Revista ABB 1_2008_72dpi

Vista previa del material en texto

1/2008
La revista técnica corporativa del 
Grupo ABB
www.abb.com/abbreview
Revista 
ABB
Pioneering 
spirits
A revolution in high dc current 
measurement
page 6
Team-mates: MultiMove functionality heralds 
a new era in robot applications
page 26
Best innovations 2004
page 43
a
Detrás del 
 enchufe
KNX: sistemas de bus inteligente para edificios
página 14
Llevar la energía de un sitio a otro: 
¿transporte o transmisión? 
página 48
Motores: 125 años trabajando 
página 81
El término “plug and play” (enchufar y usar) se ha aplicado en 
 diversos ámbitos para expresar la facilidad con que se pueden 
añadir nuevos componentes a los sistemas. Sin embargo, en 
pocas áreas es más correcto el concepto que en el del sumini-
stro de electricidad. Cuando enchufamos un dispositivo eléctrico, 
confiamos en que la electricidad llegue inmediatamente al apara-
to, todas las veces y en cualquier momento.
Precisamente porque este suministro de electricidad es tan fiable 
es por lo que se da por segura su disponibilidad. Este número de 
la Revista ABB presenta algunas de las tecnologías que aseguran 
que la electricidad esté presente en el enchufe del cliente.
 3Revista ABB 1/2008
Editorial
En su examen del mundo energético de 2007, la Agencia 
Internacional de la Energía (AIE) prevé que el consumo 
global de energía eléctrica se duplique para 2030. La parte 
que corresponde a la electricidad en el consumo total de 
energía se espera que pase del 17 % actual al 22 % en 2030. 
Estas previsiones indican que serán necesarias inversiones 
por más de 20 billones de dólares.
En los países desarrollados y muy industrializados, la red 
eléctrica, con sus centrales y sus sistemas de transporte y 
distribución, ha venido creciendo a lo largo de un siglo 
hasta llegar a ser una infraestructura madura que ahora 
 requiere a la vez renovación y adaptación a las nuevas 
fuentes y conceptos de la producción de energía. En los 
países emergentes y en las economías de rápido crecimien-
to, los sistemas eléctricos deben crecer considerablemente 
para satisfacer las necesidades económicas de dichas 
 sociedades.
Nosotros, como usuarios finales que tenemos energía eléc-
trica en el enchufe de nuestra casa, raramente nos paramos 
a pensar en toda la infraestructura que existe detrás de este 
enchufe. Para nosotros, la electricidad es algo que está ahí, 
como muchas otras cosas de nuestra sociedad moderna.
El tema central de este número de la Revista ABB es la 
 diversidad de aparatos y la impresionante complejidad de 
todo el sistema que se encuentra detrás del enchufe. Como 
líderes del mercado y de la tecnología para casi todos los 
equipos en cuestión, queremos ofrecerle una visión del 
 desarrollo técnico y los problemas a los que se enfrentan 
nuestros ingenieros e investigadores.
La cadena de valor que ofrece ABB se extiende desde el 
propio enchufe eléctrico y su correspondiente instalación 
eléctrica doméstica a través de la distribución de tensión y 
los sistemas de transporte de alta tensión hasta la produc-
ción en las centrales eléctricas. Además, ABB contribuye al 
suministro y transporte eficientes de la energía primaria 
que se utiliza en las centrales.
Los nuevos conceptos de producción distribuida crean 
nuevos problemas a la red y requieren unos sistemas de 
control más complejos que nunca. Además, hay nuevas 
cuestiones que resolver: nuevas topologías de red, medios 
eficientes de almacenamiento de la energía y mejor calidad 
de ésta. Las SmartGrids (redes inteligentes), como se deno-
minan en Europa, o Intelligrids en los Estados Unidos, son 
objeto de intensas actividades de investigación por parte 
de equipos comunes de las universidades y de la 
industria, en los que ABB desempeña un papel decisivo.
La tecnología de ABB encabeza asimismo las aplicaciones 
destinadas a conectar los parques eólicos marinos, cada 
vez mayores, a la red principal por medio de cables sub-
marinos, y nuestros sistemas de corriente continua de alta 
tensión resultan ser una alternativa competitiva para el 
transporte de energía desde lugares remotos a las megaciu-
dades, una necesidad siempre creciente en las economías 
emergentes.
En tanto que las redes y los sistemas de infraestructura 
 precisan nuevos esquemas de control e interconexiones, 
sus componentes, tales como interruptores automáticos, 
aparatos de medida o transformadores, experimentan 
 progresos técnicos que el público raramente reconoce, y 
las subestaciones, puntos cruciales de una red, se hacen 
cada vez más compactas.
Las fuerzas determinantes que están detrás de este rápido 
desarrollo son consecuencia de los desafíos de la moderna 
sociedad global: la urbanización, la industrialización, el 
 aumento de la población, los problemas medioambientales 
y las restricciones legales. ABB ha basado su estrategia 
 comercial y la visión técnica en estas proyecciones a largo 
plazo.
En la estrategia de ABB para los próximos cinco años, 
 publicada en septiembre de 2007, acometemos estos retos 
y, como parte de nuestra respuesta, aumentamos nuestro 
esfuerzo de investigación y desarrollo para obtener solu-
ciones para el futuro.
Les invito a unirse a nosotros en este número de la Revista 
ABB para explorar el fascinante mundo de la tecnología 
que hay “detrás del enchufe”.
Peter Terwiesch
Director general de tecnología
ABB Ltd.
El progreso de la energía: el fascinante 
mundo que se oculta detrás del enchufe
 4 Revista ABB 1/2008
Revista ABB 1/2008
La tecnología que se esconde 
detrás del enchufe
Índice
Una cadena de suministro 
completa
6
Enchufar
Deje que la Revista ABB le lleve de viaje por el mundo 
que se esconde detrás del enchufe.
8
La energía eléctrica
Cómo podemos crear el suministro eléctrico para la 
demanda de mañana.
Distribución
14
Eficacia energética inteligente
Los sistemas de bus KNX eliminan los quebraderos 
de cabeza en el cableado de los edificios (y aportan 
 flexibilidad).
18
Cuestión de tiempo
¿Se corta de verdad la corriente cuando se abre 
el interruptor? Con el eliminador de arco puede estar 
seguro de que es así.
Transformadores y 
 subestaciones
24
Cómo sobrevivir a un cortocircuito
¿Larga vida a pesar de los cortocircuitos? Para un 
 transformador, todo es cuestión de esmero en el diseño 
y las pruebas.
29
El problema de los grandes 
 transformadores
El control del estado es una prioridad clave.
34
Evolución de las subestaciones
De qué forma las subestaciones se están haciendo más 
 fiables, más eficientes y de mantenimiento más sencillo.
39
Con el impulso de la energía
A ABB nunca le faltan soluciones para hacer funcionar y 
 controlar la red.
44
Cuando las redes se vuelven inteligentes
¿Vencemos a la meteorología? Las redes inteligentes están 
abordando los aspectos no planificables de las energías 
 renovables.
48
¿Transporte o transmisión?
Un enfoque distinto afecta al emplazamiento de las centrales: 
transmisión a gran distancia frente a transporte físico del 
 combustible.
Extracción y generación
52
Suministro de energía eléctrica a 
las plataformas
HVDC Light® suministra energía eléctrica a las plataformas 
que nos la suministran a nosotros.
57
Puesta en marcha de la caldera
Por qué el controlador predictivo BoilerMax de ABB ignora el 
proverbio de que “un puchero del que se está pendiente nunca 
llega a hervir”.
 5Revista ABB 1/2008
8
14
39
76
63
Hasta la última gota
Aunque los campos petrolíferos y su equipamiento 
envejezcan, ABB tiene las mejores ideas para una 
 productividad óptima.
67
Lady of Victories
Una central eléctrica que da servicio a los yacimientos 
del mar Caspio.
Seguridad
71
Prohibido el paso
Olfatear, ladrar y morder: el sistema de seguridad System 
800xA Security Workplace de ABB impide el acceso de 
 intrusos electrónicos.
76
Un futuro seguro
El servicio Remote Monitoring and Operations Services 
 (Servicios de Vigilancia y Explotación a Distancia)de ABB 
 elimina los riesgos de seguridad.
Eternos pioneros
81
125 años funcionando
Los productos de ABB han sido siempre revolucionarios, 
pero pocos han alcanzado las revoluciones de sus motores. 
La Revista ABB da una vuelta por sus 125 años de historia.
www.abb.com/abbreview
 6 Revista ABB 1/2008
Nada es más común para los miem-
bros de una sociedad moderna que 
enchufar un secador de pelo o un or-
denador con la certeza de que funcio-
nará. La forma más versátil de energía 
–la electricidad– ha necesitado menos 
de un siglo para convertirse en algo 
completamente aceptado e incorpo-
rado en todo el mundo.
Detrás de ese simple enchufe de la 
pared se extiende una infraestructura 
asombrosa. Acompáñenos en un cor-
to viaje por este fascinante mundo 
que va desde el enchufe hasta la 
fuente de la energía siguiendo un 
 camino que ABB ha allanado desde 
los primeros inventos hasta la com-
pleta red actual.
Enchufar
La Revista ABB le propone un viaje por detrás 
del enchufe
Friedrich Pinnekamp
la climatización de un gran centro co-
mercial–, más alta será la tensión elegida 
para la distribución. En el nivel de la 
distribución a media tensión hacen falta 
transformadores y disyuntores combina-
dos con dispositivos de medida; esta 
clase de aparatos se reúnen en subesta-
ciones de media tensión. Los cables 
transportan la electricidad desde estas 
subestaciones hasta los usuarios.
Si no se ven esas subestaciones –que a 
veces no pasan de ser pequeños conte-
nedores instalados en las calles– es por-
que continuamente se están desarrollan-
do funciones compactas e integradas en 
o con sistemas automáticos de nivel más 
alto, y pueden realizar funciones de 
control para optimizar la utilización de 
la electricidad en múltiples aplicaciones.
Los disyuntores, también cercanos al 
 enchufe y todavía a baja tensión, dejan 
pasar o cortan intensidades elevadas 
 para suministrar electricidad a una zona 
extensa o a una gran fábrica. También 
cumplen una función de seguridad en 
caso de que en algún punto de la red 
se produzca un cortocircuito. 
