Introduccin

Un UPS (Fuente de Alimentacin Ininterrumpida) es un dispositivo que gracias a sus bateras, puede seguir proveyendo de alimentacin durante cierto tiempo, luego de una interrupcin de la energa elctrica.

Debido a un corte abrupto de energa, la mayora de los archivos de trabajo de los diferentes programas pueden ser alterados y a veces dejados casi inservibles. Lo mnimo que puede ocurrir, debido al uso de buffers y caches, es que cierta cantidad de informacin no pueda ser actualizada a tiempo en el disco. Tanto en la reconstruccin como en la verificacin de los archivos de trabajo se puede llegar a invertir un tiempo considerable y, a veces sin poder recomponer todo lo perdido.

El 60% de los problemas ocasionados en los equipos elctricos e informticos y las prdidas de informacin son debidos a interrupciones y perturbaciones en el suministro de la red elctrica y que esto supone prdidas en todo el mundo.

Segn un estudio del National Power Quality Laboratory cada ao se producen aproximadamente, en un edificio de oficinas de cualquier ciudad del mundo, unos 36 picos de tensin, 264 bajadas de red, 128 sobre voltajes subidas de tensin, 289 micro cortes menores a 4 ms y aproximadamente entre 5 a 15 apagones de red mayores a 10 segundos. Realmente de cada 100 perturbaciones, 40 causaron perdidas de datos incidencias en las cargas conectadas.

Efectos:

Corte de energa: imposibilidad de trabajar con equipos elctricos, falta de atencin al cliente (supermercados, agencias de viajes, etc. ), daos en el hardware, prdida de datos, corrupcin de archivos, etc.

Reduccin de tensin: fallos de hardware prematuros, ficheros corrompidos, etc.

Sobretensiones infratensiones: daos impredecibles, por lo general problemas de software, en el CPU, circuitera, discos y otros almacenamientos.

Ruido elctrico: sobreimpuesto en la lnea de utilizacin, armnicos en circuitera y ficheros de datos

Picos: son el resultado de cargas elctricas producidas sobre la red como el rayo, o encendido / paradas de equipos de alta potencia, esto nos produce destrozos en los circuitos electrnicos y corrupciones de datos dentro de nuestra informtica.

Sin embargo no cabe duda que, recin cuando ocurre algo grave, los usuarios de PCs se dan cuenta que la falta de proteccin es una perspectiva terrible. En realidad a un centro de cmputos nunca se le podra ocurrir tratar de operar sin una estrategia de proteccin de alimentacin; sin embargo, esa actitud es mas reciente en las LANs.

Inclusive puede no ser suficiente proteger solo el servidor de archivos: si hay usuarios que manejan datos crticos, las respectivas estaciones de trabajo deberan estar respaldadas en su alimentacin tambin con UPS. Quizs, para las estaciones de trabajo, los supresores de sobretensiones, sea ms que suficiente. Puede ser un UPS para todos los dispositivos controlados o para cada dispositivo. Por otra parte como las WANs se estn volviendo cada vez mas importantes como medio para interconectar LANs, el uso de los UPS se extiende a los dispositivos de conexin especialmente en el caso de redes privadas. Para estos casos se dispone de herramientas de gestin basadas en el SNMP (Protocolo Simple para Administracin de Redes) para facilitar una accin centralizada, monitoreo y diagnostico mejorados as como mayor seguridad en ambientes mltiples.

Caractersticas Generales

La idea detrs de un UPS es simple: si la tensin de lnea, baja o sube de ciertos niveles, las bateras del UPS se convierten en la fuente de poder de los dispositivos protegidos. Pero las bateras no pueden alimentar directamente los equipos tpicos de computacin sino por medio de un inversor que transforma la corriente continua (DC) de la batera en la alterna (AC) necesaria para aquellos dispositivos.

