CAPTULO I

EL PROBLEMA

Contextualizacin del Problema En los circuitos de corriente alterna, la corriente absorbida por una carga puede estar representada por la componente activa y la reactiva (IR e IQ, respectivamente). Por lo general, en presencia de cargas de tipo hmico inductivo, la corriente total se muestra desfasada y retardada respecto a la componente activa. Por lo tanto, en una instalacin elctrica adems de la potencia activa (P), se debe generar una cierta potencia reactiva (Q), indispensable para la conversin de la energa elctrica que es intercambiada con la red. La suma geomtrica de estas potencias produce la componente aparente (S). El factor de potencia (fp) expresa el desfasamiento o no de la corriente con relacin al voltaje y es utilizado como indicador del correcto aprovechamiento de la energa elctrica. Es decir, es un indicador cualitativo y cuantitativo del correcto aprovechamiento de la energa elctrica. El factor de potencia cos es la relacin entre la potencia activa y la potencia aparente, siendo el ngulo de fase entre la tensin y la corriente (ngulo dado por la carga). Citando al Ingeniero Juan Jos Soto Cruz, en su libro Fundamentos sobre ahorro de energa: El factor de potencia se define como el coseno del ngulo existente entre la potencia activa P (que es la potencia que el equipo convierte en trabajo til) y la aparente S (que est compuesta por la potencia activa y por la reactiva, sta segunda es una potencia que proporciona el flujo magntico necesario para el funcionamiento del equipo, pero que no se transforma en trabajo til). Tambin puede ser expresado como una funcin: fp = cos =P/S Las cargas inductivas como motores, balastros, transformadores, entre otros, son origen del fajo factor de potencia ya que son cargas no lineales que contaminan la red elctrica, en este tipo de equipos el consumo de corriente desfasa con relacin al voltaje lo que provoca un bajo factor de potencia. Cuando en una instalacin elctrica opera con un factor de potencia menor a 1.0, afectan a la red elctrica. Produciendo problemas a medida que se reduce este factor. En una empresa como TIPECA (Tecnologa Integral Petrolera C.A) donde suministran servicios y productos a la industria petrolera en el rea de reparacin, diseo, alquiler, remanufactura, fabricacin y servicios en campo de equipos de completacin, cabezales de pozo, B.O.P, herramientas de perforacin y pesca. Se ve la necesidad de emplear equipos como transformadores, tornos convencionales, tornos con control numricos, motores, maquinas de marcaje, maquinas de soldadura, cierra de corto, centros de mecanizado y taladros verticales que generan una alta carga, por consiguiente se presenta una bajo factor de potencia que contamina la red elctrica interna de la empresa y de la empresa que le suministra el servicio elctrico. Tambin un incremento de las prdidas por efecto joule, que son las prdidas de potencia que se transforman en calor. Adems una sobrecarga de los generadores, transformadores y lneas de distribucin, debido al exceso de corriente que produce el bajo factor de potencia. De igual forma hay un aumento de la cada de tensin, ya que la circulacin de corriente a travs de los conductores ocasiona una prdida de potencia transportada por el cable y una cada de entre las tensiones de origen y la que lo canaliza. Todo esto trae consecuencias prdidas materiales por averas en los mismos, son que tambin produce consecuencias econmicas como el incremento en la facturacin elctrica debido a las prdidas de energa en la red elctrica, el distribuidor puede penalizar al usuario haciendo que pague ms. La correccin del factor de potencia se realizar en la empresa TIPECA (Tecnologa Integral Petrolera C.A), ubicada en la avenida Intercomunal, sector la playa de la parroquia Alonso de Ojeda, en el municipio Lagunillas, estado Zulia. Desde noviembre de 2014, hasta el mes de febrero de 2015. Se tomar como lnea de investigacin el Mantenimiento Elctrico. Basndose en los sistemas de mantenimiento (preventivo, correctivo y productivo), en las pruebas de eficiencia, de igual forma en el mantenimiento de las redes elctricas, y finalmente en los transformadores y mquinas elctricas. Con base al planteamiento del problema anteriormente expuesto se formula la siguiente interrogante: Cul mtodo permitir una mejor correccin del factor de potencia en la empresa metalmecnica tecnologa integral petrolera (TIPECA)?

Objetivos de la Investigacin

Objetivo General Examinar el facto de potencia en la carga presentada en la empresa TIPECA (Tecnologa Integral Petrolera C.A).Objetivos EspecficosEvaluar las condiciones de la carga que presente la empresa TIPECA (Tecnologa Integral Petrolera C.A).

