This document presents a project analyzing perturbations in the electrical flow in the electrical network of the Faculty of Engineering at the Luis Vargas Torres Technical University of Esmeraldas, Ecuador during May-June 2021. It aims to evaluate connections, protections and functioning of devices connected to the network, identify the type and source of perturbations through recent events, and propose solutions to eradicate perturbations. The theoretical framework discusses definitions of electrical quality, standards, and potential sources of irregularities in electrical systems like equipment failures or weather events. The methodology section outlines qualitative and quantitative analysis methods to be used.

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PERTURBACIONES DEL FLUJO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, EN LA
RED DE LA FACULTAD DE INGENIERÍAS DE LA UNIVERSIDAD
TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS, DURANTE EL
PERIODO DE MAYO A JUNIO DEL 2021.
Autores:
TORRES PALOMINO, Joe Roberto
ZÚÑIGA ESTUPIÑAN, Garys Stiwar
UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES DE ESMERALDAS
Carrera de Ingeniería Eléctrica, Facultad de Ingenierías – 9no “A”
Docente:
Ing. NELSON ELI MONTAÑO ESTACIO
27 de Julio del 2021

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ÍNDICE
I. PROBLEMA ....................................................................................................................... 2
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA...................................................................... 2
1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .......................................................................... 3
1.3. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................ 4
1.4. OBJETIVOS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ................................................ 5
1.4.1. Objetivo General.............................................................................................................5
1.4.2. Objetivos Específicos .....................................................................................................5
1.4.3. Preguntas de Investigación .............................................................................................5
II. FUNDAMENTO TEÓRICO ...................................................................................................6
2.1. ANTECEDENTES. ...................................................................................................... 6
2.2. MARCO TEÓRICO..................................................................................................... 7
2.2.1. Presencia de Irregularidades en el Sistema Eléctrico ......................................................7
2.2.2. Equipos más Vulnerables................................................................................................8
2.2.3. Las Perturbaciones más Recientes dentro de un Sistema Eléctrico.................................8
III. METODOLOGÍA ..................................................................................................................11
3.1. ENFOQUE METODOLÓGICO .......................................................................................11
3.1.1. Enfoque ........................................................................................................................11
3.1.2. Tipo de investigación....................................................................................................11
3.2. MÉTODOS UTILIZADOS................................................................................................12
3.2.1. ÁRBOL DE PROBLEMA............................................................................................13
3.2.2. Etapa de Fiabilidad .......................................................................................................14
3.2.3. Etapa de Mantenivilidad ...............................................................................................17
3.2.4. Etapa Práctica ...............................................................................................................18
3.5. RECURSOS........................................................................................................................21
3.5.1. Variaciones lentas de tensión:.......................................................................................21
3.5.2. Fluctuaciones de tensión y Flicker:...............................................................................21
3.5.3. Huecos de tensión y cortes breves: ...............................................................................21
3.5.4. Impulsos de tensión: .....................................................................................................22
3.5.5. Distorsión armónica:.....................................................................................................22
IV. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................23
4.1. BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................23
4.1.1. Entrevistas ....................................................................................................................23
4.1.2. Normativa y Documentación ........................................................................................24
V. ANEXOS.....................................................................................................................................25

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I. PROBLEMA
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Dentro de las instalaciones de la Universidad técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas,
se encuentra el bloque de la facultad de Ingenierías, que cuenta con un grupo de tres edificios,
dos laboratorios, un centro de cómputo, dos talleres, cuyo consumo excede la capacidad límite
de los transformadores alimentadores.
El decano de la facultad de ingenierías, Ing. Lenin Montaño .MSc, aclara que; se
utilizan dos trasformadores debido a que el rendimiento energético se ha deteriorado en función
a fallos presentados dentro del sistema de la facultad durante periodos lectivos anteriores, en su
gestión, optó por la renovación del trasformador principal de 100kVA, por uno de 125kVA.
Dentro del tiempo estimado del presente proyecto, un evento ocurrido en las líneas
principales que alimentan los talleres de Mecánica y el edificio 2 de la facultad, que dejaron
como resultado un sinnúmero de perturbaciones dentro de todo el sistema, puesto que, si no se
trataban estas anomalías en el sistema eléctrico, los dispositivos y equipos conectados al sistema
tarde o temprano terminarían con fallos u obsoletos.
Los directivos de la facultad de ingeniería tomaron la decisión de dividir en dos partes
el conjunto de cargas, que anterior mente se encontraban conectados al sistema por medio del
alimentador principal al transformador de 125kVA, por lo que fue necesario instalar un
trasformador de 50kVA para que las cargas pertenecientes al sistema administrativo de la
facultad no resultasen con daños u obsoletos producto de alguna anomalía y/o perturbación en
el sistema.
El presente proyecto sintetiza el análisis de las perturbaciones en el sistema eléctrico
de la facultad de ingenierías de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas,
durante el periodo de Mayo a Junio del 2021.