Cuanto mayor sea la energía necesaria 
–por ejemplo, para alimentar el alum-
brado, la calefacción, la refrigeración o 
Justo detrás del enchufe, algunos com-ponentes esenciales proporcionan una 
seguridad completa a los usuarios de la 
electricidad: los fusibles y los interrup-
tores. Se presentan en diversos formatos 
para las distintas aplicaciones en edifi-
cios residenciales o en instalaciones 
 industriales 1 . En los primeros tiempos 
de la electrificación estos módulos eran 
simples dispositivos electromecánicos, 
pero ahora se han convertido en “inteli-
gentes”, en línea con el progreso de las 
tecnologías de la información. Las insta-
laciones de los modernos bloques resi-
denciales se pueden comunicar entre sí 
Una cadena de suministro completa
 7Revista ABB 1/2008
Enchufar
unidades cada vez más pequeñas. La 
automatización y el control de estas 
subestaciones contribuye a la tendencia 
hacia sistemas autocontrolados.
Hay dos formas de generación de ener-
gía eléctrica. Una de ellas es la genera-
ción para usuarios cercanos por medio 
de equipos locales, como generadores 
diésel, generadores eólicos, pilas de 
combustible y pequeñas centrales eléc-
tricas. La otra se basa en grandes centra-
les eléctricas movidas por agua, carbón, 
petróleo, gas o combustible nuclear 
que generan entre varios centenares 
de megavatios y algunos gigavatios de 
potencia.
La energía que se produce en las gran-
des centrales eléctricas debe transportar-
se a distancias considerables y distribuir-
se a lo largo de varios canales para que 
llegue, por ejemplo, a grandes instala-
ciones industriales, supermercados y 
ciudades. El transporte a grandes distan-
cias se hace preferiblemente en alta 
 tensión, pues así se reduce la pérdida 
de energía en los tendidos. Se necesitan 
subestaciones para elevar la tensión de 
algunas decenas de kilovoltios que se 
obtiene a la salida del generador hasta 
el valor de transporte de varios centena-
res de kilovoltios, y para volver a trans-
formarla más adelante a una tensión 
más baja adecuada para la distribución 
al final de la línea. Los grandes transfor-
madores y los poderosos interruptores 
constituyen el núcleo de estas subesta-
ciones, construidas en el lugar de insta-
lación en forma de sistemas aislados en 
aire o de paquetes compactos aislados 
en gas.
Ni que decir tiene que las subestaciones 
están muy automatizadas. Son los nodos 
de un sistema de automatización que 
cubre grandes superficies, a menudo 
países completos y a veces conexiones 
internacionales. Con una interconexión 
cada vez mayor de las redes nacionales, 
es preciso garantizar la estabilidad de un 
enorme número de centrales eléctricas y 
de consumidores, lo que exige la vigi-
lancia y gestión de zonas muy extensas.
Los dos métodos de transporte de ener-
gía a largas distancias, con corriente 
 alterna (CA) y con corriente continua 
(CC), tienen sus aplicaciones óptimas. 
Se está progresando en sistemas flexi-
bles de transporte en CA (FACTS) y en 
CC a alta tensión (HVDC light).
La infraestructura que se 
oculta detrás del enchufe 
es verdaderamente 
 fantástica. No lo demos 
por supuesto.
La generación local –es decir, cerca del 
consumidor– es un desafío al que se 
 enfrenta un nuevo concepto conocido 
como “redes inteligentes”. Con las redes 
inteligentes, el mundo no se divide sim-
plemente en generadores y consumido-
res; aquí un consumidor puede también 
ser productor y entregar a la red el ex-
cedente de su propio equipo de genera-
ción. La gestión de un sistema de este 
 tipo es una tarea compleja que los inge-
nieros están empezando a abordar. De 
hecho, las redes inteligentes y las redes 
de grandes superficies están estrecha-
mente interrelacionadas, lo que aumenta 
considerablemente la complejidad.
En la cadena de valor de la energía 
Una cadena de suministro completa
1 Dispositivos cercanos al enchufe para 
 suministrar una energía eléctrica segura
2 Control de una central eléctrica para 
 optimizar la producción
 eléctrica, la generación en sí misma es, 
desde luego, esencial. La generación de 
energía es también el lugar en que se 
pierde energía valiosa en la conversión 
de energía térmica a mecánica y eléctri-
ca. Aunque unos principios físicos bási-
cos limitan la eficacia de la conversión, 
sigue siendo la gestión óptima de las 
centrales eléctricas el factor que deter-
mina la medida en que nos acercamos a 
los límites físicos. Las centrales de car-
bón, por ejemplo, necesitan carbón para 
calentar una caldera y generar vapor a 
temperatura y presión muy elevadas. 
El vapor a alta presión entra en una 
 turbina de vapor, que mueve el genera-
dor eléctrico. Aunque el generador no 
 “sabe” cómo se produce el vapor, para 
el operador de la central es esencial 
 saberlo y hacerlo de la forma más 
 económica 2 .
Pero la cadena de valor se extiende aún 
más, hasta el lugar de extracción del 
carbón, el petróleo o el gas. La eficacia 
con que se produce esta energía prima-
ria tiene una gran influencia en el precio 
de la electricidad y en su disponibilidad 
a largo plazo 3 .
La infraestructura que se oculta detrás 
del enchufe es verdaderamente, fantás-
tica. Para que en el enchufe haya elec-
tricidad, se debe convertir la fuente pri-
maria de energía en vapor, o directa-
mente en electricidad en placas solares 
y generadores eólicos. La electricidad 
obtenida debe transformarse a alta ten-
sión y de nuevo a baja tensión con un 
flujo gestionado de manera óptima en 
redes inteligentes o grandes interco-
nexiones, al tiempo que se garantiza 
la mayor seguridad y fiabilidad para 
las innumerables formas en la que se 
utilizará. No lo demos por supuesto.
Friedrich Pinnekamp
Investigación corporativa de ABB
Zürich, Suiza
friedrich.pinnekamp@ch.abb.com
3 Obtención de energía primaria para generar 
energía eléctrica8 Revista ABB 1/2008
Una cadena de suministro completa
La energía 
eléctrica: 
el desafío de las próximas décadas
Bernhard Jucker, Peter Leupp, Tom Sjökvist
El sector eléctrico está sometido a distintas fuerzas y se enfrenta a una serie de 
desafíos que cambiarán la forma en la que se produce, distribuye y utiliza la 
energía eléctrica. Con una demanda que crece a un ritmo constante y con la 
mayor parte de este crecimiento concentrado en países en desarrollo, es pro-
bable que se acentúen las diferencias regionales en la forma en que se utiliza 
la energía eléctrica. En las economías maduras, las infraestructuras envejeci-
das suponen una dificultad, y la necesidad de tecnologías que protejan el 
 medio ambiente y reduzcan la intensidad energética es alta. En las economías 
de países en desarrollo que crecen rápidamente, la acuciante necesidad de 
 energía eléctrica impulsa enormes inversiones en nuevas infraestructuras 
de generación, transporte y distribución.
 9Revista ABB 1/2008
La energía eléctrica: el desafío de las próximas décadas
Una cadena de suministro completa
 favor de las compañías eléctricas trans-
fronterizas es su mayor flexibilidad y sus 
mejores opciones para planificar nuevas 
capacidades de generación.
Los aspectos medioambientales también 
se ven influidos por consideraciones 
 políticas. El protocolo de Kyoto y otros 
acuerdos internacionales están fomen-
tando nuevos tipos de generación de 
energía, en especial energías renovables 
con bajas emisiones de CO
2
. Estos 
acuerdos influyen directamente en los 
tipos de energías elegidos para las sub-
venciones públicas y en las tecnologías 
en las que las empresas centran sus 
 programas de investigación y desarrollo.
Las políticas dirigidas a estimular el cre-
cimiento de las energías renovables 
pueden tener distintas consecuencias. La 
decisión de sustituir en poco tiempo el 
cinco o el diez por ciento del suministro 
eléctrico de un país sólo se puede llevar 
a la práctica construyendo grandes par-
ques eólicos marinos. ABB consiguió 
 recientemente un contrato para conectar 
el mayor parque eólico del mundo, en 
el Mar del Norte, a la red eléctrica ale-
mana. Hará falta más capacidad de ge-
neración para garantizar una reserva de 
energía suficiente y para que no se de-
grade la estabilidad de la red. Por otra 
parte, los parques eólicos no siempre 
son populares. A la gente no le suelen 
gustar las turbinas eólicas cerca de sus 
casas, y a menudo se oponen a la cons-
trucción de nuevas centrales nucleares, 
aunque ambas alternativas sean respe-
tuosas con el medio ambiente en cuanto 
a las emisiones de CO
2
 y el calentamien-
to global.
Las distintas regiones priori-
zan diferentes aspectos 
medioambientales. Mientras 
que la presencia de líneas de 
distribución en las calles de 
pueblos y ciudades no es 
aceptable en Europa Occi-
dental, esto no constituye un 
problema en los Estados 
 Unidos o en otras partes del 
mundo. Para las líneas de 
transporte, la servidumbre de 
paso es muy importante1).
La regularidad y los efectos 
de los apagones, como los 
que tuvieron lugar en Europa 
versiones en infraestructuras eléctricas. 
Este resultado no se ha llegado a mate-
rializar, lo que en muchas partes del 
mundo desarrollado ha provocado un 
desequilibrio entre falta de capacidad de 
generación y aumento de la demanda 
de consumo.
El hecho de que aplicaciones críticas 
 como los hospitales, las industrias ma-
nufactureras y de transformación y las 
infraestructuras de Internet y de teleco-
municaciones dependan de la electrici-
dad hace que la fiabilidad del suministro 
sea prioritaria para muchos países. Con 
independencia de que las fuentes de 
energía primaria sean la generación 
 nuclear, la eólica o la térmica de carbón, 
los países deben activar, en los casos 
en que la generación y el consumo no 
estén en el mismo lugar, inversiones en 
la red de transporte y distribución para 
facilitar el suministro de grandes canti-
dades de energía.
Las interconexiones entre redes depen-
den de varios factores políticos clave. 
