Electricidad aplicada

Doce calculadoras y un taller para las manos: sondeo eléctrico, malla IEEE 80, alumbrado por lúmenes, caudal y potencia hidráulica, calor solar, estudio de consumo, eficiencia energética, proyección TAN/AHF, calculadora por unidad (PU), calculadora de fasores, conversor de color y Magia —la electricidad según el mago Vaelithor. Plantillas de 5 a 500 kW para instalaciones típicas de la Región de Los Ríos.

Simulador · Domiciliario

Setenta y dos conexiones domiciliarias interactivas bajo normativa SEC y pliegos RIC: 9/12, 9/15, 9/32, conmutadas 9/24, cruces, timbres y cuadro de cargas.

Simulador Substat · AT/MT

Simulador interactivo de topologías de subestaciones eléctricas IEEE C37 / IEC 61936: 18 esquemas normalizados, maniobras seguras con enclavamientos, análisis N-1 y exportación DXF.

Magia · Vaelithor

La electricidad, según el mago Vaelithor. Catorce pisos, cuatro puntos de vista. Se juega con las manos.

SEV · Schlumberger

Problema directo Pekeris + filtro Ghosh de 9 puntos. Ajuste de capas, curva log-log y sección geoeléctrica.

Malla de tierra BT

IEEE Std 80: Rg, tensiones de paso y contacto, Cs, sección de conductor y vista de la grilla.

Iluminación por lúmenes

ΦT, κ, CU, grilla n×n y tablero de circuitos. Plantillas UNE-EN 12464-1:2012.

Proyección BTU

Carga de calefacción por recinto, equivalencias térmicas y tablero eléctrico de climatización.

Hidrología y Proyectos Hidráulicos

Cuencas, hidrogramas, curva de duración (CDC), potencia neta y selección de turbinas.

Solar · calor y radiación

Radiación horaria por estación, proyección anual, calor específico y calor latente para agua, hielo, vapor, metales, vidrio y aire.

Consumo

Empalme editable. Casa-granja 6 kW o plantillas 10–500 kW. Pinza True RMS y simultaneidad.

Eficiencia energética

24 plantillas de 5 a 500 kW: potencia útil, pérdidas, eficiencia y aislamiento térmico de referencia.

TAN / AHF

Proyectar tablero IEC 61439 (In, Icc, ΔT, XL³) y DSP 3P+N: Clarke, THDi y banco 24 V.

Sistema Por Unidad (PU)

Bases trifásicas Sb/Vb, cambio de base Zpu, cálculo de cortocircuito trifásico Icc3φ y diagrama unilineal SLD.

Subestaciones

Localización de centro de carga (cuadrícula 0.5×0.5 km) y caracterización climatológica (a–g) en Los Ríos, junto al laboratorio PU para transformador elevador, línea y patio.

Fasores

Conversión bidireccional entre forma rectangular (a + jb) y notación fasorial (magnitud ∠ ángulo).

HEX → HSB

Conversor de color con vista previa, RGB y copia de tono, saturación y brillo.

Plantillas Los Ríos · 10 a 500 kW

Instalaciones frecuentes de la región (lechería INDAP, acopio, aserradero, APR, microhidro RGR N°04, Clase B). Una plantilla carga SEV, malla, alumbrado, hidráulica, consumo, TAN y color. Cifras de proyección académica, no reemplazan memoria de cálculo.

Simulador eléctrico domiciliario

Setenta y dos conexiones domiciliarias en cuatro dificultades: 9/12, 9/15, 9/32, 9/24, cruzamientos, timbres y enchufes con tierra PE bajo normativa chilena SEC (Pliegos RIC).

Simulador de subestaciones (Substat)

Simulador interactivo de topologías y maniobras unifilares: 18 esquemas normalizados IEEE C37.100 e IEC 61936-1, enclavamientos de seguridad, análisis de contingencias N-1, evaluación tecnoeconómica LCC y exportación CAD DXF.

Sondeo eléctrico vertical

Arreglo Schlumberger. Resistividad aparente por recurrencia de Pekeris y filtro digital de Ghosh (1971). Ajuste de modelo de capas en el navegador.

