Hola otra vez 😁 mis queridos lectores, lectoras y robots, es un gusto saludarte nuevamente, hoy intentaré en este post explicarte de una manera amigable y sencilla, lo qué es un banco de capacitores y sus características más importantes.

Te explicaré ¿Qué son? Cuales son las Marcas más importante y como puedes crear tu propio banco, solo recuerda que no es un juego y que si no tienes muchos conocimientos asesórate con un profesional tu seguridad es lo mas importante. Este post es meramente informativo y los ejemplos son para que comprendas la teoría.

📌 Recuerda calificar y compartir este post, ya que de esa manera se si te ha ayudado o no, sin más vayamos a la teoría.

¿Qué debo conocer de los bancos de capacitores?

Hoy te quiero ayudar a conocer ¿Qué son los bancos de capacitores? Su historia y sus principales funciones que le caracterizan. Además, conocerás las marcas reconocidas de estos equipos y, finalmente, como realizar un banco de capacitores.

En resumen lo que veremos hoy es lo siguiente:

• Definición, lograrás comprender este equipo de manera sencilla.
• Funcionamiento, así como los beneficios de su implementación y ejemplos reales.
• Las distintas magnitudes físicas que debes tener en cuenta para una mejor comprensión de estos equipos.
• Las Marcas reconocidas reconocidas en la industria
• Aprenderás la teoría para realizar un banco de condensadores, incluyendo diagrama, cálculos y ecuaciones que se deben efectuar para llegar a un resultado satisfactorio.

Sin más, empecemos desde un punto importante y que mantendremos presente durante todo el post.

¿Qué es un banco de capacitores?

Un banco de capacitores, o también llamado banco de condensadores, es un equipo eléctrico de estructura metálica que contiene en su interior dos o más capacitores idénticos y agrupados de forma fija.

Generalmente este tipo de dispositivos se instalan en sistemas eléctricos que pueden trabajar diferentes tensiones.

Puede ser que lo anterior suene confuso. No obstante, para que puedas entenderlo mejor, es importante recordar cual es la función principal de un condensador individual y como realiza esa función.

Conceptos básicos de un capacitor

Un capacitor es un dispositivo que tiene la propiedad de almacenar energía de tipo eléctrica en diferentes periodos de tiempo, lo cual, es el resultado de la instalación de un condensador en un circuito.

• Revisa este post donde profundizo en el tema de ¿Qué es un capacitor?

El condensador es capaz de almacenar energía ya que en su estructura interna contiene dos placas conductivas separadas por un vacío o material dieléctrico, es decir, un material que tiene poca conductividad eléctrica.

Cuando se aplica corriente eléctrica, se desarrolla un campo eléctrico en el vacío o material dieléctrico de forma estática, lo cual da como resultado energía almacenada dentro del capacitor.

Se dice que acumula energía por ciertos periodos de tiempo ya que el material dieléctrico va liberando poco a poco la energía, no la “guarda” de manera permanente.

Entonces, basándonos desde la función principal de un condensador individual, podemos decir que una de la función en esencia de los bancos de condensadores es el almacenar una gran cantidad de energía, como si se tratara de un condensador a mayor escala.

Este tipo de equipos son utilizados desde hace mucho tiempo en las industrias y comercios, y nacen de la necesidad de las antes mencionadas de regular el factor de potencia, ya que, si esta no es regulada correctamente, existe una penalización porque puede representar un mayor consumo de energía, y por consecuencia, un mayor gasto energético.

¿Para qué sirven los bancos de capacitores?

Muy bien, para comprender mejor este tipo de dispositivos aquí te dejo una lista de sus principales funciones y beneficios. ✌

• Son utilizados en la Corrección del factor de potencia de un entorno comercial o industrial que utilizan varios motores eléctricos y transformadores. Es importante este primer punto ya que en la industria si no se corrige el factor de potencia, puede existir una penalización y un efecto negativo en el funcionamiento de los sistemas.
• Relacionado al punto anterior, tener un control en el factor de potencia ayuda a la eficiencia del consumo de energía y el funcionamiento de algunos sistemas.
• Estabiliza y adapta el voltaje cuando se presenta una deficiencia en los niveles de corriente eléctrica.
• Mejora el perfil de voltaje.
• Gracias a los materiales de fabricación, muchos equipos tienen una larga vida útil.
• El mantenimiento de los bancos de condensadores es sencillo, y por consiguiente, barato.
• Los sistemas vienen consigo medidas de seguridad altas.

🚨 NOTA: Es importante que siempre tengas cuidado si alguna vez piensas utilizar bancos de capacitores, ya que tienes que tomar mucho en cuenta para que lo quieres utilizar y que tipo de banco. De lo contrario, podría afectar más que ayudar.

Los que más utilizan estos bancos son industrias o comercios que utilizan una gran cantidad de energía. Desde compañías dedicadas a suministrar energía eléctrica, como por ejemplo la Comisión Federal de Electricidad (CFE), hasta empresas multinacionales automotrices, pasando por universidades, grandes complejos de investigación, centros comerciales y hospitales.