Un detalle a considerar es la forma de la onda que produce el inversor funcionando con bateras. Dicha forma puede ser aproximadamente cuadrada en lugar de sinusoidal, lo cual no es recomendable para los equipos que se quieren proteger. Por otra parte, la transicin tanto entre la alimentacin de lnea a la de bateras como a la inversa, no ser nunca instantnea sino que demanda un tiempo que puede estar entre los 2 y los 10 milisegundos. El efecto es equivalente a una verdadera cada de tensin. En general se usa como norma ISO, que un computador tolere una cada de tensin (o Sag) de hasta 4 milisegundos, aunque hay muchas fuentes de alimentacin baratas que a lo sumo toleran 1 milisegundo. Para aportar mayor versatilidad a los productos, casi todos los UPS incluyen otras caractersticas en funcin de las diferentes deficiencias de la red elctrica. Aqu corresponde aclarar que no todos los UPS compensan las sobretensiones (o Surge) y en tal caso habr que agregar externamente los correspondientes supresores.

Las fuentes de alimentacin de los computadores ya vienen con transformadores aislados elctricamente, pese a lo cual algunos fabricantes de UPS agregan otro a sus respectivos equipos. En realidad, los surges pueden absorberse o reenrutarse. Los estabilizadores de lnea, absorben las sobretensiones, as como las cadas de tensin de muy corta duracin, pero estn limitados en cuanto a la capacidad de manejar la cantidad de energa necesaria en estas condiciones. Un UPS en cambio, gracias a sus bateras, reenruta las sobretensiones al tiempo que protege el equipo correspondiente. Adems puede seguir proveyendo energa ininterrumpida con sus propias bateras, habida cuenta que el dispositivo pueda conmutar tan rpido como sea posible dicha fuente alternativa de alimentacin.

Al considerar la adquisicin de un UPS se debe el tipo de energa existente en la localidad donde se trabaje. Se puede decir que es de buena calidad si las fluctuaciones son del orden del 5% de la tensin nominal, o sea, + 11 voltios paral os 220 nominales. Si as fuera, lo nico que necesita cubrir es la falta de energa con lo cual es suficiente un UPS Off Line. Mientras los apagones dependen de la compaa de electricidad, tanto las cadas como las bajas de tensin debieran ser soportadas por el UPS sin tener que pasar a bateras.Sea para uno o mas dispositivos, un UPS debe especificarse en funcin de los Voltiamperes (VA) que sumen dichos dispositivos y no por los valores de potencia real en vatios (W). Los valores tpicos de los UPS mas usados estn entre los 400 y 675 W para unos 600 a 750 VA. Como ya se dijo, el valor necesario debe guardar relacin con la carga a conectar, en general no se recomienda pasar del 75% de las especificaciones del fabricante y debera ser de rigor conocer las vidas de las bateras para distintas condiciones de carga.

En el mercado actual hay gran cantidad de diseos de UPS. Puede llegar a ser confuso determinar que tipo de equipo es el ms conveniente para nuestra carga crtica, y cual nos entregar la energa con el nivel requerido de calidad y confiabilidad. An las ms esotricas configuraciones, caen dentro de dos categoras principales de UPS, llamadas ON-Line y Off-Line. Ambos diseos nos proveen de una energa de reserva desde un grupo de bateras cuando la lnea de alimentacin principal falla, pero difieren en el rango y extensin de otros beneficios que ellas pueden otorgar. Hay otros que siempre estn conectados participando del proceso de alimentacin a los equipos protegidos: son los UPS del tipo en Lnea.Todos los sistemas de energa ininterrumpida utilizan los mismos bloques constructivos:

La seccin de entrada es la forma en que la tensin de la lnea es conectada a la UPS. Puede ser un cable incorporado, un cable enchufable, o una bornera con terminales. Algunas UPS pequeas tienen una entrada comn para la entrada y el by-pass. Las UPS de gran potencia suelen tener una entrada independiente para la conexin del by-pass.

Despus de la seccin de entrada suele haber un filtro. La denominacin filtro ser aqu utilizada de modo genrico, e incluye la proteccin contra picos transitorios, interferencias de radio frecuencia, etc. Un filtro tiene una respuesta de frecuencia y no atena todas en la misma proporcin.