Calcular el factor de potencia de la empresa TIPECA (Tecnologa Integral Petrolera C.A). Estudiar el mtodo ideal para la correccin del factor de potencia, basndose en las condiciones estudiadas anteriormente. Corregir el factor de potencia, aplicando el mtodo idneo.Compara la efectividad del sistema despus de haber efectuado la correccin del factor de potencia, con su funcionalidad anterior.

Justificacin de la InvestigacinToda empresa que desea ser exitosa necesita mantener funcionando sus sistemas productivos y por ende sus equipos, una forma de conseguir esto es a travs de una adecuada gestin de todos los componentes involucrados. Aunado a ello, en vista de las consideraciones demandadas por el mercado las empresas se encuentran en una etapa transitoria en la cual la excelencia es considerada parte del producto, por tales razones las empresas buscan lograr una produccin perfecta.Desde el punto de vista cientfico esta investigacin surge de un concepto muchas veces ignorado como lo es la prdida de energa. Durante mucho tiempo la ingeniera se ha dado a la tarea de mejorar cualquier producto necesario para la sociedad, esta bsqueda ha sido dirigida en la mejora de la eficiencia de los equipos que empleados en la produccin de algn producto o servicio.La ingeniera elctrica por otro lado, se enfocado en la creacin de diversas formas de energas para no tener una dependencia y pos consiguiente no dejar de prestar servicios, principalmente el fluido elctrico domestico e industrial, por la ausencia de la fuente que transforme una fuerza en energa elctrica. Por ejemplo, la mayor creacin de energa elctrica en Venezuela es gracias a las centrales hidroelctricas, donde se transforma la fuerza del agua en energa elctrica a travs de turbinas que giran por la fuerza del agua. Pero en pocas de sequias se pasa de las centrales hidroelctricas y su energa hidrulica, a usar energa elica o energa solar.Sin embargo se ha dejo de observar la prdida de energa elctrica que se presenta en los hogares, en los comercios o como lo es en esto caso, en la industria. El bajo factor de potencia es un problema que en la mayora de las veces no es detectado, solo se intentan tener energa creando ms, pero no se estudian las razones que ocasionan esa prdida de energa.Desde el punto de vista prctico, es importante para la empresa Tecnologa Integral Petrolera, C.A.; realizar la evaluacin de su carga ya que esto le permitir conocer las causas reales de los inconvenientes presentados relacionados al bajo factor de potencia en su rea de produccin, para definir nuevas acciones que permitan el mejoramiento de dicho proceso.

CAPTULO II

MARCO REFERENCIAL

Antecedentes de la Investigacin En primer lugar se tiene en Julio de 2012 fue presentado en la Facultad de Ingeniera de la Universidad de San Carlos de Guatemala, el trabajo especial de grado Correccin del factor de potencia y diseo e instalacin optima de banco de capacitores bajo el efecto de distorsin armnica en la industria de produccin de cloro por Gerardo, Antonio; Lpez, al conferrsele el ttulo de Ingeniero Mecnico Electricista. La investigacin es un estudio de los sistemas de produccin de cloro de la industria, con la finalidad de evaluar el factor de potencia presentado en la misma as disear e instalar un banco de capacitores que permitieran corregir el factor de potencia. El objetivo de esta instalacin fue la corregir el facto de potencia, adems disear e instalar el banco de condensadores, empleando una metodologa experimental que gener un gran aporte ya que se instal el banco de condensadores bajo el efecto de distorsin armnica, teniendo como resultado que adems de corregir el factor de potencia se limpi la forma de la onda senoidal, es decir se eliminaron las distorsiones. Tambin se consult el trabajo especial de grado que en Junio de 2011, fue presentado por Enrique; Gmez el trabajo Compensacin de Potencias Reactivas como requisito para optar el ttulo de Ingeniero Elctrico en la Escuela de Ingeniera Elctrica de la Universidad Central de Venezuela. Este trabajo establece, desde una metodologa explicativa, un objetivo que habla sobre analizar los mtodos ideales, para la Compensacin de Potencia Reactivas. El estudio conduce y orienta est investigacin porque hace una invitacin a profundizar en los mtodo de correccin del factor de potencias, basndose en explicaciones practicas de los tres tipos de potencia. La potencia activa, la potencia reactiva y la potencia aparente, adems en la estrecha relacin que guardan entre ellas. Teniendo como aporte a la ingeniera elctrica, todo un manual sobre las potencias, las cargas inductivas t reactivas, as como una gran variedad de graficas que permiten una mejor apreciacin del tema. En esta misma labor de investigacin y consulta se encontr el trabajo especial de grado titulado Sistema integral de mantenimiento para redes asociadas a motores de alta potencia en la industria petrolera venezolana presentado en febrero de 2011, por Alejandro, Esteban; Lpez ante el Consejo Tcnico de la Divisin de Postgrado de la Facultad de Ingeniera de la Universidad del Zulia, como requisito para optar a grado acadmico de: Magster Scientiarum en Gerencia de Mantenimiento. El mencionado trabajo especial de grado, tiene como objetivo crear las bases para el diseo de un Sistema Integral de Mantenimiento para redes elctricas asociadas a motores de alta potencia que considere, como premisa fundamental, el diseo confiable de lneas de transmisin, subestaciones elctricas y esquemas de alimentacin y rgimen de funcionamiento de los motores. Asimismo este trabajo arroja como conclusiones diversas caractersticas sobre los ndices de confiabilidad de la red elctrica del sector industrial en Venezuela, a su vez expresa el tiempo prudencial para reparar los quipos elctricos de acuerdo a las nomas sobre el control de calidad. De igual forma indica variados mtodos empleados en un gran nmero de complejos industriales para la correccin potencia y finalmente indicaciones para evitar un futuro desfase.Bases Tericas

