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Diferencias entre un UPS Comercial y un UPS Industrial
Conozca más acerca de las diferencias entre un UPS comercial y un UPS industrial, y tome la mejor
decisión para la protección de sus instalaciones críticas.
¿Usaría la bicicleta normal para manejar a través de una montaña?
¿Ha andado en bicicleta? O mejor aún, ¿ha comparado lo que es
andar en bicicleta sobre pavimento con hacerlo en superficies
no pavimentadas? Si la respuesta es afirmativa a cualquiera de
esas preguntas, podrá comprender la diferencia entre un UPS
comercial y uno industrial.
Los sistemas de suministro ininterrumpido de energía (UPS)
se han convertido en componentes esenciales de nuestro
mundo, el cual está cada vez más conectado. Comúnmente, los
UPS se utilizan para proteger las cargas críticas en centros de
datos, telecomunicaciones e industrias. Con la diversificación y
automatización de las industrias, también aumentó la necesidad
de diseñar UPS especialmente para entornos difíciles: con
temperaturas altas, humedad, polvo, lugares remotos, altos
estándares de seguridad y con costos controlados.
Los UPS se crean con gran variedad de tamaños, formas,
capacidades, características y beneficios. Para elegir el sistema
de UPS adecuado, en vista de la amplia variedad, el grupo de
ingeniería eléctrica es el responsable de realizar una revisión
cuidadosa de los requisitos del sistema. Es en este punto que se
deben sopesar adecuadamente la seguridad, la confiabilidad, el
desempeño y el costo total de propiedad.
Existen dos categorías principales de UPS: comercial e industrial.
Aquí es donde haremos uso de una analogía para comparar
los UPS comerciales e industriales con dos tipos diferentes de
bicicletas. Tome en cuenta lo siguiente:
Las bicicletas normales están diseñadas para viajes casuales en
una posición vertical, muy cómoda, con un cómodo asiento de
gran tamaño. Las bicicletas normales suelen tener llantas anchas
tipo globo y una ancha manivela curva. La mayor parte de las
bicicletas normales tienen una sola velocidad y un anticuado
freno de contrapedal (con el que se pedalea hacia atrás para
frenar). Pueden usarse en viajes de corta distancia y para hacer
mandados siempre y cuando la ruta sea bastante plana. Algunos
fabricantes de bicicletas normales cuentan con una amplia
variedad de coloridos modelos para satisfacer diferentes gustos
y modas. Por lo general, el costo de una bicicleta normal puede ir
de $100 a $1000.
Las bicicletas de montaña están diseñadas para caminos
irregulares sin pavimentar. Tienen manivelas planas o verticales
y cuentan con un mecanismo para pedalear en senderos
empinados. La mayor parte de las bicicletas de montaña
tienen algún tipo de amortiguador de golpes o suspensión. Las
bicicletas de montaña vienen con frenos de disco especiales
para un desempeño óptimo al frenar. La bicicleta de montaña
fue construida con componentes robustos que ofrecen un alto
desempeño en variedad de terrenos difíciles. Pueden manejarse
en pavimento, tierra, grava, cuesta arriba, cuesta abajo, para dar
saltos, etc. El costo de una bicicleta de montaña varía entre $800
y $10.000.
Ambas bicicletas son similares ya que tienen dos ruedas, una
manivela, un asiento, pedales y otros. Sin embargo, han sido
diseñadas para usos muy diferentes. La bicicleta normal es
cómoda, moderna y se desempeña bien en las circunstancias
adecuadas. Intente montar una bicicleta normal en un terreno
no pavimentado y en poco tiempo terminará con una bicicleta
inservible. La bicicleta de montaña es fuerte, robusta, y fue
construida para un alto desempeño en condiciones difíciles.
Intente montar una bicicleta de montaña en pavimento plano y
¿adivine qué pasa? Funcionará perfectamente durante mucho
tiempo.
La explicación es simple. Utilice el equipo correcto para el
entorno correcto. Si va a andar fuera de la carretera, entonces
necesita una bicicleta de montaña. En el caso de los UPS, si
necesita respaldar una carga crítica en un entorno industrial difícil
necesita un sistema industrial de UPS.
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¿Qué debe entonces considerar al comparar un UPS
comercial con uno industrial?
Mantenimiento
Los UPS comerciales se promocionan para dar servicio a clientes
en constante cambio debido al rápido avance tecnológico de
los centros de datos y de las telecomunicaciones. Es decir, los
gerentes de TI siempre están atentos para instalar el modelo del
siguiente año que sea más barato, más pequeño y más eficiente.
