Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v8i15.0257  
DIGNÓSTICO DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS PARA EL  
MEJORAMIENTO DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LA PLANTA ASME  
SERTECPET  
DIAGNOSIS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS FOR IMPROVING ENERGY  
EFFICIENCY AT THE ASME SERTECPET PLANT  
1
2
3
Mora-Bonilla David Israel ; Freire-Martínez Luigi Orlando ; Paguay-Llamuca Alex Iván  
1
Universidad Técnica de Cotopaxi. Riobamba, Ecuador. Correo: david.mora0@utc.edu.ec.  
2
Universidad Técnica de Cotopaxi. Riobamba, Ecuador. Correo: luigi.freire@utc.edu.ec.  
3
Universidad Técnica de Cotopaxi. Riobamba, Ecuador. Correo: alex.paguay4248@utc.edu.ec.  
Resumen  
El estudio analiza la calidad de la energía en la planta ASME de Sertecpet, enfocándose en los  
impactos de distorsiones armónicas, fluctuaciones de tensión y desequilibrios eléctricos en la  
eficiencia operativa. Usando herramientas como el analizador de red Fluke 438-II, se identificaron  
problemas clave relacionados con el factor de potencia, pérdidas energéticas y distorsión  
armónica. Se propone la corrección del factor de potencia mediante bancos de condensadores,  
el análisis de sobretensiones y el diseño de soluciones para optimizar la distribución eléctrica.  
Además, se desarrolló una interfaz gráfica con Tkinter para facilitar el diagnóstico, procesamiento  
y visualización de datos eléctricos, incluyendo gráficas sobre el desempeño energético y  
cumplimiento normativo. Estas estrategias no solo reducirán costos y aumentarán la  
sostenibilidad, sino que también garantizarán la alineación con estándares internacionales como  
IEEE 519 e ISO 50001, promoviendo operaciones más eficientes, seguras y responsables  
ambientalmente.  
Palabras clave: calidad de la energía, interfaz gráfico, factor de potencia, sobretensiones.  
Abstract  
The study analyzes power quality at Sertecpet's ASME plant, focusing on the impacts of harmonic  
distortions, voltage fluctuations, and electrical imbalances on operational efficiency. Using tools  
like the Fluke 438-II network analyzer, key issues related to power factor, energy losses, and  
harmonic distortion were identified. Power factor correction through capacitor banks, surge  
analysis, and solutions design for optimizing electrical distribution are proposed. Additionally, a  
graphical interface was developed with Tkinter to facilitate the diagnosis, processing, and  
visualization of electrical data, including performance and regulatory compliance charts. These  
strategies aim to reduce costs, enhance sustainability, and ensure alignment with international  
standards such as IEEE 519 and ISO 50001, promoting more efficient, safe, and environmentally  
responsible operations.  
Keywords: power quality, graphical interface, power factor, surges.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 12 de enero de 2025.  
Fecha de aceptación: 31 de marzo de 2025.  
Fecha de publicación: 10 de abril de 2025.  
517  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
1
. Introducción  
Dado el contexto actual de  
sostenibilidad, la optimización del  
consumo energético en sistemas  
eléctricos se ha convertido en una  
prioridad para empresas modernas  
como Sertecpet. Este diagnóstico  
incluye un análisis detallado de las  
La planta ASME se especializa en la  
fabricación de equipos y estructuras  
metálicas para las industrias  
petrolera, energética e industrial.  
Entre sus productos destacan  
tanques de alta presión, sistemas de  
instalaciones  
eléctricas,  
procesamiento  
de  
fluidos  
y
identificando oportunidades para  
mejorar la eficiencia energética. Se  
examinan factores como el factor de  
potencia, desequilibrios de tensión  
entre fases y distorsiones armónicas,  
proponiendo soluciones para reducir  
pérdidas y maximizar el rendimiento  
operativo.  
estructuras industriales, cumpliendo  
estrictamente con los estándares  
ASME [1]. La planta depende de un  
suministro eléctrico confiable y de  
alta calidad, ya que cualquier  
variación afecta directamente el  
rendimiento de los equipos y la  
productividad [1][2].  