Energa. No es ms que la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo elctrico cualquiera para realizar un trabajo. De acuerdo con la definicin de la fsica, la energa ni se crea ni se destruye, se transforma. En el caso de la energa elctrica esa transformacin se manifiesta en la obtencin de luz, calor, fro, movimiento (en un motor), o en otro trabajo til que realice cualquier dispositivo conectado a un circuito elctrico cerrado.

Cargas resistivas Un resistor es un mecanismo que resiste el flujo de la electricidad. Al hacerlo, parte de la energa elctrica es disipada como calor. Dos cargas comunes resistivas son los bulbos de luz incandescente y los calentadores elctricos. La resistencia (R) es medida en ohms. Un bulbo de luz incandescente produce luz al pasar corriente elctrica a travs de un filamento en un vaco. La resistencia del filamento causa que se caliente y la energa elctrica es convertida en energa luminosa. Los calentadores elctricos trabajan de la misma manera, excepto que ellos producen una poca, si acaso, de luz. La corriente elctrica y el voltaje en una carga resistiva se dicen estar "en fase" uno con otro. Como el voltaje se eleva o cae, la corriente tambin se eleva y cae con ste.

Cargas capacitoras. Un capacitor almacena energa elctrica. Las dos superficies conductivas estn separadas por un aislante no conductivo. Cuando una corriente elctrica es aplicada a un capacitor, los electrones de la corriente se acumulan en la placa adjuntada a la terminal a la cual es aplicada la corriente elctrica. Cuando la corriente es retirada, los electrones fluirn de regreso a travs del circuito para alcanzar la otra terminal del capacitor. La capacidad de un capacitor para almacenar energa elctrica es llamada capacitancia (C). La unidad principal de medida es el faradio, pero la mayora de los capacitores estn medidos en microfaradios. La corriente lleva el voltaje de un capacitor. El voltaje a travs de las terminales comienza a cero voltios mientras la corriente est a su mximo. A medida que la carga se desarrolla en la placa del capacitor, el voltaje se eleva y la corriente cae. A medida que un capacitor se descarga, la corriente se eleva y el voltaje cae.

Cargas inductivas. Un inductor puede ser cualquier material conductor. Cuando un cambio de corriente pasa a travs de un inductor, ste induce un campo magntico alrededor de este mismo. Girando el inductor en una bobina incrementa el campo magntico. Ejemplos de cargas inductivas incluyen transformadores, motores elctricos y bobinas. Dos series de campos magnticos en un motor elctrico opuestos uno con otro, forzan al rbol del motor para que gire. Un transformador tiene dos inductores, uno primario y uno secundario. El campo magntico en el devanado primario induce una corriente elctrica en el devanado secundario.

Cargas combinadas.Todos los conductores tienen alguna resistencia bajo condiciones normales y tambin exhiben influencias inductivas y capacitivas, pero esas pequeas influencias son generalmente despreciadas para fines prcticos. Otras cargas hacen uso de varias combinaciones de inductores, capacitores y resistores para llevar a cabo funciones especficas.

Potencia. Es la cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Puede asociarse a la velocidad de un cambio de energa dentro de un sistema, o al tiempo que demora la concrecin de un trabajo. Por lo tanto, es posible afirmar que la potencia resulta igual a la energa total dividida por el tiempo.

Potencia Elctrica. Es la velocidad a la que se consume la energa. Si la energa fuese un lquido, la potencia sera los litros por segundo que vierte el depsito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra P.Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos consumiendo 1 watt de energa elctrica.Potencia Activa. La potencia activa representa en realidad la potencia til, o sea, la energa que realmente se aprovecha cuando ponemos a funcionar un equipo elctrico y realiza un trabajo. Por ejemplo, la energa que entrega el eje de un motor cuando pone en movimiento un mecanismo o maquinaria, la del calor que proporciona la resistencia de un calentador elctrico, la luz que proporciona una lmpara, etc. Por otra parte, la potencia activa es realmente la potencia contratada en la empresa elctrica y que nos llega a la casa, la fbrica, la oficina o cualquier otro lugar donde se necesite a travs de la red de distribucin de corriente alterna. La potencia consumida por todos los aparatos elctricos que utilizamos normalmente, la registran los medidores de electricidad que instala dicha empresa para cobrar el total de la energa elctrica consumida cada mes.