En primer lugar, la necesidad de seguri-
dad del suministro es mayor en aquellos 
países en los que hay escasez de recur-
sos de generación de energía. Disponer 
de conexiones con otras redes podría 
ayudar. En segundo lugar, las interco-
nexiones hacen posible estabilizar una 
red nacional sin realizar inversiones 
cuantiosas utilizando la reserva de capa-
cidad de otros países. Y en tercer lugar, 
en algunas grandes estructuras políticas, 
como la Unión Europea, las interco-
nexiones son una consecuencia lógica 
de la integración política de las naciones 
vecinas. Un argumento importante a 
Aunque no se espera que la com-posición de la generación varíe 
sustancialmente, los países que au-
menten la proporción de energías re-
novables tendrán que resolver proble-
mas de fiabilidad de la red. Las redes 
de transporte y distribución están fun-
cionando en muchas partes del mun-
do cerca de sus límites de capacidad 
y, aunque se están construyendo nue-
vas redes en las economías asiáticas 
en rápido crecimiento, no avanzan 
con la velocidad necesaria para satis-
facer la multiplicación de la demanda. 
Para reducir la escasez local de ener-
gía o para proporcionar una mejor 
 base de optimización para las centrales, 
será necesario interconectar las redes, 
o se deberán fomentar otros recursos 
locales de generación de energía.
La prioridad máxima para todos los 
 países será garantizar un suministro 
 fiable de energía eléctrica. Los costes 
de remodelación de las redes existentes 
o de instalación de redes nuevas plan-
tean una dificultad de gran envergadura. 
Esta dificultad se está haciendo más 
 acusada para los fabricantes de bienes 
de equipo por la escasez de los materia-
les utilizados y por el hecho de que los 
activos antiguos requieren cada vez más 
mantenimiento. Para reducir los costes 
de explotación y aumentar la produc-
ción, el interés se centrará más estrecha-
mente en minimizar las pérdidas de 
energía y en cambiar la forma en que 
ésta se utiliza y comercializa.
Estímulos políticos
En la mayoría de las economías emer-
gentes y en algunas economías 
maduras, la demanda de ener-
gía eléctrica aumenta en pro-
porción al crecimiento del Pro-
ducto Interior Bruto (PIB) per 
cápita. 1 Los gobiernos inten-
tan seguir el ritmo aportando 
una infraestructura eléctrica efi-
caz que cubra vastos espacios 
geográficos, como en China y 
la India, o que atraviese las 
fronteras entre países, como en 
África y Oriente Medio.
En las economías maduras, las 
inversiones en redes eléctricas 
consisten básicamente en eli-
minar cuellos de botella y en 
mejoras que garanticen la fiabi-
lidad del suministro y eviten 
apagones. La desregulación se 
introdujo para fomentar las in-
Nota a pie de página
1) Véase “¿Transporte o transmisión?” 
en la página 44 de este número de la 
Revista ABB.
1 La relación entre el PIB y el consumo de energía per cápita 
 refleja el grado de desarrollo de una sociedad.
GJ per cápita 
PIB per (en miles de dólares PPA de 1997)
 + 25.000 per cápita: 
 se necesita poca 
 energía extra.
 + 15.000 per cápita: 
 cápita los servicios 
 empiezan a dominar 
 el crecimiento.
 + 10.000 per cápita: 
 cápita industrialización 
 casi completa.
 + 5.000 per cápita: 
 despegan la 
 industrialización 
 y la movilidad.
0 5 10 15 20 25 30 35
350
300
250
200
150
100
50
0
 EE.UU.
 Australia
 UE
 Japón
 Corea
 China
 México
 India
 Brasil
 Tailandia
Fuente: BP
 10 Revista ABB 1/2008
La energía eléctrica: el desafío de las próximas décadas
Una cadena de suministro completa
0,6 %, respectivamente, en el sector resi-
dencial y un 0,8 % y un 0,9 %, respecti-
vamente, en el comercial. Las principa-
les razones para esta curva plana de la 
demanda son unos niveles de población 
estables o en ligero retroceso, la expan-
sión de la infraestructura tecnológica 
de la información y lascomunicaciones 
y el cambio a aparatos de calefacción y 
refrigeración más económicos. 
Se espera que el fuerte crecimiento de 
la demanda de energía eléctrica conti-
núe a lo largo de las dos próximas déca-
das y que exija inversiones del orden de 
10 billones de dólares en nuevas infra-
estructuras eléctricas. Aproximadamente 
la mitad de esa cantidad irá destinada a 
sistemas de transporte y distribución. 
En las economías maduras se tiende a 
extraer la mayor cantidad de energía 
 posible del sistema instalado. Construir 
nuevas líneas de transporte es difícil por 
varios motivos. Uno de los principales 
es el asunto de la servidumbre de paso. 
Hay pocos incentivos para que las em-
presas eléctricas inviertan en infraestruc-
turas de transporte y distribución, pues 
el inversor no es quien se beneficia de 
la inversión. Es más económico para 
ellas explotar al máximo los activos 
existentes.
La escasez de electricidad en períodos 
de demanda elevada puede provocar 
caídas de tensión y cortes de suministro. 
Un estudio reciente de la Unión para la 
Coordinación del Transporte de Electri-
cidad (UCTE) de 2005 estima que en 
consumo y añadan casi 3.000 y 2.000 
millones de kilovatios-hora, respectiva-
mente, a sus niveles de consumo neto 
a lo largo del mencionado período de 
23 años 3 .
Las predicciones de crecimiento del 
consumo neto en las economías emer-
gentes se basan en los crecimientos pre-
vistos del PIB y de la población. A su 
vez, el crecimiento del PIB depende del 
acceso a fuentes de energía fiables. 
 Dada la relación que hay entre el sumi-
nistro fiable de electricidad, el crecimien-
to del PIB y la mejora del nivel de vida, 
muchas economías emergentes están 
 esforzándose en aumentar la capacidad 
y la fiabilidad de sus redes de energía. 
En China y la India esto está estimulan-
do la construcción de muchas centrales 
eléctricas en lugares aislados próximos a 
las fuentes de energía primaria. En con-
secuencia, se necesitan nuevas líneas de 
transporte con capacidad para conducir 
grandes cantidades de energía2).
En los Estados Unidos, el fuerte creci-
miento económico en todo el país está 
aumentando la necesidad de una mayor 
capacidad de generación, conseguida 
principalmente mediante la remodela-
ción de las centrales existentes. La de-
manda de energía es especialmente acu-
sada en el sector comercial, en el que el 
incremento medio del 2,4 % anual está 
neutralizando el aumento de eficacia del 
equipo eléctrico. Se espera que el creci-
miento en los sectores industrial y resi-
dencial sea moderado.
Según las previsiones, Europa Occiden-
tal y Japón, tendrán el crecimiento de la 
demanda más bajo, con un 0,4 % y un 
en 2003, han suscitado un debate políti-
co acerca de la robustez y fiabilidad de 
las redes eléctricas. En algunos países, 
una nueva legislación impone fuertes 
cargas económicas a las eléctricas con 
un suministro energético deficiente a los 
consumidores, mientras que en otros 
países las centrales han establecido 
acuerdos con grandes consumidores 
 industriales para repartir la carga en 
condiciones de sobrecarga y así garanti-
zar la estabilidad de la red y evitar cor-
tes de suministro a gran escala. 
También están progresando los intentos 
de controlar el factor de potencia de 
equipos industriales y eléctricos. La 
 legislación, la fiscalidad de la energía y 
las campañas informativas han animado 
a los clientes a elegir accionamientos 
de velocidad variable y motores de alta 
eficacia, y a los consumidores a elegir 
electrodomésticos de alta eficacia ener-
gética [1].
Estímulos económicos
La demanda de energía eléctrica está 
 estrechamente vinculada con el creci-
miento, especialmente en las economías 
emergentes más dinámicas. La Agencia 
Internacional de la Energía (AIE) estima 
que el consumo neto de energía en las 
economías emergentes crecerá entre 
2007 y 2030 a una tasa media anual 
aproximada del 4 % 2 . Por el contrario, 
la demanda en las economías maduras 
tendrá un crecimiento medio previsto 
del 1,5 % anual, y de una media del 3,1 % 
en las economías en transición de Euro-
pa Oriental y la antigua Unión Soviética. 
Se espera que China y los Estados Uni-
dos lideren el crecimiento previsto del 
Nota a pie de página
2) Véase “¿Transporte o transmisión?” en la página 44 
de este número de la Revista ABB.
2 Generación de energía eléctrica en el mundo por regiones. 
 (Fuente: Informe energético mundial de 2007 de la AIE
Miles de millones de kW 
histórico
OCDE
No OCDE
previsiones
20.000
15.000
10.000
5.000
0
1980 1995 2004 2015 2030
3 Tasas de crecimiento previstas de la generación de electricidad en 
países OCDE y no OCDE. (Fuente: Perspectivas energéticas 
 mundiales de 2007 de la AIE)
OCDE
Norteamérica
Europa
Asia
No OCDE
Europa/Eurasia
China
India
Otros países asiáticos
Oriente Medio
África
América Central y del Sur
Variación media porcentual anual
1,5
1,4
2,3
4,4
3,9
3,8
2,9
3,5
2,9
0,8
 11Revista ABB 1/2008
La energía eléctrica: el desafío de las próximas décadas
Una cadena de suministro completa
4,50 dólares por kW instalado. La de-
manda de energía de calidad es espe-
cialmente fuerte en economías maduras 
con importantes infraestructuras de tec-
nologías de la información y de comuni-
caciones, pero es probable que se gene-
ralice al mundo entero en las próximas 
décadas. 
Los intentos de reducir pérdidas en el 
sistema se ven impulsados también por 
factores medioambientales. Los sistemas 
de transporte y distribución suelen 
 perder un 6 %–7 % de la energía que 
transportan. Alrededor del 70 % de estas 
pérdidas se producen en el sistema de 
distribución, más extenso que el sistema 
de transporte y que funciona a menor 
tensión (las pérdidas en las líneas son 
inversamente proporcionales al cuadra-
do de la tensión; es decir, si se duplica 
la tensión, las pérdidas se reducen a 
una cuarta parte de su valor original). 
En países en desarrollo, las pérdidas se 
 estiman en más del 30 %, aunque es 
 importante distinguir entre pérdidas 
 técnicas y pérdidas comerciales (éstas 
no se pueden contabilizar y suelen 
 deberse a conexiones ilegales).
Las pérdidas técnicas raramente superan 
el 20 %. Ciertas tecnologías, como los 
transformadores de alta calidad y la 
compensación de la potencia reactiva, 
pueden reducirlas hasta un 5 %–7 %. Los 
niveles elevados de pérdidas comercia-
les pueden ser enormemente perjudicia-
ciales con una suma aproximadamente 
equivalente a una mensualidad de 
 consumo eléctrico por cada día que 
el hogar no disponga de energía. Esto 
supone un fuerte incentivo para que las 
compañías eléctricas mejoren la fiabili-
dad de la red.