Entre las metodologías utilizadas, se  
evalúa el factor de potencia para  
El presente estudio analiza cómo las  
variaciones en la calidad de la  
energía, tales como distorsiones  
determinar  
la  
necesidad  
bancos  
de  
de  
implementar  
armónicas  
y
fluctuaciones de  
condensadores que corrijan valores  
bajos, reduciendo así costos  
adicionales y pérdidas energéticas  
tensión, impactan los procesos  
productivos de la planta. Estas  
irregularidades pueden ocasionar  
problemas como fallos eléctricos,  
[
5]. También se analizan las pérdidas  
por desequilibrio, derivadas de  
variaciones de tensión entre fases,  
mediante índices específicos que  
identifican áreas críticas en la  
distribución de cargas [6]. Estas  
mediciones se complementan con  
análisis de consumo energético  
basados en datos de tensión,  
corriente y tiempo, permitiendo  
daños  
en  
los  
equipos,  
incrementando los costos de  
mantenimiento y reduciendo la  
calidad de los productos. Además,  
se identifican los factores específicos  
que afectan la calidad del suministro  
eléctrico en entornos industriales y  
sus implicaciones en la eficiencia  
operativa [3] [4].  
518  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
detectar patrones anormales  
plantear soluciones personalizadas  
7].  
y
desperdicios energéticos, mejorar el  
rendimiento de equipos y adoptar  
tecnologías más eficientes [12].  
[
Otro aspecto clave del diagnóstico  
es la evaluación de las sobrecargas  
eléctricas y su impacto en el  
rendimiento de los equipos. Se  
realiza un análisis de distorsión  
armónica (THD), proponiendo filtros  
adecuados para mitigar los efectos  
negativos en equipos sensibles  
En este estudio se proponen  
medidas concretas para la planta  
Sertecpet, como la corrección del  
factor de potencia de potencia,  
mediante la implementación de  
bancos de condensadores, también  
se plantean mejoras en el nivel de  
voltaje, prácticas responsables de  
consumo energético. Estas acciones  
no solo reducirán los costos  
operativos y el impacto ambiental,  
sino que también alinearán a la  
[
8][9]. De igual manera, se abordan  
las pérdidas de energía, tanto  
técnicas como no técnicas [10].  
Estas medidas no solo optimizan la  
eficiencia  
energética  
de  
las  
empresa  
con  
normativas  
instalaciones, sino que también  
garantizan el cumplimiento de  
estándares técnicos internacionales,  
reduciendo el impacto ambiental  
internacionales como la ISO 50001  
[13] [14].  
Finalmente, la implementación de  
estas  
estrategias  
permitirá  
a
[
11].  
Sertecpet optimizar su consumo  
energético, mejorar la competitividad  
La importancia de implementar  
normativas es fundamental para  
garantizar la seguridad y eficiencia  
de las instalaciones eléctricas. A  
nivel internacional, se destacan  
estándares como la ISO 50001, para  
la gestión energética, y el IEEE 519,  
sobre calidad de energía, que son  
pilares para un diseño sostenible.  
Estas normativas respaldan las  
estrategias propuestas para reducir  
y
promover  
una  
cultura  
organizacional orientada hacia la  
sostenibilidad. El cumplimiento de  
normativas  
nacionales e  
garantizará  
seguras  
internacionales  
operaciones  
más  
y
eficientes, reduciendo riesgos y  
apoyando la transición hacia un  
modelo  
empresarial  
más  
519  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
responsable y respetuoso con el  
medio ambiente [15].  
A partir de los datos recopilados, se  
identificaron diversos problemas que  
afectan la eficiencia y calidad de la  
energía en la planta. Estos  
problemas se evaluaron con base en  
2. Metodología  
Las instalaciones eléctricas de la  
empresa SERTECPET presentan  
ineficiencias energéticas, generando  
sobrecostos, deterioro del servicio  
ecuaciones  
matemáticas  
y
normativas internacionales como la  
IEEE 519 y la ISO 50001. A  
continuación, se presenta una tabla  
con los problemas, sus ecuaciones y  
las normativas correspondientes.  
eléctrico  
e
impacto  
en  
la  
sostenibilidad operativa.  
Identificación de Problemas en las  
Instalaciones Eléctricas  
Normativas utilizadas  
ARCERNNR-023/2023  
Recopilación de Datos  
Esta normativa establece los  
lineamientos técnicos y regulatorios  
para garantizar la calidad del  
suministro eléctrico en instalaciones  
industriales. Define los parámetros  
de monitoreo, límites aceptables de  
calidad de energía y medidas  
Para el análisis del sistema eléctrico  
de la empresa SERTECPET, se  
utilizó el analizador de red Fluke 438-  
II, reconocido por su precisión y por  
cumplir normativas internacionales  
como IEC 61000-4-30, IEEE Std  
5
19-2014 e IEEE Std 1459-2010,  
relacionadas con calidad de potencia  
medición en sistemas  
desequilibrados o no sinusoidales  
16]. Configurado en una topología  
Φ en Estrella y en modo Potencia y  
correctivas  
en  
caso  
de  
incumplimiento.  
y
•
Requisitos para el diagnóstico  
eléctrico: Evaluación del factor  
de potencia, niveles de tensión,  
armónicos y perturbaciones en la  
red.  