Potencia Reactiva. La potencia reactiva es la consumen los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos elctricos que poseen algn tipo de bobina o enrollado para crear un campo electromagntico. Esas bobinas o enrollados que forman parte del circuito elctrico de esos aparatos o equipos constituyen cargas para el sistema elctrico que consumen tanto potencia activa como potencia reactiva y de su eficiencia de trabajo depende el factor de potencia. Mientras ms bajo sea el factor de potencia, mayor ser la potencia reactiva consumida. Adems, esta potencia reactiva no produce ningn trabajo til y perjudica la transmisin de la energa a travs de las lneas de distribucin elctrica. La unidad de medida de la potencia reactiva es el VAR y su mltiplo es el kVAR (kilovolt-amper-reactivo).

Potencia Aparente. La potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa y la aparente. Estas dos potencias representan la potencia que se toma de la red de distribucin elctrica, que es igual a toda la potencia que entregan los generadores en las plantas elctricas. Estas potencias se transmiten a travs de las lneas o cables de distribucin para hacerla llegar hasta los consumidores, es decir, hasta los hogares, fbricas, industrias, entre otras.

Tringulo de potencias. Es la mejor forma de ver y comprender de forma grafica qu es el factor de potencia o coseno de fi (cos) y su relacin con los tres tipos de potencia presentes en un circuito elctrico de corriente alterna.

Figura 1: Tringulo de Potencias. Tomado de Compensacin de Potencias Reactivas (2011)

Como se observa en la ilustracin, es el ngulo que se forma entre la potencia activa (p) y la aparente (S), es decir, la relacin entre la potencia real de trabajo y la potencia total consumida por la carga o el consumidor conectado a un circuito elctrico de corriente alterna.

Factor de potencia. El factor de potencia (cos) es la relacin entre la potencia aparente, siendo el ngulo de fase entre el voltaje y la corriente. El factor de potencia expresa el desfasamiento o no de la corriente con relacin al voltaje y es utilizado como indicador del correcto aprovechamiento de la energa elctrica, el cual puede tomar valores entre 0 y 1.0 siendo 1.0 el valor mximo de (fp) y por tanto el mejor aprovechamiento de energa. Est definido por la siguiente ecuacin:

(1)Donde:FP = Factor de PotenciaP = Potencia ActivaS = Potencia Aparente

Correccin del factor de potencia. Los motores y transformadores, son el origen del bajo factor de potencia ya que son cargas no lineales que contaminan la red elctrica y en ellos la corriente se desfasa con relacin al voltaje lo que provoca un bajo factor de potencia. Para corregir el factor de potencia y llevarlo a 1.0, se emplean distintos mtodos como: Alternadores sincrnicos Compensadores sincrnicos Compensadores estticos Bancos o bateras de condensadores

Alternadores sincrnicos. Son las principales maquinas elctricas utilizadas para la generacin de energa elctrica. Se puede actuar sobre la excitacin del alternador para variar el valor de la tensin generada y, con ello, regular las aportaciones de potencia reactiva en la red.

Compensadores sincrnicos. Son motores sincrnicos que funcionan en vaco, puestos en sincronismo con la red, cuya nica funcin es absorber la potencia reactiva excedente o bien proporcionar la potencia que falta.Compensadores estticos. Los TSC (thyristor switched capacitors condensadores conmutados por condensadores) y los TCR (thyristor controlled reactors reactores controlados por tiristores), permiten un control escalonado de la potencia reactiva suministrada por grupos de condensadores, mientras que con los TCR se puede controlar con continuidad la potencia reactiva absorbida por las inductancias. Con la instalacin de un TSC y un TCR es posible llevar a cabo una regulacin modulada con continuidad de la potencia reactiva producida/absorbida.Bancos o bateras de condensadores. Aplicando una tensin alterna entre las armaduras, el condensador est sometido a ciclos de carga y descarga durante los cuales acumula energa reactiva (carga del condensador) para luego inyectarla al circuito al que va conectado (descarga del condensador). Debido a su capacidad de acumular y suministrar energa, el condensador se utiliza como el elemento de base para la realizacin de los bancos de correccin del factor de potencia y tambin para los dispositivos de regulacin de esta.Tipos de conexiones para CFP (Correccin del Factor de Potencia). Correccin del Factor de Potencia Distribuida: La correccin distribuida se realiza conectando el banco de condensadores directamente a los terminales del dispositivo que necesita la potencia reactiva. Este tipo de correccin es aconsejable para grandes aparatos con carga y factor de potencia constantes y tiempos de conexin prolongados; por lo general, es utilizado para motores y lmparas fluorescentes.

