Distorsiones en la red eléctrica: Armónicos.

Los problemas de potencia relacionados con la variación de voltaje, corriente o frecuencia son desencadenados debido a la falla o mala operación de los equipos que el usuario posee. 

Hoy día, las cargas que se conectan a la red eléctrica son más susceptibles a perturbaciones eléctricas, otras distorsiones también pueden estar presentes debido a la conexión de equipos como cargadores de baterías, brazos automatizados para la industria, balastros electrónicos, etc. Todo esto provoca que los usuarios industriales tengan una mayor conciencia de los diversos conceptos relacionados con calidad de energía, aunado a que las normas se han vuelto más exigentes. [3]

Fig. 1 – Proceso automatizado.  

Los problemas que se detectan con mayor número de incidencias se relacionan con el factor de potencia y los armónicos. El factor de potencia es la relación que existe entre la potencia real y aparente, esto es expresado con un decimal menor a 1. 

En México debido a la implementación del código de red, los centros de carga conectados a la alta tensión deben mantener un factor de potencia entre 0.95 y 1. [1] 

Los armónicos inducidos por cargas no lineales (tratados en la norma IEEE 519) provocan distorsión en las ondas de corriente y/o voltaje a diferentes niveles de frecuencia, cabe recalcar que los armónicos más significativos según el código de red son aquellos ubicados hasta el 15°, especialmente 3°(provocado por cargas monofásicas), 5°(provocado por cargas trifásicas), 7°, 11° y 13°, es importante tener en cuenta que los armónicos de intervalo par no se estudian ya que se anulan gracias a la simetría de la señal alterna. [2]

Los armónicos generalmente se explican por la distorsión armónica total (THD: Total Harmonics Distortion). Esto permite realizar un análisis para la calificación del nivel de contaminación de una red de tensión o de corriente comparando la señal de salida con la de entrada. [4]

Tabla 1 – Ejemplo de niveles de perturbación de armónicos en tensión.

Debido a la importancia que los armónicos tienen hoy en día, el ya conocido triángulo de potencia se ha tenido que modificar para tener en consideración las distorsiones que el sistema puede presentar por los armónicos, dando como resultado el triángulo de potencia de la Figura 2. [5]


El uso eficiente de la energía (factor de potencia) se ve afectado al agregar las nuevas variantes al triángulo de potencia, pero como ya se explicó con anterioridad, es de suma importancia tener en cuenta los armónicos en los sistemas eléctricos para no dañarlos o a los componentes que se encuentran conectados a él.

Fig. 2 – Nuevo triángulo de potencias

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Bibliografía.

 [1] Rodrigo Alonso. (2020). ¿Qué es el factor de potencia y cómo afecta a la eficiencia?. 18-03-2020, de Hardzone Sitio web: https://hardzone.es/reportajes/que-es/factor-de-potencia-fuente-alimentacion/

[2] N/A. (2019). Normativas en Factor de potencia con el Código de Red. 18-03-2020, de Blog de Risoul Sitio web: https://www.risoul.com.mx/blog/normativas-en-factor-de-potencia-con-el-codigo-de-red

[3] Rodolfo A. Echavarría Solís. (2020). Los problemas de la red eléctrica. 18-03-2020, de El Diario Sitio web: https://eldiariodevictoria.com/2020/02/22/los-problemas-de-la-red-electrica/

[4] SectorElectricidad. (2015). ¿Qué son los armónicos y cómo nos afectan?. 18-03-2020, de SectorElectricidad Sitio web: http://www.sectorelectricidad.com/13810/armonicos-que-son-y-como-nos-afectan/

[5] N/A. (—-). Power Analysis. 23-03-2020, de DEWESoft Sitio web: https://training.dewesoft.com/online/course/power-analysis