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1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
La calidad eléctrica es un indicador del nivel de adecuación de la instalación eléctrica
para soportar y garantizar un funcionamiento confiable en las cargas. Una perturbación eléctrica
o evento puede afectar a la tensión, la corriente o la frecuencia. Las perturbaciones eléctricas
pueden originarse en las instalaciones del usuario, las cargas o la compañía eléctrica.
En concordancia, Las perturbaciones eléctricas se definen en términos de magnitud y
duración. Estas perturbaciones varían desde microsegundos a cortes del servicio eléctrico que
se prolongan durante horas, y esto en función de normativas que regulan la duración de las
mismas.
Es sumamente importante entender que una perturbación eléctrica hace que el
suministro supere los límites de operación y que los equipos instalados funcionen de forma
incorrecta o incluso se dañen. Esto afectaría en los siguientes parámetros dentro de cualquier
instalación eléctrica:
 Pérdidas de producción: cada vez que se interrumpe la producción, su empresa pierde
dinero debido a los productos que no se fabrican ni se venden.
 Productos dañados: Las interrupciones pueden dañar los productos en proceso de
fabricación, haciendo que tengan que ser re-trabajados o rechazados.
 Multas CNEL: las compañías eléctricas pueden aplicar penalizaciones por factores de
potencia bajos o por picos elevados de consumo.
Por ende, es necesario hacer un análisis de la calidad de energía dentro de las
instalaciones de la facultas de Ingeniería es el primer paso. Haciendo un buen estudio de calidad
de energía en su instalación electica podremos identificar donde está el problema y el tipo de
perturbación que se presenta para dar solución a las mismas. Y con ello tomar la decisión
correcta.

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1.3. JUSTIFICACIÓN
La adecuada y correcta instalación eléctrica en una edificación, es un tema de vital
trascendencia; ya que, el riesgo que se corre al descuidar algún aspecto, podría desencadenaren
millonarias pérdidas económicas, e incluso, pérdidas de vidas humanas.
Por lo antes mencionado, la Facultad de Ingenierías de la Universidad Técnica Luis
Vargas Torres de Esmeraldas, corresponsal de la carrera de Ingeniería Eléctrica, debería contar
con un procedimiento para auditar el sistema eléctrico, en todas sus instalaciones que por su
antigüedad, o por su gran capacidad instalada, presentan mayor riesgo de pérdidas materiales y
victimas mortales, en caso de un siniestro.
La Facultad de Ingenierías de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de
Esmeraldas, cuenta con un conjunto de laboratorios y talleres, catalogados como puntos de gran
consumo eléctrico debido a las practicas realizadas en los mismos, por lo cual, se busca la
obtención de un sistema eléctrico estable y seguro; un correcto dimensionamiento de una
instalación, puede dar una optimización de costos, cambio en algún equipo de protección, o la
inclusión de algún nuevo elemento que permita una reducción en el consumo energético.
La información obtenida mediante un estudio de calidad de energía, es útil, precisa y
veraz, por lo tanto, esta información permite ayudar, evaluar y despejar inconvenientes en el
sistema eléctrico, de igual forma, podemos determinar parámetros que nos ayudan a dar una
visión de la integridad de las instalaciones.
Para llegar al punto de calidad de energía, es necesario recurrir al mantenimiento
predictivo, aprovechando la facilidad que nos brinda la facultad al poder utilizar sus equipos de
gran tecnología con los estándares y normas debidamente establecidas. El nivel de
competitividad y el mercado, cada vez más reducido las empresas donde se debe buscar
mecanismo o herramientas que los distingan entre los demás y de un valor agregado a
subproducto o servicios. Donde la implementación de un sistema de gestión de calidad forme a
un estándar internacional que es de vital importancia para las compañías ya que con este
proyecto podremos definir claramente una estructura eficaz y competitiva en los procesos a
realizar.

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1.4. OBJETIVOS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN
1.4.1. Objetivo General
El objetivo del proyecto es analizar las diferentes perturbaciones del Flujo de Energía,
en la red eléctrica de la facultad de Ingenierías, de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres
de Esmeraldas durante el periodo de mayo a junio del 2021.
1.4.2. Objetivos Específicos
a) Evaluarlas conexiones, protecciones y funcionamiento delos dispositivos conectados a la
red eléctrica de la Facultad de ingenierías.
b) Identificar el tipo y la fuente de las perturbaciones mediante acontecimientos recientes de
fallos en la red eléctrica de la facultad de ingenierías.
c) Presentar una serie de soluciones para erradicar las perturbaciones en el sistema eléctrico.
1.4.3. Preguntas de Investigación
1. ¿Cuándo fue el último apagón presentado en la facultad de Ingenierías?
2. ¿En que condiciones se encuentras los dispositivos de seguridad y de cortocircuito de las
red interna de la facultad de Ingenierías?
3. ¿Cuándo fue el último mantenimiento realizado a los equipos conectados a la red eléctrica
de la facultad de Ingenieras?
4. ¿Cuántos dispositivos terminaros obsoletos después del último apagón en la faculta de
ingenierías?
5. ¿Qué efectos se hicieron más visibles durante el periodo de las perturbaciones en el
sistema eléctrico?
6. ¿Qué tipo de solución se ha dado a las perturbaciones antes del presente proyecto?
7. ¿Se ha realizado un estudio del caso en cuanto a calidad de energía en la facultad de
ingenierías antes del presente proyecto?
8. ¿Algún docente o trabajador administrativo termino con heridas respecto a las
perturbaciones dentro del sistema eléctrico?
9. ¿Cuánto es el consumo energético de la facultad la facultad de Ingenierías?
10. ¿De cuánto fue la duración de la perturbación más dañina, el cortocircuito, en la red de la
facultad de ingenierías?