[
3
Energía, el equipo permitió medir y  
registrar parámetros eléctricos con  
un intervalo de 1 minuto durante 3  
días, 19 horas y 19 minutos. En total,  
se recolectaron 2640 eventos  
normales.  
•
Eficiencia  
Implementación de estrategias  
para la optimización del  
energética:  
520  
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Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
consumo eléctrico en base a  
auditorías energéticas.  
IEC 61000-4-30 – Medición de la  
Calidad de Energía  
•
Cumplimiento y sanciones:  
Parámetros de control para  
verificar que las instalaciones  
cumplan con los estándares de  
calidad y eficiencia.  
La norma IEC 61000-4-30 define los  
métodos de medición y análisis de  
los parámetros de calidad de  
energía, asegurando precisión y  
comparabilidad de los resultados.  
IEEE 519-2014 – Límites de  
•
•
•
Monitoreo de la calidad de  
energía: Evaluación de  
fluctuaciones de voltaje, flicker,  
armónicos, transitorios  
Distorsión Armónica  
La norma IEEE 519-2014 establece  
los límites máximos de distorsión  
armónica en sistemas eléctricos  
industriales y comerciales.  
y
desbalances en el sistema  
eléctrico.  
Clasificación  
eléctricos: Definición de eventos  
como caídas de tensión,  
de  
eventos  
•
Control de armónicos: Define los  
valores máximos de Distorsión  
Armónica Total (THD) permitidos  
en corriente y voltaje para  
prevenir fallas en equipos y  
redes eléctricas.  
sobretensiones, interrupciones y  
sus efectos en los equipos  
industriales.  
Requerimientos  
instrumentación:  
de  
de  
•
•
Corrección  
potencia:  
del de  
factor  
Uso  
Recomendaciones  
analizadores de red certificados  
para obtener mediciones  
confiables.  
sobre filtros de armónicos y  
compensadores para mejorar la  
eficiencia del sistema eléctrico.  
Impacto en la calidad de energía:  
Minimización de interferencias  
en dispositivos electrónicos y  
IEEE Std 1459-2010 – Medición del  
Factor de Potencia y Energía en  
Sistemas Eléctricos  
protección  
de  
equipos  
La norma IEEE 1459-2010 introduce  
métodos avanzados para el cálculo  
del factor de potencia en sistemas  
industriales.  
521  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
con altos niveles de distorsión  
armónica.  
de reactivos y filtros activos para  
mejorar la eficiencia del sistema.  
Impacto en la facturación  
•
•
Cálculo del factor de potencia  
eléctrica:  
Reducción  
de  
verdadero:  
Considera  
la  
y
penalizaciones por bajo factor de  
potencia y optimización del  
consumo energético.  
influencia de armónicos  
variaciones en la carga.  
•
Estrategias  
de  
corrección:  
Aplicación de compensadores  
Tabla 1. Ecuaciones y Normativa Aplicable  
Ecuación  
Problema  
Factor de Potencia Bajo  
푃
푆
퐹푃 = cos⁡(휃) =  
∞
2
푉
푛
푇퐻퐷 = √∑ ꢀ ꢂ ꢃ × ꢄ00%  
Distorsión Armónica Total (THD)  
푉
1
푛ꢁ2  
푉
− 푉prom  
× ꢄ00%  
푚푎푥  
Desequilibrio de Voltaje  
%푈퐵푉 =  
푉
prom  
Sobretensiones Transitorias  
푉푠표푏푟푒푡푒푛푠푖ó푛 = 푉푟푒푓 ∗ ꢄ.05  
cables THHN están dimensionados  
para soportar las corrientes. Las  
cargas conectadas incluyen motores  
eléctricos de 3 a 60 HP, equipos  
industriales como compresores, así  
también cortadoras CNC además del  
Datos de las cargas para el  
análisis eléctrico  
El sistema eléctrico presenta un  
sistema de distribución de energía  
para una instalación industrial, con  
elementos como transformadores,  
sistema  
de  
iluminación  
con  
interruptores  
automáticos,  
potencias de hasta 16 kW. La red  
está organizada con circuitos  
conductores eléctricos y cargas  
conectadas. Los transformadores  
incluyen uno de 600 kVA con una  
conexión DyN5 y otro de 100 kVA,  
trifásicos  
y
monofásicos.  
