Este documento describe el uso racional de la energía eléctrica a nivel industrial. Explica conceptos como potencia, energía, potencia reactiva y factor de potencia. También describe los diferentes tipos de potencia eléctrica como potencia activa, reactiva y aparente. Resalta la importancia de mejorar la eficiencia energética en la industria para reducir costos y sobrecargas en el sistema eléctrico.

1. Uso racional de la energía eléctrica a nivel industrial
En el presente trabajo se intentarán evidenciar deficiencias de las instalaciones eléctricas o
usos inadecuados de equipos en la industria, que como consecuencia directa, generan un
consumo adicional de energía eléctrica, aparejando mayores costos asociados innecesarios
y una sobredemanda que complica el abastecimiento normal, en momentos de máximo
consumo estacional.
A modo de poder entender claramente el porque se generan los problemas que provocan la
sobredemanda energética, se explicarán muy sucintamente algunos conceptos ligados al
tema, a saber:
1) Variables eléctricas. Concepto de potencia y energía eléctrica.
2) Potencia reactiva. Factor de potencia.
3) Interpretación de los ítems relevantes en una factura de energía eléctrica.
1) Variables eléctricas. Concepto de potencia y energía eléctrica.
1a) Variables de un circuito eléctrico.
Intensidad de corriente eléctrica: la corriente eléctrica es la sucesión de electrones de carga
negativa que circulan por un conductor en la unidad de tiempo. Su unidad de medida es el
amper (A).
Voltaje: Las cargas eléctricas en un circuito cerrado fluyen del polo negativo al polo
positivo de la propia fuente de fuerza electromotriz (batería), la diferencia de cargas entre
los polos es el voltaje o diferencia de potencial. Su unidad de medida es el volt (V).
Carga o impedancia: es el elemento que absorbe la energía eléctrica que circula por el
circuito. La carga puede ser de naturaleza resistiva cuando el elemento a energizar es una
resistencia (ejemplo bombita de luz), puede ser capacitiva cuando la carga es un capacitor
(capacitor de arranque de un motor monofásico), puede ser inductiva cuando se trata de un
arrollamiento o bobina (bobina de electroválvula neumática), o puede estar constituida por
una combinación de ambas como lo son la mayoría de los casos de la vida real.
En el caso de carga resistiva, la unidad de medida es el Ohm ( )
El funcionamiento de un circuito eléctrico es siempre el mismo ya sea éste simple o
complejo. El voltaje, tensión o diferencia de potencial (V) que suministra la fuente de
fuerza electromotriz (FEM) a un circuito se caracteriza por tener normalmente un valor fijo.
En dependencia de la mayor o menor resistencia en ohm ( ) que encuentre el flujo de
corriente de electrones al recorrer el circuito, así será su intensidad en ampere (A).
Una vez que la corriente de electrones logra vencer la resistencia (R) que ofrece a su paso
el consumidor o carga conectada al circuito, retorna a la fuente de fuerza electromotriz por
su polo positivo. El flujo de corriente eléctrica o de electrones se mantendrá circulando por
el circuito hasta tanto no se accione el interruptor que permite detenerlo.

2. 1. Fuente de fuerza electromotriz (batería). 2. Carga o resistencia
( lámpara). 3. Flujo de la corriente< eléctrica. 4. Interruptor. 5. Fusible.
1b) Ley de Ohm.
La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de
las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las
unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:
1. Tensión o voltaje (E), en volt (V).
2. Intensidad de la corriente (I), en ampere (A) o sus submúltipos.
3. Resistencia (R) de la carga o consumidor conectado al circuito en ohm ( ), o sus
múltiplos.
Postulado de la ley de OHM
“El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es
directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente
proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada”.
Desde el punto de vista matemático, este postulado se puede representar por medio de la
siguiente fórmula:

3. 1c) Que son la energía y la potencia eléctrica.
Para entender qué es la potencia eléctrica es necesario conocer primeramente el concepto
de “energía”, que no es más que la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo
eléctrico cualquiera para realizar un trabajo.
Cuando conectamos un equipo o consumidor eléctrico a un circuito alimentado por una
fuente, como puede ser una batería, la energía eléctrica que suministra fluye por el
conductor, permitiendo que, por ejemplo, una bombita de alumbrado, transforme esa
energía en luz y calor, o un motor pueda mover una maquinaria.
De acuerdo con la definición de la física, “la energía ni se crea ni se destruye, se
transforma”. En el caso de la energía eléctrica esa transformación se manifiesta en la
obtención de luz, calor, frío, movimiento (en un motor), o en otro trabajo útil que realice
cualquier dispositivo conectado a un circuito eléctrico cerrado.
La energía utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en “joule” y se representa
con la letra “J”.
Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la
potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se
mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un
segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.
La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra
“W”.
La forma más simple de calcular la potencia que consume una carga activa o resistiva
conectada a un circuito eléctrico es multiplicando el valor de la tensión en volt (V) aplicada
por el valor de la intensidad (I) de la corriente que lo recorre, expresada en ampere. Para
realizar ese cálculo matemático se utiliza la siguiente fórmula:
El resultado de esa operación matemática para un circuito eléctrico monofásico de corriente
directa o de corriente alterna estará dado en watt (W). Por tanto, si sustituimos la “P” que
identifica la potencia por su equivalente, es decir, la “W” de watt, tenemos también que: P
= W, por tanto,

4. Si observamos las fórmulas expuestas , veremos que el voltaje y la intensidad de la
corriente que fluye por un circuito eléctrico, son directamente proporcionales a la potencia,
es decir, si uno de ellos aumenta o disminuye su valor, la potencia también aumenta o
disminuye de forma proporcional. De ahí se deduce que, 1 watt (W) es igual a 1 ampere
de corriente ( I ) que fluye por un circuito, multiplicado por 1 volt (V) de tensión o voltaje
aplicado, tal como se representa a continuación.
1 watt = 1 volt · 1 ampere
De acuerdo con esta fórmula, mientras mayor sea la potencia de un dispositivo o equipo
eléctrico conectado a un circuito consumiendo energía eléctrica, mayor será la intensidad
de corriente que fluye por dicho circuito, siempre y cuando el valor del voltaje o tensión se
mantenga constante.
La unidad de consumo de energía de un dispositivo eléctrico se mide en watt-hora (vatio-
hora), o en kilowatt-hora (kW-h) para medir miles de watt.
Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y el hogar, en
lugar de facturar el consumo en watt-hora, lo hacen en kilowatt-hora (kW-h). Si, por
ejemplo, tenemos encendidas en nuestra casa dos lámparas de 500 watt durante una hora, el
reloj registrador del consumo eléctrico registrará 1 kW-h consumido en ese período de
tiempo, que se sumará a la cifra del consumo anterior.
Una bombilla de 40 W consume o gasta menos energía que otra de 100 W. Por eso,
mientras más equipos conectemos a la red eléctrica, mayor será el consumo y más dinero
habrá que abonar después a la empresa de servicios a la que contratamos la prestación del
suministro de energía eléctrica
El consumo en watt (W) o kilowatt (kW) de cualquier carga, ya sea ésta una resistencia o
un consumidor cualquiera de corriente conectado a un circuito eléctrico, como pudieran ser
motores, calentadores, equipos de aire acondicionado, televisores u otro dispositivo similar,
en la mayoría de los casos se puede conocer leyéndolo directamente en una placa metálica
ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos.
1d) Cuántos tipos de potencia eléctrica existen.
En líneas generales la potencia eléctrica se define como la capacidad que tiene un aparato
eléctrico para realizar un trabajo o la cantidad de trabajo que el mismo realiza en unidad de
tiempo. Su unidad de medida es el watt (W). Sus múltiplos más empleados son el kilowatt
(kW) y el megawatt (MW), mientras el submúltiplo corresponde al miliwatt (mW).
Sin embargo, en los equipos que funcionan con corriente alterna y basados en el
electromagnetismo, como los motores y los transformadores, por ejemplo, coexisten tres
tipos diferentes de potencia:

5. Potencia activa
Potencia reactiva
Potencia aparente
Triángulo de potencias que forman la potencia activa, la potencia reactiva y la potencia aparente.
El coseno del ángulo que se aprecia entre la potencia aparente y la activa se denomina coseno de
quot;fiquot; o quot;factor de potenciaquot; y lo crea la potencia reactiva. A mayor potencia reactiva, mayor será ese
ángulo y menos eficiente será el equipo al que le corresponda.
La denominada “potencia activa” representa en realidad la “potencia útil”, o sea, la
energía que realmente se aprovecha cuando ponemos a funcionar un equipo eléctrico y
realiza un trabajo. Por ejemplo, la energía que entrega el eje de un motor cuando pone en
movimiento un mecanismo o maquinaria, la del calor que proporciona la resistencia de un
calentador eléctrico, la luz que proporciona una lámpara, etc.
Por otra parte, la “potencia activa” es realmente la “potencia contratada” en la empresa
eléctrica y que nos llega a la casa, la fábrica, la oficina o cualquier otro lugar donde se
necesite a través de la red de distribución de corriente alterna. La potencia consumida por
todos los aparatos eléctricos que utilizamos normalmente, la registran los contadores o
medidores de electricidad que instala dicha empresa para cobrar el total de la energía
eléctrica consumida cada mes.
La potencia reactiva es la que consumen los motores, transformadores y todos los
dispositivos o aparatos eléctricos que poseen algún tipo de bobina o enrollado para crear un
campo electromagnético.
La potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa y la reactiva. Estas
dos potencias representan la potencia que se toma de la red de distribución eléctrica, que es
igual a toda la potencia que entregan los generadores en las plantas eléctricas. Estas
potencias se transmiten a través de las líneas o cables de distribución para hacerla llegar
hasta los consumidores, es decir, hasta los hogares, fábricas, industrias, etc.
Potencia contratada y potencia demandada
Ya vimos que la “potencia contratada” (la que contratamos en la empresa eléctrica), es la
potencia activa, que debe coincidir o ser superior a la suma total de toda la carga en
kilowatt (kW) instalada en una casa, fábrica, industria, empresa, etc. Ahora bien, la
“potencia demandada” es la que realmente se consume, que puede ser menor, igual o
mayor que la contratada.

6. La foto superior muestra un metro contador analógico, que instala la< empresa eléctrica
cuando contratamos el servicio eléctrico y que podemos< encontrar todavía en muchos
hogares para medir el consumo o gasto de< corriente en kilowatt-hora en que incurrimos.
En la actualidad la mayoría de los nuevos metros contadores son electrónicos y el
consumo lo muestran en una pantalla digital o display.
Normalmente cuando la demanda o energía que consumimos durante un mes supera a la
energía que hemos contratado previamente en la empresa eléctrica, éstas penalizan al
usuario con una multa o un cobro superior al costo de los kilowatt que se estipulan en el
contrato. Por tanto, la potencia demandada no debe superar nunca a la potencia contratada.
2) Potencia reactiva. Factor de potencia.
2a) Potencia reactiva.
Como se dijo en párrafos anteriores, la potencia reactiva es la consumen los motores,
transformadores y todos los dispositivos o aparatos eléctricos que poseen algún tipo de
bobina o enrollado para crear un campo electromagnético. Esas bobinas o enrollados que
forman parte del circuito eléctrico de esos aparatos o equipos constituyen cargas para el
sistema eléctrico que consumen tanto potencia activa como potencia reactiva y de su
eficiencia de trabajo depende el factor de potencia. Mientras más bajo sea el factor de
potencia, mayor será la potencia reactiva consumida. Además, esta potencia reactiva no
produce ningún trabajo útil y perjudica la transmisión de la energía a través de las líneas de
distribución eléctrica. La unidad de medida de la potencia reactiva es el VAR y su múltiplo
es el kVAR (kilovolt-amper-reactivo).
Cuando conectamos una resistencia (R) o carga resistiva en un circuito de corriente alterna,
el trabajo útil que genera dicha carga determinará la potencia activa que tendrá que
proporcionar la fuente de fuerza electromotriz (FEM). La potencia activa se representa por
medio de la letra (P) y su unidad de medida es el watt (W).

