Corrección del factor de potencia: cómo funciona, por qué es esencial y qué soluciones elegir para optimizar tu instalación eléctrica

por qué el factor de potencia es crucial en la eficiencia energética

En un sistema eléctrico moderno, la calidad de la energía y el uso eficiente de los recursos determinan la continuidad operativa, el rendimiento de los equipos y los costos de la instalación. Entre los indicadores más importantes se encuentra el factor de potencia, una medida que determina qué tan eficientemente se utiliza la energía eléctrica. Cuando este valor es bajo, la consecuencia es clara: más pérdidas, mayor carga en la red y, en muchos casos, penalizaciones económicas.

Por esta razón, la corrección del factor de potencia mediante bancos de capacitores y control inteligente se ha convertido en una práctica imprescindible en industrias, comercios y sistemas eléctricos complejos.

¿Qué es la potencia activa, reactiva y aparente?

Todo sistema eléctrico industrial está compuesto por cargas que consumen energía para convertirla en diversas formas:

• Potencia activa (P): energía útil convertida en trabajo (mecánico, térmico, luminoso).
• Potencia reactiva (Q): energía intercambiada con la red para generar campos magnéticos o eléctricos.
• Potencia aparente (S): combinación total de ambas, es decir, la potencia que realmente debe suministrar la red.

Aunque la potencia activa es la que realiza el trabajo, la reactiva es necesaria para el funcionamiento de motores, transformadores, balastos y equipos inductivos.

El problema aparece cuando la potencia reactiva es demasiado alta, aumentando:

• La corriente que circula por los conductores
• Las pérdidas en cables
• La carga de transformadores
• El calentamiento de equipos
• El costo de suministro eléctrico

¿Qué es la corrección del factor de potencia?

La corrección del factor de potencia consiste en utilizar baterías de condensadores para generar localmente la energía reactiva requerida por la instalación. Esto evita que la red suministre esa potencia adicional, reduciendo la corriente en todo el sistema eléctrico.

En otras palabras:

Mejorar el factor de potencia = reducir pérdidas, disminuir la corriente en la red y optimizar el consumo eléctrico.

Para ello se emplean bancos de capacitores controlados por relés inteligentes que conectan o desconectan pasos de potencia reactiva según lo necesite la carga.

En sistemas de CA, la corriente I absorbida por una carga se puede representar como suma vectorial de dos componentes:
La corriente ACTIVA (IA), en fase con la tensión (V), que genera el trabajo útil (= parte de la energía eléctrica convertida en otro tipo de energía, como energía mecánica/térmica/luminosa, etc.).
La corriente REACTIVA (IQ), en cuadratura al voltaje (V), que se utiliza para generar el flujo necesario para la conversión de potencias a través del campo eléctrico o magnético.

se comporta la corriente en cargas activas, inductivas y capacitivas

En corriente alterna, la relación entre la tensión (V) y la corriente (I) determina el comportamiento eléctrico de una carga.

1. Cargas resistivas

Corriente y voltaje están en fase.
Cosφ = 1 → funcionamiento ideal.

2. Cargas inductivas (las más comunes en industria)

La corriente se retrasa 90° respecto al voltaje.
Ejemplo: motores, transformadores, lámparas de descarga.

3. Cargas capacitivas

La corriente se adelanta 90° al voltaje.
Por eso se utilizan capacitores para compensar cargas inductivas.

En el caso más común, en presencia de cargas de tipo óhmico-inductivo, la corriente total I se retrasa con respecto al componente activo IA (es decir, con respecto a la tensión de alimentación V) en un ángulo ϕ

El Factor de Potencia (PF) es la relación entre la potencia de trabajo (activa) y la potencia total consumida (potencia aparente).
Es una medida de la eficacia con la que se utiliza la energía eléctrica: cuanto mayor es el factor de potencia, con mayor eficacia se utiliza la energía eléctrica.

Ejemplo práctico de cálculo de factor de potencia

Placa de motor:

• P = 56 kW
• cosφ = 0.86

1.Se calcula la potencia aparente:

S = P / cosφ = 56 kW / 0.86 = 65 kVA

2. Luego se obtiene la potencia reactiva:

Q = √(S² – P²) = 33 kvar

Esto significa que el sistema debe suministrar 65 kVA en lugar de 56 kW, simplemente porque la carga tiene un factor de potencia bajo.
Esta diferencia representa pérdidas, mayor corriente y menor eficiencia.

Valores típicos de factor de potencia por carga

¿Por qué mejorar el factor de potencia?

Mejorarlo implica múltiples beneficios económicos y técnicos:

• Reducción de la corriente en toda la instalación
• Disminución del costo de la energía
• Mayor capacidad disponible en transformadores
• Reducción de pérdidas en cables
• Menores caídas de tensión
• Mayor vida útil de equipos y conductores

En instalaciones industriales, la carga variará según ciclos de trabajo, horas, máquinas activas o paros productivos. Por eso se requieren sistemas automáticos.