Es  
necesario verificar el balance de  
carga, calcular la caída de tensión en  
cables largos y confirmar que los  
transformadores tienen suficiente  
capacidad para cubrir las demandas  
de energía de la instalación.  
proporcionando  
tensiones  
de  
13200/440-250V y 440V/220/127V,  
respectivamente. Los interruptores  
automáticos protegen circuitos con  
capacidades de 40 A a 800 A, y los  
522  
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Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
Fig. 1. Diagrama unifilar del sistema eléctrico  
Cálculo de la capacidad del  
Cálculo de la caída de tensión  
transformador  
Este cálculo es necesario para  
dimensionar conductores, diseñar  
instalaciones eléctricas eficientes y  
cumplir normas [17]. La caída de  
tensión aceptable suele ser del 3.5%  
del voltaje nominal. Para mitigar  
caídas excesivas, se pueden  
aumentar las secciones de los  
conductores, reducir longitudes o  
corregir el factor de potencia. Es una  
herramienta esencial en el diseño  
eléctrico para garantizar eficiencia y  
seguridad.  
Para calcular la capacidad del  
transformador, se suma la potencia  
instalada de todas las cargas  
conectadas ꢆ 푃 , ajustada por el  
푖
factor de potencia 퐹푝, y se añaden  
las pérdidas estimadas del sistema  
푃_푝éꢇ푑ꢈ푑ꢉꢊ. Este cálculo asegura  
que el transformador pueda manejar  
tanto la demanda de carga activa  
como  
las  
pérdidas,  
evitando  
sobrecargas y garantizando un  
funcionamiento eficiente [18]. Elegir  
un transformador con margen  
adicional es fundamental para  
(
1 )  
Δ푉 = 퐼 ⋅ (푅 ⋅ cos⁡ 휙 + 푋 ⋅ sin⁡ 휙) ⋅ ꢅ ⋅ 퐿  
523  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
adaptarse a futuros incrementos de  
carga.  
1. Condensadores de baja  
tensión (BT): Para sistemas de  
220 V, 440 V o 690 V.  
ꢆ 푃푖  
( 2 )  
푆 =  
+ 푃_푝éꢇ푑ꢈ푑ꢉꢊ  
퐹푝  
2
. Condensadores de media  
Factor de Potencia  
tensión (MT): Para sistemas de  
El factor de potencia (FP) mide la  
eficiencia del uso de la energía  
eléctrica. Se define como el cociente  
entre la potencia activa (kW) y la  
potencia aparente (kVA), y varía  
entre 0 y 1. En industrias, un factor  
de potencia bajo indica que se  
consume más energía reactiva, lo  
que puede aumentar los costos y  
sobrecargar el sistema eléctrico [19].  
2.4 kV a 13.8 kV.  
3
. Condensadores modulares:  
Módulos de 5, 10 o 25 kVAR  
ofrecen flexibilidad  
y
mantenimiento sencillo.  
Configuración de Conexión  
•
Delta (Δ): Usada en sistemas  
trifásicos industriales, ideal para  
cargas equilibradas y ofrece  
mayor potencia reactiva en  
menos espacio.  
Corrección del Factor de Potencia  
La corrección del factor de potencia  
se logra generalmente instalando  
•
•
Estrella (Y): Útil para sistemas  
con  
neutro  
o
cargas  
bancos  
de  
capacitores  
que  
desequilibradas, menos común  
en industrias.  
suministran energía reactiva al  
sistema, reduciendo la demanda de  
esta desde la red eléctrica [20]. La  
energía reactiva requerida para  
corregir el factor de potencia en tu  
caso es de 50 kVAR.  
Bancos  
automáticos:  
Reguladores  
automáticos  
activan módulos según la  
demanda para evitar  
sobrecompensación.  
Tipos de condensadores  
Aplicaciones  
y
Desarrollo de una Interfaz Gráfica  
para  
el  
Diagnóstico  
Eléctricas  
de  
en  
Para corregir 50 kVAR en sistemas  
industriales, se deben instalar  
Instalaciones  
SERTECPET usando Tkinter  
condensadores potencia  
de  
trifásicos. Las opciones incluyen:  
524  
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Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
El programa general utiliza la  
biblioteca Tkinter para crear una  
interfaz gráfica de usuario (GUI) que  
permite ejecutar cuatro scripts  
independientes relacionados con el  
que ejecuta un script utilizando  
subprocess.Popen. Los scripts  
(THD.py, SOBRETENSIONES.py,  
factor de potencia.py y costos  
capacitores.py) abordan el análisis  
diagnóstico  
eléctricas  
de  
en  
instalaciones  
empresa  
de  
distorsión  
de  
armónica  
total,  
la  
diagnóstico  
sobretensiones,  
SERTECPET. La ventana principal  
cuenta con un título, fondo azul claro,  
una etiqueta de instrucciones y  
cuatro botones interactivos: THD,  
Sobretensiones, Factor de Potencia  
y Costos Capacitores, cada uno  
asociado a una función específica  
optimización del factor de potencia y  
cálculo de costos de capacitores,  
respectivamente. La estructura del  
programa es simple, organizada y  
permite la interacción intuitiva del  
usuario mediante botones que  
activan cada función.  
