Hoy en día es inconcebible el mundo sin la electrónica de potencia. Fuentes de alimentación, Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI), variadores de velocidad de motores, reactancias de arranque de alumbrado fluorescente, convertidores de potencia…, campan a sus anchas por nuestras viviendas y empresas.  Su utilidad y la comodidad que nos han supuesto son innegables. No obstante, nos han acarreado un grave problema para la distribución y consumo de electricidad: los armónicos de corriente eléctrica.

Podemos aproximar el concepto de distorsión armónica a una “malformación” de la corriente eléctrica que llega a nuestros hogares y empresas. Esta “malformación” está originada por los equipos electrónicos que consumen energía eléctrica de una forma “no lineal”, es decir, de una forma no continua en el tiempo. Esta forma de consumir electricidad, provoca que la forma de onda senoidal de la corriente eléctrica se distorsione. Esta distorsión se puede descomponer en diferentes componentes, conocidas como armónicos. La mayor o menor presencia de armónicos se mide con una magnitud conocida como Tasa de Distorsión Armónica (THD).

La presencia de armónicos en una instalación, o red de distribución eléctrica puede acarrear innumerables problemas, tales como:

✎ Sobrecalentamientos en los conductores especialmente en el neutro de las instalaciones, debido al efecto pelicular.

✎ Disparos intempestivos de Interruptores Automáticos y Diferenciales.

✎ Disminución del factor de potencia de una instalación y envejecimiento e incluso destrucción de las baterías de condensadores utilizadas para su corrección debido a fenómenos de resonancia y amplificación.

✎ Vibraciones en cuadros eléctricos y acoplamientos en redes de telefonía y de datos.

✎ Deterioro de la forma de onda de la tensión, y consiguiente malfuncionamiento de los aparatos eléctricos.

✎ Calentamientos, degradaciones en los aislamientos, embalamientos y frenados en motores asíncronos.

✎ Degradaciones del aislamiento de los transformadores, pérdida de capacidad de suministro de potencia en los mismos.

Todos estos efectos acarrean pérdidas económicas importantes debido a:

✎ Necesidad de sobredimensionamiento de los conductores y de las potencias contratadas en una instalación.

✎ Necesidad de sustitución con mayor frecuencia de los aparatos y máquinas dañados por los armónicos.

✎ Paradas de producción debidas a los disparos intempestivos de los elementos de protección y mando.

Ahora bien, ¿cómo podemos detectar la presencia de armónicos en nuestra instalación? Además de la propia observación de los efectos causados y la experiencia de los técnicos de mantenimiento, podemos recurrir a instrumentos tales como osciloscopios, multímetros y pinzas de verdadero valor eficaz (TMRS), multímetros medidores de armónicos y analizadores de redes eléctricas, además de la existencia de especialistas y profesionales que nos pueden hacer un diagnóstico de los problemas de armónicos de nuestra instalación.

Conocidos lo que son, los efectos que producen y cómo se pueden detectar, veamos ahora algunas de las múltiples soluciones que existen:

✎ Sobredimensionamiento de conductores y pletinas. Utilización de un neutro para cada fase.

✎ Utilización de transformadores de aislamiento de estrella-triángulo, con secundario en zig-zag o con doble secundario.

✎ Filtros pasivos como las impedancias antiarmónicas o los llamados “shunt resonantes”, formados por elementos pasivos como inductancias y condensadores. Filtros activos y convertidores “limpios”.

✎ Utilización de diferenciales “superinmunizados” calibrados para soportar altas tasas de THD.

✎ Separación de los elementos no lineales de las “cargas limpias” en una instalación eléctrica.

✎ Impedancias de alisado, conectadas a las cargas no lineales. Filtros en cargadores y alimentadores.

Alertados de la presencia de los armónicos e informados de sus características, puntos fuertes y debilidades, podemos armarnos y defendernos de ellos. Para quien desee profundizar en el tema, existen numerosos tratados, publicaciones y cuadernos técnicos disponibles. Aquí he pretendido una aproximación al problema que representan para los consumidores, de una forma sencilla, concisa y fácilmente entendible.