Factor de potencia y bancos de capacitores: cómo corregirlo y cuándo conviene

Respuesta corta: el factor de potencia indica qué parte de la corriente que toma tu instalación se convierte en trabajo útil. Los motores, compresores, transformadores y balastros consumen además potencia reactiva, que no hace trabajo pero sí circula por tus cables y tu transformador.

Si el factor de potencia es bajo, CFE puede penalizarte en el recibo (en tarifas con medición de reactivos) y tu instalación trabaja más cargada de lo necesario. La solución habitual es un banco de capacitores, bien dimensionado y, si hay armónicos, bien protegido.

En Ingeniería RIE medimos, calculamos e instalamos la compensación como parte de nuestros proyectos de diseño y construcción de instalaciones eléctricas y de media tensión.

Tablero eléctrico industrial con interruptores y protecciones

¿Qué es el factor de potencia?

En corriente alterna conviven tres potencias:

Potencia activa (kW).

La que realiza trabajo (mover un motor, enfriar, iluminar).

Potencia reactiva (kVAr).

La que se usa para crear campos magnéticos en motores y transformadores. No hace trabajo, pero se intercambia con la red.

Potencia aparente (kVA).

La combinación de ambas; es la que debe soportar el transformador y los conductores.

El factor de potencia es la relación:

FP = kW ÷ kVA = cos φ

Un FP de 1.00 significa que toda la corriente es útil. Un FP de 0.80 significa que, para mover los mismos kW, la instalación toma 25 % más corriente que con FP de 1.00.

Unidades enfriadoras con compresores, una de las cargas que bajan el factor de potencia

¿Por qué baja el factor de potencia?

  • Motores de inducción trabajando con poca carga.
  • Compresores y equipos de climatización y refrigeración.
  • Transformadores sobredimensionados o poco cargados.
  • Balastros magnéticos y algunas luminarias de descarga.
  • Soldadoras y hornos de inducción.

¿Por qué importa?

1. Facturación.

En tarifas de media tensión, CFE aplica un cargo por factor de potencia bajo y una bonificación si se mantiene alto.

2. Capacidad liberada.

Con mejor FP, el mismo transformador y los mismos cables soportan más carga útil.

3. Menos pérdidas y menor caída de tensión.

Menos corriente significa menos calentamiento en conductores.

4. Vida útil.

Equipos menos exigidos envejecen menos.

¿Cómo se corrige? Banco de capacitores

Un capacitor genera potencia reactiva capacitiva que compensa la inductiva de los motores. Se instala cerca de la carga o en el tablero general, y reduce la potencia reactiva que se toma de la red.

Tipos de compensación

TipoCómo funcionaCuándo conviene
IndividualUn capacitor junto a cada motor grandeMotores grandes con operación constante
Por grupoUn banco para un tablero o secciónVarias cargas que operan juntas
CentralizadaBanco automático en el tablero generalCargas variables; es la más común
FijaCapacidad constanteCarga reactiva estable
AutomáticaEtapas que entran y salen según la demandaCargas que varían durante el día

Para instalaciones con cargas variables, lo habitual es un banco automático con controlador de factor de potencia y varias etapas.

Cómo dimensionar el banco (método básico)

La capacidad necesaria en kVAr se calcula con la potencia activa y los factores de potencia inicial y deseado:

kVAr = kW × (tan φ₁ − tan φ₂)

Ejemplo ilustrativo: una instalación con demanda de 150 kW y FP de 0.80 que se quiere llevar a 0.95.

  • tan φ₁ (FP 0.80) = 0.75
  • tan φ₂ (FP 0.95) = 0.33
  • kVAr = 150 × (0.75 − 0.33) ≈ 63 kVAr

En la práctica se escoge la capacidad comercial inmediata superior o se arma por etapas (por ejemplo, 12.5 y 25 kVAr) para dar flexibilidad.

Técnico midiendo con multímetro en un tablero eléctrico para dimensionar un banco de capacitores

El dato de partida debe provenir de mediciones reales (analizador de red durante varios días) y de los recibos, no solo de datos de placa. Consulta también cómo se obtiene la demanda en nuestro artículo de cálculo de carga eléctrica.

El riesgo que se ignora: armónicos y resonancia

Hoy muchas instalaciones tienen variadores de frecuencia, UPS, LED, rectificadores y cargadores que generan armónicos.

Un capacitor convencional en un sistema con armónicos puede:

Entrar en resonancia con la inductancia del transformador y amplificar los armónicos.
Sobrecalentarse y fallar prematuramente.
Dañar otros equipos sensibles.

La solución

Antes de instalar un banco conviene medir el contenido armónico. Si es significativo, la solución es un banco con reactores de desintonía (filtros detuned) o un filtro activo.

Errores comunes

Instalar un banco sin medir y comprarlo por «estimación».
Sobrecompensar, que deja el sistema con FP capacitivo, puede subir la tensión y también puede generar cargos.
Ignorar los armónicos y perder el banco en pocos meses.
No dar mantenimiento: capacitores degradados, contactores gastados, fusibles abiertos y etapas fuera de servicio.
No coordinar con el transformador y los interruptores, ni verificar corrientes de inserción.
No revisar el recibo para ver si realmente hay penalización antes de invertir.
Técnico dando mantenimiento a un tablero eléctrico

Mantenimiento de un banco de capacitores

Un banco automático requiere revisión periódica: medición de capacitancia por etapa, estado de contactores, fusibles, ventilación, apriete de conexiones y calibración del controlador.

Es parte de nuestro servicio de mantenimiento preventivo y correctivo a sistemas eléctricos.

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¿Vas a dimensionar o ampliar tu instalación? Revisa nuestras guías de cálculo de carga eléctrica y de trámites ante CFE en media tensión.

Preguntas frecuentes

¿Tu recibo muestra penalización por factor de potencia?

En Ingeniería RIE medimos tu instalación, analizamos armónicos, dimensionamos el banco y lo instalamos y mantenemos con personal propio. Pide una revisión por WhatsApp y manda tus últimos recibos:

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