Se construyó una fuente que simulaba la generación de armónicos.

Si un transformador eléctrico se recalienta, pierde potencia o dura menos de lo esperado, es probable que haya sido sometido a condiciones anormales en su sistema eléctrico.

Este fenómeno se conoce en electricidad como armónicos. Los armónicos afectan la tanto la vida útil de los transformadores como su capacidad total de carga.

Con la presencia de los armónicos, untransformador con una capacidad de carga de 50 KVA, que es una medida de potencia traducida en Kilo – Volta – Amperio, podría, por ejemplo,reducir su capacidad de carga a 40 KVA.Si el usuario desconoce esta situación y le introduce la carga total del transformador de 50 KVA, lo más probable es que queme el transformador, no porque lo esté sobrecargandosino por el efecto de estos “ruidos” eléctricos llamadosarmónicos que forman ondas eléctricas “deformes” llamadas ondas no sinusoidales.

El Grupo de Investigación Alta Tensión de la Universidad del Valle, liderado por el profesor Guillermo Aponte Mayor, de la Facultad de Ingeniería, realizó un estudio de “Evaluación de pérdidas en transformadores de distribución bajo condiciones no sinusoidales”.

El objetivo del trabajo fue analizar metodologías que permitieran cuantificar el efecto de los armónicos sobre los transformadores y observar su incidencia en la reducción de su capacidad de carga.

Algunos transformadores utilizan filtros especiales para controlar las distorsiones eléctricas.

Un transformador es un dispositivo que convierte un cierto nivel de voltaje en energía eléctrica de otro nivel de voltaje.

La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, es igual a la que se obtiene a la salida.

La frecuencia normal en el sistema eléctrico de un transformador es de 60 hertz o 60 ciclos por segundo y el voltaje puede oscilar entre 13200 y 13800 voltios, dependiendo de su ubicación.

Esta frecuencia marca una onda llamada sinusoidal que es una onda trigonométrica de función seno o coseno, de allí su nombre, y que fluye graciosamente formando pequeñas “olas”. Sin embargo, cuando se presentan condiciones eléctricas anormales esta onda bonita y cadenciosa se deforma creando “picos” altos y bajos y se entiende que la onda es no sinusoidal y que el circuito contiene armónicos o distorsiones en su sistema eléctrico.

El profesor Aponte explica que los transformadores son diseñados para operar bajo condiciones sinusoidales en la fuente y/o la carga, es decir, bajo un sistema eléctrico que al pulsar va formando estas pequeñas “olas” llamadas ondas sinusoidales. Sin embargo, en la práctica la presencia de armónicos originadospor el empleo de ciertas cargas que son originadas por equipos electrónicos y rectificadores, hace que se afecte la calidad de la potencia y el comportamiento mismo de los transformadores.

El fenómeno de los armónicos se presenta principalmente cuando se tienen cargas especiales como en las industrias donde hay muchos arrancadores de motores, cargas electrónicas yen lasempresas que, por ejemplo, utilizan hornos de soldaduras.

Para desarrollar esta investigación, el Grupo trabajó directamente Industrias Rymel, un fabricante colombiano especializado en la producción de transformadores de distribución, además, contó con la financiación de Colciencias.

Las metodologías encontradas permiten calcular las pérdidas generadas por los armónicos en transformadores de distribución, con una precisión aceptable.

Se trabajó en condiciones de laboratorio construyendo una fuente que generaba los diferentes armónicos y se utilizaron pequeños transformadores de 15 KVA que se sometían a esas condiciones y se midieron aspectos como la temperatura.

“A través de las metodologías encontramos indicadores que permiten calcular la pérdida de potencia de un transformador de acuerdo con el número de armónicos que están afectado su sistema eléctrico.”

Actualmente, el fenómeno de los armónicos empieza a ser más conocido, incluso ya existe normatividad al respecto y algunos fabricantes de transformadores utilizan filtros especiales en su interior para controlar estas distorsiones eléctricas.