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VA vs W: potencia aparente y real, y cómo leer un no-break

Planos y especificacionesActualizado el 26/10/202629 min de lectura

Un tablero de control viaja desde Japón. La hoja de especificaciones del proveedor dice "3φ AC200V, 10kVA", el no-break (UPS) que lleva dentro aparece como "1kVA / 0.6kW", y tu planta trabaja a 480 V o 220 V, 60 Hz. Antes de dimensionar el alimentador, el interruptor o un no-break de reemplazo, necesitas saber qué significa cada una de esas cifras y qué supuestos hay detrás.

La respuesta corta: VA (volt-amperes) es la unidad de potencia aparente, el producto de voltaje y corriente. W (watts) es la unidad de potencia activa, también llamada potencia real, la que la carga realmente aprovecha. El factor de potencia une a las dos. Una carga de 1,000 VA con factor de potencia de 0.8 consume 800 W, pero una carga de 800 W no necesariamente funciona con una fuente de 800 VA, así que hay que revisar ambos valores.

Esta guía cubre los términos japoneses que verás en las especificaciones, los cálculos monofásicos y trifásicos (incluida la conversión de una misma carga a corriente en 200 V, 220 V, 400 V y 480 V), los dos límites de salida de todo no-break, las placas de datos de los motores y la corrección del factor de potencia. Termina con una lista de verificación, preguntas para el proveedor japonés y un correo de consulta que puedes adaptar.

Contenido
  1. Términos japoneses de potencia que verás en las especificaciones
  2. ¿Qué es el VA (potencia aparente)?
  3. ¿Qué es el W (potencia activa)?
  4. Trifásico: de kVA a kW y a amperes
  5. Cómo leer las especificaciones de un no-break: dos límites de salida
  6. Cables e interruptores: conviértelo a amperes
  7. Energía: multiplica los W por las horas de operación
  8. Corrección del factor de potencia: los mismos kW con menos corriente
  9. Referencia rápida: qué valor revisar
  10. Lista de verificación: antes de dimensionar el no-break, el interruptor o la alimentación
  11. Preguntas para el proveedor japonés
  12. Alcance y límites de esta guía
  13. Preguntas frecuentes
  14. Fuentes

Términos japoneses de potencia que verás en las especificaciones

Las hojas de datos y los diagramas unifilares japoneses usan un conjunto pequeño de términos para la potencia. Equivalen directamente a los términos en español, pero conviene saber cuál es cuál antes de leer los números.

JaponésLecturaEspañolUnidad
皮相電力hiso denryokuPotencia aparente (S)VA, kVA
有効電力yuko denryokuPotencia activa o real (P)W, kW
無効電力muko denryokuPotencia reactiva (Q)var, kvar
力率rikiritsuFactor de potencia (FP)Relación (0–1)
効率koritsuEficiencia% o relación
電力量denryokuryoEnergíakWh
線間電圧senkan den'atsuVoltaje entre líneasV
線電流sen denryuCorriente de líneaA
単相 / 三相tanso / sansoMonofásico / trifásico (a menudo escrito 1φ / 3φ)—
定格出力teikaku shutsuryokuPotencia nominal de salida (en un motor, la de la flecha)kW
進相shinso kondensaCapacitor de corrección del factor de potenciakvar
"Potencia activa" y "potencia real" son lo mismo. En adelante esta guía usa "potencia activa".

¿Qué es el VA (potencia aparente)?

VA significa volt-ampere y es la unidad de la potencia aparente, S. En un circuito monofásico de corriente alterna, S es el voltaje eficaz por la corriente eficaz: 100 V a 10 A son 1,000 VA.

El valor eficaz (RMS, de "root mean square") es el valor de corriente directa que calentaría una resistencia en la misma medida. La corriente alterna cambia de magnitud y sentido en cada ciclo, pero cuando calculas cuánta corriente debe soportar un cable o un equipo, el valor que cuenta es el eficaz. En una onda senoidal, el voltaje pico es mayor que el voltaje eficaz.

Los 100 V o 200 V que sustituyes en una fórmula de potencia son valores eficaces. Si multiplicas valores pico obtienes otra potencia aparente, y es incorrecta.

Potencia aparente, CA monofásica
S = V I
S = 100 × 10
S = 1,000 VA = 1 kVA
S: potencia aparente [VA]; V: voltaje eficaz [V]; I: corriente eficaz [A]. Es la fórmula monofásica. 1 kVA = 1,000 VA.

El VA indica cuánta corriente circula

Con un voltaje dado, más potencia aparente significa más corriente. La fuente, los transformadores y los cables tienen que soportar esa corriente, así que la potencia activa sola no dice qué tan cargados están.

A 100 V monofásicos, una carga de 1,000 VA toma 10 A y una de 1,500 VA toma 15 A. Dos cargas con la misma potencia activa pero distinto factor de potencia toman corrientes diferentes, y por eso necesitan distinta capacidad de alimentación y de cableado.