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II. FUNDAMENTO TEÓRICO
2.1. ANTECEDENTES.
Desde hace algunos años se está tomando conciencia sobre La Calidad de la Energía
Eléctrica”. El consumo de energía eléctrica crece en la actualidad de forma considerable debido
al desarrollo de nuevas tecnologías que están transformando la sociedad en general, lo que
aumenta continuamente la productividad. Históricamente este desarrollo tecnológico va ligado
con la utilización de la energía eléctrica, siendo cada vez más alto el porcentaje de uso del
consumo de energía eléctrica.
Hasta el momento no existe una definición completamente aceptada del término
“Calidad del Suministro Eléctrico” o “Calidad de la Energía Eléctrica” para un conjunto de
métodos de evaluación probabilísticos respecto las anomalías encontradas dentro de un sistema
eléctrico, siendo los estándares internacionales más empleados los que marcan el rumbo de la
definición:
El estándar IEC 61000-4-30 define el término Calidad de Energía Eléctrica como,
“Las características de la electricidad en un punto dado de la red
eléctrica, evaluadas con relación a un conjunto de parámetros técnicos de
referencia.”
El estándar IEEE 1159/1995 define el término “Calidad de Energía Eléctrica” como,
“La gran variedad de fenómenos electromagnéticos que caracterizan
la tensión y la corriente en un instante dado y en un punto determinado de la
red eléctrica.”
El Instituto EPRI (Electric Power Research Institute) de los Estados Unidos, define la calidad
de la Energía Eléctrica (Power Quality) como:
“Cualquier problema de potencia manifestado en la desviación de la
tensión, de la corriente o de la frecuencia, de sus valores ideales que ocasione
falla o mala operación del equipo de un usuario.”
La norma IEC (61000-2-2/4) y la norma CENELEC (50160) definen la Calidad de la Energía
Eléctrica como:

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“Una característica física del suministro de electricidad, la cual debe
llegar al cliente en condiciones normales, sin producir perturbaciones ni
interrupciones en los procesos del mismo”.
Para la norma IEEE 1159 de 1995:
“El termino se refiere a una amplia variedad de fenómenos
electromagnéticos que caracterizan la tensión y la corriente eléctricas, en un
tiempo dado y en una ubicación dada en el sistema de potencia”.
La CREG en Colombia en su Resolución 070 de 1998 conceptuó que:
“El termino calidad de la potencia suministrada se refiere a las
perturbaciones y variaciones de estado estacionario de la tensión y corriente
suministrada por el Operador de Red. El termino calidad del servicio prestado
se refiere a los criterios de confiabilidad del servicio.”
En general, la calidad del suministro de energía eléctrica se puede considerar como la
combinación de la disponibilidad del suministro de energía eléctrica, junto con la calidad de la
tensión y la corriente suministradas, entiéndase como la falta de calidad como la desviación de
esas magnitudes de su forma ideal, por lo que, cualquier desviación se considera como una
perturbación o como una pérdida de calidad.
2.2. MARCO TEÓRICO
2.2.1. Presencia de Irregularidades en el Sistema Eléctrico
La posibilidad de daños o averías en los elementos que componen el sistema de
generación y distribución de la energía eléctrica, debido a múltiples causas, como condiciones
climáticas, desgastes, envejecimientos, la propia actividad humana, el efecto de los animales u
otros, también pueden afectar o interrumpir el suministro de energía eléctrica a los clientes. Por
lo tanto, los factores que definen la calidad de la energía eléctrica dependen tanto del generador
y del distribuidor como del propio cliente, por lo que, para asegurar unos niveles óptimos de
calidad en el suministro eléctrico es necesaria la cooperación de todos los agentes que
intervienen en el proceso.

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El efecto más importante que produce la pérdida de la calidad de la energía eléctrica es
el mal funcionamiento o la avería de los equipos conectados a la red de distribución.
Los equipos eléctricos y electrónicos como los computadores personales, autómatas
programables, equipos de iluminación, equipos de electrónica de consumo, etc., pueden
funcionar de forma incorrecta si la energía eléctrica suministrada se interrumpe solamente
durante unas décimas de segundo o incluso centésimas de segundo.
Este mal funcionamiento de los equipos puede originar problemas importantes en un
entorno residencial y/o comercial, pero los efectos económicos que pueden producir en los
procesos industriales, como la parada o el daño de equipos, son de elevada magnitud.
2.2.2. Equipos más Vulnerables.
Antes de que la electrónica irrumpiera en todo tipo de equipos industriales y de
consumo, la compatibilidad significaba únicamente comprobar que la tensión y la frecuencia
en la placa del equipo fuesen consistentes con la alimentación a la que este se conectaba.
En la actualidad, y desgraciadamente, los equipos electrónicos proporcionan
capacidades que requieren mayor atención en sus aplicaciones en los sistemas eléctricos.
Fenómenos que antes eran secundarios como sobretensiones, distorsión armónica, variaciones
de frecuencia, etc., son ahora significativos.
La creciente utilización de dispositivos basados en microelectrónica, los cuales son cada
vez más susceptibles y menos inmunes al entorno electromagnético, ha incrementado en los
últimos años el interés por las señales de tensión y corriente eléctrica; esto ha venido
acompañando con el desarrollo de equipos de protección y una terminología especial para
describir los fenómenos.
2.2.3. Las Perturbaciones más Recientes dentro de un Sistema Eléctrico
Los fenómenos más comunes que producen daños en los equipos más vulnerables son:
1. Sub-tensión: es cuando la amplitud de la tensión está inferior a la normal.