Muchas consideran ahora la fiabilidad 
como una de sus preocupaciones más 
apremiantes. La repercusión de una baja 
fiabilidad en el conjunto de la sociedad 
puede ser muy perjudicial. Se estima 
que el apagón del 14 de agosto de 2003 
en los Estados Unidos produjo unos 
costes y unas pérdidas de ingresos de 
entre 7.000 y 10.000 millones de dólares 
y se atribuye, como la mayoría de los 
costes de suministro a gran escala, a 
unas inversiones insuficientes en capaci-
dad de transporte y distribución y al uso 
de una tecnología obsoleta, además de 
a procedimientos operativos erróneos.
Al igual que la fiabilidad, la calidad de 
la energía suministrada depende cada 
vez más de consideraciones económi-
cas. Algunos sectores, como las artes 
gráficas y la industria petroquímica, 
 pero también los hospitales y otros sis-
temas críticos, necesitan un suministro 
eléctrico de la máxima calidad. Una 
 encuesta de Nordic Council estima que 
los daños causados por una caída de 
tensión (50 %, 200 ms) para una indus-
tria media ascienden nada menos que a 
2015 las reservas de energía eléctrica 
 serán insuficientes en todos los países 
europeos. El informe supone que se 
pondrán en práctica los planes actuales 
de aumento de la capacidad de genera-
ción. La solución más económica a la 
escasez de energíaes la importación 
desde países limítrofes. Para un país, 
la conexión a una red próxima es una 
forma eficaz de estabilizar su red si las 
reservas en línea son insuficientes.
En las economías maduras, el suministro 
de energía eléctrica suele darse por su-
puesto. Esta tendencia recibió un serio 
aviso en 2003 cuando una serie de cor-
tes del suministro generalizados y de 
gran importancia llamó la atención hacia 
la vulnerabilidad de la infraestructura 
eléctrica. Se llegó a la conclusión de 
que había necesidad de sustituir o 
 renovar a gran escala y a corto y medio 
plazo los activos envejecidos.
En China se produjo una llamada de 
atención similar. Las tres cuartas partes 
de la electricidad consumida en China 
van a parar al sector de la manufactura 
y a la industria pesada. En el verano de 
2004, un período de escasez de energía 
obligó a cerrar durante una semana, 
 sólo en Pekín, unas 6.400 plantas indus-
triales, y la producción de éstas se redu-
jo durante todo el verano para evitar 
puntas de consumo. A menos que las 
inversiones en infraestructuras eléctricas 
mantengan el ritmo del aumento de la 
demanda, los cierres de instalaciones y 
los cortes de suministro podrían tener 
un efecto perjudicial sobre la economía 
del país.
El undécimo Plan Quinquenal de China 
marca un objetivo de aumento de la ca-
pacidad de generación de 570 GW para 
2010. Esto equivale a un incremento de 
aproximadamente un 8 % anual, y exigi-
rá unas inversiones anuales de entre 
20.000 y 30.000 millones de dólares. Pa-
rece, no obstante, que construir nuevas 
centrales no solucionará todos los pro-
blemas de electricidad en China. Igual-
mente importante es construir líneas de 
transporte para unir las centrales con los 
consumidores. La Red Eléctrica Estatal 
de China estima que se necesitarán unas 
inversiones anuales de 10.000 millones 
de dólares para ampliar y mejorar la red 
de transporte de electricidad del país.
Algunos países han introducido penali-
zaciones para las eléctricas que no con-
siguen atender la demanda. En Suecia, 
las compañías eléctricas tienen que 
compensar a los consumidores residen-
 12 Revista ABB 1/2008
La energía eléctrica: el desafío de las próximas décadas
Una cadena de suministro completa
funcionando satisfactoriamente en una 
instalación piloto de Suecia. Estas insta-
laciones son excepciones, y hasta ahora 
no han encontrado aplicación a mayor 
escala. Otros medios de almacenamien-
to de energía mediante conversión son 
volantes, aire comprimido, energía 
 hidroeléctrica de bombeo o almacena-
miento de aire comprimido.
El hidrógeno constituye otra forma de 
almacenamiento de energía. Se suminis-
tra energía eléctrica a un equipo de 
electrólisis que descompone el agua en 
sus dos elementos constituyentes, hidró-
geno y oxígeno. El hidrógeno se puede 
almacenar y reconvertir en electricidad 
cuando sea necesario mediante pilas de 
combustible. La eficiencia global de este 
método de almacenamiento es actual-
mente bastante baja, del orden del 25 %. 
Queda por ver si el hidrógeno sustituirá 
a la electricidad como un medio mejor 
de transportar energía. No se espera que 
en las próximas décadas se produzcan 
progresos tecnológicos importantes.
Los transformadores de cambio de fase 
y la compensación en serie son métodos 
establecidos desde hace tiempo para au-
mentar la capacidad de transporte de las 
redes eléctricas. La electrónica de poten-
cia ha hecho posible controlar las redes, 
y los nuevos sistemas flexibles de trans-
porte en corriente alterna (FACTS) están 
mejorando la capacidad de control [3]. 
Nuevos conceptos, como el controlador 
consumo de grandes cantidades de 
energía eléctrica. En Alemania, las nece-
sidades de energía estimadas para dis-
positivos de tecnologías de la informa-
ción y de comunicaciones crecerán a un 
ritmo aproximado del 4 % anual, y su-
pondrán en 2010 el 11% del consumo 
nacional de energía.
Las nuevas tecnologías para aplicaciones 
industriales y comerciales, como los sis-
temas integrados de calefacción y refri-
geración en edificios, la tecnología de 
baterías mejorada para vehículos híbri-
dos y la generalización de los trenes de 
alta velocidad, aumentarán la demanda 
de energía eléctrica eficiente. Los avan-
ces en la producción eólica cambiarán 
los patrones de flujo de energía en las 
redes, al igual que los nuevos tipos de 
generación de energía en baja tensión y 
los parques eólicos a gran escala.
Los avances en tecnologías de compen-
sación estática y de almacenamiento de 
energía permitirán conectar a las redes 
actuales nuevas fuentes de energía eléc-
trica. Ya se deja notar la influencia de 
nuevos tipos de baterías más compactas 
que las tradicionales con tecnología de 
plomo y ácido. Por ejemplo, la batería 
de 40 MW de Fairbanks, Alaska, propor-
ciona energía de reserva durante hasta 
siete minutos para una población de 
80.000 personas [2]; y una nueva batería 
compacta de subestación de ion de litio 
de mayor capacidad y fiabilidad está 
les para los operadores del sistema, ya 
que, si no recaudan, no pueden generar 
un capital suficiente para efectuar inver-
siones.
Las compañías eléctricas no son las úni-
cas interesadas en reducir las pérdidas. 
El ahorro de energía eléctrica se refleja 
directamente en la cuenta de resultados 
de plantas industriales, empresas comer-
ciales y familias. Esto impulsa la deman-
da de equipos eléctricos –tales como 
motores, accionamientos y electrodo-
mésticos de consumo– eficaces desde el 
punto de vista energético.
Como es natural, el mercado espera que 
el coste de las nuevas redes y compo-
nentes de redes sea lo más bajo posible. 
Con el aumento de los costes de ciertas 
materias primas, como el cobre, su susti-
tución por alternativas mejores o de 
 bajo coste es una cuestión que nunca 
pierde actualidad. Asimismo, sustituir 
materiales peligrosos y evitar multas o 
impuestos por emisiones excesivas de 
gases efecto invernadero son estímulos 
económicos poderosos.
Estímulos tecnológicos
Muchas tecnologías nuevas, especial-
mente los sistemas y dispositivos infor-
máticos y de comunicaciones, requieren 
cantidades de energía considerables. El 
creciente número de nuevos productos 
de consumo y de ordenadores domésti-
cos más potentes también favorece el 
 13Revista ABB 1/2008
La energía eléctrica: el desafío de las próximas décadas
Una cadena de suministro completa
y ahora hay varios materiales supercon-
ductores, a los que se ha sumado re-
cientemente el diboruro de magnesio. 
Para que el transporte con materiales 
superconductores avance de verdad será 
necesario desarrollar una refrigeración 
eficiente y una interfaz con los sistemas 
actuales a 400 kV (de un sistema de baja 
tensión e intensidad elevada a otro de 
alta tensión e intensidad reducida).
Los interruptores compactos y las apara-
mentas aisladas con gas han reducido 
las dimensiones de las subestaciones y 
han hecho posible construirlas en inte-
riores, un factor importante en entornos 
urbanos y grandes ciudades en las que 
el espacio es caro y escaso3) [7]. Sustitu-
yendo los aislamientos de aceite-papel 
por otros de polietileno entrecruzado 
(XLPE), la longitud posible de los cables 
de corriente alterna se ha multiplicado 
por dos, y se ha logrado que los cables 
subterráneos de alta tensión en corriente 
continua (HVDC) sean económicos para 
grandes distancias [8].
Las nuevas tecnologías de HVDC redu-
cen a la tercera parte las dimensiones de 
los HVDC actuales [9]. Esto es especial-
mente importante para aplicaciones en 
las que el espacio es crítico. Las dimen-
siones de algunos equipos eléctricos 
 están determinadas por el nivel de ruido 
que emiten al entorno. Las nuevas tec-
nologías han reducido el ruido de reac-
tancias shunt en 15 dB en los últimos 
20 años.
El progreso técnico con los nuevos 
 materiales contribuye a unas mejores 
aplicaciones. Los materiales secos, como 
el XLPE, están sustituyendo al aceitey a 
otros materiales húmedos. Reducen el 
riesgo de incendio y permite instalar los 
equipos más cerca de los edificios. La 
resina epoxi estándar utilizada normal-
mente como material aislante está sien-
do sustituida por termoplásticos moder-
nos que aportan más flexibilidad a la 
 fabricación.
unificado de potencia (UPFC) y el trans-
formador de frecuencia variable (VFT), 
deben aún demostrar si los clientes los 
aceptan. Los sistemas de vigilancia, co-
mo las unidades de medida de fasores, 
están comenzando lentamente a insta-
larse en redes de potencia que, cuando 
estén completamente desplegadas, au-
mentarán la posibilidad de explotar un 
sistema hasta cerca de su límite [4].