Por eso los transformadores se especifican en kVA. La potencia activa que un transformador puede entregar depende también del factor de potencia de la carga; no leas "10 kVA" como "10 kW" sin conocer ese factor.

Cuida también los prefijos: 1 kVA = 1,000 VA y 1 kW = 1,000 W. Confundir kVA con VA es un error; confundir potencia aparente con potencia activa es otro.

Si conoces el voltaje y la corriente de un circuito monofásico, puedes calcular la potencia aparente. La potencia activa no se obtiene de la misma manera.

Para eso se necesita el factor de potencia o la lectura de un medidor de potencia. Multiplicar la lectura de un amperímetro por el voltaje no da necesariamente la potencia activa consumida.

Figura 1: De volts y amperes a VA, y de ahí a W mediante el factor de potencia

Ejemplo: monofásico, 100 V, 10 A, carga con un factor de potencia verdadero supuesto de 0.8. El voltaje se mide en las terminales de la carga; la corriente es la corriente de línea.

CargaFP 0.8V100 VCorriente de línea 10 AFuente monofásica100 V × 10 A1,000 VA× FP 0.8800 W

La flecha de corriente indica la dirección de referencia del valor eficaz; la corriente alterna no circula en un solo sentido. Para mediciones reales, use instrumentos y conexiones adecuados para el circuito.

VA nominal frente a VA medido

La capacidad nominal de una hoja de especificaciones es el rango para el que se diseñó el equipo. A carga ligera, la corriente y la potencia reales son menores, así que la cifra nominal no es lo que el equipo consume todo el tiempo.

También ocurre lo contrario: una sola lectura baja de corriente no basta para dimensionar una alimentación. Determina la condición máxima de operación, el arranque, las cargas que funcionan al mismo tiempo y las cargas futuras, y compara cada una con la especificación.

Cuando una placa de datos lista varios voltajes o frecuencias, toma el voltaje y la corriente de la misma fila. Si multiplicas el voltaje de una condición de alimentación por la corriente de otra, obtienes una potencia aparente que no corresponde a ninguna capacidad real. Revisa además qué abarca la cifra.

La capacidad de entrada de toda una máquina y la de un componente interno son cosas distintas. Con el diagrama unifilar y los nombres de los renglones de la especificación, verifica si una cifra de VA cubre solo la alimentación de control o toda la entrada, incluidos motores y auxiliares.

¿Qué es el W (potencia activa)?

El watt es la unidad de potencia y, en los circuitos de CA, se usa para la potencia activa, P: la que realmente pasa de la fuente a la carga y se convierte en calor, luz o salida mecánica. Un watt es un joule por segundo. La potencia es la rapidez con que se usa energía; la energía es el total acumulado en el tiempo.

La potencia activa incluye las pérdidas dentro del equipo además de la salida útil. No todos los 800 W que entran a un motor salen en la flecha, y la eficiencia es la cifra que indica cómo se reparten.

Se multiplican voltaje y corriente instantáneos, y se promedia

La definición básica de la potencia activa en CA es el promedio del voltaje instantáneo por la corriente instantánea. La potencia instantánea, p, varía a lo largo del ciclo, y su promedio es P. Cuando voltaje y corriente son senoidales con un desfase θ, ese promedio resulta V I cos θ, donde V e I son valores eficaces y cos θ es el factor de potencia.

Potencia activa, CA senoidal monofásica
P = V I cos θ = S cos θ
P = 100 × 10 × 0.8
P = 800 W
P: potencia activa [W]; θ: desfase entre voltaje y corriente. cos θ = 0.8 es un supuesto ilustrativo, no un factor de potencia válido para todos los equipos.

En una carga resistiva ideal, voltaje y corriente varían juntos, así que θ = 0 y cos θ = 1. En ese caso P = VI también vale en CA; por eso la regla "P = VI solo sirve en CD" es la que no conviene recordar.

P = VI también sirve en CD estable, pero en CA hay que revisar la forma de onda y el factor de potencia. Si regresas al principio (el promedio de los productos instantáneos), es más fácil ver cuándo aplica cada fórmula.

La potencia reactiva no es lo mismo que una pérdida

Los inductores y los capacitores almacenan energía en campos magnéticos o eléctricos y la devuelven a la fuente. En componentes ideales esto sucede en cada ciclo, y la energía neta consumida en un ciclo completo es cero.

Para ondas senoidales, la magnitud que describe ese intercambio es la potencia reactiva, Q, medida en var. Las cargas inductivas (en atraso) y las capacitivas (en adelanto) se distinguen por su sentido o signo.

La potencia reactiva no es potencia activa desperdiciada. Está ligada a funciones útiles, como crear el campo magnético de un motor. Pero la corriente que la transporta genera pérdidas resistivas reales en el cableado, así que sí aumenta la carga sobre la instalación.

