Potencia reactiva: por qué 1000 W con cos φ 0,8 cargan la instalación como 1250 VA
En una carga inductiva, parte de la corriente solo crea y devuelve el campo magnético. No aporta energía activa, pero el conductor tiene que transportarla igualmente. Qué significan W, var y VA — y cuándo te afecta de verdad.
El síntoma: la placa muestra dos cifras de potencia distintas
Compras un SAI y ves «1500 VA / 900 W». Coges un motor y en la placa pone 1,1 kW y cos φ 0,8. El fabricante del inversor habla de potencia aparente, el vendedor de vatios y la factura de la luz de kilovatios-hora.
No es un desorden de nomenclatura. Son tres magnitudes distintas. Con una carga casi puramente resistiva — una resistencia calefactora o una bombilla incandescente tradicional — son casi iguales. Con un motor, un transformador o una lámpara de descarga se separan de verdad.
Y la diferencia puede ser grande. Una carga de 1000 W con un cos φ de 0,8 exige a la instalación lo mismo que si tuviera 1250 VA. El conductor y el inversor tienen que transportar esa corriente, aunque no le corresponda ninguna energía adicional. Aun así, las protecciones no se eligen con esa misma conversión de VA a amperios: lo que decide es la característica del circuito completo.
Tres potencias, un triángulo
La potencia activa en vatios es la que se convierte en movimiento, calor o luz. Es la que pagas en la tarifa doméstica y la que determina cuánto durará la batería.
La potencia reactiva en var no realiza trabajo. Circula entre la fuente y la carga: en un cuarto del periodo carga el campo magnético del motor y en el siguiente vuelve a la red. El balance de un periodo completo es cero, pero la corriente fluye todo el tiempo.
La potencia aparente en voltamperios es el producto de la tensión por la corriente, es decir, lo que realmente ve el conductor. Las une el teorema de Pitágoras:
S² = P² + Q²
Para una carga de 1000 W con cos φ 0,8 salen 1250 VA de potencia aparente y 750 var de potencia reactiva. A 230 V, eso significa una corriente de 5,43 A en lugar de 4,35 A — una cuarta parte más en el mismo conductor, con el mismo trabajo realizado.
De dónde sale una corriente que nadie consume
El motor no convierte la corriente en movimiento directamente. Primero tiene que crear un campo magnético en el devanado — y ese campo hay que alimentarlo, con independencia de que el eje esté cargado o no.
La corriente magnetizante circula también cuando el motor gira en vacío. Por eso un motor poco cargado tiene el peor cos φ de todo su rango de trabajo: consume poca potencia activa, pero tiene que magnetizar lo mismo. Un motor elegido «con mucho margen» empeora la situación en lugar de mejorarla.
La misma lógica se aplica a los transformadores, a las reactancias de las luminarias de descarga y a las bobinas de los contactores. Una resistencia calefactora, una bombilla incandescente o un hervidor no tienen nada que magnetizar: su cos φ es cercano a la unidad y las tres potencias son prácticamente iguales. Esto no vale para las luminarias LED ni para los fluorescentes: ahí, entre la red y la fuente de luz hay un circuito electrónico y la historia es otra.
cos φ no siempre es el factor de potencia
Aquí empieza el terreno en el que se equivocan hasta los textos del sector.
El cos φ describe el desfase entre la tensión y la corriente. Tiene sentido cuando la corriente es una senoide — es decir, con motores, transformadores y otras cargas lineales.
El factor de potencia es un concepto más amplio: la relación entre la potencia activa y la aparente, con independencia de la forma de onda. Las fuentes conmutadas, los inversores, los cargadores y parte de la iluminación LED consumen una corriente deformada — no una senoide, sino impulsos cortos en el pico de la tensión. En ese caso, el cos φ por sí solo da un resultado demasiado optimista, porque no tiene en cuenta los armónicos.
La conclusión práctica: el cálculo con cos φ es correcto para un motor y un transformador. Para la fuente de un ordenador o un convertidor, trátalo como una estimación por el lado optimista y busca el factor de potencia real en la documentación del equipo.
Compensación: los condensadores y lo que no resuelven
La potencia reactiva de un motor se puede generar in situ en lugar de traerla de la red. Un condensador consume potencia reactiva de signo contrario, así que conectado en paralelo con el motor reduce lo que circula por el conductor de alimentación.
Un ejemplo con números. Una planta consume 10 kW con cos φ 0,7 y quiere llegar a 0,95, a 400 V y 50 Hz. Queda por compensar 6915 var. En conexión en triángulo hacen falta 45,86 µF por fase, y en estrella 137,57 µF — el triple. Quien dé una sola cifra sin indicar la conexión se equivoca en dos de cada tres casos. La corriente en el conductor de alimentación baja con ello un 26,3 por ciento.
Lo que ese resultado no dice. No dice si en la instalación hay armónicos — y con cargas no lineales una batería de condensadores puede entrar en resonancia con la inductancia de la red y empeorar la situación en lugar de mejorarla. Tampoco sustituye la elección de la tensión de trabajo, la clase de los condensadores ni la comprobación de las condiciones del fabricante. La cifra en microfaradios es un cálculo teórico para la conexión indicada, no una lista de la compra.
Cuándo te afecta a ti
El primer caso es la elección de un inversor o un SAI. Estos equipos indican su potencia en voltamperios precisamente porque su límite es la corriente, no la energía. Una carga lineal de 600 W con cos φ 0,45 requiere unos 1333 VA. El rótulo «1000 W» en el inversor no basta, por tanto, para juzgar: compara su potencia continua y de pico expresadas en VA, su corriente admisible y los datos de tu propia carga.
El segundo es el recargo por energía reactiva. La compañía o la tarifa pueden facturar el exceso de energía reactiva por encima de un nivel establecido. No damos aquí umbrales ni precios, porque dependen del país, de la tarifa y del contrato — compruébalos en tu contrato y en tu factura, no en una calculadora que no sabe dónde estás. Que el recargo exista siquiera, y a partir de qué nivel, depende del contrato y de las reglas de la compañía para tu punto de conexión concreto. Un artículo general — también este — no sirve para evaluar tu propia factura.
El tercero es la sección del conductor. Se dimensiona para la corriente, y la corriente se deriva de la potencia aparente. La misma carga de 1000 W necesita un conductor para 5,43 A con cos φ 0,8 y para 4,35 A con cos φ igual a 1.
Fuentes
- Fluke 39/41B — la diferencia entre el cos φ a la frecuencia fundamental y el factor de potencia completo con armónicos
- Fluke — resonancia del quinto armónico: cuándo los condensadores empeoran la situación
- Reglamento tarifario polaco (Dz.U. 2019 poz. 503) — ejemplo de regulación nacional para verificar la facturación de la energía reactiva con la propia compañía