Cómo dimensionar una batería de capacitores para corregir el factor de potencia
Un bajo factor de potencia hace que la distribuidora facture penalidades por energía reactiva, además de sobrecargar cables y transformadores sin necesidad. Estos son los pasos para dimensionar la corrección.
Paso 1: Medir el factor de potencia actual (cos φ)
El punto de partida es un analizador de red instalado en el tablero general durante al menos una semana, para capturar el cos φ real en distintos regímenes de carga (no solo en el pico). La factura eléctrica también informa la energía reactiva consumida, útil como primer diagnóstico.
Paso 2: Calcular la potencia reactiva a compensar (kVAr)
La fórmula básica relaciona el cos φ actual con el cos φ objetivo (habitualmente 0,95 a 0,98 para evitar penalidad):
kVAr necesarios = kW × (tan φ₁ − tan φ₂)
donde φ₁ es el ángulo del cos φ actual y φ₂ el del cos φ objetivo.
Ejemplo: planta de 200 kW con cos φ actual 0,75 (tan φ₁ ≈ 0,882) y objetivo 0,96 (tan φ₂ ≈ 0,292): kVAr ≈ 200 × (0,882 − 0,292) ≈ 118 kVAr.
Paso 3: Elegir entre batería fija o automática (escalonada)
| Tipo | Cuándo conviene |
|---|---|
| Fija | Carga reactiva constante (ej. iluminación, motores de marcha continua sin paradas) |
| Automática (regulador + escalones) | Carga variable en el tiempo (turnos, arranque/parada de motores) — evita sobrecompensación (cos φ capacitivo, también penalizado) |
Paso 4: Verificar presencia de armónicos antes de instalar
Si la planta tiene VFDs, hornos de inducción o rectificadores en cantidad relevante, hay que medir distorsión armónica (THD) antes de definir el capacitor: los armónicos pueden entrar en resonancia con el banco de capacitores y dañarlo. En esos casos se especifica reactancia de detuning (filtro anti-resonante) en serie con cada escalón, no un capacitor “limpio”.
Paso 5: Definir ubicación de la compensación
- Compensación central: un solo banco en el tablero general — más económico, más simple de mantener.
- Compensación individual: un capacitor por motor grande — reduce pérdidas en los cables de distribución, mejor para motores de uso continuo y gran potencia.
Paso 6: Verificar normativa y umbral de penalidad de tu distribuidora
Cada distribuidora define el cos φ mínimo exigido (habitualmente 0,85) y la penalidad por debajo de ese valor. Confirmá el valor objetivo con tu factura o pliego tarifario antes de cerrar el dimensionamiento — sobredimensionar la corrección gasta capital de más sin beneficio adicional.
Error frecuente: instalar un banco fijo grande en una planta con muchos arranques/paradas de motores. Sin carga, el banco sobrecompensa y el cos φ se vuelve capacitivo — la distribuidora penaliza igual, solo que del otro lado.
Preguntas frecuentes
¿La corrección de factor de potencia ahorra energía activa (kWh)?
No reduce directamente el consumo de kWh del proceso, pero elimina la penalidad por energía reactiva y reduce pérdidas por efecto Joule en cables y transformadores al bajar la corriente total circulante.
¿Se puede corregir el factor de potencia en el tablero de un solo motor?
Sí, se llama compensación individual: un capacitor dimensionado específicamente para ese motor, conectado en sus mismos bornes. Es habitual en motores grandes de marcha continua (bombas, compresores).
¿Cada cuánto hay que revisar el banco de capacitores?
Mínimo una vez al año, o de inmediato si cambia significativamente la carga de la planta (nuevos motores, VFDs). Los capacitores se degradan con el tiempo y pierden capacidad — un banco viejo puede estar sub-compensando sin que se note hasta la próxima factura.
¿Tu factura tiene penalidad por energía reactiva?
Medimos tu cos φ real y dimensionamos la batería de capacitores adecuada, con o sin filtro de armónicos.