Correccin del Factor de Potencia por grupos: Consiste en corregir localmente un grupo de cargas con caractersticas de funcionamiento similares mediante la instalacin de una batera de condensadores.

Correccin del Factor de Potencia Centralizada: Es un sistema de correccin que se conecta al inicio de la red de distribucin, est conectado en instalaciones con muchas cargas, en las que todos sus elementos funcionan de forma simultnea y algunos estn conectados solo unas pocas horas al da. El uso de una batera conectada permanentemente solo es posible si la absorcin de energa reactiva es lo suficientemente constante durante todo el da.

Correccin del Factor de Potencia Mixta: Esta combina las ventajas de las soluciones de correccin distribuida y centralizada. De esta forma, se utiliza la correccin distribuida para los aparatos elctricos de mayor potencia y la centralizada para la parte restante

Correccin del Factor de Potencia Automtica: por medio de un sistema de deteccin de tipo varimtrico y de un regulador del factor de potencia, permiten la insercin o la desconexin automtica de las diferentes bateras de condensadores, siguiendo de esta forma las variaciones de la potencia reactiva absorbida y manteniendo constante el factor de potencia de la instalacin.

Sistema de Variables La definicin conceptual de las variables identificadas en las investigacin refleja la expresin del significado o plano terico que el investigador le atribuye a cada variable para los fines de cumplir con los objetivos especficos planeados. En base a esto el factor de potencia esa la relacin entre la potencia activa y la aparente, si el el ngulo de fase entre el voltaje y la corriente La definicin operacional de cada variable identificada en el estudio representa el desglosamiento de la misma en aspectos cada vez ms sencillo que permitan la mxima aproximacin para poder medirla, estos aspectos se agrupan bajo las denominaciones de dimensiones, indicadores y de ser necesarios subindicadores. Por lo que podemos decir que el factor de potencia expresa el desfasamiento o no de la corriente con aprovechamiento de la energa elctrica

Trminos Bsicos

ngulo de Fase. Dada dos seales o funciones que posean una misma frecuencia se puede comparar el 'ciclo' de una de ellas con respecto al 'ciclo' de la otra. En tales condiciones se dice que el desfasaje o desfase de una con respecto a la otra es de x grados. Por ejemplo si se considera la funcin seno con respecto a la funcin coseno, ambas funciones presentan un desfase de 90

Capacitancia. Es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga elctrica. La capacidad tambin es una medida de la cantidad de energa elctrica almacenada para una diferencia de potencial elctrico dada. El dispositivo ms comn que almacena energa de esta forma es el condensador. La relacin entre la diferencia de potencial (o tensin) existente entre las placas del condensador y la carga elctrica almacenada en ste.

Corriente Adelantada. Si lo que se conecta al circuito de corriente alterna es una carga capacitiva, como un capacitor o condensador, la sinusoide que representa la corriente se desfasar adelantndose al voltaje. Por tanto, en este caso cuando la corriente alcanza un cierto valor en la sinusoide, superior a 0 ampere, entonces en ese momento el voltaje comienza a aumentar su valor partiendo de 0 volt.Corriente Atrasada. Cuando la carga conectada en el circuito de corriente alterna es inductiva, como la de los motores y transformadores, por ejemplo, la sinusoide de la corriente se atrasa o desfasa en relacin con la tensin o voltaje. Es decir, cuando el voltaje ya ha alcanzado un cierto valor en la sinusoide, superior a 0 volt, en ese preciso instante y con cierto retraso la intensidad de la corriente comienza a incrementar su valor, a partir de 0 ampere.

Corriente Elctrica. Es el flujo de carga elctrica por unidad de tiempo que recorre un material. 1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente elctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magntico.Corriente en Fase. La corriente que fluye por un circuito elctrico de corriente alterna, as como el voltaje aplicado al mismo, se puede representar grficamente por medio de dos sinusoides, que sirven para mostrar cada una de las magnitudes. Para un circuito cerrado con una carga resistiva conectada al mismo, tanto la sinusoide de la corriente como la del voltaje aplicado al circuito, coincidirn tanto en fase como en frecuencia.

Efecto Joule.Se conoce como efecto Joule al fenmeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente elctrica, parte de la energa cintica de los electrones se transforma en calor1 2 debido a los choques que sufren con los tomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El movimiento de los electrones en un cable es desordenado, esto provoca continuas colisiones con los ncleos atmicos y como consecuencia una prdida de energa cintica y un aumento de la temperatura en el propio cable.