Factor de potencia

Hasta este punto, ya conoces que es un banco de condensadores y sus diferentes características y funciones inherentes de estos dispositivos, sin embargo, a través de ese conocimiento hay un concepto que debes tener claro, y es el factor de potencia.

¿Qué significa esto? El factor de potencia es un indicador del correcto consumo y aprovechamiento de la energía eléctrica suministrada por alguna subestación o compañía dedicada a la distribución de energía eléctrica.

En esencia, el factor de potencia es la relación entre una potencia real y una potencia aparente.

Sin embargo, para que lo entiendas mejor, este concepto describe la cantidad de energía total convertida en trabajo.

Ahora bien, cuando mencionamos que los bancos de condensadores tienen la función de corregir el factor de potencia, se refiere a que el dispositivo mejora el consumo de energía eléctrica haciendo que el factor de potencia sea igual a la unidad (1).

Lo anterior trae consigo muchas ventajas, como el ahorro de energía, reducción de costos, mayor vida útil en las instalaciones eléctricas y una mejor eficiencia en los sistemas.

De lo contrario, si el factor de potencia es menor a 1, significa que se está consumiendo más energía de la que se necesita, acarreando problemas financieros, ya que existe una penalización por este hecho, haciendo el costo mucho mayor. Otros problemas que pueden aparecer es el mayor desgaste de conductores y sobre carga de transformadores.

• Conocer más sobre el factor de potencia.

Tipos de condensadores y ¿Cuáles son utilizados en los bancos de capacitores?

Excelente, ya conoces y estas familiarizado con los capacitores, conoces cuál es su función principal y como está constituido por dentro, ahora, es importante conocer los diferentes tipos de capacitores existentes en el mercado y sus materiales de fabricación, además en la lista esta el condensador mas usado en los bancos.

Lista de la clasificación de los tipos de capacitores

• Tengo un post de Tipos y clasificación de los capacitores si quieres profundizar en el tema.

1. CAPACITORES CERÁMICOS. Es uno de los capacitores más usados y conocidos dentro del campo de la electrónica y electricidad. Este condensador tiene como característica que su dieléctrico este hecho de distintos tipos de cerámicas. La constante dieléctrica de estos dispositivos suele ser mayor que el promedio.
2. CAPACITORES ELECTROLÍTICOS. En estos capacitores, en su interior, existe un electrolito que tiene funcionalidad como cátodo y ánodo, teniendo como característica destacable de recibir corrientes muy grandes. Se debe de tener mucho cuidado en la conexión de este tipo de condensadores, ya que, al tener polaridad, y no conectarse correctamente, pueden llegar a explotar. ¡Cuidado!
3. DE AIRE. Está compuesto de placas conductoras paralelas y como dieléctrico usa el aire. Se utilizan cuando se tiene un consumo menor de energía eléctrica.
4. CONDENSADORES DE MICA. Este tipo de condensadores son de los más caros y resistentes, ya que su dieléctrico está hecho de mica, y como este tipo de material tiene la característica de que tiene poca perdida de energía, hace eficiente el uso de este tipo de capacitor cuando se tiene altas tensiones.
5. CONDENSADORES DE ALUMINIO. Este tipo de capacitores son los que se utilizan a menudo en el banco de capacitores. Se conforma de aluminio y electrolito a base de ácido bórico. Además de utilizarse en banco de capacitores, también se ocupa para sistemas de audio.
6. DE PAPEL. Su dieléctrico se fábrica de papel parafinado, a base de baquelita o algún otro material que impida la humedad. Se utilizan dos placas de papel en conjunto con aluminio.

¿Cuáles son las mejores marcas de bancos de capacitores

En la siguiente lista te dejaré marcas reconocidas de bancos de condensadores, no quiere decir que sea una verdad absoluta solo es mi criterio y opinión:

• ARTECHE, esta marca tiene como característica los múltiples bancos de condensadores y filtros armónicos en su catálogo. Desde fijos hasta automáticos.
• PROSEA, tiene como característica en sus bancos la expectativa de vida, la cual asciende a más de 90,000 horas y su uso de capacitor tipo seco.
• Siemens, una de los mejores y mas reconocidos
• ABB, su especialidad son los bancos de condensadores automáticos, los cuales contienen desde uno hasta 12 capacitores trifásicos a un buen costo.

📌 Teoría, cálculos y construcción de un banco de capacitores

Muy bien, ahora que sabes toda la teoría sobre los bancos de capacitores, es momento de que aprendas como realizar un conjunto de condensadores o banco de capacitores, y como calcular los valores de cada rama de capacitores. Lo vamos a implementar con ecuaciones y diagramas para llegar juntos a un resultado óptimo.

🚨 NOTA: Te recuerdo que esta sección es meramente educativa y te recomiendo que lo hagas con el apoyo de un profesional en la materia, no obstante, si deseas probar estos bancos te he dejado una sección de marcas reconocidas donde podrás comprar uno ya hecho.