Fig. 2. Interfax General  
(
AN, BN, CN). Los datos se procesan  
Análisis y Visualización de la  
Distorsión Armónica Total (THD)  
para calcular el porcentaje de THD  
para cada fase, aplicando la fórmula:  
El programa realiza un análisis de la  
distorsión armónica total (THD) en  
un sistema eléctrico, usando un  
archivo Excel con datos de voltaje y  
distorsión armónica en tres fases  
Distorsión armónica  
Vrms  
( 3 )  
THD% = ꢂ  
ꢃ × ꢄ00  
Donde la "Distorsión armónica" es la  
distorsión en mV convertida a voltios,  
y "Vrms" es el voltaje de línea a  
525  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
neutro en cada fase. Luego, el  
programa calcula un promedio de  
THD para las tres fases y permite  
visualizar los resultados mediante  
gráficas generadas con Matplotlib.  
Las gráficas muestran la evolución  
temporal de cada fase, con una línea  
roja indicando el límite de 5% de  
THD según la normativa IEEE 519.  
La interfaz gráfica se desarrolla con  
Tkinter, permitiendo seleccionar y  
visualizar diferentes tipos de  
gráficas, como las individuales por  
fase o una gráfica general con el  
promedio de THD. Si el archivo de  
datos no se encuentra o faltan  
columnas, el programa genera un  
error.  
Fig. 3. Sistema de Análisis de THD%  
de la conversión de las fechas y  
horas, y el llenado de valores  
faltantes. Luego, se calculan la  
tensión promedio y el porcentaje de  
variación respecto a una referencia  
de 254 V, además de identificar las  
ocasiones en que la tensión supera  
el 4% de la referencia. Se calculan  
Análisis  
y
Procesamiento de  
Datos de Tensión  
Este código realiza el análisis y  
visualización de datos de tensión en  
un sistema eléctrico, mediante el  
procesamiento de un archivo de  
Excel que contiene mediciones de  
tensión en tres fases (AN, BN, CN)  
en diferentes momentos. El proceso  
comienza con la carga y verificación  
de las columnas necesarias, seguido  
también  
las  
sobretensiones  
transitorias cuando la tensión supera  
el 105% de la referencia.  
526  
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Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
Fig. 4. Tendencias Horarias Voltaje Supera el 4% de la Referencia  
utilizando tkinter y almacenados en  
El código ofrece tres opciones  
gráficas: la comparación de la  
tensión promedio con la referencia,  
la visualización de las excedencias  
del 4% por hora, y la cantidad de  
sobretensiones transitorias por fase.  
un archivo Excel para su posterior  
análisis. La normativa aplicada se  
basa en la Norma IEC 61000-4-30,  
que regula los límites y condiciones  
para la medición de calidad de la  
energía eléctrica.  
Los ser  
resultados  
pueden  
visualizados en una interfaz gráfica  
Fig. 5. Sobretensiones Transitorias por fase  
527  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
aparente y factor de potencia, y se  
limpia el conjunto de datos para  
eliminar valores atípicos mediante el  
método de rango intercuartílico  
Análisis y Corrección del Factor  
de Potencia  
Este código se procesa y visualiza  
datos eléctricos almacenados en un  
archivo Excel, con un enfoque en la  
corrección del Factor de Potencia  
(IQR). Posteriormente, se calcula la  
corrección de la potencia reactiva  
necesaria para alcanzar un PF  
objetivo de 0.92, usando la siguiente  
fórmula:  
(PF). Se cargan datos relacionados  
con potencia activa, potencia  
(
4 )  
푄
= 푃  
⋅ tanꢋarccosꢋ푃퐹 ꢌꢌ − 푄  
objetivo actual  
corrección  
activa  
Luego, el PF corregido se recalcula con la fórmula:  
푃
activa  
푃퐹  
=
corregido  
(
5 )  
2
2
+ 푄  
corrección  
ꢍ푃  
activa  
antes y después de la corrección.  