Todas las configuraciones de UPS tienen un inversor. Las UPS de bajo costo poseen un inversor que entrega una salida de onda cuasi- sinusoidal, mientras que las UPS de mayor tamao y costo incorporan un inversor con una forma de onda de salida sinusoidal.

Una batera es necesaria para mantener funcionando a la UPS cuando la energa de la lnea falla o cae demasiado. Normalmente las UPS de pequea potencia utilizan bateras internas selladas, libres de mantenimiento. En grandes UPS se suele usar tambin bateras de electrolito lquido. Una autonoma (tiempo de reserva de energa) tpica para una UPS de pequeo mediano tamao, suele ser de 10 a 15 minutos.

Un circuito cargador es necesario para recargar la batera luego de un corte de energa, y para mantener a la batera a plena carga mientras no est en uso.

En una UPS On-Line un conmutador mecnico esttico es usado como parte del circuito automtico manual de by-pass. En una UPS Off-Line, un conmutador mecnico (rel) es usado para conmutar la carga a la salida del inversor cuando falla la lnea de alimentacin.

La seccin de salida es donde se conectan las cargas a proteger por la UPS. La cantidad y configuracin de las tomas de salida varan segn marcas y modelos. En UPS de gran tamao es comn que la salida se realice por intermedio de borneras.

La posibilidad de la UPS de comunicarse se ha hecho muy importante ya que permite un monitoreo remoto del funcionamiento de la UPS, el estado de la lnea de alimentacin, las bateras, etc, as como la posibilidad de realizar un cierre ordenado del sistema. El uso de las comunicaciones va RS-232, protocolos TCP/IP, y SNMP, es muy comn en las UPS actuales. Tambin se suelen proveer contactos libres de potencial (secos) que entregan informacin del estado de lnea y batera.

La mayora de los equipos UPS operan de manera automtica, tienen una alarma sonora indicadora de falla de lnea, y un panel de control y estado de la UPS relativamente sencillo. En grandes UPS se incluyen medidores y un sistema de control mucho ms sofisticado.

Una UPS con un sistema de regulacin de tensin de entrada (estabilizador) es conocida como UPS Interactiva. El estabilizador de tensin es utilizado para mantener el voltaje de entrada dentro de los lmites aceptables para la carga, cuando la tensin de la lnea disminuye se eleva fuera de un rango predeterminado.

Normalmente no se necesita usar un transformador de aislacin, pero es necesario en algunos tipos de diseo de UPS. Un transformador agrega peso, tamao y costo a una UPS. Muchas empresas ofrecen un transformador opcional cuando es necesario tener una aislacin galvnica de la carga.La mayora de las configuraciones de UPS utilizan solamente estos bloques. Cada configuracin tiene sus ventajas y desventajas como: costo ms bajo, mejor filtrado de ruidos, mayor eficiencia, acondicionamiento de lnea, etc.

Como se mencion anteriormente, hay dos grandes categoras principales en equipos UPS; On-Line y Off-Line. La mayora de las ms esotricas configuraciones entra en la categora de las UPS Off-Line. Si el 100% de la corriente de la carga es normal y permanentemente suministrado por el inversor la UPS es del tipo On-Line. Si la corriente de la carga es normalmente suministrada directamente por la lnea, no importa lo que la literatura de marketing diga, la UPS es del tipo Off-Line.

UPS Fuera de Lnea (Off Line o Stand by)

Estos UPS tienen el inversor siempre parado ( Off ) el cual se conecta y se vuelve ( On ) transfiere las cargas informticas, cuando se produce una anomala en el fallo de la energa elctrica. Bsicamente proveen una alimentacin no acondicionada directamente a las cargas informticas en estado normal ya que es la compaa quin suministra alimentacin a las cargas, aunque existen modelos con estabilizacin de tensin AVR con lo que la tensin de salida puede variar con respecto a la entrada. Es un dispositivo diseado para proteger aplicaciones pequeas o de poca criticidad como por ejemplo: PCs, fax, perifricos. Provee de proteccin bsica ante problemas elctricos (cortes de energa y pequeas variaciones de voltaje).

