Condensadores: Tipos, Aplicaciones y Corrección del Factor de Potencia
Guía de condensadores: principio de funcionamiento, tipos, asociación serie/paralelo, baterías de condensadores y corrección de cos φ.
El condensador almacena energía en un campo eléctrico. En instalaciones, su uso principal es la corrección del factor de potencia: las baterías de condensadores compensan la energía reactiva de los motores, reduciendo la factura eléctrica.
Principio y magnitudes
Principio: Dos placas conductoras separadas por un aislante (dieléctrico). Al aplicar tensión, se acumula carga en las placas.
Capacitancia:
C = Q / V → Faradios (F)
Energía almacenada:
E = ½ × C × V²
Reactancia capacitiva:
Xc = 1 / (2π × f × C)
A mayor frecuencia o capacitancia, menor reactancia → más corriente deja pasar.
Unidades prácticas:
- μF (microfaradios, 10⁻⁶) → condensadores de potencia
- nF (nanofaradios, 10⁻⁹) → filtros
- pF (picofaradios, 10⁻¹²) → electrónica RF
- Paralelo: C_total = C₁ + C₂ + ... (se suman)
- Serie: 1/C_total = 1/C₁ + 1/C₂ + ... (se invierten)
Tipos de condensadores
| Tipo | Rango | Tensión | Uso |
|---|---|---|---|
| Cerámico | pF-μF | 50-10.000 V | Electrónica, filtros |
| Electrolítico | μF-mF | 10-500 V | Fuentes alimentación |
| Película (poliéster) | nF-μF | 100-2.000 V | Audio, filtros AC |
| Polipropileno (MKP) | μF-cientos μF | 230-690 V | Corrección fdp |
| Supercondensador | F-miles F | 2,5-5 V | Almacenamiento energía breve |
Peligro de los condensadores: Un condensador cargado puede mantener tensión peligrosa incluso con el circuito desconectado. Las baterías de condensadores incluyen resistencias de descarga, pero siempre hay que verificar la ausencia de tensión antes de manipularlos.
Corrección del factor de potencia
¿Por qué corregir? Los motores y transformadores consumen energía reactiva inductiva (Q positiva). Esta energía reactiva no hace trabajo útil, pero circula por la red y provoca:
- Recargos en la factura por energía reactiva (penalización cos φ < 0,90)
- Mayor corriente por los cables (más pérdidas)
- Caída de tensión adicional
Qc = P × (tan φ₁ - tan φ₂)Donde:
- P = potencia activa (kW)
- tan φ₁ = tangente del ángulo antes de corregir
- tan φ₂ = tangente del ángulo objetivo (cos φ₂ = 0,95-0,98)
- tan φ₁ = tan(acos 0,75) = 0,882
- tan φ₂ = tan(acos 0,95) = 0,329
- Qc = 50 × (0,882 - 0,329) = 27,6 kvar
| Tipo | Ubicación | Ventaja |
|---|---|---|
| Individual | En bornas del motor | Máxima eficiencia |
| Por secciones | En subcuadro | Buen equilibrio |
| Centralizada | En cuadro general | Mínima inversión |
| Automática | Regulador + escalones | Adaptación dinámica |
Normativa aplicable
ITC-BT-48 — Instalación de receptores. Transformadores y autotransformadores. Condensadores
"Establece las condiciones de instalación de condensadores para corrección del factor de potencia, incluyendo protecciones y resistencias de descarga."
Conclusión
Los condensadores son esenciales para mantener un buen factor de potencia y evitar penalizaciones en la factura. La compensación automática con batería de condensadores es la solución más versátil para instalaciones con cargas variables.
Preguntas frecuentes
En España, la penalización por energía reactiva se aplica cuando cos φ < 0,90 (o equivalentemente, cuando la energía reactiva supera el 33% de la activa). Se bonifica si cos φ > 0,95.