EQUIPOS UPS, ¿QUÉ SON?

TECNOLOGÍAS: VENTAJAS Y DESVENTAJAS 

Para iniciar, es importante comprender que el mundo de las UPS es bastante amplio y diverso. A grandes rasgos, estos equipos gracias a sus baterías proporcionan energía eléctrica a los dispositivos conectados a estos durante un tiempo limitado, suministrando electricidad cuando falla la red comercial principal. A su vez, las UPS también protegen a los equipos electrónicos de otras anomalías en el suministro: transientes, picos de voltaje, armónicos en la red, ruido eléctrico, etc.

Por lo general, estos equipos son conocidos por las siglas UPS o SAI. Es muy común que cuando se habla de problemas con la red eléctrica, principalmente con problemas de variación del voltaje, se piense en un estabilizador como la mejor alternativa, pero este equipo tiene limitaciones para proteger cargas importantes. Las UPS (Uninterruptible Power Supply) ó Sistemas de Alimentación Ininterrumpida, son equipos que tienen como objetivo principal; garantizar una tensión segura y libre de perturbaciones eléctricas para distintos tipos de consumos, durante un lapso frente a un corte de energía.

Los Sistemas Ininterrumpidos de Energía (U.P.S. o S.A.I.) son equipos integrales de gran complejidad, diseñados para garantizar una tensión segura y libre. Actualmente, eliminan todo tipo de perturbaciones de la red eléctrica. Es decir que el óptimo funcionamiento de una UPS mitiga dichas perturbaciones, entre las cuales encuentran:

1.               Cortes de Energía

Esta fue la función que históricamente destacó a las UPS desde sus inicios, siendo equipos que entregaban energía eléctrica únicamente frente a una pérdida total de energía.

• Causas Comunes: Una demanda excesiva de energía que supera la capacidad de la empresa prestadora, problemas climatológicos (rayos, hielo en líneas de alta tensión, fuertes lluvias, inundaciones) o problemas a nivel de distribución, mala coordinación de protecciones, etc.

• Consecuencias: Pérdida de información en sistemas informáticos, daños en microprocesadores y discos duros, y pérdidas de materia prima en producción automatizada, mala imagen ante los clientes, perdidas de facturación.

• Mitigación: Frente a un corte de energía, la unidad de control detecta la ausencia de suministro, y el sistema continúa alimentando los consumos mediante la energía continua de las baterías a través del inversor, convirtiéndola en energía alterna.

2.               Caída de Tensión (Voltage Sag):

Son reducciones en los niveles de tensión que ocurren por instantes pequeños o por lapsos mucho mayores.

• Causas Comunes: La presencia de equipos en la instalación con consumos de arranque que pueden alcanzar hasta 6 veces el consumo nominal de trabajo (como motores, bombas, compresores, o ascensores). También puede ser causada por el incremento de consumos en una zona (por ejemplo, el uso de equipos de aire acondicionado en verano).

• Impacto: Son uno de los defectos energéticos más comunes y generan el 87% del total de daños en equipamiento y producción.

• Mitigación: El sistema AVR (Regulador Automático de Tensión) se encarga de regular la tensión para que los consumos a la salida del equipo no se enteren de la anomalía.

3.               Picos de Tensión (Impulsos):

Son aumentos bruscos de tensión, que son semejantes a la fuerza de una avalancha.

• Causas Comunes: Típicamente son causados por rayos cercanos. También pueden generarse por el retorno de la red eléctrica después de una tormenta.

• Impacto: Arrasan con todos los consumos conectados en segundos, destruyendo fuentes y todo lo asociado a ellas.

• Mitigación: La etapa del U.P.S. llamada AVR + RFI/EMI filter está encargada de absorber estos picos de tensión. Externamente los DPS pueden absorber los transientes para que no impacten en las cargas.

4.           Sobretensiones Transitorias:

Se define como el aumento momentáneo de la tensión.

• Causas Comunes: El apagado de consumos de alta potencia, como bombas o motores de aire acondicionado. Al desaparecer estos consumos de la red, la sobretensión se dispara, pudiendo no estar relacionada con la instalación propia sino con las vecinas.

• Impacto: Daños de equipos.

• Mitigación: La etapa AVR + RFI/EMI filter está encargada de absorber las sobretensiones y el sistema AVR puede regular esta anomalía.

5.               Ruido Eléctrico:

Técnicamente se conoce como interferencia electromagnética (EMI) e interferencia de radio frecuencia (RFI).