Datos de campo

Dos columnas: L = AB/2 [m] y ρa [Ω·m]. También puedes pegar L, MN, R y convertir con K.

K = π · [(AB/2)² − (MN/2)²] / MN  ·  ρa = K · R

Modelo de capas

Última capa infinita. Presets Mooney–Orellana.

Error medio
—
RMSE / R² log
—
Veredicto
—
Puntos
—

Curva log-log

Sección geoeléctrica

Malla de tierra

Motor IEEE Std 80: resistividad equivalente, Ig, Cs, tensiones tolerables y de malla, Rg (Sverak simplificado) y sección de conductor.

Parámetros

Resultados IEEE 80

Estado
—
ρeq
—
Área / Lt
—
Ig
—
Cs
—
Vp / Vpt
—
Vc / Vct
—
Rg
—
s min / s cond
—

Rg = ρ (1/Lt + 1/√(20A)) · Vp,Vc = ρ Ig / Lt · Ki · Ks|Km · Vpt = (1000+6 Cs ρs) k / √ts

Vista de malla

Alumbrado por lúmenes

Método de lúmenes con tablas CU, snap de κ «como en clases» (40 % del intervalo) y tablero de circuitos. Iluminancias de UNE-EN 12464-1:2012.

Recinto

Resultados

Flujo total ΦT
—
h útil / S / κ
—
CU (κ snap)
—
N calc / N inst
—
Ēm real / potencia
—

h=H−PT−d · κ=(a·b)/[h(a+b)] · ΦT=(Em·S)/(CU·CM) · N=⌈ΦT/ΦL⌉

Inversa

Ēm a partir de N instalado.

—

Plano de luminarias

Tablero de alumbrado

P instalada
—
I total / In general
—
Alimentador
—
Circuitos / 30 mA
—

Proyección de calefacción BTU

Estima la carga térmica del recinto, su equivalente en energía y el tablero eléctrico que energizará la climatización. La carga es una aproximación académica: valida siempre con la envolvente y el equipo real.

Recinto y clima

Factor base: 20 BTU/h por pie² con ΔT de 30 °F; se ajusta por diferencia térmica y aislación.

Resultados térmicos

Carga de calefacción
—
Área recinto / sugerida
—
Volumen / ΔT
—
Potencia térmica
—
Energía diaria
—
Equiv. agua [lb]
—
Equiv. agua [L]
—

BTU/h = área(ft²) · 20 · (ΔT/30) · factor · 1 BTU = 1055,056 J

Plano del recinto

Tablero eléctrico de climatización

Potencia eléctrica
—
Corriente estimada
—
Protección sugerida
—
Conductor orientativo
—

Dimensionamiento preliminar con 125 % de la corriente calculada. La protección y sección finales requieren norma local, método de instalación y caída de tensión.

CFT · TALLER DE ENERGÍA II UNIDAD 2 · RECURSOS HÍDRICOS Y GENERACIÓN

Fundamentos Hidrológicos y Proyectos Hidráulicos

Expansión conceptual interactiva: Cuenca Hidrográfica, Parámetros de Diseño, Hidrogramas y la Curva de Duración de Caudales (CDC) para el dimensionamiento técnico-económico de centrales hidroeléctricas.

Módulo 01 · Morfología & Cuencas

La Cuenca Hidrográfica y la Información Hidrológica

La cuenca hidrográfica es el colector natural que transforma la lluvia y el deshielo en escorrentía superficial y subterránea. Sus características morfométricas definen la magnitud, velocidad y agresividad del caudal disponible para una central hidroeléctrica.

1.1. Concepto y Divisoria de Aguas

Una cuenca es un territorio delimitado naturalmente por la divisoria de aguas (línea de altas cumbres o divortia aquarum), donde todas las aguas escurren hacia un punto de salida común o punto de cierre (donde comúnmente se ubica la captación o bocatoma).