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Fig. 1. Sub tensión oscilante en 0 < Pu < 0.1
2. Sobretensión: se presenta cuando la amplitud de la tensión está superior a la normal.
Fig. 2. Sobretensión oscilante en 0 < Pu < 0.1
3. Ruido: es la interferencia que surge de las cargas externas y contaminan la red eléctrica.
Fig. 3. Sobretensión oscilante en +5% TH Vcd
Estos trastornos causan el desgaste prematuro de los componentes eléctricos, reduciendo
la vida útil de los equipos y provocando además, bloqueo y mal funcionamiento.
También se pueden presentar:

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4. Picos o transitorios: son elevaciones repentinas y de corta duración en la tensión. Estos
pueden causar la quema inmediata de los equipos y, en algunos casos, humo o fuego.
Fig. 4. Picos transitorios en Vcd
5. Apagón: es la ausencia de abastecimiento energético. Las causas de estas inoportunas
y fulminantes interrupciones es variado, por lo que los apagones también pueden llevar
a la pérdida total de datos y de información importante.
Fig. 5. Interrupción o apagón, 0 < Pu <2h
El pronto restablecimiento del subministro energético puede provocar altas corrientes
en función de los equipos inductivos conectados en el sistema como lo son Bombas de agua,
Motores, o sistemas de encendido de lámparas, cuyo 𝐼𝑐𝑑 se verá afectada durante un lapso de
1𝑚𝑖 < 𝑃𝑢 < 10𝑚𝑖 que es el tiempo estimado de restablecimiento para conexiones seguras
(IEEE 519-2009), después de este periodo de tiempo, los dispositivos electrónicos podrán ser
encendidos. Si este no es el caso, al ser una carga lineal, presentaran una distorsión armónica
por el pronto funcionamiento de los transistores 𝑇𝐻𝐷.
Estos son los 5 principales y más comunes problemas eléctricos, pueden ser causados
por una serie de variables, tales como: eventos naturales (tormentas o rayos), accidentes (caída
de árboles o postes), defectos o mantenimiento de equipos en la concesionaria o distribuidora

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de energía, sobrecarga en la red eléctrica o desvío de carga e infraestructura eléctrica deficiente
o inadecuada.
Ahora que ya sabe los principales riesgos a los que están sujetos sus aparatos
electrónicos y cómo pueden dar lugar a grandes pérdidas, se puede preguntar cómo puede
proteger sus equipos.
III. METODOLOGÍA
3.1. ENFOQUE METODOLÓGICO
3.1.1. Enfoque
Según Luis Diego M. 2019 al hablar del enfoque investigativo de un proyecto:
“Cuando hablamos de enfoque, nos referimos a la naturaleza del
estudio, la cual se clasifica como cuantitativa, cualitativa o mixta; y abarca el
proceso investigativo en todas sus etapas: desde la definición del tema y el
planteamiento del problema de investigación, hasta el desarrollo de la
perspectiva teórica, la definición de la estrategia metodológica, y la
recolección, análisis e interpretación de los datos”
Por lo tanto, el enfoque es del presente proyecto es de carácter cualitativo, debido a que
se abordan datos especificaciones técnicos teóricos otorgadas por el cuerpo de mantenimiento
de la Facultad de Ingenieras de la Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, de
lo cual surgen los análisis correspondientes dando con resultado la criticidad pertinente para la
evaluación de rendimiento de calidad de Energía Eléctrica.
La continuidad del proyecto en parte práctica y aplicable del proyecto, será
correspondida por los ingenieros de la facultad con la utilización de los equipos de análisis de
calidad de Energía. En este punto, profundizaremos y concluiremos con las medidas a tomar
en cuenta para la corrección de las perturbaciones detectadas.
3.1.2. Tipo de investigación
Para el programa de gestión e investigación QuestionPro;

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“La investigación cualitativa es un conjunto de técnicas de
investigación que se utilizan para obtener una visión general del
comportamiento y la percepción de las personas sobre un tema en particular.
Genera ideas y suposiciones que pueden ayudar a entender cómo es percibido
un problema por la población objetivo y ayuda a definir o identificar opciones
relacionadas con ese problema”
El tipo de investigación a considerar dentro del proyecto es entrevista etnográfica, para
conocer la evolución de las perturbaciones en el sistema eléctrico de la facultad de ingenierías,
tomando en cuenta el periodo de realización del proyecto con preguntas estructuradas y
aplicando el método de observación cualitativo.
3.2. MÉTODOS UTILIZADOS
Teniendo en cuenta que para la realización del presente proyecto respecto al estudio de
perturbaciones del flujo de energía eléctrica, en la red de la Facultad de Ingenierías de la
Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, durante el periodo de mayo a junio
del 2021, se realizó un árbol de diferenciación entre las causas, el problema y los efectos, nos
basaremos en una entrevista estructural que corresponderá a los procedimientos realizados antes
y después de las perturbaciones, considerando también la duración de las mismas, el tipo y la
intensidad del fallo en caso de que surjan anomalías en otros sistemas adyacentes del de la
facultad de Ingenieras.
Se presenta una capsula de diez preguntas estructuradas a varios docentes y
trabajadores del área administrativa y de mantenimiento, respecto a los fallos prontos y averías
presentadas en sus equipos de labor cotidiano (sean éstos cualquier dispositivo que se encuentre
conectado al sistema eléctrico de la facultad de Ingenierías), cuya respuesta va a ser variada y
definida según el criterio del encuestado.
De igual forma, se realizara una observación cualitativa en cuando al funcionamiento
de los dispositivos eléctricos dentro de la facultad. En este punto, consideramos fiable dividir
este método en dos etapas, la etapa de fiabilidad y la etapa de mantenibilidad, consecuente al
siguiente árbol de problema

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3.2.1. ÁRBOL DE PROBLEMA
Fig. 6.. Árbol de problema en función de las perturbaciones del flujo energético de la facultad de Ingenierías.