Las nuevas tecnologías mejorarán tam-
bién el mantenimiento. Algunos ejem-
plos son el cambio de aislamientos en 
aceite a aislamientos en seco, y de ac-
cionamientos de muelle a accionamien-
tos eléctricos en interruptores, así como 
la introducción de tecnologías de la 
 información en los procesos de mante-
nimiento. El software que evalúa el esta-
do del equipo en tiempo real facilita el 
análisis en línea de equipos primarios, 
como los transformadores. El software 
de análisis de riesgos para el manteni-
miento preventivo de componentes 
 críticos de la red es ya una realidad y se 
encuentra en continuo desarrollo [5].
Las tecnologías que ahorran energía o 
mejoran la eficacia están cada vez más 
extendidas [6]. Los semiconductores 
 eficaces y de bajas pérdidas están redu-
ciendo las pérdidas en la red, y ciertas 
técnicas de tratamiento, como la chapa 
cortada con láser para transformadores 
o la mejora de las propiedades de los 
materiales, pueden producir un aumen-
to añadido de la eficacia. Las lámparas 
tradicionales de incandescencia están 
siendo sustituidas por aparatos electro-
luminiscentes, y más recientemente, por 
LED. Y se están consiguiendo continuas 
reducciones de pérdidas de energía me-
diante motores avanzados y acciona-
mientos de velocidad variable basados 
en electrónica de potencia.
Otra forma de reducir las pérdidas en 
las redes es la utilización de materiales 
superconductores. Los laboratorios de 
investigación están haciendo progresos, 
Las tecnologías de la información han 
abierto nuevos caminos para comerciali-
zar la electricidad como un producto 
básico. Las compañías eléctricas están 
instalando contadores en los hogares 
que miden el consumo por horas, y está 
prevista la comercialización por horas 
que permitirá a los consumidores com-
prar la energía más barata, más ecológi-
ca o producida más cerca. El avance de 
las tecnologías de la información y las 
comunicaciones estimulan las iniciativas 
de investigación y desarrollo sobre re-
des “inteligentes” o que se “autorrepa-
ran” y que mejoran la fiabilidad del su-
ministro4). 
Preparados para el futuro
ABB, como líder tecnológico y de 
 mercado en todos los aspectos aquí 
 tratados, está muy bien posicionada 
 para contribuir con tecnología de última 
generación a los principales desafíos 
que plantea la energía al mundo. La 
 presencia local de ABB en todos los 
mercados proporciona a sus clientes la 
valiosa ventaja de un servicio rápido y 
especializado. ABB trabaja conjuntamen-
te con sus clientes para encontrar las 
mejores soluciones adaptadas a sus 
 necesidades locales y para desarrollar 
sistemas que trabajen eficazmente a 
 través de las fronteras cuando sea 
 necesario actuar a escala global.
Bernhard Jucker
Productos eléctricos de ABB
Peter Leupp
Sistemas eléctricos de ABB
Tom Sjökvist
Productos de automatización de ABB
Notas a pie de página
3) Véase “Evolución de las subestaciones” en la 
 página 38 de este número de la Revista ABB.
4) Véase “Cuando las redes se vuelven inteligentes” 
en la página 48 de este número de la Revista ABB.
Referencias
[1] Número especial de la Revista ABB “Motors and Drives” (2004), páginas 1–64.
[2] DeVries, T.; McDowall, J.; Umbricht, N.; Linhofer, G., Energía para el invierno. Revista ABB 1/2004, 
 páginas 38–43.
[3] Grünbaum, R.; Petersson, Å.; Thorvaldsson, B., FACTS. Revista ABB 3/2002, páginas 11–18.
[4] Korba, P.; Scholtz, E.; Leirbukt, A.; Uhlen, K., Aunar fuerzas para proporcionar estabilidad. 
Revista ABB 3/2007, páginas 34–38.
[5] Eklund, L.; Lorin, P.; Koestinger, P.; Werle, P.; Holmgren, B., Transformación sobre el terreno. 
Revista ABB 4/2007, páginas 45–48.
[6] Revista ABB 2/2007, Eficiencia energética, páginas 1–92.
[7] Frei, C.; Kirrmann, H.; Kostic, T.; Maeda, T.; Obrist, M., Velocidad y calidad. ABB 4/2007, 
páginas 38–41.
[8] Ravemark, D.; Normark, B., Ligero e invisible. Revista ABB 4/2005, páginas 25–29.
[9] Nestli, T. F.; Stendius, L.; Johansson, M. J.; Abrahamsson, A.; Kjaer, P. C., Nueva tecnología de 
 suministro eléctrico para la plataforma Troll. ABB Review 2/2003, páginas 15–19.
Bernhard Jucker es vicepresidente ejecutivo y 
miembro del Comité Ejecutivo, responsable de la 
División de productos de generación.
Peter Leupp es vicepresidente ejecutivo y 
miembro del Comité Ejecutivo, responsable de 
la División de sistemas de generación.
Tom Sjökvist es vicepresidente ejecutivo y 
miembro del Comité Ejecutivo, responsable de 
la División de productos de Automatización.
Recuadro informativo Acerca de los autores
La moderna tecnología de la información y la automatización se ha 
 convertido en parte integral de la vida humana en los últimos años; tan 
 integral, de hecho, que a menudo se da por supuesta su presencia. Pero 
durante mucho tiempo se han descuidado desde el punto de vista tecno-
lógico dos partes fundamentales de la vida cotidiana: los edificios resi-
denciales y los de oficinas. Las instalaciones eléctricas de un edificio 
se limitaban básicamente a la selección y estimación de las canti-
dades de interruptores y enchufes que exigía el proyecto de la 
casa. El usuario medio no era por lo general consciente de la 
tecnología que había detrás. 
Esta situación ha cambiado: ahora es muy fácil montar 
y utilizar sistemas de instalaciones inteli-
gentes que ofrecen una flexibilidad, 
una seguridad y unos ahorros de 
energía inimaginables, 
 prestaciones de las 
que nadie quiere 
 prescindir. 
Eficacia energética 
inteligente
Cómo controlan nuestros edificios los sistemas de bus KNX 
Hans Rohrbacher, Christian Struwe
 14 Revista ABB 1/2008
Distribución
 15Revista ABB 1/2008
Eficacia energética inteligente
Distribución
Comparado con el detector de movi-
miento, el Watchdog (vigilante) de 
Busch se limita a apagar y encender la 
luz cuando no haya nadie en el 
 campo de acción definido del detector 
de movimiento. También es posible 
ajustar el tiempo durante el cual per-
manece encendida la luz después de 
que alguien la haya activado (tiempo 
de seguimiento).
zador por medio de un componente 
de aplicación que hace posible encen-
der y apagar una sola luz o un grupo 
de luces y que define niveles de in-
tensidad. Dado que los dispositivos 
disponibles están interconectados, no 
hay que añadir cables entre la unidad 
de aplicación y las distintas luces, ni 
siquiera si se encienden o atenúan 
muchas luces por separado.
Otra posibilidad es encender la luz 
sólo cuando se necesite. Los detecto-
res de movimiento 1 son la solución 
preferida, ya que reaccionan ante 
 movimientos mínimos y pueden 
 reconocer si hay una persona en la 
habitación.
El detector de movimiento KNX tiene 
también la función de mantener la 
 iluminación a un nivel constante, 
con independencia de la luminosidad 
exterior. También puede apagar auto-
máticamente las luces en respuesta a 
la luz exterior.
El detector de movimiento tiene 
 también una función de alerta, pues 
es capaz de reaccionar ante cambios 
importantes del movimiento. Esta fun-
ción se puede utilizar en aplicaciones 
como sistemas de alarma.
También se puede establecer un 
 control de iluminación dependiente 
del movimiento con ayuda de un 
 detector de movimiento por infrar-
rojos. Busch-Jaegerofrece una amplia 
variedad de detectores de montaje 
mural y cenital 2 .
El sistema KNX ha permitido la introducción de la tecnología más 
avanzada en las instalaciones eléctri-
cas Cuadro . La funcionalidad de un 
dispositivo KNX no sólo cubre toda 
el área de aplicación de los equipos 
convencionales comparables para 
 instalaciones, sino que además ofrece 
posibilidades que la tecnología tradi-
cional no permite, o permite a un 
 coste muy elevado.
La comunicación entre los equipos 
KNX de distintas marcas permite el 
multiuso del equipo y de las rutas de 
transmisión, ahorrando así recursos y 
proporcionando también funcionalida-
des que de otra forma se conseguirían 
solamente mediante costosas interfa-
ces y dispositivos y cables comple-
mentarios.
Las medidas de ahorro y aprovecha-
miento energético eficaz en edificios 
que se proponen en casi todas las 
 publicaciones actuales sugieren el uso 
de la protección térmica de edificios 
y de centrales de calefacción y refri-
geración eficaces para reducir el 
 consumo de energía.
Los siguientes ejemplos ilustran cómo 
el uso de equipos KNX ofrece más 
posibilidades, tanto para el ahorro 
 como para el aprovechamiento eficaz 
de la energía. Consideradas indivi-
dualmente, parece que estas medidas 
no proporcionan ahorros importantes, 
pero en conjunto, el resultado no tie-
ne nada de insignificante. El enorme 
aumento de funcionalidad que se 
 consigue mediante la integración del 
equipo KNX es el principal incentivo 
para los usuarios de dichos sistemas.
Control de la iluminación
Una de las principales aplicaciones de 
la tecnología de instalaciones eléctri-
cas es el encendido y la atenuación 
de las luces, además de la distribución 
de la energía eléctrica. Una medida 
sencilla para evitar el consumo inne-
cesario de energía es la desconexión 
automática de un sistema de ilumina-
ción después de un tiempo determina-
do. Así, la luz que se ha dejado 
 encendida en el sótano ya no será 
ningún problema. El software de apli-
cación que se facilita con el actuador 
conmutador KNX ABB STOTZ-KON-
TAKT permite esta función. Además, 
se puede establecer un sofisticado 
programa de encendido con tempori-
Durante más de 15 años, ABB STOTZ- 
KONTAKT de Heidelberg y Busch-Jaeger 
Elektro de Lüdenscheid han desarrollado y 
fabricado equipos para instalaciones eléctri-
cas interconectables por medio del bus KNX. 
El bus KNX cumple las normas europeas CE-
NELEC EN 500090 y CEN EN 13321-1, así 
como la norma internacional ISO/IEC 
14543-3. En China se ha integrado el 
 sistema de bus en el conjunto nacional de 
especificaciones estándar conocido como 
normativa china GB/Z 20965.