Las gráficas permiten analizar el  
impacto de la corrección del PF y  
verificar el cumplimiento de la  
normativa IEEE.  
El código también incluye una  
interfaz gráfica de usuario (GUI) que  
permite visualizar gráficas sobre la  
evolución de las potencias, la  
distribución del PF y los resultados  
Fig. 6. Potencia Activa y Potencia Reactiva  
528  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
kVAR y se visualiza en un gráfico de  
Cálculo de Potencia Reactiva y  
sus costos asociados  
barras utilizando la biblioteca  
matplotlib en una interfaz de usuario  
creada con tkinter. Además, se  
calcula el costo de los capacitores  
necesarios para corregir la potencia  
reactiva, multiplicando la potencia  
reactiva a instalar por el costo  
unitario de kVAR. Los resultados se  
muestran en la interfaz de usuario y  
incluyen la potencia reactiva total a  
instalar y el costo total de los  
capacitores.  
Este código simula y calcula la  
potencia reactiva en un sistema  
eléctrico,  
representando  
las  
variaciones de la potencia reactiva  
en un gráfico interactivo. Primero, se  
genera un conjunto de datos de  
potencia reactiva actual y corregida,  
luego calcula la diferencia entre la  
potencia reactiva actual y corregida  
para determinar la potencia reactiva  
a instalar. Este valor se convierte a  
Ecuación para la potencia reactiva a instalar:  
(
6 )  
푄
(푉퐴푅) = 푄  
(푉퐴푅) − 푄  
(푉퐴푅)  
푎 corregir  
actual  
corregida  
Conversión a kVAR:  
푄푎⁡푐표푟푟푒푔푖푟 (푉퐴푅)  
ꢄ000  
( 7 )  
푄푎푐푡푢푎푙 (푘푉퐴푅) =  
Fig. 1. Compensación de los capacitores en el sistema eléctrico  
gestiona cuatro herramientas de  
análisis eléctrico: THD (Distorsión  
Análisis de la Interfax grafica  
desarrollada  
Armónica  
Total),  
El código principal implementa una  
interfaz gráfica en Tkinter que  
SOBRETENSIONES (Análisis de  
Sobretensiones), Factor de Potencia  
529  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
y Costos de Capacitores. Cada  
botón en la interfaz abre un script  
519.  
SOBRETENSIONES.py  
detecta sobretensiones al identificar  
voltajes que exceden el 4% del valor  
nominal y genera gráficos sobre la  
variación de voltaje. factor de  
potencia.py simula el impacto de  
nuevos equipos en la potencia activa  
y reactiva, calculando el factor de  
potencia futuro y generando gráficos  
independiente  
mediante  
subprocess.Popen,  
permitiendo  
ejecutar cada análisis en ventanas  
separadas de manera simultánea.  
Esto facilita la ejecución de análisis  
eléctricos sin interrumpir el flujo de  
trabajo  
entre  
las  
diferentes  
herramientas.  
de  
capacitores.py calcula el costo de  
compensación reactiva  
comparación.  
costos  
Los códigos vinculados incluyen  
diversos análisis eléctricos. THD.py  
realiza el análisis de Distorsión  
Armónica Total (THD) mediante la  
carga de datos desde un archivo  
Excel, calculando el THD% para  
cada fase y generando gráficas  
comparativas con los límites de IEEE  
considerando un costo por kVAR y  
genera gráficos del impacto de la  
compensación reactiva en el  
sistema. Todos estos códigos  
realizan cálculos y generan gráficos  
que se visualizan en la interfaz  
gráfica.  
Fig. 8. Interfax Principal  
Análisis de la cargabilidad de los  
transformadores y la ampacidad  
de los conductores.  
El programa comienza creando dos  
transformadores de la empresa  
SERTEPET con capacidades de 600  
530  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
kVA a 440V y 100 kVA a 220V.  
Solicita al usuario información sobre  
la carga, como nombre, potencia,  
voltaje, longitud del conductor, caída  
de tensión permitida y conductividad  
del material. Valida que el voltaje  
esté en los rangos permitidos (120,  
almacenan del  
en  
la  
lista  
transformador correspondiente.  
Luego, el usuario selecciona el  
transformador a usar (t1 o t2) y se  
imprime la información de carga de  
ambos transformadores. El sistema  
pregunta si se desea agregar otra  
carga; si es sí, el proceso se repite.  