Potencia reactiva y triángulo de potencias, CA senoidal monofásica
Q = V I sen θ
S² = P² + Q²
sen θ = √(1 − 0.8²) = 0.6
Q = 100 × 10 × 0.6 = 600 var
Q: potencia reactiva [var]. Este ejemplo usa la magnitud de una carga en atraso con ondas senoidales. Las formas de onda distorsionadas no se describen por completo con este triángulo.

Con 800 W de potencia activa y 600 var de reactiva, la potencia aparente es de 1,000 VA, no de 1,400. Los tres valores forman un triángulo rectángulo: P y Q son los catetos y S es la hipotenusa. Una analogía común presenta el VA como un recipiente que contiene W y var lado a lado, pero sumarlos así lleva a resultados erróneos.

Figura 2: 800 W y 600 var en ángulo recto forman 1,000 VA

Triángulo de potencias de una carga inductiva con ondas senoidales, dibujado con lados en proporción 800 : 600 : 1,000.

θP = 800 WQ = 600 varS = 1,000 VAcos θ = 800/1,000FP = 0.8

El lado horizontal y el vertical son componentes distintos de la potencia. El triángulo ilustra S² = P² + Q²; no significa que se sumen W y var para obtener VA.

Factor de potencia frente a eficiencia

El factor de potencia es la potencia activa dividida entre la potencia aparente, P/S, y suele escribirse λ. En una carga que consume energía va de 0 a 1 e indica cuánta corriente se necesita para entregar una potencia activa dada.

La eficiencia es otra relación: la fracción de la potencia activa de entrada que se convierte en salida útil. En un motor compara la entrada eléctrica con la salida mecánica; la diferencia se pierde como calor, fricción y otros efectos.

Un factor de potencia de 0.8 no significa que 20 % de la entrada se pierda como calor. Tampoco una eficiencia de 90 % implica un factor de potencia de 0.9.

Cuando ambas relaciones aparecen en la misma tabla, revisa el numerador y el denominador de cada una.

Para estimar la capacidad de alimentación a partir de la potencia en la flecha de un motor, regresa en dos pasos: divide entre la eficiencia para obtener la potencia activa de entrada y luego entre el factor de potencia para obtener la potencia aparente. Mantener los pasos por separado evita confundir pérdidas con potencia reactiva.

Formas de onda distorsionadas: usa el factor de potencia verdadero

Los equipos con rectificador en la entrada pueden tomar una corriente que no es senoidal. Entonces un solo ángulo de fase no describe toda la corriente, y el cos θ de la componente fundamental puede no ser igual al factor de potencia total.

El factor de potencia verdadero es P/S, con S calculada a partir de valores eficaces. El factor de potencia de desplazamiento es el coseno del ángulo entre el voltaje y la corriente fundamentales, así que refleja solo la fundamental.

Aun cuando las fundamentales estén bien alineadas, una corriente muy distorsionada tiene un valor eficaz mayor. La corriente sube sin que la potencia activa suba en igual medida, así que no trates ambos factores como intercambiables. Un medidor de potencia calcula la potencia activa a partir de muestras simultáneas de voltaje y corriente.

Al leer su especificación, verifica si "factor de potencia" se refiere al valor total o solo al de la fundamental, y qué método de cálculo usa. En circuitos trifásicos distorsionados, los medidores también pueden calcular de forma distinta la potencia aparente y la reactiva. Antes de comparar las lecturas de dos instrumentos, iguala el método de conexión y las definiciones de cálculo en lugar de suponer que uno está defectuoso.

Trifásico: de kVA a kW y a amperes

En un sistema trifásico balanceado con ondas senoidales, la potencia total se obtiene del voltaje entre líneas y la corriente de línea. El VI monofásico se multiplica por √3, no por 3: tres conductores no convierten la fórmula en 3VI.

Aquí V es el voltaje entre dos conductores de línea e I es la corriente en una línea entre la fuente y la carga. Si mezclas el voltaje de fase de una fase de la carga o la corriente de fase de un devanado, el √3 queda en el lugar equivocado. En una conexión en estrella (Y), el voltaje de fase es 1/√3 del voltaje entre líneas.

En una conexión en delta (Δ), la corriente de fase es 1/√3 de la corriente de línea.

Sumar la potencia activa de cada fase funciona en cualquier circuito. Reducirla a una sola fórmula con voltaje entre líneas y corriente de línea, en cambio, exige condiciones balanceadas y senoidales. En circuitos desbalanceados o distorsionados, mide con un medidor de potencia conectado según el circuito y revisa cómo calcula los valores por fase y el total.

CA trifásica balanceada y senoidal
S = √3 V I
P = √3 V I cos θ
Q = √3 V I sen θ
V: voltaje eficaz entre líneas [V]; I: corriente eficaz de línea [A]. S, P y Q son totales de las tres fases, no valores por fase.