Balance Hídrico Anual: P = ETR + Q + ΔS P: Precipitación | ETR: Evapotranspiración Real | Q: Escorrentía | ΔS: Variación de reservas de agua subterránea

Parámetros Morfométricos Críticos

  • Área de drenaje (A en km²): Determina el volumen bruto capturado por el sistema.
  • Perímetro (P en km): Longitud del contorno de la divisoria de aguas.
  • Coeficiente de Compacidad de Gravelius (Kc): Compara la forma de la cuenca con un círculo perfecto. Define el tiempo de concentración de las crecidas.
Kc = 0.282 · ( P / √A ) Kc ≈ 1.0 a 1.2: Cuenca redondeada (muy propensa a crecidas súbitas y destructivas)
Kc > 1.5: Cuenca alargada (flujos amortiguados en el tiempo, menores picos)
Tiempo de Concentración (Kirpich): tc = 0.0663 · ( L0.77 / S0.385 ) tc: Tiempo (horas) que tarda la gota más lejana en llegar a la salida | L: Longitud cauce (km) | S: Pendiente media (m/m)

1.2. Calculadora de Forma y Tiempo de Concentración

Modifica los parámetros de la cuenca para diagnosticar su respuesta hidrológica ante precipitaciones.

Índice Gravelius (Kc)
1.34
Moderadamente alargada
Tiempo de Concentración (tc)
3.6
horas
216 minutos
Bocatoma (Salida) Divisoria de Aguas Cauce Principal
Divisoria (Divortia Aquarum)
Afluentes (Orden 1 y 2)
Punto de Cierre / Bocatoma
Módulo 02 · Parámetros de Diseño

Cantidades y Parámetros Técnicos para un Proyecto Hidráulico

El dimensionamiento de una central hidroeléctrica requiere cuantificar con exactitud el caudal aprovechable, el desnivel topográfico, las pérdidas de carga en conductos y la eficiencia de conversión de la turbina y el generador.

1. Variables de Caudal (Q)

  • Qmedio: Caudal medio histórico anual del río.
  • Qecológico: Caudal protegido por ley que debe permanecer en el río (DGA Chile).
  • Qdiseño (o equipamiento): Caudal nominal que ingresa a la turbina a plena carga.
  • Qcrecida (Tr 50/100 años): Diseña vertederos y defensas de bocatoma.

2. Variables Topográficas (H)

  • Cota Captación (Z1): Nivel de agua en cámara de carga o presa.
  • Cota Restitución (Z2): Nivel en canal de desagüe de casa de máquinas.
  • Altura Bruta (Hb = Z1 - Z2): Desnivel geodésico total.
  • Pérdidas de Carga (hf): Fricción en tubería de presión y accesorios.
  • Altura Neta (Hn = Hb - hf): Energía real que choca en la turbina.

3. Variables de Conversión (η)

  • ηturbina (84% - 93%): Eficiencia hidráulico-mecánica.
  • ηgenerador (93% - 97%): Eficiencia eléctrica del alternador.
  • ηtransformador (98%): Pérdidas de elevación de tensión.
  • Rendimiento Total (ηg): ηt · ηgen · ηtr ≈ 75% a 85%.

2.2. Simulador Integral de Potencia, Pérdidas y Selección de Turbina

Ingresa los datos del proyecto para evaluar la potencia hidráulica bruta, las pérdidas de carga en la aducción, la potencia eléctrica entregada y la turbina hidráulica idónea según la carta de aplicación internacional (Pelton, Francis, Kaplan, Turgo, Michell-Banki).

Potencia Hidráulica Bruta
1,104
kW
Ph = 1000 · 9.81 · Q · Hb
Potencia Eléctrica Útil (Pe)
882
kW
0.88 MW entregados
Pérdidas Totales
222
kW
Rendimiento global: 79.9%
Energía Anual Generable
6,350
MWh / año
Factor de Planta: 82.2%
Turbina Recomendada según Q y H
Turbina Francis
Reacción de flujo mixto

Óptima para alturas medias (25m - 250m) y caudales moderados a altos. El agua entra por una voluta espiral radialmente y sale axialmente.

Módulo 03 · Dinámica Temporal

El Hidrograma: Anatomía y Regímenes Fluviales

El hidrograma grafica la evolución del caudal respecto al tiempo Q(t). Permite analizar el pico de crecida para la seguridad de las obras civiles y separar el caudal base (aguas subterráneas) de la escorrentía directa provocada por tormentas o deshielos.

