Medición de Potencia

La medición precisa de potencia eléctrica es esencial para calcular la eficiencia del sistema y el costo real del aire comprimido.

Por Qué Medir kW (No Solo Amps)

El Problema con Medir Solo Corriente

    Motor de 100 HP:

    Caso A:              Caso B:
    I = 120 A            I = 120 A
    V = 460 V            V = 440 V
    PF = 0.85            PF = 0.75

    kW = 81.2            kW = 68.6
         ↑                    ↑
         │                    │
    Misma corriente, diferente potencia real

Fórmula de Potencia Trifásica

$$kW = \frac{V \times I \times \sqrt{3} \times PF}{1000}$$

Donde:

• $V$ = Voltaje línea-línea (V)
• $I$ = Corriente de línea (A)
• $PF$ = Factor de potencia (0-1)
• $\sqrt{3} \approx 1.732$

Parámetro	Afecta kW	Notas
Voltaje	Sí	Varía ±5% típico
Corriente	Sí	Indica carga
Factor de Potencia	Sí	Varía 0.7-0.95

Factor de Potencia

Qué Es

                 Potencia Aparente (kVA)
                        ╱│
                      ╱  │
                    ╱    │ Potencia Reactiva (kVAR)
                  ╱      │
                ╱────────┘
              Potencia Real (kW)

    PF = kW / kVA = cos(θ)

Valores Típicos

Condición del Motor	Factor de Potencia
100% carga	0.85-0.90
75% carga	0.80-0.85
50% carga	0.70-0.80
25% carga	0.55-0.70
VSD operando	0.95+ (con filtros)

Impacto en Medición

PF Asumido	PF Real	Error en kW
0.85	0.75	+13%
0.85	0.90	-6%
0.85	0.80	+6%

Tipos de Medidores

Pinza Amperimétrica Básica

    ┌─────────┐
    │  120 A  │ ← Solo mide corriente
    │   ⊙     │
    └────┬────┘
         │
    ═════╪═════
       Cable

Mide	No Mide
Corriente (A)	Voltaje
	Factor de potencia
	kW reales

Uso: Solo para referencia rápida, no para análisis

Analizador de Potencia

    ┌─────────────────────┐
    │  kW: 75.2           │
    │  kVA: 88.5          │
    │  PF: 0.85           │
    │  V: 458 V           │
    │  A: 111 A           │
    └─────────────────────┘
         │ │ │
         V I V (3 fases)

Parámetro	Precisión Típica
Voltaje	±0.5%
Corriente	±1%
Potencia	±1-2%
Factor de potencia	±0.01
Armónicos	Hasta 50°

Registrador de Energía

    Período de registro: 7 días

    kW
    │    ╭───╮     ╭───╮
    80├───╯   ╰─────╯   ╰───
    │
    60├─────────────────────
    │
    40├──
    │  Noche
    └────────────────────────── t
        Lun   Mar   Mie   Jue

Registra datos continuos para análisis de perfil de carga.

Instalación de Medidores

Conexión Típica

    Interruptor
        │
    ┌───┴───┐
    │       │         Transformadores
    │   M   │         de corriente (CT)
    │       │              │
    └───┬───┘         ╭───┴───╮
        │             │ ○ ○ ○ │
    ════╪═════════════╪═══════╪════> Motor
    L1  L2  L3        │       │
                      │       │
                 ┌────┴───────┴────┐
                 │    Medidor      │
                 │     kWh         │
                 └─────────────────┘

Relación de Transformadores

Corriente Motor	Relación CT	Secundario
0-100 A	100:5	5 A
100-200 A	200:5	5 A
200-400 A	400:5	5 A
400-800 A	800:5	5 A

Cálculos de Eficiencia

Eficiencia del Motor

Eficiencia Motor = Potencia mecánica salida / Potencia eléctrica entrada

                 = (HP × 0.746) / kW medidos

Ejemplo:
  Motor placa: 100 HP
  kW medidos: 78 kW

  Eficiencia = (100 × 0.746) / 78 = 95.6%

Potencia Específica del Sistema

Potencia Específica = kW totales / (CFM total / 100)

Ejemplo:
  Compresores: 150 kW total
  Flujo total: 750 CFM

  PS = 150 / 7.5 = 20 kW/100 CFM

Medición con VSD

Consideraciones Especiales

    ┌─────────────────────────────────────────┐
    │                                          │
    │   Red ══> [VSD] ══> Motor               │
    │              │                           │
    │         Armónicos                       │
    │         Distorsión                      │
    │                                          │
    │   Medidor debe ser:                     │
    │   • True RMS                            │
    │   • Capaz de medir armónicos            │
    │   • Frecuencia variable                 │
    │                                          │
    └─────────────────────────────────────────┘

Ubicación de Medición	Mide	Precisión
Entrada del VSD	Consumo total del sistema	Alta
Salida del VSD	Solo motor (excluye pérdidas VSD)	Compleja

Pérdidas del VSD

Carga del VSD	Pérdidas Típicas
100%	3-5%
75%	4-6%
50%	5-8%
25%	8-12%

Errores Comunes

Error	Impacto	Solución
Medir solo corriente	Error 10-30%	Usar analizador de potencia
Ignorar factor de potencia	Error 10-20%	Medir PF real
CT con relación incorrecta	Error proporcional	Verificar placa CT
No considerar armónicos	Error 5-15%	Usar medidor True RMS
Medición instantánea	No representa operación real	Registrar período largo

Verificación de Datos

Comprobación de Plausibilidad

Potencia máxima teórica:
  kW_max = HP × 0.746 / Eficiencia motor

Ejemplo motor 100 HP, eficiencia 0.93:
  kW_max = 100 × 0.746 / 0.93 = 80.2 kW

Si mide más de 80 kW, hay un error.

Comparación con Datos de Placa

Dato	Fuente	Comparar
Voltaje nominal	Placa motor	Voltaje medido (±10%)
Corriente plena carga	Placa motor	Corriente medida
Factor de servicio	Placa motor	Carga real
Eficiencia	Placa motor	Eficiencia calculada

Regla Práctica

Para auditorías, siempre mida kW reales durante un período representativo (mínimo 24 horas, ideal 7 días). Las mediciones instantáneas pueden ser engañosas.