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3.2.2. Etapa de Fiabilidad
En la etapa de Fiabilidad, se analizan de forma visual y explicita el funcionamiento de
los equipos eléctricos conectados al sistema, en plena utilización.
El tiempo de estimación de fallos en cualquier dispositivo es previamente visible; en
ocasiones, se puede escuchar cuando un motor presenta fallos en sus líneas, produce
variaciones en su rotación, vibraciones, una absorción descomunal del radiante eléctrico que
induce resonancias al sistema, se calienta y previamente deja de funcionar por la quema o
desbalance de una de sus líneas, respecto a su potencia de activación (en función de la corriente
de arranque). Debido a que:
𝑃 = 𝑓𝑑𝑝 × 𝑆 (1)
Donde:
- 𝑃: Es la potencia activa
- 𝑓𝑑𝑝: Es el factor de potencia 0 < 𝑓𝑑𝑝 < 1
- 𝑆: Es la potencia aparente
De igual forma:
𝑆2
= 𝑃2
+ 𝑄2 (2)
Se considera que el parámetro 𝑆 en la variación de tención, al estar determinado por un
valor de 𝑄 que es la potencia reactiva demanda para el correcto funcionamiento del motor,
viene siendo influyente en cuanto al 𝐶𝑜𝑠 𝜙 de las líneas, ¿Qué produce esto?, resulta que la
línea donde está conectado el motor tendrá un efecto de absorción de energía determinado por
𝑃 en RPM, que a su vez causara una fluctuación de tención respecto a 𝑆 (Considérese todos
los casos de tenciones posibles) y de igual forma, inyectando reactivos 𝑄 producto de 𝑋𝐿 que
es la reactancia inductiva en el motor.
La hipótesis planteada es la base para el funcionamiento de todos los dispositivos
eléctricos que corresponden a los sistemas de fuerzas, los cuales deben tener un dispositivo de
control de voltaje, corriente y RPM (en caso de motores). ¿Qué tiene que ver con la fiabilidad?,
tiene que ver en cuando al momento de arranque, el motor absorberá lo más posible para dar

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comienzo a su movimiento, justo en ese arranque se produce un pico de corriente que a su vez
golpea los conductores permisibles donde se encuentre una unión u soldadura generando rastros
de calentamiento.
La relación que se presenta en este caso es que:
TABLA 1
RELACIÓN DE FUNCIONAMIENTO ENTRE UNA CARGA ELÉCTRICA Y UNA ELECTRÓNICA
RAZÓN FIABILIDAD
Aumento del pico de Corriente producido por
un desfase causado por una carga no
especificada de carácter inductivo en el
sistema.
Reducción del rendimiento en el dispositivo
por sub-tención.
Presencia de sub tención en el sistema
eléctrico, (Un hueco de tención presente en
el sistema con un 0 < 𝑃𝑢 < 1𝑚)
Reducción del rendimiento de dispositivos
electrónicos (Variación no regulada de
suicheos en Transistores) e inyección de
reactivos lineales.
En el momento en que los transistores comienzan a fluctuar su funcionamiento producto
de una sub-tención, se presentan en el sistema un conjunto de armónicos que parten de la
frecuencia fundamental del proveedor de energía eléctrica, en este caso CNEL que es a 60Hz.
¿Cómo detectamos los armónicos dentro de este sistema?, en este punto recalcamos la
utilización del dispositivo analizador de calidad de energía.
Ahora bien, Las fluctuaciones de tensión son responsables de más de la mitad de todos
los problemas de calidad eléctrica. Una bajada o fluctuación se produce cuando la tensión del
sistema cae al 0.9 < 𝑉𝑐𝑑 , o menos de la tensión nominal del sistema, durante un intervalo de
medio ciclo a un minuto. Lo síntomas habituales de las bajadas incluyen la atenuación de luces
incandescentes si la bajada dura más de tres ciclos, bloqueos informáticos, el apagado
inesperado del equipo electrónico sensible, pérdida de datos (memoria) en controles
programables y problemas de control de relés. Esta anomalía se encuentra presente en el taller
mecánico #2.
3.2.2.1. Equipos altamente vulnerables

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El laboratorio de computación y la sala de asistencia del docente de la Facultad de
Ingenierías, contienen los elementos más sensibles a este tipo de fluctuaciones, porque, la
tención del sistema desde ya varia en oscila entre los 0.98 < 𝑉𝑐𝑑, corriendo un riesgo de
apagado fortuito de los elementos, cosa que ya ha ocurrido en varias ocasiones antes y durante
el presente proyecto.
Los apagones inesperados son una salida total del funcionamiento de los dispositivos
electrónicos, al no existir energía dentro del ordenador, el sistema de guardado automático de
la CACHE adjunta información del instante en el que se apagó el ordenador, pero no podrá
reestablecer la información respectiva a programas cuyos datos superen los 2MB, esto es muy
perjudicial, porque en términos de valorización administrativa, el trabajador que estaría
realizando algún informe, se quedaría con nada o un poco de lo que había realizado, perdiendo
así el tiempo en el cual se propuso a realizar un trabajo.
Si los dispositivos de protección contra salida de tención o presencia innata de tención,
no se encuentran correctamente valorados o determinados de acuerdo al número de
ordenadores conectado al sistema de transmisión de información que se encuentra dentro de la
facultad, se puede producir la quema del dispositivo electrónico.
3.2.2.2. Con carga horaria y en actividades académicas.
Hemos hablado en función a las cargas conectadas dentro del sistema tomando como
ejemplo un motor de cualquier taller o laboratorios que se encuentran en la Facultad de
Ingeniera, suponiendo que la carga horaria representa la posteruiorizacion del funcionamiento
de estos elementos para fines educativos.
Supongamos un horario donde se interceptan barias prácticas de laboratorio en cada una
de las especializaciones de la facultad (Mecánica, Eléctrica, Informática o Química),
conociendo que la Universidad Técnica Luis Vargas Torres, no cuenta con una pequeña planta
o subestación de alimentación, si no, con un conjunto de transformadores individuales
determinados para las diferentes facultades, en un determinado momento llegara lo que
hipotéticamente se conoce como carga Pico, y estas se efectúan en las horas determinadas como
Horas Pico. ¿Qué ocurriría si se llegan a activar todas las cargas en un mismo tiempo?
En el momento en el que las cargas se activan, resultara que en varios puntos la corriente
alcanzara valores sobre estimados mientras que en otros simplemente no habrá tensión, y las