Tiempo (Horas desde inicio lluvia) Caudal Q (m³/s)
Curva de Caudal Total
Escorrentía Directa (Superficial)
Caudal Base (Acuífero / Freático)

Anatomía de un Hidrograma de Tormenta

Al precipitar, el suelo absorbe agua hasta saturarse (infiltración). Una vez superada la capacidad de retención, el agua corre por la superficie generando el pico de crecida.

1
Rama Ascendente (Concentración):
El caudal crece a medida que los afluentes de toda la cuenca aportan al río principal.
2
Caudal Punta o Pico (Qp):
Valor máximo instantáneo. Crucial para definir el vertedero de evacuación y defensas fluviales.
3
Rama Descendente y Agotamiento:
Cesa la lluvia y el río vuelve paulatinamente al caudal base sostenido por el nivel freático subterráneo.
Separación de Caudal Base:
Módulo 04 · Herramienta Reina de Diseño

Curva de Duración de Caudales (CDC / Flow Duration Curve)

La Curva de Duración de Caudales indica el porcentaje del tiempo (probabilidad de excedencia) en que un determinado caudal es igualado o superado. Es la herramienta determinante para fijar el caudal de equipamiento (Qdis), la potencia firme y calcular la energía anual.

4.1. Fundamento de Construcción

Se toman los caudales diarios de un año completo (o serie histórica de 10 a 30 años de una estación de la DGA), se ordenan de mayor a menor y se calcula la probabilidad de excedencia P con la fórmula de Weibull:

P = [ m / (N + 1) ] · 100% m: Posición u orden del dato ordenado (1 a N) | N: Total de observaciones (ej. 365 días)

Q95 (Aguas Bajas): Caudal presente el 95% del año. Representa el caudal firme de estiaje disponible casi permanentemente.

Q50 (Mediana): Caudal normal garantizado la mitad del año.

Q10 (Aguas Altas / Crecidas): Superado sólo el 10% del año.

4.2. Zonificación Energética en la CDC

Área 1: Energía Turbinable (Firme + Secundaria)
Volumen turbinado hasta la capacidad nominal Qdis (descontando Qeco).
Área 2: Agua Vertida (Excedente no Turbinable)
Caudales que superan Qdis + Qeco. Se derraman por el aliviadero sin generar kilovatios.
Área 3: Caudal Ecológico Protegido
Banda base intocable exigida por ley para preservar la biota del río.

Simulador Dinámico de Dimensionamiento sobre la CDC

Porcentaje del Tiempo de Excedencia (%) Q (m³/s) 0% 20% 40% 60% 80% 100% Qd + Qeco Qeco
Potencia Nominal (Pnom)
1,284
kW
A plena capacidad (Qdis)
Energía Anual Generada
8,120
MWh / año
Equivalente a 2,200 hogares
Factor de Capacidad (Planta)
72.2
%
6,325 horas equivalentes
Agua Vertida (Excedente)
18.4
%
No cabe en la turbina
⚖️
Análisis de compromiso técnico-económico: Tu caudal de diseño corresponde a una excedencia del 34% (superado 124 días/año a plena carga). Representa un dimensionamiento equilibrado entre inversión en turbina y captación de energía.
Módulo 05 · Práctica Aplicada CFT

Ejercicios Guiados y Autoevaluación

Aplica los conceptos hidrológicos a problemas de cálculo técnico típicos del Taller de Energía II y proyectos de energías renovables en Chile.

EJERCICIO 1 · MORFOMETRÍA DE CUENCA Kirpich & Gravelius

Una microcuenca en la precordillera de la Región de Los Ríos tiene un área de A = 80 km² y un perímetro de P = 38 km. Calcula el Coeficiente de Compacidad de Gravelius (Kc) con 2 decimales y determina si la cuenca es propensa a crecidas repentinas.

EJERCICIO 2 · POTENCIA Y CAUDAL ECOLÓGICO P = ρ · g · Q · H · η

En un río con caudal natural de 4.8 m³/s, la DGA exige un caudal ecológico de 0.6 m³/s. La central tiene una altura neta de Hn = 28 m y un rendimiento global de la instalación de η = 82%. Calcula la potencia eléctrica útil (Pe) entregada a la red en kW (usa g = 9.81 m/s² y densidad 1000 kg/m³).