Sin embargo, el lado menos positivo es que los modelos más
antiguos se vuelven obsoletos rápido y el mantenimiento del
equipo antiguo en el sitio se convierte en un desafío enorme. Por
otra parte, los UPS industriales mejoran a medida que avanza la
tecnología. Pero, en vista de que el equipo suele estar diseñado
para funcionar de 20 a 30 años, los productos nuevos siguen
siendo compatibles con los originales. Los UPS industriales
también cuentan con repuestos junto con el Soporte Técnico
hasta por 25 años.
Baterías
Vida útil
Lo primero a considerar es la vida útil que se espera tendrá el
equipo de UPS. En los usos de UPS comerciales en instalaciones
de procesamiento de datos, la tecnología informática está
evolucionando tan rápido que es probable que dentro de 12
años el equipo quede obsoleto. Sin embargo, los UPS industriales
deben diseñarse para coincidir con la vida útil esperada de la
instalación industrial (30 años o más).
Entorno
Los entornos de los UPS comerciales casi siempre mantienen una
temperatura controlada y permanecen muy limpios. Debido al
entorno controlado, se pueden optimizar ciertos componentes
que están sujetos a averías térmicas para reducir costos. El caso
es diferente para las industrias. La mayoría de estos UPS están
instalados en salas eléctricas o en el piso de fabricación. Algunos,
incluso, están instalados a la intemperie donde es posible que
se expongan a temperaturas cambiantes, al polvo y a gases
corrosivos que pueden entrar en contacto con el UPS. Por este
motivo, los UPS industriales tienen que resistir condiciones
difíciles a la vez que funcionan de manera confiable y con un
desempeño óptimo.
Para las UPS comerciales, en general, se suele especificar la
autonomía de las baterías en 10 - 30 minutos. Debido a que los
tiempos de respaldo con baterías de los UPS comerciales no son
tan prolongados como los utilizados en las industrias, al tiempo
de recarga no se le da mucha prioridad. Para las industrias, el
tiempo de recarga debe ser más rápido pues requieren tiempos
de autonomía con baterías de 1 a 8 horas o más. Esto significa
que el ingeniero encargado de especificar el equipo de UPS debe
tener en cuenta que pueden ocurrir muchas interrupciones del
suministro eléctrico en un corto periodo de tiempo. Cuando eso
sucede, se debe garantizar que el banco de baterías está cargado
al máximo para suministrar energía a la carga crítica.
Además, en los UPS comerciales es común que las baterías
lleguen a descargas profundas. La descarga profunda de las
baterías del UPS eliminará más energía de las celdas y esto
acabará por reducir la vida útil de las baterías del UPS. Los
UPS industriales utilizan un voltaje de salida mayor cuando se
descargan las baterías y no descargará tan profundamente el
banco de la batería. Al hacerlo ampliará la vida útil del banco de
baterías del UPS industrial al mismo tiempo que maximiza la
confiabilidad. Para los ingenieros que especifican la solución de
UPS puede ser desastroso no tomar en cuenta las consecuencias
de la reducción de la vida útil de las baterías.
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Sistemas de UPS para mantener el control de su aplicación industrial en caso de una caída
Diferencias entre los UPS Industriales y Comerciales
Requisitos de los clientes comerciales
Criterios de evaluación
Requisitos de los clientes industriales
Batería
24 - 48 horas
Tiempo de recarga de las baterías (al 90%)
8 - 15 horas
10 min - 1h 30 min
Autonomía
30 min - 10 horas
5 - 7 años
Vida de diseño de las baterías
10 - 20 años
Profundidad de Descarga
60 - 80%
90%
Características Eléctricas del UPS
Corriente Alterna
Tipo de UPS
Corriente Alterna y Corriente Directa
0 - 30 kVA
Salida monofásica
0 - 160 kVA
0 - 800 kVA
Salida trifásica
0 - 500 kVA
Daños al conmutador estático con fallo sostenido
Eliminación de Corrientes de Fallo
Conmutador estático e inversor dimensionados para el
peor de los casos
Normalmente no se especifica
Transformador de aislamiento de entrada/salida
Especificado/Obligatorio
Especificado en el UPS
Interruptor de Bypass Separado
Especificado en un Cabinete Separado
No disponible
Tensión de CD variable
Disponible/Especificado en algunos casos
Contactos sin Voltaje
Cantidad especificada
Cantidad limitada
Características de diseño del UPS
10 - 15 años
Vida útil del equipo
15 - 30 años
Tipo de prueba
Pruebas del equipo
Pruebas de rendimiento certificadas
Características del entorno del UPS
25 - 30 °C
Temperatura de funcionamiento
0 - 55 °C
10 - 55%
Humedad del aire
10 - 98%
IP 20 --> IP 31
Contaminantes del aire (Niveles de IP)
IP 20 --> IP 54
None
Diseño mecánico
Especificado
No
Gestión de proyectos con aprobación de diseño
Documento con el programa del proveedor
Manual estándar de usuario
Documentación detallada
Documento a la medida con aprobación del operador
Ingenieros de servicio del fabricante
Mantenimiento post-venta
Ingenieros de servicio del fabricante e Ingenieros de
mantenimiento del operador
Generalmente entre 10 - 15 años (Vida útil del
producto)
Repuestos y obsolescencia
15 - 25 años de soporte requerido
Servicios
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Características del diseño
Existen muchos matices en el diseño de los UPS comerciales
e industriales. Por la limitación de tiempo y para explicarlo en
términos sencillos, nos centraremos en dos aspectos: Topología y
análisis de contingencia.