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afecciones seria para todos, porque mientras a unos se les queman los dispositivos, a otros
simplemente no se encenderán. Para esto es necesario la evaluación de cargas tanto en la
Universidad en general como en la facultad en cada uno de sus bloques.
Es importando no sobrecargar el sistema, por que existirán picos progresivos de tención
y corrientes que pueden dañar el aislamiento de los conductores y quemar los cables
principales de acometidas, o fallos en total a los Transformadores que subministran energía a
la facultad. Se recomienda una planificación de horario para prácticas de laboratorio vasado
en cargas y Horas Pico, para evitar la sobre tención y para que los equipos y maquinas funcionen
correctamente.
3.2.3. Etapa de Mantenivilidad
Mediante la observación se verifica la presencia de suciedad y deteriora miento de los
equipos de protección, conducción y operación dentro de la Facultad de Ingenierías. Esta etapa
es una de las más rápidas, llevando un lapso de tiempo a realizar de ±30 minutos, dentro de los
parámetros a considerar en la observación se encuentran:
 Ubicación
 Porosidad
 Oxidación
 Aislamiento
 Temperatura
 Plasticidad
 Conductividad
 Posición
 Suciedad
 Tiempo de empleamiento
 Utilidad
 Seguridad
Con la finalidad de la recolección total de datos para luego evaluarlos y exponerlos,
siendo los resultados en acción factibles o removibles, todo esto se lo hace a modo de
recomendación, esperando que las autoridades consideren lo expuesto y acaten las normas
establecidas al comienzo del presente proyecto.

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3.2.4. Etapa Práctica
3.2.4.1. Planteamiento de Reparación
a) En caso de fluctuación de tención en el sistema eléctrico de la Facultad de
ingenierías
Para resolver problemas de posibles bajadas, empiece monitoreando la carga donde se
produjeron los síntomas de la bajada por primera vez. Compare la hora en la que falló el equipo
con la hora en la que se produjo la bajada de tensión; si no hay ninguna correlación, lo más
probable es que no se trate de un problema de una bajada de la tensión. Continúe con la solución
de problemas monitoreando en el sentido de la corriente hasta que localice el origen. Use los
diagramas de la planta como apoyo para determinar si el arranque de los motores grandes es
responsable de la bajada de tensión o si hay otros aumentos repentinos en la demanda de
corriente de la planta.
La frecuencia con la que ocurren las subidas de tensión o sobretensiones es apenas la
mitad de la frecuencia de las caídas. No obstante, los aumentos de tensión en el sistema durante
cortos periodos de hasta un ciclo o más pueden causar problemas. Como con todos los
problemas de calidad eléctrica, se debe hacer un seguimiento de los parámetros durante un
periodo, y luego observarlos e interpretarlos.
Entre los síntomas de las subidas se encuentra la falla inmediata del equipo,
generalmente en la sección de alimentación de los dispositivos electrónicos. No obstante,
algunas fallas del equipo quizás no ocurran de manera inmediata, ya que las subidas pueden
producirse durante un periodo y averiar los componentes de manera prematura. Si el análisis
del equipo electrónico revela una alimentación deficiente, monitoree las tendencias de la
tensión en los alimentadores y circuitos derivados que alimentan el equipo. En donde sea
posible, compare la relación de las fallas de equipos similares que operan en partes de los
sistemas que se sabe que no sufren subidas.
Al analizar los resultados del estudio de calidad eléctrica, busque cualquier error
repentino que se haya producido en la conexión a tierra de alguna línea monofásica. Este tipo
de error causa que la tensión suba de manera repentina en las dos fases que no presentan
problemas. Las cargas en las plantas grandes de repente caen de la línea, y el cambio de
capacitores para la corrección del factor de potencia también puede causar subidas de tensión.

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b) En caso de transitorios en el sistema eléctrico de la Facultad de ingenierías
Pueden causar síntomas que van desde bloqueos informáticos y daños al equipo
electrónico hasta descargas y daños al aislamiento del equipo de distribución.
Los transitorios, a veces referidos como picos, son aumentos sustanciales de la tensión,
pero solo durante intervalos de microsegundos. La caída de rayos y las conmutaciones
mecánicas son causas habituales. La falla del equipo durante una tormenta se suele atribuir
correctamente a los transitorios y no se realiza un monitoreo de la calidad eléctrica.
Otras causas de los transitorios incluyen el cambio de capacitores o de bancos de
capacitores, la reconexión de los sistemas después de un error de la alimentación, el cambio de
las cargas de los motores, que se apaguen o enciendan las cargas y lámparas fluorescentes y de
descarga de alta intensidad, el cambio de transformadores y el paro repentino de algunos
equipos. Para estas condiciones de los transitorios, monitoree la carga y establezca una relación
de los problemas o los errores del funcionamiento del equipo con los eventos sucedidos en el
sistema de distribución.
La generación normal de arcos entre contactos al interrumpir grandes cargas puede ser
una causa de transitorios. Utilice la línea de las instalaciones para hacer un control en la
dirección de corriente hacia arriba del sistema de distribución hasta que encuentre el origen.
c) En caso de apagones (interrupciones que provocan reinicios) en el sistema eléctrico
de la Facultad de ingenierías
Pueden durar de dos a cinco segundos, o más. El síntoma suele ser que el equipo
simplemente deja de funcionar. A las interrupciones de más de cinco segundos se les conoce
generalmente como interrupciones sostenidas. La mayoría de los circuitos de control de motores
y sistemas de control de procesos no está diseñada para reiniciarse, incluso después de una
breve interrupción de la alimentación.
Si se produce una interrupción de la tensión cuando el equipo se queda sin vigilancia, la
causa de la desconexión del equipo podría no identificarse correctamente. Solo monitoreando
el equipo y estableciendo una correlación de la hora en la que se produjeron las interrupciones