EJERCICIO 3 · INTERPRETACIÓN DE LA CDC Factor de Planta y Horas Equivalentes

Una central minihidro de Pnom = 1,500 kW (1.5 MW) genera anualmente 9,855 MWh según la integración de su Curva de Duración de Caudales. Calcula su Factor de Planta (FP en %) respecto al año civil de 8,760 horas.

Marco Teórico & Regulatorio

Glosario Técnico y Normativa de Aguas en Chile

Término Definición Técnica Referencia / Norma
Divisoria de Aguas (Divortia Aquarum) Línea geográfica imaginaria trazada sobre las máximas crestas montañosas que separa el escurrimiento hacia dos cuencas hidrográficas vecinas. Morfología Fluvial
Caudal Ecológico (Qeco) Flujo mínimo permanente que debe escurrir por el álveo natural para salvaguardar el ecosistema acuático, fauna íctica y el turismo. No puede ser derivado a tubería de presión. Código de Aguas (Art. 129 bis 1) · Res. DGA N° 71/2014
Caudal Firme (Q95) Caudal igualado o superado el 95% del tiempo en la curva de duración de caudales. Garantiza la potencia firme que una central puede comprometer en el mercado eléctrico. Coordinador Eléctrico Nacional (CEN)
Tiempo de Concentración (tc) Tiempo requerido para que una partícula de agua caída en el punto hidráulicamente más remoto de la cuenca viaje hasta el punto de captación. Fórmula de Kirpich / DOH Chile
Altura Neta (Hn) Desnivel físico bruto menos las pérdidas de carga hidráulicas por fricción (Darcy-Weisbach / Manning) y singularidades (codos, rejillas y válvulas) en la tubería de presión. Mecánica de Fluidos e Hidráulica
Turbinas de Acción vs Reacción Acción (Pelton, Turgo): La presión del agua se convierte 100% en velocidad en toberas antes de golpear las cucharas al aire libre.
Reacción (Francis, Kaplan): El rodete opera completamente sumergido y aprovecha tanto la presión estática como la energía cinética.
IEC 60193 / Criterio de Selección H-Q
Taller de Energía II · Unidad 2: Recursos Hídricos y Centrales Hidráulicas
CFT de Los Ríos / Paillaco · Especialidad en Electricidad y Energías Renovables
Documento interactivo generado para estudio y resolución analítica · Octubre 2026
Basado en el registro de cátedra 13 de octubre.archimedes

Solar térmica

Calcula la energía para cambiar la temperatura de una materia o para producir un cambio de fase. Valores de referencia editables en J/(kg·°C) y J/kg.

Azimut solar

Calcula el coseno del azimut solar y su ángulo mediante arco coseno a partir de la altitud solar, la latitud y la declinación.

cos(φₛ) = [sen(βₙ) · sen(L) − sen(δ)] / [cos(βₙ) · cos(L)]

La opción muestra hora terrestre / hora solar verdadera. La conversión usa longitud, huso UTC y ecuación del tiempo; los ángulos se ingresan en grados.

Azimut cos(φₛ)
—
Azimut φₛ = arccos(cos(φₛ))
—
Altitud utilizada
—
Latitud utilizada
—
Declinación utilizada
—
Hora solar verdadera
—
Estado del cálculo
—

Radiación solar por hora y estación

Estima la radiación incidente en un plano durante las 24 horas de un día representativo de cada estación y la extrapola al año. El resultado es una referencia académica para comparar temporadas, no un dato meteorológico medido.

Parámetros del sitio

G(h) ≈ Gp · Fatm · Forient · max(0, sin α) · superficie

Días adoptados: verano 92, otoño 91, invierno 89 y primavera 93. La inclinación modifica la referencia del plano; para un diseño definitivo se deben usar datos TMY o mediciones locales.

Día del año n
—
Declinación solar
—
Horas sol equivalentes
—
Radiación del día
—

Esfera solar en el cubo celeste

La esfera gira continuamente y su eje se inclina según la declinación calculada para el día seleccionado.

— · n = — · δ = —

Radiación anual
—
Mejor estación
—

δ = 23,45° · sen[(360° / 365) · (n − 81)]

Ángulo horario y altitud solar

Calcula el ángulo horario respecto al mediodía solar verdadero y la altitud del Sol sobre la línea del horizonte para una ubicación y declinación determinadas.