• Causas Comunes: Radiotransmisores o emisoras de radio, así como fuentes switching que son comúnmente empleadas en equipos industriales y del hogar.

• Impacto: Son muy peligrosos en la transmisión de datos y en los sistemas de sensado, ya que generan errores en la información o en la lectura de datos.

• Mitigación: La etapa encargada de filtrar el ruido eléctrico es el RFI/EMI filter (parte de la etapa AVR + RFI/EMI filter)

 TOPOLOGÍAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Las topologías de los Sistemas UPS, se refieren a la arquitectura interna que utilizan para suministrar y proteger los equipos conectados. La elección de la topología adecuada depende del nivel de protección que se necesita.

Las tres topologías principales son:

1.               UPS offline (en espera):

Es la tecnología más básica y económica, que ofrece protección esencial para equipos de oficina, computadoras y periféricos. 

•  Funcionamiento: En condiciones normales, el equipo se alimenta directamente de la red eléctrica. Cuando ocurre una falla de energía, el UPS cambia automáticamente al inversor alimentado por la batería.

• Tiempo de transferencia: Existe un pequeño lapso (milisegundos) en el que el equipo cambia de la red a la batería. La mayoría de los equipos sensibles pueden tolerar esta interrupción, pero los más críticos pueden verse afectados.

• Ventajas: Bajo costo y alta eficiencia energética durante el funcionamiento normal.

•  Desventajas: No corrige de forma constante las fluctuaciones de voltaje ni las anomalías de la red eléctrica, y el tiempo de transferencia puede ser un riesgo para equipos muy sensibles.

2.               UPS de línea interactiva:

Esta topología ofrece una protección más completa que la offline, siendo ideal para servidores pequeños, equipos de red y aplicaciones empresariales. 

• Funcionamiento: La ruta de la energía es similar a la de un UPS offline, pero cuenta con un regulador automático de voltaje (AVR) integrado. Este regulador monitorea y ajusta el voltaje de entrada sin necesidad de recurrir a la batería, corrigiendo caídas o subidas de tensión.

• Tiempo de transferencia: También tiene un tiempo de transferencia, pero el uso del AVR reduce la frecuencia con la que se activa la batería, alargando su vida útil.

• Ventajas: Mejor regulación de voltaje, mayor protección contra fluctuaciones y costo moderado.

• Desventajas: Aún presenta un tiempo de transferencia y puede no ser adecuada para equipos de misión crítica. 

3.               UPS online (doble conversión):

Es la tecnología más avanzada que proporciona la máxima protección para cargas críticas como: centros de datos, equipos médicos, servidores y sistemas de telecomunicaciones. 

• Funcionamiento: En todo momento, la energía entrante se convierte primero de corriente alterna (CA) a continua (CC) para cargar la batería y, de forma simultánea, se vuelve a convertir de CC a CA limpia y estable mediante el inversor. Esto aísla completamente los equipos de cualquier problema en la red eléctrica.

• Tiempo de transferencia: No hay tiempo de transferencia. La alimentación siempre proviene del inversor del UPS, lo que garantiza un flujo constante y sin interrupciones.

• Ventajas: Suministra una energía perfecta, sin fluctuaciones ni interrupciones.

• Desventajas: Mayor costo, menor eficiencia energética debido a la constante conversión de energía, y genera más calor. 

COMPARATIVO DE LAS TOPOLOGÍAS

CONCLUSIÓN: ¿POR QUÉ LA ELECCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE UPS ADECUADA ES UNA INVERSIÓN ESTRATÉGICA?

Son fundamentales las ventajas de contar con una UPS, ya que garantizan una tensión segura y libre de perturbaciones para proteger cargas importantes. Aunque existen diversas topologías, la inversión se justifica por la capacidad de mitigar anomalías como caídas de tensión —causantes del 87% de los daños en equipos—, picos de voltaje y ruidos eléctricos. Al elegir la arquitectura adecuada, ya sea de línea interactiva para redes o la avanzada tecnología online para procesos críticos, se eliminan los tiempos de transferencia y se aísla la carga de fallas en la red, asegurando la vida útil del hardware y la continuidad del negocio sin pérdidas de información o materia prima.

En Imante asesoramos en la implementación de la topología ideal para garantizar la confiabilidad y el respaldo de sus sistemas críticos, adaptándonos al nivel de protección que su operación requiera.

Si estás interesado en asegurar tu infraestructura con la mejor tecnología en UPS, en Imante lo hacemos posible.

¡IMANTE, ENERGÍA QUE RESPONDE!