Ejemplo resuelto: 200 V, 30 A, factor de potencia 0.85

Toma un circuito de bomba en una alimentación trifásica balanceada y senoidal de 200 V, con 30 A de corriente de línea y factor de potencia de 0.85. Los 200 V son voltaje entre líneas, los 30 A son corriente de línea, y el resultado es la potencia del lado de la alimentación, donde se midió.

Trifásico, 200 V, 30 A, FP 0.85
S = √3 × 200 × 30
S ≈ 10,392 VA = 10.39 kVA
P = 10.3923 × 0.85
P ≈ 8.83 kW
sen θ = √(1 − 0.85²) ≈ 0.5268
Q ≈ 10.3923 × 0.5268
Q ≈ 5.47 kvar
Los pasos intermedios usan valores sin redondear. Q es la magnitud de la potencia reactiva en atraso. No es la potencia en la flecha de la bomba ni la potencia hidráulica.

Redondeado, son unos 10.4 kVA, 8.8 kW y 5.5 kvar. Redondear demasiado en los pasos intermedios puede cambiar el resultado final, así que redondea en la misma etapa y con los mismos decimales que el documento con el que comparas.

Una vez que √3VI da el total trifásico, no vuelvas a multiplicar por 3. Escribir la definición de las variables en la hoja de cálculo facilita esa verificación.

Figura 3: En la fórmula trifásica se usan el voltaje entre líneas y la corriente de línea

Carga balanceada en estrella. El voltímetro está entre dos líneas; la corriente es la de una línea de alimentación.

FuentetrifásicaCarga en estrella≈115.5 V por faseV200 V entre líneasCorriente de línea 30 AS = √3 × 200 × 30 ≈ 10.39 kVANo mezcle 200 V entre líneas y ≈115.5 V por fase en una misma fórmula

La carga es un conjunto balanceado de impedancias iguales. Es un diagrama conceptual de lo que se mide, no un procedimiento de conexión.

De kW a kVA y a amperes

Si una carga toma 8 kW de la alimentación con factor de potencia de 0.8, necesita 8 ÷ 0.8 = 10 kVA. kW y kVA son el mismo número solo con factor de potencia 1, así que una fuente de 8 kVA no puede alimentar esta carga. En una alimentación trifásica de 200 V, 10 kVA equivalen a una corriente de línea de unos 28.9 A. Los mismos 8 kW toman otra corriente con otro voltaje u otro factor de potencia; nunca reutilices un valor de corriente sin sus condiciones.

Entrada de 8 kW, FP 0.8, trifásico balanceado de 200 V
S = Pλ = 80.8
S = 10 kVA
I = 10,000√3 × 200
I ≈ 28.9 A
λ: factor de potencia. Para calcular la corriente, 10 kVA se convierten en 10,000 VA. Es la carga en régimen estable; los márgenes y las condiciones de arranque para la capacidad final del equipo se revisan aparte.

Para un generador o un no-break, estos 10 kVA son el punto de partida en régimen estable. La selección final debe considerar además el límite en kW, la caída de voltaje al arrancar, las características de la carga y las condiciones de operación, todo verificado con los datos de aplicación del fabricante.

La misma carga con otro voltaje: 200 V, 220 V, 400 V y 480 V

El equipo industrial japonés se fabrica comúnmente para alimentación trifásica de clase 200 V (200 V class) o de clase 400 V (400 V class), y Japón opera a 50 Hz en el este y a 60 Hz en el oeste. México usa 60 Hz en todo el país; en las plantas son frecuentes los sistemas de 480Y/277 V y 220Y/127 V, y en otros países se usa 400 V a 50 Hz (el valor nominal de IEC 60038). Los kVA de una carga no cambian con el voltaje, pero la corriente de línea sí, y esa corriente es la que define cables e interruptores.

Voltaje entre líneasCorriente de línea por cada 10 kVA (trifásico balanceado)
200 V28.9 A
208 V27.8 A
220 V26.2 A
380 V15.2 A
400 V14.4 A
415 V13.9 A
480 V12.0 A
I = 10,000 ÷ (√3 × V). Escale linealmente para otros kVA (por ejemplo, 25 kVA a 400 V ≈ 36.1 A). Son valores en régimen estable únicamente.

Recalcular la corriente es la parte fácil. Si una máquina de clase 200 V puede funcionar directamente con tu alimentación de 220 V, si necesita un transformador reductor o si conviene pedirla en una versión de otra clase de voltaje, es una pregunta para el proveedor. Los motores para 50 Hz y 60 Hz suelen indicar una corriente nominal y una velocidad distintas para cada frecuencia; lee la fila que corresponde a tu planta.

Los kW de la placa de un motor no son su potencia de entrada

Imagen generada por IA de un motor eléctrico industrial con caja de terminales cerrada y aletas de enfriamiento
Un motor convierte la entrada eléctrica en salida mecánica. Es una imagen generada por IA; toma la potencia nominal, la eficiencia y el factor de potencia de los datos del motor real.