H = 15° · (hora solar verdadera − 12)

sen(βₙ) = cos(L) · cos(δ) · cos(H) + sen(L) · sen(δ)

La hora ingresada se interpreta como hora solar verdadera, no como hora oficial del reloj. La altitud es positiva sobre el horizonte y negativa cuando el Sol está bajo él.

Altitud solar βₙ
—
Ángulo horario H
—
sen(βₙ)
—
Estado solar
—
Referencia
—

Inclinación óptima de los paneles

Calcula el ángulo de elevación recomendado sobre la horizontal a partir de la latitud del lugar de instalación y la declinación solar del día analizado.

β = |L − δ|

El resultado expresa la elevación del panel respecto de la horizontal. Para una instalación definitiva también deben revisarse sombras, estructura, orientación azimutal, viento y normativa local.

Ángulo óptimo β
—
Latitud utilizada
—
Declinación utilizada
—
Referencia
—
Posición sugerida
—

Suite solar residencial

Proyección preliminar para calefacción hidrónica por piso radiante y agua caliente sanitaria (ACS) con colectores solares térmicos.

Calefacción por piso radiante

Selecciona una vivienda tipo y ajusta sus condiciones de diseño. La carga combina transmisión e infiltración; sirve para aproximar potencia, tubos y circuitos.

Carga de diseño
—
Potencia piso
—
Circuitos
—
Superficie activa
—
Tubo estimado
—
Caudal total (ΔT 5 K)
—
Separación recomendada
—

Referencia académica: no reemplaza el cálculo de envolvente ni el balance hidráulico del fabricante.

Agua caliente sanitaria solar

Estima energía diaria, área de captación y volumen de acumulación para ACS. La fracción solar queda editable para invierno o verano.

Energía ACS
—
Área colectores
—
Paneles
—
Consumo diario
—
Acumulador sugerido
—
Aporte solar diario
—
Respaldo diario
—

El acumulador se aproxima entre 50 y 80 litros por m² de captación, según clima y patrón de consumo.

Calor específico

Calor sensible: Q = m · c · (Tf − Ti). Un ΔT negativo representa enfriamiento.

Energía sensible
—
Calor específico c
—
Cambio de temperatura
—

Calor latente

Cambio de fase: Q = m · L. No se usa ΔT porque la energía cambia el estado de la materia.

Energía de cambio de fase
—
Calor latente L
—
Estado
—

Valores de referencia a presión atmosférica: fusión 334 kJ/kg, vaporización 2 257 kJ/kg y sublimación 2 834 kJ/kg.

Relaciones de cambio de estado

Selecciona el proceso físico para identificar el estado inicial, el estado final y el sentido energético. La plantilla se vincula al material elegido arriba.

Energía del proceso
—
Estado inicial → final
—
Sentido térmico
—

Conversor de temperatura

Ingresa una temperatura en cualquiera de las tres escalas. Las otras unidades se actualizan automáticamente.

Relaciones: K = °C + 273,15 · °F = °C × 9/5 + 32.

Valores de calor específico

Valores aproximados de uso académico. Pueden variar con la temperatura, presión y composición.

Estudio de consumo

Empalme editable. Casa-granja 6 kW (220–230 V) o plantillas 10–500 kW de Los Ríos. Pinza True RMS: lee régimen a 30–60 s, no el pico. Tarifa de energía editable (referencia $252/kWh, sin cargo fijo).

Empalme

Equipos de referencia

Edita I medida, horas/día y duty. Cargas de frío deben ciclar; un motor al 100 % ON es falla.

Totales

Consumo mensual estimado
—
Costo energía
—
Promedio diario
—
Frío / térmico / resto
—
Frío vs total
—

Simultaneidad del empalme

Marca cargas que podrían coincidir. El empalme no cubre todos los arranques a la vez.

P coincidente
—

Criterios de pinza

  • Carga resistiva: |I − In| / In ≤ 10 %. Desvío > 15 %: revisar elemento.
  • Compresores: deben ciclar. 100 % ON = falla.
  • Motor DOL: arranque 5–8× In, < 10× y < 1 s.
  • Freezer sano: 1,3–2,2 A ON, 0 A OFF, duty 30–50 %, 90–140 kWh/mes.