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de la alimentación en el equipo con la hora en la que se produjeron los problemas con este será
posible identificar interrupciones en la tensión.
d) En caso de desequilibrio de tención en el sistema eléctrico de la Facultad de
ingenierías
Un desequilibrio de la tensión de 2.3 por ciento en un motor de 230 V (en laboratorios)
se traduce en un desequilibrio de la corriente de casi 18 por ciento, por lo que la temperatura se
eleva a 30 °C. Aunque es posible usar un multímetro digital (DMM) y realizar algunos cálculos
rápidos para promediar las lecturas de la tensión, un analizador de calidad eléctrica proporciona
información más precisa sobre el desequilibrio de la tensión.
Los desequilibrios pueden producirse en cualquier punto del sistema de distribución.
Las cargas deben dividirse de manera equitativa en todas las fases de un tablero. Si una fase
tuviera una carga demasiado pesada en comparación con las otras, la tensión será más baja en
esa fase. Los transformadores y motores trifásicos alimentados por ese panel pueden calentarse,
ser más ruidosos de lo habitual, vibrar excesivamente e incluso sufrir fallas prematuras.
El monitoreo continuo es la clave para capturar el desequilibrio. En un sistema trifásico,
la variación máxima de la tensión entre fases no debe ser mayor a 2 por ciento (el valor 𝑉
𝑛𝑒𝑔 %
del analizador); de otro modo, el equipo puede sufrir daños significativos.
e) En caso de Armónicos en el sistema eléctrico de la Facultad de ingenierías
El tercer armónico es la tensión o la corriente que se produce a 180 Hertz (Hz) en un
sistema de 60 Hz (3 × 60 Hz = 180 Hz). Estas frecuencias no deseadas causan numerosos
síntomas, entre los que se encuentran el sobrecalentamiento de los conductores neutros y de los
transformadores que alimentan estos circuitos. La torsión inversa crea pérdidas de calor y de la
eficacia de los motores.
Los síntomas más graves creados por los armónicos son normalmente el resultado de
los armónicos que distorsionan la onda sinusoidal fundamental de 60 Hz en las instalaciones.
La distorsión de la onda sinusoidal ocasiona un mal funcionamiento del equipo electrónico,
falsas alarmas, pérdidas de datos y los llamados problemas "misteriosos".

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Cuando se presentan síntomas de armónicos, intente solucionar los problemas
observando la distorsión armónica total (THD). El aumento significativo de la THD en función
de las diferentes condiciones de la carga garantiza una comparación porcentual de cada nivel
de corriente de armónicos individual en comparación con el flujo de la corriente fundamental
total en el sistema. Conocer los efectos creados por cada corriente de armónicos y compararlos
con los síntomas identificados le ayudará con la solución de problemas. Entonces debe
procederse a aislar y corregir el origen de los armónicos.
3.5. RECURSOS
Para efectuar las soluciones al problema planteado, es necesario:
3.5.1. Variaciones lentas de tensión:
- Reguladores de tensión: Reduce los márgenes de variación del valor eficaz de la tensión
de alimentación del receptor.
- Autotransformador regulado: Para casos en que la tensión de entrada sea variable.
- Conjunto motor-generador: Genera una tensión constante, destinada a receptores
sensibles.
3.5.2. Fluctuaciones de tensión y Flicker:
- Reactancias controladas: Disminuyen las variaciones de potencia demandada que está
asociada a variaciones de su componente reactiva.
- Capacitores Controlados (SVC – Static Var Compensators): Compensa incrementos de
demanda de potencia reactiva, corrigiendo variaciones del cos φ, de forma que se manga
aproximadamente constante a un valor prefijado.
- Estabilizadores magnéticos: Compensa incrementos de potencia reactiva mediante la
conexión de un transformador en paralelo a la carga.
- Arrancadores de motores: Limita potencia demandada (muy superiores a las nominales)
durante el proceso de arranque de motores.
3.5.3. Huecos de tensión y cortes breves:
- Inmunización de contactores: Evita la apertura de contactos ante la reducción brusca de
tensión de alimentación, mediante retardadores capacitivos.

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- Capacitor de almacenamiento: Mantiene la alimentación de un circuito de corriente
continua debido a la carga almacenada en el capacitor.
- Conjunto motor-generador: Genera una tensión constante, destinada a receptores
sensibles.
3.5.4. Impulsos de tensión:
- Supresores: Elemento que se conecta en paralelo con el receptor. Posee una impedancia
muy elevada a valores cercanos a la tensión nominal del receptor y muy baja a partir de
un valor determinado de tensión superior a la nominal. Dependiendo el tiempo de
respuesta, existen diferentes tipos de supresores: Diodos Zener (picosegundos),
Varistores (nanosegundos), Descargadores de gas (microsegundos), entre otros.
3.5.5. Distorsión armónica:
- Filtros pasivos: Construidos en base a capacitores e inductancias, son los más populares
debido a su reducido costo.
- Filtros activos: Su funcionamiento se debe a sistemas electrónicos sofisticados, son
costosos y delicados, lo que hace que tengan poca aceptación en el mercado.
- Conexión de transformadores: Dependiendo del caso específico se puede utilizar inter
conexionados triángulo-estrella (bloqueo de tercer armónico y armónicos de secuencia
cero), transformadores de aislación (evita la transferencia de disturbios entre dos
secciones de la red), conexionado zigzag (cancelación de armónicos de secuencia cero),
entre otros.
Luego de haber examinado la información obtenida, y analizado los casos de estudio
antes expuestos, se determina oportuno mencionar posibles métodos de mitigación de este tipo
de problemática, ya que si bien hay casos de ausencia o no presencia de efectos directos de las
perturbaciones en redes eléctricas, se considera que no todas las instituciones poseen la
capacidad tanto monetaria como estructural como para adquirir todos los productos mitigadores
o protectores ante los efectos distorsivos, que ofrece el mercado. Por lo tanto, se confeccionó
una lista de acciones a realizar según el tipo de perturbación que se presente.
Los problemas de tensión y la creación de corrientes de armónicos son dos áreas muy
amplias en las que pueden suceder problemas de calidad eléctrica. Subidas y bajadas de tensión,
transitorios de tensión, interrupciones eléctricas y desequilibrios de tensión, todos pueden