La asociación KNX es un grupo con sede en 
Bruselas formado por los principales fabri-
cantes europeos de equipos de instalaciones 
Cuadro KNX: una norma cada vez más aceptada
y por empresas de los Estados Unidos, 
Oriente Medio y China. La Asociación KNX 
produce las normas KNX, que son completa-
mente abiertas e independientes de la plata-
forma y permiten una interacción indepen-
diente del fabricante y del distribuidor.
Los dispositivos KNX se utilizan en muchas 
áreas: los electricistas los utilizan para casi 
todas las instalaciones, desde el encendido y 
atenuación de la luz artificial hasta el control 
de equipos de audio y vídeo, así como en 
 todas las aplicaciones interiores de edificios, 
ya sean viviendas unifamiliares o grandes 
 edificios de muchos pisos.
1 Detector de presencia KNX de 
Busch-Jaeger Elektro
2 Detector Busch 220 EIB de la línea 
 profesional
 16 Revista ABB 1/2008
Eficacia energética inteligente
Distribución
Busch-Jaeger Elektro se han definido 
un perfil de temperatura y otro de 
tiempo, que envían distintos valores 
de puntos de consigna al termostato, 
dependiendo de la hora y del día de 
la semana. Así, el cuarto de baño 
 puede calentarse a unos agradables 
24 °C mucho antes de que se despierte 
el más madrugador. Por otra parte, 
la unidad de aplicación o el panel de 
la habitación o de control pueden 
cambiar por la tarde el control de 
temperatura a funcionamiento noctur-
no. Las habitaciones se calentarán 
 sólo si es necesario, y la temperatura 
se ajustará al nivel de confort requeri-
do. Independientemente de estos con-
troles, siempre es posible el acciona-
miento manual.
El control de caldera KNX abre otra 
posibilidad de ahorro energético. En 
caso de un control convencional de la 
caldera, la temperatura de entrada de 
la calefacción se controla sólo sobre 
la base de la temperatura exterior, 
mientras que el control de la caldera 
conectado al sistema KNX controlará 
los accionamientos de las válvulas, 
que también están conectados al siste-
ma KNX, y determinará su posición.
La posición de la válvula indica al 
control de la caldera cuánta energía 
térmica hace falta en las habitaciones 
y si se puede reducir la temperatura 
de entrada por debajo del valor ac-
tual. Así se evita cualquier pérdida in-
deseada debida a una temperatura de 
entrada excesiva.
Panel de control y de la habitación
El panel de control y de la habitación 
Busch-Jaeger 5 puede controlar tam-
bién de forma sencilla mediante el 
adaptación óptima de la altura de 
montaje y el ángulo de las lamas 3b .
Este aparato, del tamaño de sólo dos 
componentes estándar, permite la 
 ubicación óptima de cada celosía indi-
vidual en todos los lados del edificio 
cuando hace sol. Esta posición óptima 
es el resultado de la evaluación de 
la fecha y hora actuales, la latitud y 
longitud geográfica, la orientación de 
cada una de las fachadas del edificio, 
la geometría de las lamas y el mensaje 
“hace sol”. Para esta evaluación se 
 tienen en cuenta fuentes de sombra 
permanentes, como los edificios adya-
centes, y temporales, como los árbo-
les de hoja caduca.
El detector de movimiento 
KNX tiene también la 
 función de mantener la 
iluminación a un nivel 
constante.
Control de la calefacción
Un ejemplo de superposición de las 
funcionalidades del sistema KNX es el 
control de temperatura para habitacio-
nes individuales en conexión con el 
control de la caldera 4 . Los elementos 
de control utilizados para encender y 
atenuar la luz y para subir y bajar las 
persianas también están provistos de 
un sensor de temperatura. Este sensor 
registra y muestra la temperatura de 
la habitación, la compara con el valor 
nominal en vigor y envía el valor de 
consigna a la electroválvula, que tam-
bién está conectada al sistema KNX.
En la unidad de aplicación de ABB 
STOTZKONTAKT o en el panel de la 
habitación y en el panel de control de 
Control de persianas
Otra importante aplicación de KNX es 
el control de persianas enrollables y 
celosías (persianas venecianas). Los 
actuadores de persianas KNX de ABB 
3 ofrecen una protección del sol 
 automática y sencilla. Los controles 
procesan la siguiente información: 
“hace sol”, “hay alguien en la habita-
ción” y “es invierno” o “es verano”. 
En verano, las celosías se cierran com-
pletamente cuando hace sol y no hay 
nadie en la habitación, para evitar un 
calentamiento innecesario. Si alguien 
entra en la habitación, las lamas se 
abren lo suficiente para iluminar la 
habitación. En invierno se utiliza el 
control inverso. Cuando hace sol y no 
hay nadie en la habitación, la celosía 
se abrirá completamente para aprove-
char al máximo la radiación solar para 
calentar la habitación. Si entra alguien 
en la habitación, las celosías se cerra-
rán hasta una posición que evite el 
deslumbramiento.
Para evaluar la luminosidad exterior, 
se pueden conectar sensores conven-
cionales a las entradas analógicas 
 mediante las interfaces habituales, por 
ejemplo, de 0…10 V. Si se sobrepasa 
el nivel de ajuste, se generará el co-
rrespondiente mensaje, que activará 
los actuadores de persiana KNX. Tam-
bién se puede utilizar una estación 
meteorológica KNX que, además de 
evaluar información sobre la luminosi-
dad, puede valorar también los datos 
de viento,temperatura y precipita-
ción. Para ello hay un sensor combi-
nado especialmente adaptado que 
 genera los mensajes correspondientes.
La unidad de control de persianas 
ofrece aún más posibilidades para la 
3a Accionador de persianas para motores SMI 3b Componente de persianas ABB Stotz 4 Solo RTR 61 28-xx
 17Revista ABB 1/2008
Eficacia energética inteligente
Distribución
Después de la hora del cierre de las 
oficinas, los actuadores, controlados 
automáticamente por un temporiza-
dor, pueden desactivar los enchufes a 
los que se conectan los aparatos con 
funciones de espera. Pertenecen a es-
ta categoría las impresoras, los puntos 
de acceso a la WLAN o la máquina 
del café. En un edificio residencial, 
un botón central de apagado puede 
 activar la misma función. Además 
de reducir el consumo de energía, se 
limita el riesgo que suponen los apa-
ratos eléctricos no vigilados.
Preparados para el futuro
Los edificios funcionales requieren, 
por lo general, una importante 
 remodelación después de unos diez 
años. Esta renovación supone con 
 frecuencia una modificación de la 
 infraestructura electrotécnica. En 
lugar de remodelar toda la instalación 
eléctrica y ajustarla a las nuevas nece-
sidades, en la mayoría de los casos 
basta reprogramar funcionalidades e 
instalar algunos dispositivos nuevos. 
Los sistemas KNX no sólo garantizan 
el confort, la flexibilidad y el respeto 
al medio ambiente de los edificios 
modernos, sino que además mantie-
nen la eficacia económica de las 
 mejoras hechas en el futuro.
Hans Rohrbacher
ABB STOTZ-KONTAKT GmbH
Heidelberg, Alemania
hans.rohrbacher@de.abb.com
Christian Struwe
Busch-Jaeger Elektro GmbH
Lüdenscheid, Alemania
christian.struwe@de.abb.com
Control remoto
Las pasarelas ofrecen acceso remoto 
al sistema KNX 7 y permiten conec-
tarlo con una red telefónica analógica 
o digital, con una red local o con 
 Internet.
Imaginemos una casa en el campo 
que se utiliza sólo los fines de 
 semana. La calefacción para algunas 
habitaciones se puede ajustar a una 
temperatura confortable desde el 
 viernes por la tarde hasta el domingo 
por la tarde. Si un fin de semana no 
se utiliza la casa, una simple llamada 
telefónica o un clic del ratón bastan 
para ajustar la calefacción al mínimo.
El panel de control y de la 
habitación Busch-Jaeger 
puede controlar de forma 
sencilla mediante el 
 sistema KNX procesos 
complejos, como 
 opciones de iluminación, 
simulaciones de 
 asistencia y temperatura 
de cada habitación.
Funciones básicas independientes 
de la aplicación
Además de los equipos específicos de 
la aplicación, la gama de productos 
ABB STOTZ-KONTAKT y Busch-Jaeger 
incluye diversos aparatos genéricos, 
como entradas binarias y actuadores. 
Las entradas binarias ponen a disposi-
ción del sistema KNX toda la informa-
ción relevante. Los actuadores respon-
den a esta información.
Estos aparatos abren el camino a otras 
funciones que ayudan a reducir el 
consumo de energía en los edificios. 
 sistema KNX procesos complejos, 
 como opciones de iluminación, simu-
laciones de asistencia y temperatura 
de cada habitación. 
El panel dispone de una pantalla grá-
fica LCD retroiluminada. Permite la 
activación de hasta 210 funciones de 
encendido y control organizadas en 
varias pantallas que el instalador pro-
grama según las especificaciones del 
cliente. Cuando no hay nadie en una 
habitación, se puede bajar automática-
mente su temperatura para ahorrar 
energía.
Distintas opciones de iluminación pro-
gramadas ofrecen ahorros considera-
bles de energía, ya que la iluminación 
de la habitación se ajusta inmediata-
mente a las necesidades reales (por 
ejemplo, leer o ver la televisión) 
 pulsando un botón. Esto significa que 
las condiciones están activas sólo en 
las circunstancias y en el momento en 
que se necesitan.
Control por radio Busch 
Con el nuevo sistema de control por 
radio Busch se puede localizar las 
ventanas abiertas por medio del panel 
de la habitación y de control o del 
LED Busch-WaveLINE 6 . Si hay alguna 
ventana abierta, se puede apagar 
 inmediatamente la calefacción por 
medio del sistema KNX para ahorrar 
energía. Este sistema se puede instalar 
fácilmente en ventanas existentes.
En este caso, el LED WaveLINE se co-
necta con el sistema de red doméstico 
mediante un acoplador de bus KNX. 
Si una o varias ventanas están entor-
nadas o completamente abiertas, se 
puede reducir la calefacción de la 
 habitación o, si se desea, poner en 
posición de noche todo el sistema de 
calefacción.