Antes de adentrarnos a los cálculos, tienes que tener en cuenta un par de datos.

• Las conexiones de un banco de condensadores son en paralelo, conectando cada capacitor en ramas.
• Dependiendo el número de capacitores, en cada rama la conexión debe realizarse en serie.
• El objetivo general es calcular cuántos capacitores se utilizarán, la capacitancia de cada rama y por último, cuantas ramas habrá en nuestro banco o conjunto de capacitores.
• Para el cálculo de nuestro banco de capacitores, necesitamos conocer la tensión nominal (la tensión o voltaje que un dispositivo no debe superar en un funcionamiento ideal) y la capacitancia, tanto del capacitor a utilizar, como del conjunto de estos.

Si deseas profundizar más en las conexiones de condensadores tengo este otro post donde revisamos el tema de Capacitores en serie y paralelo te recomiendo que lo visites.

¿Cómo hacer un banco de capacitores?

Lo primeo que vamos hacer es establecer los datos de nuestro diseño para ello vamos hacer la siguiente tabla.

Bien, el objetivo es encontrar un diseño eficaz para este banco de capacitores. Como es costumbre, lo haremos paso por paso, para que lo entiendas a la perfección.

Pasos para construir un banco de capacitores

• Calculamos el número de capacitores de nuestro banco (#C). Este dato se calcula con la siguiente relación:

Podemos concluir que nuestro banco tendrá 4 capacitores, ahora lo que debemos conocer es cuántas ramas de conexión tendrá el conjunto. Para calcular el número de ramas del banco de condensadores, debemos obtener primero la capacitancia de cada rama.

• Calculamos la capacitancia de cada rama de la siguiente manera

• Si despejamos y sustituimos valores tenemos lo siguiente:

Podemos concluir que la capacitancia de cada rama es de 12.5uF (Microfaradios).

• Finalmente, podemos obtener ya el número de ramas que tendrá nuestro banco de capacitores.

Podemos concluir que el banco de capacitores consta de:

• 4 ramas.
• Cada rama tiene 4 capacitores.
• Cada rama tiene una capacitancia de 12.5uF.

Diagrama de nuestro banco de capacitores

Como puedes ver, ya hemos diseñado y calculado las características de nuestro banco de capacitores, te has convertido en un super sayayin en este tema.

¿Cómo comprar nuestro ejemplo de banco de capacitores?

Puedes comprobarlo calculando la capacitancia del conjunto mediante las fórmulas de capacitores en serie y paralelo.

Condensadores en serie:

• Condensadores en paralelo:

CT = C1 + C2 + C3 + C4 + … + Cn

• Como puedes ver, cada rama tiene 4 capacitores de 50uF conectados en SERIE.

• Por lo tanto, para calcular la capacitancia de esa rama, desarrollamos los cálculos.

Como puedes observar, el resultado si coincide con lo calculado previamente.

Ahora, al saber que cada rama tiene esa capacitancia (12.5uF), podemos calcular la capacitancia total del banco de condensadores, el cual debe resultar de 50uF.

Teniendo en cuenta que son 4 ramas con capacitancia de 12.5uF, en paralelo…

Nuestro resultado coincide con lo calculado previamente. Podemos concluir que nuestro banco de capacitores es correcto.

Así es como tú puedes diseñar y calcular las diferentes características de tu banco de capacitores ¡Pero eso no es todo! Antes de continuar, debes tener en consideración estos puntos importantes.

• El anterior ejemplo solo es un experimento meramente demostrativo del diseño y cálculo de un banco de condensadores. Si deseas replicar el experimento, es bajo tu responsabilidad. Ya soné como papa regañón pero es importante.
• Para el diseño eficaz de un verdadero banco de capacitores, se tiene que tener previos conocimientos prácticos del factor de potencia, como corregir este factor, los cálculos que conllevan realizar ese proceso, y conceptos básicos de potencia en corriente alterna (C.A).

Bien, hemos llegado al final de este post, ahora es de tu conocimiento todo lo que abarca un banco de capacitores y la importancia de este dispositivo dentro de la industria y, en general, del campo de la electricidad.

Ahora ya conoces los diferentes tipos de condensadores que existen en el mercado, así como su estructura interna y como trabajan.

Finalmente, ya te es posible calcular y diseñar un banco de capacitores. Recuerda que esto último viene en asociación con el factor de potencia, el cálculo de este último y su corrección.

Antes de despedirme, es importante que recuerdes un par de cosas más:

• Un banco de capacitores tiene como función principal la corrección del factor de potencia y mejorar el perfil de voltaje.
• Uno de los beneficios más grandes que se obtienen al corregir el factor de potencia, lo cual consiste en que este factor se encuentre entre 0.9 y 1, es evitar la penalización por parte de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) o cualquier compañía de suministro eléctrico.

Muy bien, ahí lo tienes, ahora conoces más sobre los bancos de capacitores y su importancia, no dejes de practicar, ya que es la mejor forma de llegar a ser EL MEJOR.