Los kW nominales de un motor son normalmente su salida mecánica en la flecha. La potencia activa de entrada incluye además las pérdidas, así que un motor de 7.5 kW no siempre toma 7.5 kW de la alimentación. Supón una salida en la flecha de 7.5 kW y que, en ese punto de operación, la eficiencia es 0.90 y el factor de potencia 0.80.

La potencia activa de entrada es entonces de unos 8.33 kW. Al dividir entre el factor de potencia resulta una potencia aparente de entrada de unos 10.42 kVA, o una corriente de línea de unos 30.1 A en trifásico de 200 V.

Salida en la flecha de 7.5 kW, eficiencia supuesta de 0.90, FP supuesto de 0.80
Pent = 7.50.90 ≈ 8.33 kW
Sent = 7.50.90 × 0.80
Sent ≈ 10.42 kVA
Trifásico de 200 V: I ≈ 30.1 A
220 V: I ≈ 27.3 A; 400 V: I ≈ 15.0 A; 480 V: I ≈ 12.5 A
Pent: potencia activa de entrada del motor; Sent: potencia aparente de entrada. La eficiencia y el factor de potencia son supuestos del cálculo; en la práctica, use los valores del modelo y del punto de operación. Las corrientes a 220, 400 y 480 V suponen la misma eficiencia y el mismo factor de potencia, lo cual puede no cumplirse en un motor bobinado para otro voltaje.

Con una eficiencia de 0.90, se pierden unos 0.83 kW de los 8.33 kW de entrada. No trates la diferencia entre 8.33 kW y 10.42 kVA como pérdida de calor adicional: esa diferencia viene del factor de potencia, no de las pérdidas.

Al comparar tipos de motor, tampoco la misma potencia de salida significa la misma entrada. La eficiencia, el factor de carga y el método de accionamiento cambian lo que ve la alimentación.

Figura 4: La eficiencia lleva de vuelta a la potencia de entrada; el factor de potencia lleva a los kVA de entrada

Eficiencia supuesta de 0.90 y factor de potencia de 0.80. Las flechas gruesas muestran el flujo de potencia activa, no un flujo de VA.

Entrada eléctrica8.33 kWSalida en la flecha7.5 kWPérdidas ≈0.83 kWEficiencia = salida en la flecha ÷ potencia activa de entradaOtra cifra de capacidad:8.333… ÷ FP 0.8≈ 10.42 kVA

El motor es un contorno simplificado y no muestra su construcción interna. El ancho de las flechas no está a escala y las pérdidas se muestran en un solo bloque. El cálculo usa el valor sin redondear de 7.5 ÷ 0.9.

Con un variador de frecuencia, define dónde mides

Cuando un variador de frecuencia (VFD; en los documentos japoneses suele llamarse "inverter") alimenta el motor, la potencia en las terminales del motor y la que el variador toma de la alimentación son distintas. Para dimensionar la alimentación, incluye las pérdidas del variador y su factor de potencia de entrada.

No puedes aplicar el factor de potencia del motor a la entrada del variador, porque las formas de onda y las condiciones del lado de la alimentación son diferentes. Usa la especificación de entrada del variador o una medición adecuada.

Operar ventiladores y bombas a velocidad reducida cambia la potencia activa que necesitan, y eso es un mecanismo distinto de la corrección del factor de potencia. La salida del variador no es una onda senoidal de la red, así que el medidor debe ser apto para ella.

Indica si una lectura es del lado de entrada o del de salida, y compara valores tomados al mismo tiempo y con la misma carga.

Cómo leer las especificaciones de un no-break: dos límites de salida

Un no-break (UPS) tiene dos límites de salida, uno en VA y otro en W, y la carga debe quedar dentro de ambos. Algunas hojas de datos japonesas muestran los dos en una línea, como "1kVA / 0.6kW" o "1000VA / 600W". Toma un UPS hipotético de 1,000 VA y 600 W:

  • Carga A, 900 VA y 540 W: dentro de ambos límites.
  • Carga B, 700 VA y 630 W: dentro del límite de VA, pero por encima del de W.
  • Carga C, 1,100 VA y 550 W: dentro del límite de W, pero por encima del de VA.

Quedar bajo un límite no basta si la carga rebasa el otro. Además, los 600 W ÷ 1,000 VA = 0.6 de este UPS no son el factor de potencia del equipo que conectes. Una cifra es la relación entre los dos límites de salida del UPS; la otra es el P/S medido en la carga.

Figura 5: Los dos límites de un UPS hipotético de 1,000 VA / 600 W

Los VA aumentan hacia la derecha y los W hacia arriba. El área sombreada cumple ambos límites de salida y P ≤ S.

P = SA: 900 VA, 540 WB: 700 VA, 630 WC: 1,100 VA550 W1,000 VA600 WPotencia aparente S [VA] →Potencia activa P [W] ↑Dentro de ambos límitesEn una selección real, revise otras condiciones de la carga

Escala: 1 VA = 0.5 px en horizontal, 1 W = 0.4 px en vertical. La gráfica incluye P ≤ S para cargas que consumen. No es la curva de capacidad de carga de ningún modelo real.

