En las operaciones mineras de alta demanda, la calidad de la energía es un componente esencial para sostener la continuidad operacional, la seguridad de los procesos y la vida útil de los equipos.

Los procesos continuos, como la lixiviación y la electroobtención, son extremadamente sensibles a las variaciones energéticas.

Ante este escenario, contar con una UPS robusta, que permita asegurar la energía en caso de cortes de suministro o fluctuaciones de voltaje, no es solo una medida de precaución, sino una necesidad estratégica indispensable dentro de los sistemas eléctricos en minería.

¿Qué es una UPS y por qué es relevante en industria?

Una UPS (Sistema de Alimentación Ininterrumpida, por sus siglas en inglés) actúa como un escudo protector entre la red eléctrica comercial y la carga crítica industrial.

Para garantizar la resiliencia en aplicaciones pesadas, es imperativo seleccionar sistemas de topología de doble conversión online, los cuales ejecutan de forma permanente el ciclo de rectificación e inversión.

Este proceso asegura un tiempo de transferencia de cero milisegundos (0ms) y cumple dos funciones vitales:

• Filtración activa de anomalías: elimina microcortes, peaks de voltaje, ruidos electromagnéticos y variaciones de frecuencia que dañan la electrónica de potencia.
• Suministro instantáneo de energía: entrega potencia desde sus bancos de baterías de forma inmediata ante un apagón, otorgando el tiempo necesario para el arranque de grupos generadores o para un apagado secuencial seguro de la maquinaria.

Las “fases” eléctricas representan las líneas conductoras por las cuales fluye la corriente alterna para suministrar potencia a los equipos industriales. La selección de la infraestructura adecuada se define bajo los siguientes criterios técnicos:

Sistemas UPS Monofásicos / Bifásicos

• Número de fases eléctricas: operan con 1 o 2 fases conductoras de corriente.
• Rango de tensión típico: trabajan habitualmente en los 220 AC (baja potencia).
• Capacidad de potencia: su capacidad es limitada, situándose generalmente en un rango de 1 a 10 kVA.
• Comportamiento ante la red: es una solución apta para cargas individuales de baja demanda.
• Aplicaciones recomendadas: se destinan a oficinas, racks de telecomunicaciones, terminales de punto de venta (POS) y estaciones de trabajo.

Sistemas UPS Trifásicos Industriales

• Número de fases eléctricas: utilizan 3 fases eléctricas balanceadas y simétricas.
• Rango de tensión típico: operan en los 380/400 AC en baja tensión.
• Capacidad de potencia: diseñados para alta escala, cubriendo potencias desde 10 kVA hasta múltiples MVA conectados en paralelo.
• Comportamiento ante la red: es un pilar fundamental como respaldo energético pesado, ya que sostiene altos niveles de potencia mientras mantiene equilibrada la red eléctrica.
• Aplicaciones recomendadas: ideales para plantas de procesos, molinos, robustos sistemas eléctricos en minería y cualquier tipo de cargas críticas industriales.

En oficinas o pequeños data centers es adecuado utilizar un sistema UPS monofásico o bifásico para respaldar estaciones de trabajo individuales o servidores.

Pero en minería, el uso de una UPS trifásica es fundamental como solución de respaldo energético, puesto que los procesos pesados demandan el manejo de altísimos niveles de potencia que solo tres fases eléctricas simultáneas y equilibradas pueden sostener sin provocar el colapso de la infraestructura de distribución.

El desafío de los armónicos y el factor de potencia en procesos continuos

Para que estas unidades de gran escala cumplan su objetivo, es imperativo controlar dos variables que deterioran gravemente los sistemas eléctricos en minería: el factor de potencia y los armónicos.

El factor de potencia (cosϕ) expresa la relación entre la potencia activa que verdaderamente se convierte en trabajo útil y la potencia total aparente consumida.

En Chile, las normativas de la SEC exigen mantener un factor de potencia mínimo de 0.93; registros inferiores provocan penalizaciones financieras por consumo excesivo de energía reactiva. Por su parte, los armónicos son deformaciones de la onda senoidal de corriente o tensión, cuantificados mediante la Distorsión Armónica Total (THD).

En los yacimientos, la proliferación de cargas no lineales —como gigantescos rectificadores de corriente para celdas de electroobtención, variadores de frecuencia (VDF) y maquinaria automatizada— inyecta constantemente estas alteraciones a la red. Cuando estas anomalías no se corrigen, el impacto sobre operaciones críticas como la lixiviación resulta severo.