7. La fórmula matemática para hallar la potencia activa que consume un equipo eléctrico
cualquiera cuando se encuentra conectado a un circuito monofásico de corriente alterna es
la siguiente:
P = Potencia de consumo eléctrico, expresada en watt (W)
I = Intensidad de la corriente que fluye por el circuito, en ampere (A)
Cos = Valor del factor de potencia o coseno de “fi”
2b) Factor de potencia.
El llamado triángulo de potencias es la mejor forma de ver y comprender de forma gráfica
qué es el factor de potencia o coseno de “fi” (Cos ) y su estrecha relación con los
restantes tipos de potencia presentes en un circuito eléctrico de corriente alterna.
Si el número que se obtiene como resultado de la operación matemática es un decimal
menor que “1” (como por ejemplo 0,95), dicho número representará el factor de potencia
correspondiente al defasaje en grados existente entre la intensidad de la corriente eléctrica y
la tensión o voltaje en el circuito de corriente alterna.
Lo ideal sería que el resultado fuera siempre igual a “1”, pues así habría una mejor
optimización y aprovechamiento del consumo de energía eléctrica, o sea, habría menos
pérdida de energía no aprovechada y una mayor eficiencia de trabajo en los generadores
que producen esa energía.
En los circuitos de resistencia activa, el factor de potencia siempre es “1”, pero en los
circuitos inductivos, como ocurre con los motores, transformadores de voltaje y la mayoría
de los dispositivos o aparatos que trabajan con algún tipo de enrollado o bobina, el valor del
factor de potencia se muestra con una fracción decimal menor que “1” (como por ejemplo
0,8). Por tanto, un motor de corriente alterna con un factor de potencia o Cos = 0,95 ,
por ejemplo, será mucho más eficiente que otro que posea un Cos = 0,85
El dato del factor de potencia de cada motor es un valor fijo, que aparece generalmente
indicado en una placa metálica pegada a su cuerpo o carcasa, donde se muestran también
otros datos de interés, como su tensión o voltaje de trabajo en volt (V), intensidad de la

8. corriente de trabajo en amper (A) y su consumo de energía eléctrica en watt (W) o kilowatt
(kW).
Por el efecto contrario que producen en un circuito eléctrico los capacitores, provoca el
adelantamiento de la sinusoide de intensidad de la corriente con relación a la sinusoide de
la tensión o voltaje. Esto produce un efecto de desfasaje entre ambas magnitudes eléctricas,
pero ahora en sentido inverso al desfasaje que provocan las cargas inductivas.
Por tanto, cuando en la red de suministro eléctrico de una industria existen muchos motores
y transformadores funcionando, y se quiere mejorar el factor de potencia, será necesario
emplear bancos de capacitores dentro de la propia industria, conectados directamente a la
red principal. En algunas empresas grandes se pueden encontrar también motores de
corriente alterna del tipo quot;sincrónicosquot; funcionando al vacío, es decir, sin carga, para
mejorar también el factor de potencia.
Capacitores instalados en un circuito eléctrico de fuerza, con el fin de. mejorar el coseno de quot;fiquot; o
factor de potencia de una industria.
De esa forma los capacitores, aportan energía reactiva y de signo contrario a la consumida
por motores y transformadores. Así se tratará de que las potencias reactivas se resten,
arrojando como resultado un triángulo con un coseno fi mínimo o lo que es lo mismo que
decir que el circuito presentará un factor de potencia se aproxime lo más posible a “1”.
3) Interpretación de los ítems relevantes en una factura de energía eléctrica.
Previo al análisis de los ítems relevantes que se consignan en las facturas de energía
eléctrica que envían las distribuidoras, es importante señalar que no todo consumidor recibe
el mismo tipo de factura. Así es que en base al consumo contratado cuando se da de alta la
instalación, o en función a los incrementos de consumo registrados posteriormente al alta y
en correspondencia a la posición fiscal del cliente, la tarifa y consecuente carga impositiva
aplicada, pueden corresponder básicamente a tres categorías distintas, a saber:

9. T1 : tarifa para clientes particulares del tipo domiciliaria.
T2 : tarifa comercial (para comercios o industrias de bajo consumo).
T3 : tarifa industrial para grandes consumidores (industrias que superan el consumo
mensual de 50 KW.
Para cualquiera de los tres casos, la información consignada está dividida en dos partes,
correspondiendo la parte izquierda de la factura a los datos de consumo y la derecha a los
datos de facturación.
A medida que se pasa de tarifa 1 a la 3, aumentan los parámetros a considerar, las facturas
pertenecientes a tarifa T1 son muy sencillas, mientras que el paso a la contratación de
mayor energía, obliga a pasar a tarifas mayores y consecuentemente la cantidad de datos de
consumo explicitados aumenta.
A modo aclaratorio y con ánimo de poner en evidencia las variables de cada tarifa, se ha
desarrollado el siguiente cuadro comparativo:

11. Acciones concretas a tomar para bajar el consumo en una industria
A continuación y yendo a un plano más concreto, se pondrán de manifiesto acciones
concretas que tiendan a la disminución de los costos de energía y del consumo en una
industria. Las mismas pueden ser, entre otras:
1) Corregir el factor de potencia cuando se encuentre por fuera de los niveles
admitidos, no penalizables.(ver cuadro tarifario).
2) Dimensionar correctamente la sección de cada cable conductor, afin de evitar
pérdidas por calentamiento y caídas de tensión que obliquen a aumentar el
consumo, además de poner en riesgo las instalaciones. Para determinar la sección
adecuada, en base a los consumos y la corriente que circula, de tablas como la que
se adjunta, se sacan las secciones necesarias.
Dado que la excesiva longitud de las líneas producen pérdida de tensión por
aumento de resistencia, cuando se trate de tendidos muy largos, debe considerarse la
compensación de sección equivalente. (ver tabla)

12. 3) Efectuar las los tendidos de cables de las instalaciones sin empalmes (tramos
continuos de cables) o conectores diseñados especialmente a tal fin, de modo de no
provocar caídas de tensión que obliguen a aumentar la corriente circulante.
4) Plantear la iluminación de las plantas y lugares de trabajo con luminarias del tipo
inductivas (tubos fluorescentes o lámparas de bajo consumo), eliminando lámparas
incadescentes o dicroicas. En orden de optimización del consumo y la eficiencia de
su poder lumínico, las luminarias pueden ordenarse como:
 Tubos fluorescentes
 Lámparas de bajo consumo
 Lámparas de mercurio
 Lámparas de filamento
 Dicroicas
En el caso de los tubos fluorescentes, la utilización de balastros electrónicos en
lugar de los electromecánicos, proporciona menor consumo de energía activa y
reactiva.
5) Las luminarias deben estar interconectadas de forma tal de poder efectuar una
energización de líneas alternadas, de forma de poder usar el total o un parcial de
ellas, según la necesidad.
6) Colocar y distribuir las luminarias lo más localizadamente posible sobre los puestos
operativos, de forma de dejar los espacios de circulación y depósitos, con la
intensidad básica ligada a la seguridad.
7) Colocación de fotocélulas y detectores de presencia en lugares aislados, depósitos,
patios y lugares comunes donde sólo la presencia de personas, justifique mantener
encendidas las luminarias.
8) Balancear la carga de las líneas de distribución interna (R, S, T), de manera que
ninguna esté sobreexigida, por lo visto en el punto 2.
9) Procurar sistemas de arranque para todos los motores del tipo estrella triángulo, que
aumentan la energización de los campos en el momento de máxima demanda de
cupla de los mismos, acortando los tiempos de arranque y por ende el tiempo de
demanda de máxima energía.
10) Establecer instalaciones fijas para todo puesto operativo que demande energía,
eliminando alargues con secciones y contactos defectuosos.
11) No utilizar equipos de aire acondicionados centrales para oficinas, sino equipos
individuales y setearlos a una temperatura no inferior de los 25°c.

13. 12) Aprovechar al máximo la utilización de energía en horarios de valle y resto,
teniendo mejor disponibilidad y menor costo de tarifa.