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monitorearse, analizarse y compararse con el historial del funcionamiento del equipo a fin de
determinar la causa y la gravedad del problema en el suministro eléctrico. Lo mismo puede
hacerse con las diversas corrientes de armónicos en un sistema.
IV. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
4.1. BIBLIOGRAFÍA
BRUGNONI – IRIBARNE (2006): Estudio de Impactos en Redes de Distribución y Medio
Ambiente Debido al Uso Intensivo de Lámparas Fluorescentes Compactas.
Universidad de Buenos Aires Subsecretaría de Energía Eléctrica. Dirección
Nacional de Promoción. (PROCAE)
CASTAÑO- CANO PLATA (2003): Calidad de servicio de energía eléctrica. Universidad
Nacional de Colombia.
EPRI(1999): Calidad de la Energía. ProCobre. EE.UU
RODRÍGUEZ (2003): Sistemas de corrección de perturbaciones. Calidad en el Servicio
Eléctrico – (Corrección de Perturbaciones). Universitat de Girona.
Martinez Fayó – Maxit – Rearte (2007). “EFECTOS DE HUECOS DE TENSIÓN EN
EQUIPAMIENTO INDUSTRIAL”. Proyecto PID EAPRPA257H
Question Pro (2020): Gestión Investigativa. Cali – Colombia.
Luis Diego (2019): Investigación Cualitativa y sus características. MTF 4875 – Buenos aires
, Argentina.
4.1.1. Entrevistas
- Nayzer Mina (Msc). Ecuador 2021
- Lenin Montaño (Msc). Ecuador 2021
- Hector Lara (Ing.). Ecuador 2021
- Mariana Quiñonez (Msc). Ecuador 2021

25. pág. 24
- Mario Simbaña (Tmg). Ecuador 2021
4.1.2. Normativa y Documentación
Norma IEC 61000-2-2 (2002), Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2-2. Disponible
en: Norma IEC 61000-2-2
Norma IEC 61000-2-4 (2004), Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2-4. Disponible
en: Norma IEC 61000-2-4
IEEE Power & Energy Society, IEEE recommended practice for monitoring electric power
quality, vol. 2009, no. June. 2009.
ARCONEL, “RESOLUCION No. ARCONEL-005/18,” pp. 1–40, 2001.
IEEE, I. o. (1995). IEEE Standards. IEEE Std. 1159-1995, section 3.1.47, P5.
IEEE, I. o. (1992). IEEE Standars 519. IEEE Std 519-1992.
ISO. (2012). ISO 50001 Gestión de la energía. Recuperado el 1 de agosto de 2012, de
www.iso50001.nom.es
IEC/EN 61000-2-2. – Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-2: Environment -
Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in
public low-voltage power supply systems. Section 4.18.

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V. ANEXOS
Anexo 1. Ubicación de computadoras principales para toma de asistencia a los docentes –
Sub-tención existente, se recomienda un grupo de reguladores para cuidar las PC.

27. pág. 26
Anexo 2. Taller 1 Mecánico – En la parte trasera a una distancia de 1 metro
aproximadamente se encuentra el transformador de 125kVA (distancia no recomendada)

28. pág. 27
Anexo 3. Interiores del Taller #1 Mecánico (Alta demanda) – Perturbación encontrada
Ruido, solución – Cubierta de conductor con tubería de polietileno (Aislamiento no
encontrado)

29. pág. 28
Anexo 4. Edificio correspondiente a las aulas de clases – Presenta un acercamiento no seguro
a las líneas principales del transformador de 125kVA

30. pág. 29
Anexo 5. Equipos pertenecientes al laboratorio Eléctrico - Zona de Alta carga (Alta
demanda - Huecos de Tención y picos de Corriente en el sistema)

31. pág. 30
Anexo 6. Transformador de 50kVA alimenta al primer edificio de la Facultad de Ingenierías
– La acometida se encontraba de forma expuesta (posibles perturbaciones por Ruido)

32. pág. 31
Anexo 7. Módulo de la sala de docentes – Esta zona está conectada de forma directa al
transformador de 50kVA y pasa a oficina. En esta zona se detectó perturbación por efecto
Flicker

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Anexo 8. Taller #2 de mecánica - Perturbación encontrada, sobre tención. Solución – Caja
reguladora con sistema de breques auxiliares para proteger los dispositivos (La caja tiene
breques con amperajes sumamente altos, no estimaron la cantidad de Amperajes, se pueden
quemar los equipos)

34. pág. 33
Anexo 8. Fallo de cortocircuito en Torno #2 – Se recomienda la revision de las puesta a tierra
y los devanados del motor para evitar Reactivos elevados.