Armónicos Eléctricos

La energía eléctrica que usamos cada día no siempre fluye de manera "perfecta". Cuando las condiciones ideales de la corriente se alteran, surgen fenómenos como los armónicos eléctricos, que pueden generar problemas críticos en equipos sensibles y en la infraestructura energética de empresas modernas.

¿Qué son los armónicos eléctricos?

En un sistema eléctrico ideal, la corriente alterna (AC) fluye con una forma de onda senoidal pura, sin distorsiones ni interferencias, operando a una frecuencia fundamental estable: 50 Hz o 60 Hz, según el estándar del país.

Esta forma de onda es esencial para garantizar que los dispositivos eléctricos funcionen dentro de sus parámetros nominales de seguridad, eficiencia y rendimiento. Sin embargo, en entornos modernos, esta condición ideal es cada vez más difícil de mantener debido a la presencia creciente de cargas no lineales. Estas cargas —como variadores de frecuencia, fuentes conmutadas, balastos electrónicos, UPS mal diseñados o equipos de automatización industrial— no consumen corriente de forma proporcional al voltaje aplicado, lo que genera deformaciones en la onda de corriente y, por efecto, también en la onda de voltaje.

Estas deformaciones se manifiestan como armónicos eléctricos: componentes de corriente o voltaje que aparecen en múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. En otras palabras, los armónicos son frecuencias adicionales superpuestas a la señal principal que alteran la pureza de la energía entregada.

Los armónicos son distorsiones periódicas cuya frecuencia es un múltiplo de la fundamental, y que degradan la calidad de la energía en sistemas eléctricos.

Ejemplos comunes de armónicos

Armónico	Frecuencia (si f = 60 Hz)	Tipo de armónico
1er	60 Hz	Fundamental
3er	180 Hz	Armónico impar
5to	300 Hz	Armónico impar
7mo	420 Hz	Armónico impar
9no	540 Hz	Armónico impar

Los armónicos impares (3º, 5º, 7º, etc.) son los más prevalentes y peligrosos. Particularmente, los múltiplos de 3 —conocidos como armónicos triplens— tienden a acumularse en el neutro, elevando su corriente y generando riesgo térmico.

¿Por qué son un problema?

Cada armónico modifica la forma de onda original, afectando negativamente la eficiencia, estabilidad y seguridad de todo el sistema eléctrico. Cuanto más severa sea la distorsión, mayor será la probabilidad de:

• Sobrecalentamiento de transformadores, motores y cables.
• Interferencia electromagnética (EMI) en redes de datos y telecomunicaciones.
• Disparo erróneo de protecciones eléctricas sensibles.
• Pérdida de potencia activa y aumento de pérdidas por efecto Joule.
• Fatiga eléctrica y falla prematura de componentes electrónicos sensibles.

En instalaciones industriales o tecnológicas con alta concentración de cargas no lineales, los armónicos pueden propagarse, contaminando incluso la red general y afectando a otros equipos conectados.

¿Cómo se generan los armónicos?

Los armónicos eléctricos son principalmente causados por:

• Equipos electrónicos de potencia: variadores de frecuencia, inversores solares, fuentes de poder.
• Sistemas de iluminación: luminarias LED, balastos electrónicos.
• Dispositivos TI: servidores, computadoras, centros de datos.
• Maquinaria industrial: motores de control variable, robots automatizados.

Estos dispositivos demandan corriente de manera irregular frente al voltaje aplicado, generando así formas de onda distorsionadas.

Efectos negativos de los armónicos en los sistemas eléctricos

La presencia de armónicos provoca consecuencias directas:

Problema	Consecuencia
Calentamiento excesivo	Degradación de transformadores, cables y motores.
Falsos disparos de protecciones	Disparos erróneos de breakers y disyuntores.
Fallo prematuro de equipos	Disminución de la vida útil de dispositivos sensibles.
Interferencias electromagnéticas	Afectación de redes de datos y sistemas de control.
Pérdida de eficiencia	Incremento de las pérdidas energéticas y aumento de costos.

Conclusión: no solo se compromete la operación, sino también se incrementan costos y riesgos operativos.

¿Cómo detectar la presencia de armónicos?

Realizar un análisis de calidad de energía con analizadores de redes es fundamental. Deberías medir:

• THD (Total Harmonic Distortion)
• Armónicos individuales (3º, 5º, 7º, etc.)
• Desequilibrio de fases
• Corrientes de neutro anómalas

Una vez detectados, soluciones como filtros activos o, mejor aún, equipos robustos como los UPS PowerSun, serán claves para corregir el problema de raíz

¿Cómo se gestionan los armónicos eléctricos?

Una gestión adecuada de los armónicos comienza con el diseño de sistemas que mitiguen su generación desde la fuente. Por ejemplo, los UPS trifásicos PowerSun, gracias a su tecnología de alta frecuencia con IGBT, topología de doble conversión y control digital DSP, están diseñados con un THDi inferior al 3%, lo cual:

• Reduce significativamente la introducción de armónicos en la red.
• Mejora la forma de onda entregada a la carga crítica.
• Elimina la necesidad de costosos filtros externos en muchos casos.

Solución avanzada: Cómo los UPS PowerSun controlan los armónicos

Aquí es donde los UPS trifásicos PowerSun marcan una diferencia crítica.

PowerSun ha integrado tecnología de alta frecuencia con IGBT de última generación y control digital DSP en todos sus modelos, logrando:

• Baja distorsión armónica de entrada (THDi < 3%), mucho menor que el estándar de mercado.
• Forma de onda de salida perfectamente senoidal gracias a su topología True Online Doble Conversión
• Mitigación natural de armónicos al mantener voltajes y corrientes estables incluso ante cargas no lineales o fluctuantes.

Además, la eficiencia de conversión mayor al 95% permite operar con menos pérdidas térmicas, reduciendo el riesgo de calentamiento por armónicos residuales.

En ambientes críticos como hospitales, data centers, industrias automotrices y telecomunicaciones, los UPS PowerSun no solo protegen contra cortes de energía, sino que mejoran activamente la calidad de la red, evitando que los armónicos dañen equipos vitales.

Los armónicos eléctricos son una amenaza silenciosa que puede comprometer la eficiencia, seguridad y rentabilidad de cualquier operación moderna. Utilizar equipos diseñados con control activo de calidad de energía, como los UPS trifásicos PowerSun, representa una ventaja competitiva real: más confiabilidad, más eficiencia, y menos costos ocultos.

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