Inductancia. Es una medida de la oposicin a un cambio de corriente de un inductor o bobina que almacena energa en presencia de un campo magntico, y se define como la relacin entre el flujo magntico y la intensidad de corriente elctrica que circula por la bobina y el nmero de vueltas del devanado.

Motor Elctrico. El motor elctrico es un dispositivo que transforma la energa elctrica en energa mecnica por medio de la accin de los campos magnticos generados en sus bobinas. Son mquinas elctricas rotatorias compuestas por un esttor y un rotor. Algunos de los motores elctricos son reversibles, ya que pueden transformar energa mecnica en energa elctrica funcionando como generadores o dinamo. Los motores elctricos de traccin usados en locomotoras o en automviles hbridos realizan a menudo ambas tareas, si se disean adecuadamente.

Potencia Elctrica. La potencia elctrica es la relacin de paso de energa de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energa entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).

Red Elctrica. Una red elctrica es una red interconectada que tiene el propsito de suministrar electricidad desde los proveedores hasta los consumidores. Consiste de tres componentes principales, las plantas generadoras que producen electricidad de combustibles fsiles (carbn, gas natural, biomasa) o combustibles no fsiles (elica, solar, nuclear, hidrulica); Las lneas de transmisin que llevan la electricidad de las plantas generadoras a los centros de demanda y los transformadores que reducen el voltaje para que las lneas de distribucin puedan entregarle energa al consumidor final.

Reactancia.se denomina reactancia a la oposicin ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) y condensadores, se mide en Ohmios y su smbolo es . Junto a la resistencia elctrica determinan la impedancia total de un componente o circuito, de tal forma que la reactancia (X) es la parte imaginaria de la impedancia (Z) y la resistencia (R) es la parte real.

Seal Sinusoidal.Una onda sinusoidal es aquella que usualmente se ve en los dispositivos electrnicos, por ejemplo un osciloscopio, esta seal o funcin es empleada para modelar el comportamiento de varios fenmenos fsicos entre ellos la electricidad. Los valores de la seal varan entre un valor mximo o Valor Pico y uno minimo -Valor Pico mientras la funcin seno vara entre 1 y -1 con respecto al tiempo, es as que para el tiempo en que la funcin seno es 1 su mxima amplitud es el valor alcanzado en el eje vertical de dicho tiempo y el mnimo valor ser cuando el seno sea -1. Luego para determinar la amplitud de la seal se debe partir la seal en igualdad de partes. Transformador. Se denomina transformador a un dispositivo elctrico que permite aumentar o disminuir la tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin prdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan un pequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo y tamao, entre otros factores.

Transformador Trifsico.Un transformador trifsico consta de tres fases desplazadas en 120 grados, en sistemas equilibrados tienen igual magnitud. Una fase consiste en un polo positivo y negativo por el que circula una corriente alterna. ste tipo de transformador se ocupa tanto en generacin cerca de los generadores para elevar la insuficiente tensin de estos, as como tambin en transmisin por lneas de transmisin y en distribucin en donde se transporta la energa elctrica a voltajes menores hacia casas, comercio e industria.

Voltaje.La tensin elctrica o diferencia de potencial (tambin denominada voltaje) es una magnitud fsica que cuantifica la diferencia de potencial elctrico entre dos puntos. Tambin se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo elctrico sobre una partcula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltmetro.3 Su unidad de medida es el voltio.

CAPTULO III

MARCO METODOLGICO

Modalidad de la Investigacin La investigacin de campo segn Arias (2005) consiste en la recoleccin de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variables alguna (p. 94). En concordancia con Fidias Arias, Tamayo y Tamayo (2005, p 110), define el estudio de campo, a una investigacin donde se recogen los datos directamente de la realidad, por lo cual los denominamos primarios. Adems Tamayo y Tamayo expresa que el valor de esta modalidad de campo radica en que permite cerciorarse de las verdaderas condiciones en que se han obtenido los datos, lo cual facilitan su revisin o modificacin en caso de dudas. Para esta investigacin, con el objetivo de lograr una correccin del factor de potencia la modalidad utilizada es de campo, ya que se efectu una medicin de datos en forma presencial en las instalaciones de la empresa Tecnologa Integral Petrolera C.A (TIPECA). Asimismo diagnosticar la situacin actual y el estado de sus equipos, en base a esto hacer los clculos correspondientes y establecer el mtodo de correccin que se ha de aplicar. De igual forma aplicar los constatar los resultados obtenidos a partir de la correccin del factor de potencia. Y finalmente comparar la funcionabilidad actual del sistema, con la presentada al iniciar la investigacin.

