A medida que una empresa incorpora nuevas tecnologías para sus procesos productivos, va creciendo la necesidad de implementar un sistema de respaldo de energía, como una UPS (del inglés “Uninterruptible Power Supply” o sistemas de alimentación ininterrumpida), que le permita asegurar una operación sin sobresaltos por problemas en el suministro eléctrico.

Como explica Javier Eguren, Docente de la Carrera Técnico Universitaria de Electricidad de la Universidad Técnica Federico Santa María, “las UPS permiten cerrar de manera adecuada los procesos que estaban funcionando, es decir, por lo general sirven como respaldo del suministro de energía, no para alimentar las cargas de manera continua”.

En el mercado nacional, existe una amplia gama de estos equipos que cuentan con funcionalidades y prestaciones únicas que permiten responder a la medida de cada requerimiento particular de suministro. En términos de aplicaciones, una de las formas para clasificar las UPS puede ser su principal campo de aplicación: TIC (o Comercial), Industrial e Industria ligera.

En ese sentido, según cifras de la consultora Frost & Sullivan, más del 80% de los sistemas UPS que se fabrican en la actualidad están orientados a aplicaciones TIC, complicando la elección de los usuarios del ámbito industrial, quienes buscan sistemas de respaldo energético para procesos críticos, donde un corte en la alimentación puede representar un peligro tanto para las máquinas como para las personas. Un claro ejemplo son las plantas de generación eléctrica o petroquímicas, donde funcionan procesos que pueden ser peligrosos si su sistema de control pierde el suministro de energía.

Según Eguren, la primera variable a considerar es la carga a alimentar (potencia y ciclo de trabajo), pues su comportamiento eléctrico determinará la tecnología y tamaño de las baterías a emplear.

Otra de las condiciones que hay que considerar son las condiciones del medio. “Por ejemplo, una UPS industrial tiene que tener un alto grado de protección contra partículas y agua, porque hay mucho más polvo suspendido en un ambiente de este tipo, por lo que las UPS deben estar fabricadas para resistir esta contaminación y que no afecte su evacuación del calor para que puedan trabajar a su máximo rendimiento”, aclara el docente. “Asimismo, es necesario analizar si se encontrará cerca de un ambiente salino (como en la costa oceánica), y la altura de la instalación, pues la mayoría de los equipos eléctricos tienen sus datos de placa para un máximo de 1.000 m.s.n.m. y si vamos a usar una UPS a mayor altura, hay que aplicar el factor de derating correspondiente”, agrega.

Una variable fundamental a analizar es la autonomía que entregará la UPS a la carga, es decir, por cuánto tiempo debe mantenerse funcionando después del corte de energía. “Recordemos que Energía es igual a Potencia multiplicada por Tiempo; entonces, al conocer la carga, podemos definir la Potencia, y con la autonomía, el Tiempo, y con esas variables, puedo definir la Energía y consecuentemente, la UPS”, asevera.

Las baterías no solo representan una parte significativa del costo total de una UPS, sino que su fallo es grave, porque anula el objetivo central del sistema: entregar alimentación de respaldo. Por lo tanto, ignorar las recomendaciones de mantenimiento y/o servicio y dejar que el sistema de baterías se deteriore aumenta el riesgo tanto para la carga crítica como para la continuidad del negocio.

“Hay que realizar un mantenimiento preventivo a diversos componentes del equipo, realizando mediciones semestrales o anuales de ciertos pará- metros, pero destacaría supervisar el estado de la batería, pues son ellas las que almacenan la energía. Si estas van perdiendo sus propiedades y no estamos conscientes de esta situación, podemos tener un problema cuando la UPS deba funcionar”, indica Eguren.

Como ejemplo, el docente entrega la siguiente experiencia: en un proyecto, la UPS alimentaba un equipo con un costo del orden de los 150 millones de pesos. Con el tiempo, el banco de baterías de la UPS fue disminuyendo su vida útil, y como no fue monitoreaba como correspondía, cuando se necesitó el sistema de respaldo, no operó como se esperaba, lo que generó varios daños en el equipo a proteger.

“En ese instante, los responsables recién comenzaron a tomar conciencia del tiempo necesario que necesitaban para poder cerrar el proceso; el equipo generaba mucho calor y cuando se cortaba el suministro eléctrico, ese calor se mantenía dentro de este, causando mucho daño”, explica. “Al entrar al proyecto, especificamos una UPS más cara (al menos un 10% del costo del equipo a respaldar), con un envío de alarma vía email o SMS, y una autonomía de 2 a 3 horas, permitiendo un margen de tiempo suficiente para que el encargado pudiese apagar el equipamiento de manera adecuada, incluso estando en Santiago”.

En ese sentido, para monitorear el estado de las baterías, el docente recomienda llevar a cabo mediciones de tensión en vacío y análisis termográ- ficos (para ver si hay zonas donde se está acumulando el calor o si efectivamente está siendo disipado). Asimismo, aconseja supervisar el funcionamiento del inversor, para lo que se pueden estudiar si está generando una señal sinusoidal y limpia de fenómenos eléctricos, como contaminación armónica.

En términos de tendencias en el diseño y fabricación de UPS y baterías, Eguren sostiene que gran parte de la Investigación y Desarrollo apunta a reducir la relación energía-peso y energía-volumen. “Por eso, se usan las baterías de ion litio que justamente almacenan una mayor cantidad de energía en un menor tamaño y peso. Antes, una UPS capaz de alimentar una ciudad completa, era del tamaño de una casa, pero ahora existen en Europa prototipos con la misma capacidad energética que son del porte de una mochila”, asegura.

En lo personal, el docente confiesa que desearía ver las mejoras que puede traer la nanotecnología en la que se viene trabajando a nivel científico, ya hace unos 20 años. “Todo lo que es el campo de la nanotecnología impactará a todos los ámbitos del área eléctrica, desde las centrales de generación hasta el consumo”, indica. “Algunas pruebas a nivel científico demuestran que algunos nanocompuestos pueden mejorar las propiedades eléctricas y térmicas de la aislación eléctrica, lo que se reflejará en el diseño de una UPS. Esos nuevos materiales permitirán, por ejemplo, tener menos pérdidas por calor y más energía útil”.