentando y su vida útil es de por lo menos 20 años, entonces se va quemar en menor tiempo.
¿Cuál sería la solución?
Cuando yo arranco una carga muy grande, bajo el voltaje de manera muy importante por periodos de tiempo muy cortos, estamos hablando de menos de 3 a 10 ciclos. En ese periodo de tiempo, las fuentes de los PLC (Controlador Lógico Programable) se quedan ciegas, porque hay un hueco de tensión, entonces se producen problemas de interrupción.
Entonces para evitar eso, a partir del diseño, ya puedo conceptualizar de incorporar fuentes de control. Estamos hablando de control de pequeñas potencias que incorporen UPS (Sistema de Alimentación Ininterrumpida). Son soluciones relativamente baratas, estamos hablando, en el mercado local, un UPS para la fuente de control está alrededor de 300 dólares. Si tengo una instalación industrial es un costo muy pequeño que nos permite mitigar los problemas de calidad de energía en redes eléctricas.
¿Y en los domicilios?
En la mayoría de los diseños actuales, la sección del neutro es la misma de la sección del conductor de fase. Otrora no era así, reducíamos una sección de cable conductor porque teníamos cargas tradicionales, la mayoría eran cargas resistivas. Entonces, cuando se hacía el balance de carga de un sistema, se van cancelando entre si y ahí queda una pequeña corriente circulando por el conductor neutro.
Hoy en día las terceras armónicas no se cancelan en el neutro y se pueden llegar a duplicar, entonces para evitar eso, ya desde el punto de partida de diseños, se debería duplicar la sección del neutro para prever que no haya recalentamientos en instalaciones de mercados, centros comerciales y hospitales, porque todo es electrónica monofásica.
Con la masificación de las energías renovables en Bolivia, como la solar y la eólica ¿se puede afectar a la calidad de la energía en las redes?
Esa es una condición de operación. Nuestras redes tienen una matriz que es térmica en su mayoría y hay empresas generadoras de las hidroeléctricas en un componente importante. Son nuevas tecnologías que no van a afectar al conjunto de la red cuando no exista suficiente viento o tengamos varios días nublados.
Lo que sí nos va afectar es en la calidad de energía que están aportando a la red. Eso es un fenómeno nuevo que tendrá que ser estudiado, porque estamos trabajando con voltajes de corriente directa que lo estamos transformando, a través de la electrónica, en corriente alterna.
Toda fuente electrónica produce distorsión y esa, dependiendo de la magnitud de cuán grande pueda ser un parque eólico respecto a la red, puede llegar a afectarnos. De todas maneras, existe una norma que la utiliza el Centro Nacional de Despacho de Carga (CNDC) que es la IEEE 519 que regula eso.
Si yo me voy a “colgar” al Sistema Interconectado Nacional (SIN) mi red no tiene que contaminar, la norma indica cuáles son los límites de contaminación.
Una cosa, que es muy importante hacer notar, es que esta norma refleja la siguiente filosofía: de que es responsabilidad de la empresa distribuidora asegurar una calidad de voltaje adecuado en cuanto a distorsión, pero es responsabilidad del usuario final, el no contaminar la red y no entregar corriente con distorsión muy grande que afecte a la red de la cual estoy siendo atendido.
¿La generación distribuida puede afectar a la red?
Sí y no. No nos va afectar porque la distribución no va cambiar. La fuente matriz principal va ser la distribución que siempre hemos tenido de las distribuidoras.
Sí nos va permitir, en algunos momentos con cierta inversión, hacer ahorros de consumo de energía, y las distorsiones que se puedan tener van a ser pequeñas, porque no todos están en posibilidad de colocar estos sistemas de generación renovable en sus domicilios, Son inversiones que están por encima de los mil dólares para soluciones muy pequeñas y la economía en general no da para hacerlo.
Pero en algunos casos puede ser muy interesante y hay algunas tendencias como hacer edificios completamente autosustentables desde el punto de vista de la provisión de energía.
En ese sentido, ¿tienen que instalarse medidores bidireccionales indefectiblemente?
Es una medida que va permitir optimizar a la empresa distribuidora el manejo de su red, y le va poder emitir prever futuras ampliaciones que tenga que hacer para soportar las demandas que se vayan dando. Entonces cuanto más información recabes, estás mejor preparado para poder enfrentar soluciones a los problemas que te puedan estar afectando.
PERFIL
Consultor en Calidad de Energía
Ingeniero eléctrico por la Universidad Texas A&M (EEUU).Boliviano, tiene más de 20 años de experiencia en el sector de la construcción. Desde el año 2003 se dedica a investigar sobre la calidad de energía en distintas empresas bolivianas.