En cargas inductivas, la corriente tiene un retraso de 90° con respecto al voltaje.
En cargas capacitivas, la corriente se adelanta al voltaje 90°.
El vector de corriente correspondiente se opone entonces al vector de corriente de las cargas inductivas. Esta es la razón por la que los condensadores se utilizan habitualmente en sistemas eléctricos para compensar la potencia reactiva absorbida por cargas inductivas como los motores.

Cómo funciona un banco automático de capacitores

Un banco automático regula la compensación de potencia reactiva mediante:

1.Sensores de corriente y voltaje

Miden el factor de potencia real en tiempo real.

2.Relé de factor de potencia

Es el “cerebro” del sistema: compara el cosφ medido con el objetivo y decide qué pasos conectar o desconectar.

3.Dispositivos de conmutación

Contactores o módulos estáticos encargados de activar cada paso.

4.Bancos de capacitores

Su capacidad determina la precisión del control:
Cuantos más pasos, mayor fineza en la regulación.

En la mayoría de instalaciones no existe una absorción constante de potencia reactiva

Ejemplo: máquinas con diferentes características eléctricas, encendidas y apagadas en diferentes tiempos según ciclos de trabajo).

Desde lovato Electric ofrecemos diferentes soluciones de factor de potencia tanto reles correctores correctores de factor de potencia DCRL y DCRG como contactores de la familia BFK

El banco automático permite la conmutación automática de diferentes baterías de condensadores, siguiendo las variaciones de la potencia reactiva absorbida y manteniendo constante el PF del sistema.

Consta de los siguientes elementos:

Algunos sensores para medir señales de corriente (por ejemplo, CT) y voltaje, para detectar el factor de potencia del sistema.
un regulador del factor de potencia, que es una unidad inteligente que compara el factor de potencia medido con el deseado y opera la conexión y desconexión de los bancos de capacitores (pasos) con la potencia reactiva necesaria
un cuadro de alimentación eléctrica, que comprende dispositivos de conmutación (por ejemplo, contactores o módulos de tiristores) y dispositivos de protección (fusibles, …)
algunos bancos de capacitores. La precisión del control será mayor cuantos más pasos se prevean y menor sea la diferencia entre ellos.

Los condensadores normalmente son conmutados por medio de contactores
“PFC tradicional”, la solución más común para todas las aplicaciones principales
buen compromiso entre costes (equipamiento sencillo) y prestaciones
contactores comandados a través de salidas de relé
Prestaciones estándar en términos de tiempos de conmutación y picos de corriente.

potencia de 7,5 a 100kvar a 400V
adecuado para sistemas de hasta 690V

resistencias limitadoras incluidas
bobina de CA

Tipos de soluciones de corrección del factor de potencia

Solución tradicional

Serie DCRL

3/5/8 pasos
tipo de relé
pantalla LCD de iconos
análisis armónico de orden 15
ampliable

Serie DCRG
DCRG8

8 pasos
tipo de relé
pantalla gráfica
PFC reactivo capacitivo
(Solo DCRG8 IND)
análisis armónico de orden 31
ampliable
Funciones avanzadas: maestro-esclavo, PFC monofásico…
PFC mixto tradicional-rápido con módulos EXP…

Solución para capacitiva

DCRG8IND

8 pasos
tipo de relé
pantalla gráfica
PFC reactivo capacitivo
(Solo DCRG8 IND)
análisis armónico de orden 31
ampliable
Funciones avanzadas: maestro-esclavo, PFC monofásico…
PFC mixto tradicional-rápido con módulos EXP…

Solución rápida

DCRG8 F

8 pasos
tipo estático
pantalla gráfica
PFC rápido
análisis armónico de orden 31
ampliable
PFC mixto tradicional-rápido con módulos EXP…

Mejorar el factor de potencia no solo incrementa la eficiencia, sino que reduce costos, pérdidas y aumenta la capacidad disponible en transformadores y sistemas eléctricos. Mediante bancos automáticos, relés de control y soluciones escalables, la compensación reactiva se convierte en una estrategia imprescindible para cualquier instalación industrial moderna.

¿Necesitas optimizar el factor de potencia de tu instalación? Nuestro equipo técnico puede ayudarte a seleccionar la solución ideal. Contáctanos y recibe asesoría especializada.

PREGUNTAS FRECUENTES (FAQ)

1. ¿Qué sucede cuando el factor de potencia es bajo?
   Aumentan las pérdidas, la corriente en cables y transformadores, y los costos de energía.
2. ¿Cómo se corrige el factor de potencia?
   Con bancos de capacitores controlados mediante relés automáticos que regulan la potencia reactiva.
3. ¿Los capacitores pueden dañar la instalación?
   No, siempre que se seleccionen con las protecciones, pasos y capacidades adecuados.
4. ¿Qué tipo de cargas necesitan más compensación?
   Motores, transformadores, balastos y lámparas de descarga.
5. ¿Cómo sé cuántos kvar necesito?
   Se calcula según el consumo de potencia activa y el cosφ objetivo de la instalación.