Eficiencia energética

Calculadora de referencia para instalaciones residenciales, comerciales, productivas y de servicios. La eficiencia se aproxima como potencia útil ÷ potencia total × 100; la potencia restante se informa como pérdida o margen no utilizado.

Plantilla instalada

η = P útil / P total × 100 · P perdida = P total − P útil. Valores académicos: verificar medición, demanda y simultaneidad.

Proyección de potencia

La plantilla carga artefactos comunes y sus potencias nominales. Ajusta el factor útil de cada grupo para representar la operación real.

Eficiencia energética
—
Potencia total instalada
—
Potencia útil aproximada
—
Potencia perdida / margen
—
Factor de utilización
—

Aislamiento térmico

Modelo simplificado de pérdidas por transmisión e infiltración. Los valores se actualizan al cambiar de plantilla y siguen siendo editables.

Pérdida térmica estimada
—
Transmitancia global Ht
—
Infiltración / ventilación
—
Resistencia equivalente
—
Clasificación
—

Referencia académica; no sustituye cálculo reglamentario de envolvente, puentes térmicos o ventilación.

TAN-Telecom y AHF

Proyectar el tablero IEC 61439 para nodo de telecomunicaciones, DSP 3P+N (Clarke / THDi = Ih/I1) y banco 24 V · 120 W.

Proyección de tablero

In = (P·1000) / (√3 · V · cosφ · η)

Resultado IEC 61439

In de selección / envolvente
—
In base / diseño
—
Icc / Icw est.
—
RDF / Ku / ΔT
—
Familia / forma
—

DSP 3P+N (señal patrón)

THDi académico = 100 · √(H3²+H5²+H7²) / I1. No es IEC 61000-4-7.

THDi
—

Banco 24 V · 120 W

Alineado a fuente 0–30 V / 0–5 A. Simulación HIL, no conmuta hardware.

P bus
—
Margen 5 A / 120 W
—
Ilim sugerida
—
Estado
—

Autoprueba → precarga lógica → E-stop → rearme enclavado. Physical outputs = false.

Sistema Por Unidad (PU)

Normalización de sistemas eléctricos de potencia (SEP). Conversión de bases trifásicas Sb/Vb, cambio de base de impedancias (Zpu_nueva), cálculo de cortocircuito trifásico simétrico y diagrama unilineal con zonas de tensión.

Plantilla regional

Subestaciones y elementos publicados por el Coordinador Eléctrico Nacional. Abrir Infotécnica

Seleccione una subestación para cargar sus barras y valores de estudio. Las impedancias de red, línea y transformador son editables: la fuente consultada no publica una impedancia equivalente única para cada barra.

1. Base del Sistema (Global)

Potencia base común trifásica y tensión de referencia en la barra de falla o estudio.

Impedancia y Corriente Base en Barra
1.904 Ω base
Ib base trifásica
4.184 kA
Fórmula Zb
Zb = Vb² / Sb
Fórmula Ib
Ib = Sb / (√3·Vb)
Nivel de tensión
Media Tensión (MT)

Zb [Ω] = (Vb [kV])² / Sb [MVA]  ·  Ib [kA] = Sb [MVA] / (√3 · Vb [kV])

2. Cambio de Base de Impedancia (Zpu)

Re-expresa la reactancia de catálogo del equipo a la base del sistema.

Zpu en Base Nueva (Sb = 100 MVA)
0.6000 pu
Z real equivalente
1.1427 Ω
Razón de potencias
Sb,new / Snom = 4.00

Zpu,new = Zpu,old · (Vnom / Vbase)² · (Sb,new / Snom)

3. Cadena de Red y Cortocircuito 3φ

Red equivalente en serie: Red / Generador + Transformador + Línea + Carga / Falla en barra final.

