Análisis de calidad de la energía del sistema eléctrico de una empresa de procesamiento de cárnicos
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Date
2026-07-08
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Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC)
Abstract
Mantener niveles adecuados de calidad de la energía es un desafío persistente en los sistemas industriales, lo que impacta directamente en los costos operativos y la confiabilidad. Se detectaron deficiencias en la calidad de la energía en una fábrica de embutidos en Latacunga, Ecuador, donde el equipamiento eléctrico principal consta de dos transformadores de distribución (125-500 kVA), incluyendo varios problemas como bajo factor de potencia y distorsión armónica. Durante un período de monitoreo de siete días, utilizando el analizador de redes Fluke 435-II, se registraron 5,168,640 mediciones discretas a intervalos de un minuto, cumpliendo con las normas IEEE 519-2014, IEC 61000-4-30 [1] y la regulación ARCONEL 035/19. Utilizando Python, se implementó un modelo multiobjetivo para minimizar las penalizaciones financieras, la distorsión armónica y las pérdidas técnicas mediante la inserción de filtros pasivos LC y compensación de potencia reactiva. Para el transformador de 125 kVA, se estableció una corrección del factor de potencia de 0.84 a 0.95 utilizando un banco de capacitores automático de 30 kVAr con una inversión de USD 3,500, eliminando las penalizaciones regulatorias y resultando en un período de recuperación de 8.1 meses. El transformador de 500 kVA presentó desafíos más complejos, con un THD-I del 53.1%, superando los límites de la norma IEEE 519-2014 en un 254%. La implementación de filtros pasivos sintonizados H3 (180 Hz) y H5 (300 Hz) redujo la distorsión de corriente a niveles conformes (<15%), disminuyó el factor de pérdidas armónicas de 6600 a 1874 (una reducción del 71.6%) y redujo las pérdidas totales del sistema en un 48.3%. El análisis económico mediante el mapeo de Pareto reveló que las modificaciones al transformador de 125 kVA ofrecen una rentabilidad superior, generando el 56.7% del ahorro anual total con una inversión de capital de solo el 43.2%. Ambas soluciones técnicas aseguran el cumplimiento de las normativas nacionales e internacionales y ofrecen beneficios económicos, destacando un ahorro anual combinado de USD 2,813 y un retorno total de la inversión en un plazo de dos años.
Description
Keywords
CALIDAD DE LA ENERGÍA, FACTOR DE POTENCIA, DISTORSIÓN ARMÓNICA, POTENCIA
Citation
Erazo Vizcaino, B. A., & Freire Martínez, L. O. (2026). Análisis de calidad de la energía del sistema eléctrico de una empresa de procesamiento de cárnicos.