La relación entre los dos límites depende del modelo. APC (Schneider Electric) señala que una potencia en watts de alrededor de 60 % de la potencia en VA era antes la norma de la industria, pero los UPS más nuevos tienen una potencia en watts más cercana a la de VA; algunos modelos actuales se especifican con factor de potencia de 0.9 o 1.0.

Por eso una especificación japonesa que solo indica kVA no te dice el límite en kW. Pide ambos.

Cuando varios equipos comparten un mismo UPS, sigue el procedimiento de selección del fabricante y suma por separado los VA máximos y los W máximos. Revisa también la operación simultánea, la corriente de arranque (inrush) y la compatibilidad con la forma de onda de salida del UPS. Una suma pequeña de las capacidades de placa no basta para decidir.

La autonomía es una cuestión distinta de la capacidad. Revisa además la topología del UPS y evalúa la autonomía con la tabla o las condiciones del fabricante para los W de tu carga.

Cables e interruptores: conviértelo a amperes

Para cables e interruptores no compares VA con una capacidad de corriente. Conviértelo a corriente con el voltaje del circuito y el número de fases: 1,000 VA a 100 V monofásicos son 10 A, pero en trifásico se usa la fórmula con √3 que vimos arriba.

Con los mismos kW, un factor de potencia más bajo implica más corriente, así que comparar la carga de un cable solo en kW puede dejarlo corto. Iguala voltaje, factor de potencia y eficiencia, y define la carga máxima de diseño.

La corriente es solo un dato de entrada para elegir cables e interruptores; la decisión final corresponde a un ingeniero electricista o a un instalador calificado. El método de instalación, la temperatura ambiente, el agrupamiento, la caída de tensión y la protección contra cortocircuito se evalúan según la norma eléctrica aplicable en México (NOM-001-SEDE, en su edición vigente). En cargas con corriente de arranque, como los motores, trata por separado la corriente de operación y las condiciones de arranque.

Un interruptor con capacidad mayor que la corriente de operación no dice por sí solo si disparará en el arranque ni si protegerá el circuito ante una falla. Se necesitan capacidad de corriente suficiente y la protección correcta: en esta etapa, revisa también contra qué protegen realmente el interruptor automático de caja moldeada (MCCB, que en los planos japoneses suele rotularse NFB) y el interruptor de protección contra fugas a tierra (ELB).

Energía: multiplica los W por las horas de operación

Con potencia activa constante, la energía es la potencia activa por el tiempo, en kWh. La cifra de kW por sí sola no dice cuánta energía se usó en total.

Operar a un promedio de 8.8 kW durante 6 horas consume 52.8 kWh. La misma máquina de 8.8 kW usa mucha menos energía si trabaja un rato corto que si trabaja todo el día.

Potencia activa promedio de 8.8 kW durante 6 horas
E = Pprom t
E = 8.8 × 6
E = 52.8 kWh
E: energía [kWh]; Pprom: potencia activa promedio en el periodo [kW]; t: tiempo [h]. Si la potencia varía durante la operación, intégrala en el tiempo.

Multiplicar los kW de la placa por las horas de operación puede diferir de la energía real, según las condiciones de operación. Para comparar ahorros de energía, iguala las horas de operación, la carga y el volumen de producción, y revisa la energía activa del periodo que importa. En calentamiento eléctrico, distingue el calor que necesita el producto de la energía que se toma de la alimentación, que incluye las pérdidas.

Los recibos de electricidad suelen incluir cargos ligados a las condiciones del contrato o a la demanda máxima, además de la energía, así que estima por separado el ahorro en kWh y el efecto de la tarifa.

Corrección del factor de potencia: los mismos kW con menos corriente

En una carga que usa la misma potencia activa con el mismo voltaje, elevar el factor de potencia reduce la potencia aparente requerida. La corriente también baja, lo que libera capacidad de la alimentación y reduce las pérdidas resistivas del cableado aguas arriba del punto de corrección.

Toma una carga trifásica balanceada de 200 V y 10 kW. Con factor de potencia de 0.8 necesita 12.5 kVA y unos 36.1 A por línea. Con 0.95 necesita unos 10.53 kVA y unos 30.4 A.

Los 10 kW no cambiaron. Lo que baja es la corriente necesaria para entregarlos y la potencia reactiva en el tramo compensado.

Con la misma resistencia del cableado, la pérdida resistiva crece con el cuadrado de la corriente, así que aquí la relación de pérdidas es de aproximadamente 0.71. Eso no significa que el consumo total de la planta baje alrededor de 29 %.

Los capacitores de corrección del factor de potencia son una forma común de compensar la potencia reactiva en atraso de las cargas inductivas. Su capacidad y ubicación dependen de la instalación. Dejar capacitores sobredimensionados conectados cuando la carga baja puede llevar el factor de potencia demasiado hacia el lado en adelanto, así que lee el sentido (adelanto o atraso) y el estado de operación junto con el número.