Las dos topologías más comunes utilizadas en los sistemas UPS
modernos son la conversión simple y la doble conversión. La
conversión simple suele estar relacionada con los UPS de diseño
comercial. Las soluciones de conversión simple tienden a ser más
compactas y ocupar menos espacio en el área de producción,
lo cual también requiere menos costos de fabricación.
Desafortunadamente este diseño tiene algunos inconvenientes,
como la falta de acondicionamiento de líneas y posibles
interrupciones del suministro eléctrico. Por lo general, estos UPS
son de la topología fuera de línea o de línea interactiva.
Los sistemas de UPS de doble conversión o en línea, utilizados en
las industrias, eliminan muchos de los problemas relacionados
con la tecnología de conversión simple. Por ejemplo, en un
diseño de doble conversión dado que el inversor provee energía
constante a la carga y que la batería también alimenta el inversor,
si falla el suministro eléctrico principal (si el rectificador se queda
sin entrada) la carga cambia de inmediato a la batería para evitar
la interrupción.
Además, el análisis de contingencia se centra en cómo se
comporta el UPS cuando ocurre algo inesperado. ¿Qué pasa
cuando el tablero de control falla? ¿Seguirán funcionando otros
componentes? ¿Se caerá la carga por completo o el UPS hará una
transferencia al bypass de manera segura mientras que notifica
al operario del lugar? Estas son preguntas críticas que deben
abordarse al elegir el UPS para una aplicación industrial.
No muchos de los proveedores de UPS comerciales incorporarán
un diseño de conmutación estática contra fallos. Para los diseños
de UPS industriales se tiene que eliminar los puntos únicos
de fallo. Para hacerlo, los UPS industriales utilizan circuitos de
control interno y externo para monitorear cualquier posible
problema, y cuando/si se detecta un error se activa de inmediato
un conmutador independiente contra fallos que transfiere la
carga crítica al bypass.
Como se puede apreciar, estas son algunas de las características
críticas que diferencian ambos equipos. La prioridad de los
sistemas industriales de UPS es proporcionar un suministro
eléctrico confiable y consistente para respaldar las cargas críticas
que suponen un gran riesgo para la vida humana o costos muy
elevados relacionados con caídas de las instalaciones.
Conclusión
La analogía entre una bicicleta y un sistema de UPS no es
perfecta pero es una manera simple y eficaz de explicar las sutiles
diferencias entre dos máquinas similares que están diseñados
para usos diferentes.
Si debe elegir cuál sistema de UPS comprar, las diferencias
entre un UPS comercial y uno industrial están muy claras.
Sin embargo, debe determinar sus prioridades en cuanto a
seguridad, confiabilidad y desempeño además del costo total de
propiedad. Antes de tomar una decisión asegúrese de contestar
las siguientes preguntas:
-¿Por cuánto tiempo necesitará que el sistema UPS funcione? ¿Se
acerca más a 5 o a 30 años?
-¿A qué tipo de entorno estará expuesto su equipo? ¿Será
controlado o estará expuesto a los elementos?
-¿La facilidad de mantenimiento es una prioridad para usted?
¿Espera que existan componentes de reemplazo dentro de 25
años?
-¿Cuán confiable espera que sean su sistema de UPS y el banco de
baterías? ¿Qué sucede durante una caída de las instalaciones?
El diseño de un UPS industrial incluye consideraciones clave
como la seguridad de la vida humana y de la propiedad, una alta
disponibilidad de la carga crítica, una alta confiabilidad y un fácil
mantenimiento del UPS.
En entornos industriales, la criticidad de la carga que respalda el
UPS constituye una prioridad en la elección del mismo.
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