Zth,pu = Zg,pu + Zt,pu + Zlinea,pu  ·  Icc,pu = Vf / |Zth|  ·  Icc [kA] = Icc,pu · Ib

Resultados de Falla y Carga

Corriente de Cortocircuito Trifásico Simétrico (Icc 3φ)
5.932 kA
Icc en PU
1.418 pu
Potencia de cortocircuito (Scc)
141.8 MVA
Zth equivalente Thévenin
0.026 + j0.705 pu
|Zth| y ángulo
0.706 pu ∠87.9°
Xg red / Trafo en base Sb
0.200 / 0.375 pu
Línea Zpu en base Sb
0.026 + j0.131 pu
Carga en régimen nominal
0.0167 pu (69.7 A)
Razón Icc / I nominal carga
85.1 × Inom

Subestaciones Eléctricas

Estudio de localización de centro de cargas (cuadrícula 0.5×0.5 km) y caracterización climatológica (a–g) en Los Ríos, junto al laboratorio PU para transformadores elevadores, transmisión y equipos de patio.

Calculadora de Subestación

Método de Cuadrícula & Caracterización Climatológica

Los Ríos
💡
Método de Localización (0.5 × 0.5 km):

"En un plano grande de una ciudad se traza, a escala, una cuadrícula que puede ser de 0.5 × 0.5 km. En cada cuadro de medio kilómetro de lado, se obtiene estadísticamente la capacidad instalada, contando el número de transformadores de distribución repartidos en el área y sumando la potencia en kVA de todos ellos."

Zona Base de Estudio
Paso: 500m (0.25km²)
Tope: 500 kVA
Alcance Licencia SEC Clase B: 500 kW / 500 kVA máx 0.0%
Selecciona una plantilla para cargar valores completos. D.S. N° 92 SEC

Ningún cuadro seleccionado

Haz clic en el mapa para trazar o pulsa sobre una cuadrícula existente para censar sus transformadores.

#1

Cuadrícula 500m × 500m

Área: 0.25 km²

Añade los transformadores de distribución instalados en este cuadro. Suma automática de potencia (kVA):

Comunes:
Cantidad Potencia (kVA) Subtotal
Capacidad en este Cuadro
0 kVA (= 0.00 MVA)
Transformadores 0 unid.

Balance General de Cargas

0 cuadrículas
Potencia Instalada Total
0 kVA
0.00 MVA
Transformadores Totales
0 unidades
0 kVA/km²
Cuadrícula: 500m × 500m (0.25 km²) CFT - Circuitos Trifásicos
Densidad de Carga 0.5×0.5km
1 - 250 kVA (Baja)
251 - 750 kVA (Media)
751 - 1500 kVA (Alta)
> 1500 kVA (Muy Alta)
⚡ Subestación (Centroide)
ℹ️ Mensaje

Calculadora de fasores

Convierte números complejos entre forma rectangular y notación fasorial. El ángulo se expresa en grados y se normaliza al intervalo −180° a 180°.

Rectangular → fasorial

Ingresa la parte real a y la parte imaginaria b del complejo a + jb.

Notación fasorial
5 ∠ 53,13°

3 + j4

Magnitud |Z|
5
Ángulo θ
53,13°

Fasorial → rectangular

Ingresa la magnitud y el ángulo del fasor A ∠ θ°.

Forma rectangular
3 + j4

5 ∠ 53,13°

Parte real a
3
Parte imaginaria b
4

Relaciones

A = √(a² + b²) · θ = atan2(b, a) · a = A cos(θ) · b = A sin(θ)

24 plantillas trifásicas

Selecciona un circuito de ejemplo para cargar sus valores en la calculadora y visualizarlo con p5.js.

—

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Topología
—
Sistema
—
Fasor de referencia
—
Secuencia
ABC

Conversor HEX → HSB

Genera valores HSB orgánicos y precisos a partir de un hexadecimal. Clic en una tarjeta para copiar.

Código hexadecimal

RGB 0–1
—
RGB 0–255
—

HSB

El mago Vaelithor, con túnica verde y un bastón de cristal
Maeth / Aemaeth · taller de las manos

La electricidad, según el mago Vaelithor

Catorce pisos, cuatro puntos de vista. Se juega con las manos. Se invierte en lo que dura. Las palabras del taller se quedan: peldaño, disfraz, pasaporte, casita, tobogán, pasillo pegajoso, empujón, desfile, cansancio, tesoro, canicas, cubo, ovillo, columpio, foto.