En sistemas con armónicas, los capacitores, los reactores y la red interactúan. Añadir capacitancia no siempre ayuda; evalúa en conjunto las armónicas, la resonancia y el equipo existente.

En México, la CFE aplica en sus tarifas una penalización o una bonificación según el factor de potencia del usuario, con referencia de 90 %. Revisa tu tarifa y tu contrato: lo que cuenta es el factor de potencia promedio con que se factura, no una lectura puntual.

Referencia rápida: qué valor revisar

La unidad que necesitas depende de lo que evalúes: capacidad, corriente o energía. Decide primero qué parte del sistema analizas y luego lee V, A, W, VA y factor de potencia en ese punto.

Figura 6: Valores principales y las condiciones que se revisan con ellos

No es una elección entre VA y W: cada renglón muestra el valor principal y las condiciones que lo acompañan.

SituaciónValor principalRevisar también
Capacidad de transformador o generadorkVA, voltaje y corriente nominalesLímite de kW del generador, factor de potencia de la carga, arranque, temperatura y condiciones de operación
Capacidad de salida del no-breakAmbos límites: VA y WCarga máxima, compatibilidad de forma de onda y corriente de arranque, autonomía requerida
Cables e interruptoresAInstalación, temperatura ambiente, caída de voltaje, protección contra cortocircuito, arranque
Consumo de potencia y ahorro de energíakW, kWhFrontera de medición, promedio frente a pico, horas de operación, condiciones de producción
Capacitores de corrección del factor de potenciakvar, adelanto o atrasoVariación de la carga, punto de corrección, capacitores existentes, armónicas y reactores
Placa de datos del motorkW en la flecha, V, A, eficiencia, factor de potenciaEntrada frente a salida, frecuencia, factor de carga, método de accionamiento

Use esta tabla como punto de partida para leer especificaciones. No omita las condiciones de selección; por ejemplo, no fije la capacidad de un dispositivo de protección solo con la corriente.

Cuando la especificación y tu medición no coinciden

  1. ¿Entrada o salida? Verifica si cada cifra es de entrada o de salida. La potencia en la flecha del motor frente a la entrada del tablero, o el límite de salida del no-break frente a la carga conectada, son cosas distintas.
  2. Unidades y variables. Iguala monofásico y trifásico, voltaje entre líneas y de fase, V y kV, VA y kVA. Un factor de 1,000 o de √3 suele apuntar primero a las unidades o a las variables y solo después a un equipo defectuoso.
  3. Configuración del medidor. Pide a un electricista calificado o al fabricante del medidor que confirme el método de conexión, la correspondencia entre voltaje y corriente, las relaciones de los TC y TP (CT y VT) y el sentido de la corriente. Una relación mal configurada desplaza la lectura aunque el medidor funcione bien.
  4. Condiciones de operación. Compara el factor de carga, la hora del día, si se incluye el arranque y si se trata de promedio o máximo. No ajustes el factor de potencia o la eficiencia supuestos solo para que cuadren lecturas que no son comparables.

Lista de verificación: antes de dimensionar el no-break, el interruptor o la alimentación

  • Voltaje y frecuencia: voltaje y frecuencia nominales de cada carga (clase 200 V o clase 400 V, 50 Hz o 60 Hz) y el voltaje y la frecuencia de tu planta
  • Fases: monofásico o trifásico; en trifásico, confirma que la cifra es voltaje entre líneas y corriente de línea
  • Qué abarca el número: entrada de toda la máquina, solo la alimentación de control o un componente; entrada o salida
  • kVA y kW: ambos valores, el factor de potencia usado para convertir entre ellos y si es el verdadero o el de desplazamiento
  • Picos: demanda máxima, corriente de arranque (inrush) y cargas que funcionan al mismo tiempo
  • No-break: límites de salida en VA y en W, forma de onda de salida y autonomía con tu carga real en W
  • Variadores: corriente y factor de potencia del lado de entrada del variador, no los del motor
  • Motores: potencia en la flecha, eficiencia, factor de potencia y corriente nominal a tu voltaje y frecuencia
  • Redondeo: hojas de cálculo que indiquen la definición de las variables y dónde se redondearon los valores

Preguntas para el proveedor japonés

  • La cifra de "電源容量" (dengen yoryo, capacidad de alimentación), ¿está en kVA o en kW, y abarca toda la máquina, incluidos motores, calentadores y auxiliares?
  • ¿Qué factor de potencia supusieron para convertir entre kVA y kW?
  • ¿Cuál es la corriente máxima por línea a nuestro voltaje, incluido el arranque (inrush)?
  • ¿El equipo es de clase 200 V o de clase 400 V? ¿Hay una versión para nuestro voltaje y frecuencia, o necesitamos un transformador?
  • ¿Cuáles son los límites de salida del no-break en VA y en W, y qué autonomía da con nuestra carga en W?
  • De cada motor, ¿cuáles son la potencia en la flecha, la eficiencia, el factor de potencia y la corriente nominal a nuestra frecuencia?
  • ¿Incluye capacitores de corrección del factor de potencia o filtros de armónicas?