Si la respuesta es no, el proceso  
finaliza. El programa asegura que se  
proporcionen datos válidos y realiza  
220, 440V) y verifica que la caída de  
tensión y conductividad no sean  
cero. Si los datos son correctos,  
realiza  
cálculos  
de  
potencia,  
corriente y sección del conductor,  
determinando el calibre AWG  
mediante una tabla de conductores.  
Los detalles de la carga se  
los  
cálculos  
necesarios  
para  
el  
dimensionar  
correctamente  
transformador.  
Fig. 9 Diagrama de Flujo del código  
531  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
3
. Resultados y discusión  
referencia como la distribución de las  
excedencias y sobretensiones por  
hora y por fase. Estos resultados  
permiten evaluar la calidad de la  
energía suministrada, determinar la  
estabilidad del sistema y detectar  
fases con problemas recurrentes,  
proporcionando información valiosa  
Análisis de sobretensiones y  
distorsión armónica  
El análisis de la Distorsión Armónica  
Total (THD) mostró que, en las tres  
fases evaluadas (AN, BN y CN), los  
porcentajes de distorsión armónica  
se calcularon mediante la relación  
entre la distorsión armónica y el  
para  
mejorar  
el  
diseño  
o
mantenimiento del sistema eléctrico.  
voltaje  
RMS.  
Los  
resultados  
Evolución de las Potencias Activa  
y Reactiva  
indicaron que en ningún momento el  
THD superó el límite normativo del  
5
% establecido por IEEE 519,  
En la primera gráfica se observa la  
variación temporal de la potencia  
activa (en azul) y la potencia reactiva  
confirmando que el sistema opera  
dentro de los parámetros aceptables  
de calidad de energía. Las gráficas  
generadas permiten observar la  
evolución temporal del THD en cada  
fase, proporcionando información  
sobre la estabilidad armónica del  
sistema eléctrico.  
(en  
naranja).  
Los  
resultados  
muestran fluctuaciones significativas  
en ambas potencias a lo largo del  
tiempo,  
alcanzando  
valores  
máximos  
de aproximadamente  
250,000 W para la potencia activa y  
00,000 VAR para la reactiva. Estas  
1
En cuanto a los datos de tensión, el  
análisis evidenció las variaciones  
respecto a la referencia de 254 V en  
las tres fases, identificando periodos  
de excedencias del 4% y eventos de  
sobretensiones transitorias cuando  
la tensión superó el 105% de la  
referencia, según la normativa IEC  
oscilaciones reflejan una demanda  
energética dinámica y la necesidad  
de corregir la potencia reactiva para  
optimizar el desempeño del sistema  
eléctrico.  
Potencia Reactiva a Instalar y su  
Impacto  
6
1000-4-30. Las gráficas generadas  
muestran tanto la tendencia  
promedio de la tensión respecto a la  
La segunda gráfica de barras resalta  
los promedios de la potencia reactiva  
532  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
actual, corregida, y la potencia  
necesaria para ser corregida. Se  
identificó que la potencia reactiva a  
instalar asciende a 50.17 kVAR, lo  
Recomendación la  
para  
instalación de los condensadores  
•
•
•
•
Banco modular: Instalar un  
banco trifásico en módulos de 10  
o 25 kVAR.  
que  
representa  
una  
mejora  
sustancial en la eficiencia del  
sistema al reducir la potencia  
reactiva no deseada a niveles  
prácticamente insignificantes tras la  
corrección. Esto evidencia que la  
instalación de capacitores es  
efectiva y necesaria para estabilizar  
el factor de potencia.  
Tensión nominal: Coincidir con  
la del sistema 440 – 220 y 120  
(
v)  
Regulador  
automático:  
Optimiza la corrección en cargas  
variables.  
Factor  
de  
potencia:  
Seleccionar condensadores con  
Costo de la Corrección de  
Potencia Reactiva  
Cos∠0.95  
Resultados de la caída de Tensión  
y la reserva del transformador  
Con base en el análisis, el costo total  
asociado a la instalación de los 50.17  
kVAR de potencia reactiva se estima  
en $1404.72 USD. Este valor  
considera el precio unitario de los  
capacitores, confirmando que la  
inversión es económicamente viable  
para garantizar el cumplimiento de  
las normativas y la eficiencia del  
sistema. Los resultados finales  
validan la importancia de la  
corrección del factor de potencia  
En los resultados de caída de  
tensión, se observan variaciones en  
las cargas de diferentes voltajes.  