Una baja eficiencia energética sumada a una alta tasa de distorsión armónica provoca el sobrecalentamiento de los conductores eléctricos, pérdidas de energía por disipación de calor, disparos imprevistos de las protecciones magnetotérmicas y el deterioro prematuro de los componentes de conmutación.

En plantas que operan 24/7, estas deficiencias estresan térmicamente la infraestructura y restan capacidad de respuesta a todo el esquema de respaldo energético, reduciendo drásticamente la productividad general y acelerando la degradación de la propia UPS.

Soluciones técnicas de diseño y control de calidad de energía

La estabilización de la red exige un diseño de ingeniería integrado. El método estándar consiste en implementar bancos de condensadores automatizados para corregir el desfase de potencia, trabajando en equipo con filtros de armónicos e infraestructura de compensación dinámica.

Al limpiar la forma de onda eléctrica, estas tecnologías liberan capacidad de carga en los transformadores de distribución y aseguran que todo sistema UPS opere dentro de sus parámetros nominales ideales de diseño.

Para ejecutar esta estrategia con éxito, se pueden desplegar las siguientes herramientas de ingeniería:

• Bancos de condensadores (con reactancias de desintonización): corrigen el desfase de potencia y bloquean activamente el riesgo de resonancia con las frecuencias armónicas circulantes.
• Filtros activos de armónicos: inyectan corrientes en perfecta contraposición de fase para cancelar de raíz la distorsión armónica total (THD) introducida por las cargas no lineales.
• Sistemas de compensación dinámica: estabilizan de forma instantánea las fluctuaciones severas de voltaje provocadas por variaciones bruscas de carga pesada en la faena.

Implementar estas mejoras exige que, desde las fases de ingeniería de diseño y mantenimiento predictivo, se priorice la calidad del suministro mediante el monitoreo en tiempo real, analizadores de redes permanentes y pautas de revisión preventiva.

Un diseño eléctrico debidamente dimensionado permite enlazar estas estrategias con los objetivos corporativos de eficiencia energética y seguridad de planta.

El pilar de la estabilidad operativa en la alta criticidad minera

Plantear una estrategia integral para la gestión de armónicos y la corrección del factor de potencia marca diferencias significativas en la estabilidad operativa de cualquier faena.

Al resolver estas perturbaciones desde el origen y sostener la red mediante un equipamiento trifásico de alta gama, las compañías no solo conquistan metas palpables de eficiencia energética, sino que garantizan la protección absoluta de procesos mineros críticos.

El resultado final es un ecosistema eléctrico resiliente, capaz de sostener los objetivos de producción más exigentes sin arriesgar la continuidad operacional ni la rentabilidad del negocio.

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Es la base tecnológica definitiva para mantener los sistemas eléctricos en minería operando al máximo de su rendimiento y confiabilidad.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el factor de potencia mínimo exigido en Chile para evitar multas en la industria minera?

De acuerdo con las regulaciones de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC) y las normativas vigentes del Coordinador Eléctrico Nacional, el factor de potencia comercial debe mantenerse en un límite mínimo de 0.93. Un registro inferior indica un alto consumo de energía reactiva inductiva, lo que genera penalizaciones explícitas y recargos en la facturación eléctrica mensual, además de causar pérdidas por caídas de tensión en las líneas internas de la faena.

¿Por qué una UPS trifásica de topología Doble Conversión Online es indispensable en procesos continuos?

A diferencia de los sistemas interactivos o Standby, una UPS de doble conversión online rectifica la corriente alterna (AC) fluctuante de la red comercial para convertirla en corriente continua (DC), alimentando las baterías y el inversor interno de forma constante. Luego, el inversor genera una onda de corriente alterna totalmente nueva, limpia y simétrica para la carga. Al operar así, aísla por completo los procesos críticos (como las celdas de electroobtención) de las perturbaciones externas y ofrece un tiempo de respuesta de cero milisegundos ante apagones.

¿Qué riesgos eléctricos genera la interacción entre los armónicos y los bancos de condensadores?

Las cargas no lineales, como los variadores de frecuencia y rectificadores pesados de los sistemas eléctricos en minería, inyectan corrientes armónicas de alta frecuencia a la red. Si se instalan bancos de condensadores tradicionales para corregir el factor de potencia sin reactancias de desintonización (filtros de rechazo), las inductancias de la línea y la capacitancia de los condensadores pueden entrar en resonancia eléctrica. Este fenómeno amplifica severamente la distorsión armónica, destruyendo los condensadores por estrés térmico y provocando disparos erráticos en las protecciones generales de la planta.