5 Panel de control y de la habitación 6 Indicador LED WaveLINE y conmutador 7 Pasarela para el sistema KNX
La formación de arcos en la apara-
menta puede tener consecuencias 
graves. Se forman en unas pocas 
 milésimas de segundo, pero la canti-
dad de energía que se acumula mien-
tras duran es asombrosa y puede 
provocar lesiones graves o, en casos 
excepcionales, incluso la muerte. 
Hay muchos dispositivos de protec-
ción contra arcos que reducen la 
 duración de la corriente de falta que 
los alimenta, pero no siempre evitan 
los daños. Los daños provocados 
por un arco accidental dependen 
de la intensidad de la corriente y del 
tiempo que se tarda en intervenir y 
extinguirlo y, de estos dos paráme-
tros, sólo puede influirse en el tiempo.
ABB dispone en su catálogo de varios 
sistemas de protección fiables, algu-
nos de los cuales pueden extinguir un 
arco en menos de 50 ms. Este catálo-
go se ha enriquecido aún más con el 
llamado eliminador de arco. Este dis-
positivo, que combina las característi-
cas positivas de otros equipos de 
protección de ABB, ofrece una pro-
tección añadida de la aparamenta de 
subestación, más o menos como el 
 18 Revista ABB 1/2008
Distribución 
airbag de un coche. Es un interruptor 
de puesta a tierra de cierre rápido 
que puede establecer un cortocircuito 
completo a una barra en menos de 
5 ms. Se define como un sistema de 
protección activo que se ha integrado 
en los cuadros UniGear de ABB. 
 Además de la velocidad, el eliminador 
de arco supone un ahorro importante 
en términos de costes de reparación 
y tiempos de inmovilización.
Cuestión de tiempo
Los dispositivos de protección activa que reaccionan con rapidez a la formación 
de arcos internos mejoran la seguridad del operario y la disponibilidad del equipo
Carlo Gemme, Michele Pasinetti, Renato Piccardo
 19Revista ABB 1/2008
Cuestión de tiempo
Distribución 
rán situaciones –como la imposibilidad 
de detectar el fallo de un equipo cuan-
do éste no está activo– en las que haya 
que trabajar bajo tensión. En estos 
 casos, la actuación de un interruptor 
 accionado por un relé de protección 
convencional necesita al menos 100–
200 ms para extinguir la corriente de 
 falta. Durante este tiempo, la estructura 
del cuadro garantiza la seguridad del 
operario. Pero no puede decirse lo 
 mismo del equipo electromecánico del 
compartimiento en el que se produce el 
arco. Los primeros 120 ms del fallo se 
consideran la fase dinámica de la forma-
ción del arco, durante la cual aumenta 
la presión y se expanden los gases 
 calientes. La combinación de estos fenó-
menos destruye completamente todo lo 
Los arcos internos en los equipos de maniobra pueden producirse a causa 
de materiales aislantes defectuosos, 
 conexiones incorrectas de barras, mal 
mantenimiento, entrada de animales o, 
sencillamente, por error humano. Pero 
cuando se producen, si la protección es 
insuficiente o nula, los daños suelen ser 
considerables, acompañados incluso de 
accidentes mortales [1]. Un arco1) provo-
ca una aumento rápido de la temperatu-
ra del aire circundante y de la presión 
en el interior de la envolvente, con una 
liberación de energía que equivale a la 
de una explosión.
En un cuadro moderno de media ten-
sión aislado en aire (AIS) o en gas (GIS) 
es muy raro que un fallo de ese tipo 
provoque lesiones personales. Esto sedebe principalmente a que los operarios 
están bien protegidos contra los arcos 
internos por sistemas pasivos, como la 
estructura del cuadro. En otras palabras: 
la envolvente del cuadro soporta la 
 presión y el calor generados por el arco, 
y un conducto de escape aleja los gases 
calientes de la zona de trabajo del ope-
rario 1 . Además, la duración del arco 
y, por tanto, los daños, se limita con 
un sistema de relés de protección apro-
piado.
La prudencia y determinadas normas 
 internacionales Cuadro dicen que no hay 
que tocar los componentes bajo tensión 
expuestos, ni tampoco acercarse a ellos. 
Sin embargo, por muy escrupulosamen-
te que se cumplan las prácticas de tra-
bajo seguro, el equipo eléctrico está 
 expuesto a cierto riesgo. Siempre se da-
La principal norma sobre seguridad eléctrica 
es la NFPA 70E (EE.UU.) “Norma sobre requi-
sitos de seguridad eléctrica en lugares de tra-
bajo”[2]. Esta norma especifica claramente 
que los trabajadores no deben trabajar con 
componentes bajo tensión expuestos, ni cerca 
de ellos, excepto por los dos motivos recogi-
dos en la NFPA 70E-2000 parte II 2-1.1.1*):
 Cuando la desconexión suponga un 
riesgo mayor o añadido (como cortar la 
ventilación de un lugar peligroso).
 Cuando debido al diseño del equipo o 
a las limitaciones de funcionamiento 
(por ejemplo, si es preciso comprobar la 
tensión para el diagnóstico) sea difícil hacer-
lo de otra manera.
Cuadro Normas de seguridad eléctrica en el lugar de trabajo
En los Estados Unidos el incumplimiento de 
 estas normas y prácticas se considera una 
 infracción punible con multa o prisión. En 
 Canadá se está definiendo actualmente una 
norma parecida, la CSA Z460 “Seguridad 
 eléctrica y frente a descargas en arco en el 
 lugar de trabajo”, que aborda la seguridad del 
trabajador frente al riesgo de arcos internos o 
descargas.
Nota a pie de página
*) Encontrará información más detallada en 
http:// ecmweb.com/ops/electric_top_five_keys 
(octubre de 2007).
2a Aplicación del eliminador de arco (AE) a un cuadro UniGear de ABB
Nota a pie de página
1) La descarga de energía en el arco es proporcional 
al cuadrado de la corriente de cortocircuito y a la 
duración del arco.
1 La envolvente del cuadro soporta 
la presión y el calor generados por 
el arco.
2b Esquema detallado
Eliminador de arco
Unidad de disparo
Barras
 20 Revista ABB 1/2008
Cuestión de tiempo
Distribución 
ble antes de que intervenga el elimina-
dor de arco, y los sistemas de alivio de 
la aparamenta –si los hay– se activarán, 
aunque el arco no emitirá gases calien-
tes o tóxicos.
Desarrollado inicialmente y patentado 
para el cuadro AX1 AIS [3] de ABB, el 
eliminador de arco es ahora parte inte-
grante de la familia de cuadros UniGear 
AIS de la empresa 2 . Consiste en una 
caja metálica con el eliminador de arco 
situado en el sistema de barras. Un 
 dispositivo de fibra óptica montado en 
cada uno de los compartimientos del 
cuadro detecta con rapidez el arco. Se 
ha probado con éxito un cuadro Uni-
Gear equipado con el eliminador de ar-
co en los laboratorios CESI de Italia, con 
los resultados que se detallan en [4] y [5].
El eliminador de arco puede utilizarse 
también como dispositivo independiente 
en cuadros ya instalados para que fun-
cione como un sistema de protección 
“activo” capaz de detectar y extinguir 
una corriente de falta en unas pocas 
 milésimas de segundo (como el ABS 
en un coche). Además, el eliminador de 
arco actúa también como un airbag en 
el sentido de que proporciona al opera-
rio una protección añadida.
El eliminador de arco (AE)
Físicamente, el eliminador de arco es un 
interruptor de acción rápida; se ilustra 
una sección transversal del polo mo-
nofásico en 3 . Cada polo de conmuta-
ción del eliminador de arco está conte-
nido en el interior de un aislador epóxi-
co. Los sensores luminosos proporcio-
nan la señal de disparo a través de la 
unidad de control (ECU) del eliminador 
si se produce una corriente de falta con 
arco abierto en el compartimiento de al-
ta tensión. El contacto móvil, accionado 
a alta velocidad por el fenómeno de 
 repulsión del anillo de Thompson, une 
la distancia de aislamiento de SF
6
 para 
crear un cortocircuito entre la placa de 
conexión a tierra de cobre y el terminal 
de alta tensión. Este cortocircuito nece-
sita menos de 5 ms para cerrarse 4 . El 
arco necesita una tensión de al menos 
100 V para mantenerse. Después del 
cierre de los contactos, la tensión cae 
súbitamente hasta un valor que no 
 puede mantener el arco.
Las propiedades de aislamiento del SF
6
 
permiten un diseño muy compacto, y se 
utiliza el mismo polo en toda la gama 
vo tiene que actuar dentro del primer 
cuarto de ciclo para evitar que la co-
rriente de falta alcance el primer pico 
de la onda asimétrica. Un ejemplo de 
este tipo de dispositivo es el limitador Is 
de ABB, con un tiempo de desacopla-
miento extremadamente corto de 1 ms. 
Se puede instalar en un cuadro especia-
lizado o en interconexiones entre siste-
mas o en secciones de barras sin protec-
ción adecuada frente a cortocircuitos 
cuando se conectan mediante un inte-
rruptor. Aunque es más caro que otros 
dispositivos de protección contra arcos, 
el uso del limitador Is en procesos muy 
sensibles está especialmente justificado 
cuando se considera la relación coste/
beneficio.
El eliminador de arco (AE) combina las 
características positivas de los dispositi-
vos limitadores de la corriente de falta 
descritos. Se considera la solución que 
ofrece la mejor relación coste/beneficio, 
ya que un dispositivo puede proteger 
un sistema completo de barras; y es rá-
pida, pues cortocircuita un arco a tierra 
en 5 ms. Una instalación típica consta 
de una unidad de eliminación de arco 
en cada semibarra de entrada de un 
 sistema accionado mediante interrupto-
res de circuito abierto, y protege hasta 
10 paneles. Se reducen notablemente 
los daños térmicos y, con ello, los gases 
tóxicos liberados en el arco hasta menos 
del 1 % de lo que se observa en una 
prueba de arco interno de un segundo, 
lo que hace innecesarios los conductos 
de escape y los sistemas de alivio de 
presión en la sala de aparamenta. Aun-
que el aumento de presión es limitado, 
aún puede alcanzar un valor considera-
que haya en el compartimiento, lo que 
provoca la suspensión temporal del ser-
vicio y costes de reparación elevados.
