Potencia Eléctrica: Activa, Reactiva y Aparente

En un circuito de corriente alterna, la energía eléctrica se manifiesta de tres formas distintas:

Potencia activa (P) — medida en vatios (W)

Es la potencia que realmente realiza trabajo útil: produce luz, calor, movimiento mecánico. Es la que registra el contador eléctrico de la vivienda y la que se factura.

Potencia reactiva (Q) — medida en voltamperios reactivos (VAr)

Es la potencia que las cargas inductivas (motores, transformadores) y capacitivas (condensadores) intercambian con la red. No produce trabajo útil, pero es necesaria para crear los campos magnéticos que hacen funcionar los motores. Un exceso de potencia reactiva incrementa la corriente total del circuito y, por tanto, las pérdidas y la sección de cable necesaria.

Potencia aparente (S) — medida en voltamperios (VA)

Es la potencia total que la red debe suministrar, combinación vectorial de la activa y la reactiva. Es la magnitud que dimensiona los transformadores, los conductores y las protecciones, porque representa la corriente real que circula por la instalación.

Las tres potencias se relacionan geométricamente mediante un triángulo rectángulo:

S² = P² + Q²

Donde:

• La hipotenusa es la potencia aparente (S)
• El cateto horizontal es la potencia activa (P)
• El cateto vertical es la potencia reactiva (Q)

cos φ = P / S

El factor de potencia indica qué fracción de la potencia aparente se convierte en trabajo útil:

Para un circuito monofásico de 230 V, las fórmulas son:

Potencia activa: P = V × I × cos φ

Potencia aparente: S = V × I

Corriente a partir de la potencia: I = P / (V × cos φ)

Ejemplo 1: Radiador eléctrico (carga resistiva pura)

Un radiador de 2.000 W conectado a 230 V (cos φ = 1):

I = 2.000 / (230 × 1) = 8,70 A S = 2.000 VA (coincide con P porque cos φ = 1) Q = 0 VAr

Ejemplo 2: Motor monofásico de bomba de agua

Un motor de 1.500 W con cos φ = 0,80:

I = 1.500 / (230 × 0,80) = 8,15 A S = V × I = 230 × 8,15 = 1.875 VA Q = √(S² − P²) = √(1.875² − 1.500²) = 1.125 VAr

Observa cómo el motor necesita un 25% más de corriente que un radiador de idéntica potencia activa, debido a su factor de potencia. Esto implica conductores de mayor sección y protecciones de mayor calibre.

En los sistemas trifásicos (400 V entre fases en España), las fórmulas incorporan el factor √3:

Potencia activa: P = √3 × V_L × I × cos φ

Potencia aparente: S = √3 × V_L × I

Corriente: I = P / (√3 × V_L × cos φ)

Ejemplo: Motor trifásico industrial

Un motor de 11 kW con cos φ = 0,85 alimentado a 400 V:

I = 11.000 / (1,732 × 400 × 0,85) = 18,68 A S = 1,732 × 400 × 18,68 = 12.941 VA ≈ 12,9 kVA Q = √(12.941² − 11.000²) = 6.824 VAr ≈ 6,8 kVAr

Para compensar esta reactiva y alcanzar cos φ = 0,95, se necesitaría una batería de condensadores de:

Q_c = P × (tan φ₁ − tan φ₂) Q_c = 11.000 × (tan 31,8° − tan 18,2°) = 11.000 × (0,620 − 0,329) = 3.201 VAr ≈ 3,2 kVAr

Este tipo de cálculo es habitual en instalaciones industriales para evitar las penalizaciones por energía reactiva.

En el contexto de las instalaciones eléctricas en España, es fundamental distinguir entre dos conceptos relacionados con la potencia:

Potencia instalada: Es la suma de las potencias nominales de todos los receptores de la instalación. Siempre es el valor más alto, ya que asume que todos los aparatos funcionan simultáneamente a plena carga.

Potencia contratada (o demandada): Es la potencia máxima que el usuario solicita a la compañía distribuidora. Se calcula aplicando factores de simultaneidad y utilización a la potencia instalada. Según la ITC-BT-10, la previsión de cargas para una vivienda con electrificación básica es de 5.750 W y para electrificación elevada, 9.200 W.

Ejemplo de una vivienda tipo:

Para verificar la potencia en una instalación real, se utilizan los siguientes instrumentos:

Pinza amperimétrica: Mide la corriente sin abrir el circuito. Multiplicando por la tensión y el factor de potencia estimado, obtenemos una aproximación de la potencia activa.

Analizador de redes: Instrumento profesional que mide simultáneamente V, I, P, Q, S, cos φ y armónicos. Es la herramienta de referencia para auditorías energéticas y verificaciones según el REBT.

Contador inteligente: Los contadores digitales instalados por las distribuidoras registran la potencia activa (kWh) y la reactiva (kVArh), permitiendo al usuario monitorizar su consumo y factor de potencia.

Para los cálculos de dimensionado, las fórmulas presentadas en esta guía son las mismas que utilizan internamente estos instrumentos. La calculadora de potencia eléctrica de EleCalculador permite obtener los tres tipos de potencia introduciendo los valores de tensión, corriente y factor de potencia, tanto para sistemas monofásicos como trifásicos.