Para el sistema de 440 V, la mayoría  
de las cargas cumplen con el límite  
del 3.5% de caída de tensión,  
destacando el Puente grúa, el  
Compresor, la Cortadora CNC, el  
Extractor y las diferentes cargas de  
Suelda, con porcentajes de caída  
que varían entre 0.78% y 2.97%. Sin  
embargo, la Dobladora presenta una  
caída de 6.12%, superando el límite.  
En el sistema de 220 V, tanto la  
Fresadora como la Roscadora  
desde perspectivas técnicas  
económicas.  
y
533  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
cumplen  
con  
el  
porcentaje  
tiene una potencia total de 227.31  
kVA y una reserva disponible de  
372.69 kVA, mientras que el  
establecido, pero una de las  
Fresadoras muestra una caída del  
3.60%, lo que no cumple con el  
Transformador  
2
presenta una  
requisito. En el sistema de 120 V, las  
cargas de herramientas eléctricas e  
potencia total de 55.29 kVA y una  
reserva de 44.71 kVA, lo que indica  
que ambos transformadores cuentan  
con suficiente capacidad para  
manejar las cargas asociadas. La  
Tabla 3 presenta la caída de tensión  
para diversas cargas conectadas.  
Iluminación  
significativas, con porcentajes de  
.31% y 6.33%, respectivamente,  
superando ampliamente el límite del  
.5%. En cuanto los  
transformadores, el Transformador 1  
presentan  
caídas  
8
3
a
Tabla 2. Corrección de la caída de tensión  
Potencia  
(hp)  
Distanci  
a(m)  
Caida de  
(V) %  
Voltaje  
440  
Calibre  
Conductor  
Cargas  
Trasformador 1  
transformador 2  
AWG-  
THHN  
AWG-  
THHN  
AWG-  
THHN  
AWG-  
THHN  
Dobladora  
10  
5
170 3*1 #8  
50 2*1#12  
15 2*1#8  
2.11  
Fresadora  
Herramientas  
Eléctricas  
220  
120  
120  
1.38  
1.56  
2.64  
21  
16  
Iluminación  
15 2*1#12  
por teclado a la consola de Python  
no” para que el diseño proyectado  
de cargas se finalice.  
Resultados al agregar más carga  
en los transformadores  
“
Se puede observar la interacción  
entre hombre maquina ya que el  
código solicitando datos y el usuario  
poder calcular la corriente eléctrica,  
la ampacidad del conductor, la  
intensidad de diseño, la sección del  
conductor y el calibre AWG. En la  
gráfica se identifica si el usuario  
desea seguir agregando más cargas  
a los transformadores, el bucle se  
repite hasta que el usuario ingresa  
534  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 8 Núm. (15) 2025. ISSN: 2737-6249  
Diagnóstico de las instalaciones eléctricas para el mejoramiento de la eficiencia energética en la planta ASME  
SERTECPET.  
Fig. 10. Resultados al Agregar más carga a los transformadores  
4. Conclusiones  
mejorar la estabilidad del suministro  
eléctrico.  
El análisis de la Distorsión Armónica  
Total (THD) confirmó que los valores  
en las tres fases (AN, BN y CN) se  
mantuvieron por debajo del límite del  
La instalación de 50.17 kVAR de  
potencia reactiva mediante bancos  
de capacitores optimiza el factor de  
potencia y reduce la potencia  
reactiva no deseada, mejorando la  
5% establecido por IEEE 519. Esto  
indica que el sistema eléctrico opera  
dentro de los parámetros aceptables  
eficiencia  
del  
sistema.  
utilizar  
con  
Se  
recomienda  
modulares  
bancos  
de  
calidad  
de  
energía  
sin  
regulación  
comprometer la estabilidad de la red.  
automática para mantener un Cosφ  
de 0.95 y adaptarse a cargas  
variables.  
Se  
identificaron  
eventos  
de  
sobretensión transitoria cuando la  
tensión superó el 105% de la  
referencia de 254 V, de acuerdo con  
IEC 61000-4-30. Aunque la mayoría  
de las variaciones de tensión  
estuvieron dentro de un margen  
aceptable del 4%, se recomienda  
Aunque la mayoría de las cargas  
cumplen con el límite del 3.5% de  
caída de tensión, algunas como la  
Dobladora (6.12%) y herramientas  
eléctricas en 120V (hasta 8.31%)  
exceden los valores permitidos. Se  
recomienda optimizar la selección de  
conductores y mejorar la distribución  
de cargas para minimizar las  
monitorear  
las  
fases  
con  
fluctuaciones  
recurrentes  
para  
535  
Mora-Bonilla et al. (2025)  
pérdidas de tensión y garantizar el  
cumplimiento normativo.  
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