Hay dispositivos de protección contra 
arcos que reducen la duración de la 
 corriente de falta que alimenta el arco 
interno y limitan así considerablemente 
la energía eléctrica total liberada. De 
 hecho, muchos cuadros de ABB incor-
poran uno de los diversos sistemas de 
protección contra arcos del catálogo de 
la empresa, como TVOC, REA o FRD. 
Estos dispositivos electrónicos, provistos 
de sensores ópticos o de presión, detec-
tan la presencia de un arco interno en 
unas pocas milésimas de segundo. Sin 
embargo, el tiempo medio de interven-
ción necesario para eliminar la corriente 
de falta, teniendo en cuenta el tiempo 
del interruptor y del relé, es de unos 
100 ms.
Los limitadores de intensidad pueden 
reducir la magnitud y la duración de la 
corriente de falta. Para ello, el dispositi-
3 Sección transversal de monofase del polo 
monofásico del eliminador de arco (AE)
4 Eliminador de arco: descripción de la secuencia de sucesos
Se produce el arco
0 ms 1 ms 2 ms 5 ms
Un monitor detecta 
el arco
Se envía una señal de 
disparo al eliminador 
de arco, que se pone 
en funcionamiento
Todas las fases se 
conectan al potencial 
de tierra y se elimina 
el arco
El interruptor 
situado aguas 
arribas aísla la 
corriente de falta 
 21Revista ABB 1/2008
Cuestión de tiempo
Distribución 
el hecho de que la corriente se compar-
ta entre la falta (arco) y el eliminador de 
arco no supone ningún problema, aun-
que el número de paneles sea relativa-
mente grande. También queda claro que 
la relación L/R influyeen la forma de 
onda de la intensidad y, por lo tanto, en 
la capacidad de extinción del arco. Los 
 valores L/R más altos hacen que el 
 componente de CC disminuya a menor 
velocidad y que el arco persista un poco 
más. Los resultados de la simulación se 
han validado con pruebas de alimenta-
ción realizadas en los laboratorios CESI 
[7] en las que se ha empleado un cable 
eléctrico para introducir una impedancia 
en paralelo elevada entre el arco y el 
eliminador de arco.
6a muestra una configuración de ensayo 
en la que un arco interno de 31 kA em-
pieza en el panel CB1 y se transfiere al 
eliminador de arco montado en el panel 
CB3. Las curvas correspondientes, con 
Funcionamiento del sistema
Para verificar la aplicación del elimina-
dor de arco en un armario UniGear, es 
preciso evaluar el funcionamiento del 
sistema y el número máximo de paneles 
que puede proteger un solo dispositivo. 
Esto depende de la impedancia del 
 circuito de alimentación y de la impe-
dancia típica de las barras del cuadro 
UniGear, Lb y Rb 5 . El circuito de 5 se 
emplea para verificar que la impedancia 
en paralelo del circuito de alimentación, 
es decir, desde la posición del arco in-
terno al cortocircuito a tierra del elimi-
nador de arco, es pequeña en función 
de toda la arquitectura del sistema de 
distribución, y que –por lo tanto– la 
 tensión del arco disminuye con el fun-
cionamiento del eliminador de arco 
 hasta extinguirlo.
Resultados previos de casos de simula-
ción en los que se han usado entre cua-
tro y diez paneles han demostrado que 
de 12 a 24 kV. La energía de acciona-
miento de los contactos de conmutación 
se almacena eléctricamente, y la canti-
dad disponible para el accionamiento 
se supervisa continuamente [6], al igual 
que la alimentación, el circuito dispara-
dor y la integridad del controlador.
Un panel UniGear suele alojar tres com-
partimientos de alta tensión separados 
físicamente (barras, interruptor y cable). 
Si el módulo electrónico de un elimina-
dor de arco puede manejar hasta seis 
 fibras ópticas más una entrada eléctrica, 
un solo eliminador de arco es capaz de 
proteger directamente hasta dos pane-
les. Este número puede aumentar a 
diecisiete gracias al desarrollo de una 
interfaz electrónica especial, que conec-
ta un eliminador de arco con un máxi-
mo de cinco dispositivos TVOC, equipa-
dos cada uno con nueve fibras ópticas. 
El tiempo de disparo no se ve afectado 
por la presencia del TVOC.
5 Circuito simulado para verificar que la impedancia en paralelo del 
 circuito de alimentación permite garantizar la extinción del arco
Alimentación Corriente de 
falta que 
provoca el arco
Barra AE
V1
Vg
Ln1 Lb Rb V2
E
l e
lim
in
ad
or
 d
e 
ar
co
 
se
 c
ie
rr
a 
3 
m
s 
de
sp
ué
s 
de
 5
 k
A
fuente de tensión 
12 kV línea-línea
parámetro fijo
Uarc = 100 V
Rn1
6a Esquema para prueba de alimentación
lado de alimentación
tensión 
del arco
corriente de fase
A
CB1 CB2
B
AE
CB3
6b Se transfiere un arco de 31,5 kA al eliminador de arco.
tiempo (ms) tiempo (ms)
ar
co
 (V
)
te
ns
ió
n 
de
l a
rc
o
I (
A
), 
E
 (J
) 
I (
A
), 
E
 (J
) 
35 40 45 50 55
60.000
40.000
20.000
0
-20.000
-40.000
60.000
40.000
20.000
0
-20.000
-40.000
500
400
300
200
100
0
-100
-200
-300
-400
-500
500
400
300
200
100
0
-100
-200
-300
-400
-500
T1 T1T2 T2 T3T3
T4
 energía
 corriente de fase
 T0 - falta
 T1 - fusión
 T2 - cierre de AE
 T3 - extinción del arco
 tensión del arco
 energía
 corriente de fase
 T0 - falta
 T1 - fusión
 T2 - cierre de AE
 T3 - extinción del arco
 tensión del arco
36 37 38 39 40 41 42 43
 22 Revista ABB 1/2008
Cuestión de tiempo
Distribución 
40 kJ desde la fase uno, y de 94 kJ para 
las tres fases. Si el arco interno conti-
nuara durante un segundo, la energía 
total liberada en el compartimiento sería 
unas 200 veces mayor que la limitada 
por el funcionamiento del eliminador 
de arco y llegaría hasta 2 MJ, suficiente 
para destruir por completo todos los 
componentes del interior del comparti-
miento.
En cualquier caso, durante el período de 
arco sin restricciones de 5 ms, la apara-
menta debe soportar las fuerzas asocia-
das con estas corrientes máximas y la 
sobrepresión que abre las aletas de ali-
vio. En consecuencia, pueden dañarse 
los componentes estructurales débiles. 
En 7 se muestran este tipo de daños , 
patentes por la presencia de hollín en 
torno al conductor de fase y en una 
 placa inferior de aluminio abombada.
Todo en nombre de la seguridad
La seguridad del operario debe ser una 
prioridad para cualquier fabricante de 
equipos de media tensión, y se consigue 
fácilmente con el eliminador de arco de 
ABB. La solución es sencilla, flexible, 
 fácil de instalar y muy rentable. Un kit 
de montaje para el eliminador de arco 
permite al cliente instalar esta solución 
en cuadros en servicio con modificacio-
nes mínimas y aumentar así el nivel de 
seguridad de su equipamiento.
Carlo Gemme
Michele Pasinetti
Renato Piccardo
ABB PT (SACE)
Milán, Italia
carlo.gemme@it.abb.com
michele.pasinetti@it.abb.com
renato.piccardo@it.abb.com
Referencias
[1] Dyrnes, S., Bussmann, C. (2005). Electrical 
 safety and arc flash protection, Electrical Safety 
and Arc Flash Handbook, Vol. 2, páginas 12–23.
[2] NFPA 70E 2000, Norma sobre requisitos de 
 seguridad eléctrica en lugares de trabajo, véase 
http:// www.nfpa.org/ (Octubre 2007)
[3] Arnborg, C. (2001). AX1 Technical Description 
and Ordering Guide.
[4] CESI, (2006). Informe de prueba A6/004406.
[5] CESI, (2006). Informe de prueba A6/004285.
[6] Breder, H. (2003). Frequently Asked Questions on 
the AX1 Arc Eliminator system.
[7] CESI, (2007). Informe de prueba A7/01 5852.
50 kA, 1 s), el eliminador de arco sopor-
ta fácilmente la intensidad transferida 
hasta que esto se produce.
El tiempo de transferencia T2-T3, que 
oscila entre 0 y 2 ms, depende de la 
 posición del eliminador de arco con 
 relación al lado de alimentación y de la 
impedancia en paralelo introducida por 
el nuevo circuito cuando el eliminador 
de arco se cierra. El valor máximo de 
2 ms se evaluó en un ensayo de arco 
 interno de 40 kA eficaces/100 kA máxi-
mos en CB1 provocado con un cable de 
10 metros y 240 mm2 de sección conec-
tado a CB2.
Aunque la corriente, tomada del lado de 
alimentación, no se modifica durante la 
secuencia, la intervención del elimina-
dor de arco limita drásticamente la ten-
sión y, por lo tanto, el aporte de energía 
a la corriente de falta. En otras palabras: 
cuando el eliminador de arco interviene, 
el aporte de energía por período dismi-
nuye a menos del 1 % de la que se ob-
serva durante el periodo de manteni-
miento de un arco sin limitaciones (es 
decir, desde el inicio de la corriente 
 hasta el cierre del eliminador de arco), 
que dura 5 ms, como ilustra la curva de 
energía (en verde) en T2 6b . Por lo tan-
to, todos los efectos normalmente aso-
ciados al arco interno quedan limitados 
y no producen daños importantes en el 
compartimiento.
En este ensayo, el aporte de energía al 
arco durante el período de formación 
sin restricciones de 5 ms fue de unos 
dos escalas de tiempo distintas, se ilus-
tran en 6b . Las magnitudes representa-
das en estas curvas son corriente de fase 
(rojo), tensión del arco (azul) y energía 
(verde). En T
0
, la tensión se cierra por 
una falta trifásica iniciada por un cable 
de poca sección entre las fases del com-
partimiento del cable CB1. Cuando el 
hilo se funde y se forma un arco interno 
entre las tres fases, la tensión aumenta 
hasta varios centenares de voltios (T1). 
Al mismo tiempo, la corriente aumenta 
y circula desde el lado de alimentación 
hacia la posición del arco CB1. El aporte 
de energía al arco, acompañado por un 
destello luminoso, aumenta la presión y 
la temperatura del aire. Este destello 
 activa la ECU, que a su vez dispara in-
mediatamente el eliminador de arco.
En T2, el eliminador