Un UPS Fuera de Lnea o Stand by no esta normalmente involucrado en el flujo de potencia al sistema de computacin, sino que esta a la espera de que ocurra un disturbio determinado para entonces conmutar tan rpidamente como sea posible a su inversor interno, que es el dispositivo que produce corriente alterna a partir de corriente continua, o sea con bateras para el caso.

Con este esquema la energa de la red de alimentacin pasa directamente al computador y por lo tanto el UPS juega un papel pasivo hasta que ocurra una falta de potencia. Cuando esto ocurre las bateras del UPS alimentan al computador por medio de un inversor que convierte la energa continua de las bateras en la corriente alterna de 220 voltios. En un dispositivo stand by cuenta el tiempo de conmutacin que puede estar generalmente entre 1 y 4 milisegundos.

Los UPS Fuera de Lnea producen dos Sags, uno al ir a trabajar con bateras y el otro al regresar a la lnea de alimentacin. El uso del UPS stand by puede aceptarse en general cuando la red de alimentacin es de buena calidad, no mas de un 5% de fluctuaciones, y/o en particular con equipos individuales y no de gran consumo. Si bien podran combinarse con estabilizadores de tensin, en definitiva los costos se encarecen con una solucin mixta. Sus funciones bsicas son: tensin de lnea filtrada, estabilizada, alimenta la PC. Esa tensin carga la batera permanentemente. Si se corta la tensin, entonces la batera alimenta la PC y los circuitos rectificadores actan. Tiempo de activacin de la UPS: 3 a 5 milisegundos. Observe en la Figura 1, que en una UPS del tipo Stand-By (Off-Line) el flujo de la potencia es: desde la entrada, a travs del filtro y el rel de transferencia, a la salida. Esto realmente no difiere en mucho con conectar la carga directamente a la lnea, solamente estamos protegiendo la carga contra los picos transitorios y ruidos de lnea que el filtro pueda atenuar.

Cuando la UPS cambia al modo de reserva, la potencia fluye desde el inversor, siendo la batera la que provee la energa, tal como se aprecia en la Figura 2.

Cuando se produce una falla en la lnea, es necesario transferir la carga desde la lnea de alimentacin al inversor. Esta transferencia tiene una duracin tpica de 5 a 10 milisegundos, (equivalentes a ciclo). Para la mayora de las cargas, ste tiempo de transferencia no es un problema; pero, algunas cargas crticas no pueden aceptar la cada de tensin provocada por un evento tan breve como ste.

Durante la operacin en modo batera, la mayora de las UPS tipo Stand By, tienen una tensin de salida con una forma de onda cuasi senoidal como se muestra en la Figura 3. Muchas cargas, incluyendo las computadoras, funcionarn correctamente con una forma de onda de esas caractersticas, pero algunos equipos especiales antiguos pueden requerir una forma de onda sinusoidal, y no trabajarn correctamente con una seal cuasi senoidal.

UPS en Lnea (On Line)

On-Line y On-Line de Doble Conversin: Estos equipos tienen el inversor constantemente en ( On ) con lo que no hay ningn tiempo de transferencia al producirse una anomala en la red elctrica. Eso les hace proveer una alimentacin acondicionada y segura, con proteccin contra ruido elctrico, estabilidad de frecuencia y tensin a los equipos conectados a ellos. Disponen de Separacin Galvnica entre la Entrada y la Salida mediante la Doble Conversin, lo que proporciona a los equipos conectados a ellos la mayor garanta en proteccin.