Tipo de Investigacin Segn Tamayo y Tamayo (2008), en su libro Proceso de Investigacin Cientfica, la investigacin descriptiva comprende la descripcin, registro anlisis e interpretacin de la naturaleza actual, y la composicin o proceso de los fenmenos. Tambin expone que el enfoque se hace sobre conclusiones dominantes o sobre grupos o cosas, se conduce o funciona presente. De igual forma, Hernndez, Fernndez y Baptista (2006) sealan que una investigacin descriptiva cosiste en presentar la informacin tal cual es, indicando cual es la situacin en el momento de la investigacin analizando, interpretando, imprimiendo, y evaluando lo que se desea. Esta investigacin se define de tipo descriptivo, ya que mide o recoge informacin de manera independiente o conjunta sobre los conceptos o las variables del factor de potencia, cargas elctricas, entre otros y los describe en los trminos deseados a travs de los resultados obtenidos luego de la aplicar los mtodos y lograr la correccin del factor de potencia. En esta forma se comprende de diferentes etapas para su elaboracin las cuales son, la descripcin, registro, anlisis e interpretacin de la naturaleza actual, y la composicin o procesos de los fenmenos enfocndose en las conclusiones dominantes.

Procedimiento de la Investigacin Fase I: Evaluar la situacin actual. En esta primera fase los investigadores se abocaron a la empresa TIPECA para definir las caractersticas de la situacin actual en cuanto al estado de los diversos equipos empleados en el rea de produccin y diagnosticar la carga que generan. Adems se hizo una evaluacin de la red elctrica, desde su transformador principal, a travs de las lneas de transmisin y sus canalizaciones hasta llegar a los equipos. Fase II: Calcular el factor de potencia de la empresa. Luego de realizar un extenso diagnostico de la situacin y especficamente de los equipos y su carga, los investigadores realizaron los clculos pertinentes para descubrir el valor exacto del factor de potencia, a travs de la ecuacin (1) que ya ha sido expuesta en el Marco Terico de la investigacin, especficamente en las bases tericas, en la definicin de factor de potencia. Fase III: Estudiar el mtodo ideal para la correccin del factor de potencia. Despus de obtener el valor exacto del factor de potencia que presente la carga de la empresa, los investigadores se dieron a la tarea de estudiar y analizar completamente cada uno de los mtodos empleados en las correcciones de factores de potencia, con este anlisis se hizo un listado de los mtodos ms efectivos para proceder a aplicarlo. Fase IV: Corregir el factor de potencia, aplicando el mtodo idneo. Al tener bien encaminada la investigacin y determinar los mejores mtodos que se podran emplear. Los investigadores se apersonan a las instalaciones de la empresa TIPECA para finalmente aplicar el mtodo escogido. Esto implica el diseo e instalacin del sistema de correccin, y realizar un mantenimiento en los equipos para reducir la carga de estos. Fase V: Comparar la efectividad del sistema. Ya casi concluida la investigacin, luego de evaluar la situacin inicial y llegar al punto de instalar el mtodo de correccin del factor de potencia, los investigadores se abocan nuevamente a las instalaciones de la empresa a realizar un diagnostico de la eficacia en los equipos y del rea de produccin. Para hacer una comparacin con situacin que encontraron en la Fase I y la situacin actual. Y demostrar la importancia que tiene corregir el factor de potencia.

Poblacin y Muestra Segn Tamayo y Tamayo (2006). Una poblacin est determinada por sus caractersticas definitorias, por tanto el conjunto de elementos que posea esta caractersticas se denomina poblacin o universo. Es decir, la poblacin es la totalidad del fenmeno a estudiar en donde las unidades de la poblacin poseen caractersticas comunes, la cual se estudia y da origen a los datos de la investigacin. Para Arias (2006. p. 81). Se entiende por poblacin el conjunto finito o infinito de elementos con caractersticas comunes, para los cuales sern extensivas las conclusiones de la investigacin. Esta queda limitada por el problema y por los objetivos del estudio. Es decir, se utilizar un conjunto de personas con caractersticas comunes que sern objeto de estudio. Atendiendo a estas consideraciones, en la presente investigacin se cont con dos poblaciones: La primera, estuvo constituida por el personal obrero de la empresa TIPECA (Tecnologa Integral Petrolera), que ocupan todos los equipos que se encuentran en la planta de produccin y, la segunda poblacin, estuvo conformada por los Ingenieros y supervisores encargados del rea de produccin. La muestra es definida por Bavaresco (2006), a que cuando se hace difcil el estudio de toda la poblacin, es necesario extraer una muestra, la cual no es ms que un subconjunto de la poblacin, con la que se va a trabajar. (p. 92). Igualmente Parra (2003), define la muestra como una parte (sub-conjunto) de la poblacin obtenida con el propsito de investigar propiedades que posee la poblacin. (p.16). Para esta investigacin, es importante aclarar que la muestra estar definida por la misma poblacin. En este caso la poblacin es de fcil acceso, por lo tanto no se va a recurrir a la tcnica de la muestra.