Ejemplo de correo de consulta

Las preguntas cortas y numeradas son más fáciles de responder punto por punto para el lado japonés y de pasar por un traductor. Como el proveedor suele trabajar en inglés, te dejamos el modelo en inglés para que lo adaptes:

Subject: Power supply data for [equipment name / order no.]

Dear [Name],

We are preparing the power supply for [equipment name]. Our site supply
is [480 V / 220 V], 3-phase, 60 Hz. Could you please confirm:

1. Rated input voltage and frequency of the equipment
2. Total input capacity in both kVA and kW, and the power factor used
3. Maximum line current at our supply voltage, including starting/inrush
4. UPS model, output rating in both VA and W, and runtime at our load
5. Shaft output (kW), efficiency, power factor, and rated current of each motor
6. Whether a transformer is required, or a version for our voltage is available

A table or the relevant pages of the specification would be fine.

Best regards,
[Your name]

Alcance y límites de esta guía

  • Las fórmulas con cos θ y sen θ suponen ondas senoidales, y las fórmulas trifásicas con √3 suponen condiciones balanceadas. Los circuitos distorsionados o desbalanceados requieren una medición apropiada.
  • Todos los ejemplos numéricos, incluidos el UPS de 1,000 VA / 600 W y el motor de 7.5 kW, son ficticios y solo ilustrativos. Para equipos reales, use los valores de la hoja de datos.
  • El dimensionamiento de cables, interruptores y transformadores depende de la normativa local (en México, NOM-001-SEDE y las condiciones de la instalación) y no se cubre aquí.
  • Que un equipo de clase 200 V pueda operar con tu alimentación, y cómo afecta el arranque a un generador o a un no-break, depende del equipo específico. Confírmalo con el proveedor y el fabricante.
  • Las reglas tarifarias sobre el factor de potencia varían según el país y la compañía suministradora; consulta tu contrato con la CFE.
  • Esta guía explica cómo leer especificaciones. No es un procedimiento de cableado, medición o instalación. Cualquier trabajo en el sistema eléctrico debe realizarlo personal calificado y conforme a la normativa de seguridad aplicable (por ejemplo, NOM-029-STPS para el mantenimiento de instalaciones eléctricas en centros de trabajo).

Preguntas frecuentes

¿Cuántos watts son 1,000 VA?

Depende del factor de potencia de la carga: W = VA × factor de potencia. Con 0.8, 1,000 VA son 800 W; con 1, son 1,000 W. La cifra de VA por sí sola no fija un único valor en watts.

¿Cómo convierto kVA a kW en trifásico?

Igual que en monofásico: kW = kVA × factor de potencia. El √3 solo interviene al pasar de kVA a amperes: I = kVA × 1,000 ÷ (√3 × voltaje entre líneas). Por ejemplo, 10 kVA a 480 V son unos 12.0 A, y a 400 V, unos 14.4 A.

¿Puedo suponer un factor de potencia de 1 si no lo conozco?

No por defecto. El sentido del error depende de lo que estés calculando.

Si obtienes los VA necesarios a partir de una cifra en W, suponer 1 da un resultado demasiado pequeño cuando el factor de potencia real es menor que 1. Revisa la especificación o pregunta al fabricante.

Si mejora el factor de potencia, ¿mejora la eficiencia del motor en la misma proporción?

No necesariamente. El factor de potencia y la eficiencia son relaciones distintas y no se mueven en proporción. Evalúa por separado el cambio de corriente y de pérdidas en el cableado que trae la corrección del factor de potencia y la eficiencia con que el motor convierte la entrada en salida en la flecha.

¿Puedo usar la corriente promedio cuando las corrientes de fase son distintas?

Sustituir una corriente promedio en la fórmula balanceada √3VI puede no dar la potencia activa total correcta. Usa un método de medición apto para circuitos desbalanceados y revisa cómo se calculan los valores por fase y el total.

Fuentes

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Acerca del editor

Editor de MONOSCOPEFOUNDER & EDITOR

Trabajó unos diez años en un fabricante de equipos para plantas y en una empresa de ingeniería de plantas, a cargo de propuestas, diseño y puesta en marcha de equipos, y luego se pasó al marketing digital. Hoy es consultor web para fabricantes B2B y los ayuda a explicar sus productos y su tecnología. Cuenta con licencias nacionales de Japón como Energy Manager e Ingeniero Eléctrico Jefe de Tercera Clase.

Escribe un blog de ingeniería desde 2017 (más de 500 artículos) y tiene un canal de YouTube en japonés con unos 20,000 suscriptores. Cada guía se escribe desde el punto de vista de la planta japonesa y se verifica con las normas citadas.

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