Tcnicas e instrumentos de Recoleccin de Datos La recoleccin de datos se refiere al uso de una gran variedad de elementos que sern utilizados por el investigador para desarrollar los sistemas de informacin. La recoleccin de los datos depende en gran parte del tipo de investigacin y del problema planteado para la misma, y puede efectuarse desde la simple ficha bibliogrfica, observacin, entrevista, cuestionario o encuesta y aun mediante ejecucin de investigacin para este fin. Tamayo y Tamayo (2006). Observacin Directa Segn Arias (2006, p. 69) la observacin directa es una tcnica que cosiste en visualizar o captar mediante la vista, en forma sistemtica, cualquier hecho, fenmeno y situacin que se produzca en la naturalizar o en la sociedad, en funcin de unos objetivos de investigacin preestablecidos. Esta tcnica es la ms comn al aplicar una investigacin, esta sugiere y motiva los problemas, haciendo uso de la percepcin visual y del resto de los sentidos del investigador para recolectar la informacin necesaria del estado en el que se encuentra el objeto a estudiar. Revisin de Documental Arias (2006, p. 27) explica que la revisin documental es el soporte material (papel, madera, tela, cinta magntica) o formato digital en el que se registra y conserva una informacin. Es un proceso que se usa en la mayoras de la investigaciones, el cual tiene como sentido recopilar, revisar, analizar, seleccionar y extraer informacin de diversas fuentes, acerca de un tema en particular, con el propsito de llegar al conocimiento y comprensin ms profundo del mismo. Es as como, a partir de esta revisin fue posible corroborar informacin manejada por el investigador con miras a mejorar el presente proyecto. Entrevistas no estructuradas Arias (2006), define la entrevista no estructurada de la siguiente manera: Es aquella que se realiza bajo un clima informal, de libertad, tratndose en general de una conversacin abierta, que tiene como caracterstica principal la ausencia de una estandarizacin. En esta investigacin se aplico una serie de entrevistas no estructurada una al inicio de la investigacin, durante la evaluacin de la situacin actual y, la segunda se realizo a los empleados de la empresa TIPECA, al momento de realizar las comparaciones finales.

Tcnica de Anlisis de Datos Los datos obtenidos fueron procesados y presentados para el anlisis de la informacin por distribuciones de frecuencias absolutas y relativas con sus respectivos grficos de barra. Mndez (2007), expone que el anlisis de los resultados como proceso implica el manejo de los datos que se han obtenido, reflejndolos en cuadros y grficos, una vez dispuestos, se inicia su anlisis tomando en cuenta las bases tericas, cumpliendo as los objetivos propuestos. As mismo, Hernndez et al. (2006) describen el anlisis de datos como un conjunto de puntuaciones ordenadas en sus respectivas categoras. (p. 419). Por otra parte, Bavaresco (2006), seala que es en esta etapa cuando los cuadros elaborados debern ser interpretados para obtener los resultados, donde se converge el sentido crtico objetivo subjetivo que le impartir el investigador a esos nmeros recogidos en las tablas. Diagrama causa y efecto Un diagrama de Causa y Efecto es la representacin de varios elementos (causas) de un sistema que pueden contribuir a un problema (efecto). Es una herramienta efectiva para estudiar procesos y situaciones, y para desarrollar un plan de recoleccin de datos. El Diagrama de Causa y Efecto es utilizado para identificar las posibles causas de un problema especfico. La naturaleza grfica del Diagrama permite que los grupos organicen grandes cantidades de informacin sobre el problema y determinar exactamente las posibles causas. Finalmente, aumenta la probabilidad de identificar las causas principales. Mesa de trabajo Las mesas de trabajo son estrategias metodolgicas cuyo objetivo es el de organizar un anlisis en torno a un tpico especfico. Por lo general, tienen un nmero determinado de personas expertas y de participantes. Los productos de una mesa de trabajo, como generalidad, son acuerdos, recomendaciones o declaraciones que tienen como propsito convertirse en elementos que aportan al asunto estudiado. Anlisis de contenido El anlisis de contenido es una tcnica para estudiar y analizar la comunicacin objetiva, sistemtica y cuantitativa. Es un mtodo de investigacin para hacer inferencias vlidas y confiables a base de su contexto. El anlisis de contenido permite a los investigadores hacer inferencias basndose en caractersticas especficas que ellos identifican objetivamente en los mensajes.3