La potencia de la red de alimentacin con este tipo de UPS pasa a travs de la circuitera del UPS para proveer una seal limpia y consistente al computador. Ahora la alimentacin de la red va a parar a un verdadero cargador de bateras mientras que stas, a su vez, activan el inversor que en definitiva alimenta al equipo. Efectivamente como la batera entrega corriente continua, un inversor convierte corriente continua en corriente alterna. De hecho, la primer porcin de este circuito permitir aceptar tensiones tanto mayores como menores a las nominales.

Obviamente se protege tanto la perdida de potencia como las aberraciones de la lnea. En consecuencia podemos decir que este UPS no introduce en el sistema las alteraciones mas o menos transitorias de la lnea de alimentacin de la red. Sin embargo, todo esto provoca un mayor costo. Por su principio de funcionamiento este equipo ha sido diseado para entregar una energa limpia de perturbaciones elctricas. De los elementos nombrados anteriormente, en los equipos UPS On Line se destacan principalmente tres de ellos: el Rectificador/ Cargador (AC-DC), Banco de bateras y el Inversor (DC-AC).

El cuestionamiento a este tipo de UPS es para qu tenerlo en funcionamiento; la contrapartida es que de esta manera hay seguridad de funcionamiento en caso de apagones. Estos equipos generan ruido y calor que deben reducirse con un ventilador interno adecuado. De cualquier manera, si bien en general el UPS en Lnea se presenta como la mejor solucin, su costo y tamao lo hacen prohibitivo en la mayora de los casos. La excepcin a lo expresado corresponde a situaciones con bajones o incluso altibajos importantes en la lnea de 220 n cuyo caso, lo mejor ser un UPS en lnea, al menos para el servidor.

Entra la tensin al UPS y es rectificada y filtrada, con tensin continua, alimenta a la batera y esta a su vez a la computadora, pasando nuevamente a tensin alterna. Cuando se corta la energa, se usa la batera durante un tiempo.

Durante cadas de la tensin de entrada, que se prolonguen por minutos, horas das, una UPS Stand by conmutar a modo inversor, descargando la batera. Compare la operacin de una UPS Stand by, con las Figuras 4 a 7 de una UPS verdaderamente On-Line.

En una UPS On -Line, el flujo normal de la energa es desde la entrada a travs del filtro, del rectificador, inversor, conmutador y salida. El inversor provee permanentemente la energa acondicionada que la carga requiere. Compare con la UPS tipo Stand by, donde la carga est siempre conectada a la lnea, y por lo tanto ve cualquier perturbacin que en ella se produzca. Cuando la entrada de potencia desde la lnea falla, el inversor entrega energa desde las bateras, tal como se ve en la Figura 5. Observe que el conmutador no opera al pasar al modo batera.

Una UPS On-Line tiene un inversor que entrega una tensin de salida con una forma senoidal, y ella no cambia (como en las UPS Stand by) cuando conmuta desde modo normal a modo batera. Todas las cargas que puedan operar con la tensin provista por la compaa de energa elctrica, funcionarn adecuadamente con una UPS con salida senoidal.

Una UPS On-Line tiene un tercer modo de operacin (que la UPS Stand by no posee). La Figura 7 ilustra el Modo Bypass, que puede ser utilizado en los casos de tareas de mantenimiento, si la UPS falla, para conmutar la carga a la lnea si la tensin de salida cae por una sobrecarga, tal como encender un equipo con una alta corriente de arranque.

En el modo Bypass el conmutador se ha activado, y si la UPS funciona correctamente, el conmutador retornar automticamente la carga al inversor. Las protecciones contra picos transitorios y ruidos de lnea continan presentes en el modo Bypass, tal como ocurre en una UPS Stand by en Modo Normal.

UPS Interactivo con Lnea (Over Line)

Hay de 2 tipos: con Salida Pseudosenoidal y Senoidales, que son equipos de ms calidad. Estos sistemas tienen el inversor generalmente en espera stand by, pero la lgica bsicamente est funcionando al mismo tiempo que la red elctrica, ya que el tiempo de conmutacin es prcticamente nulo en los modelos Senoidales. Estos sistemas protegen de picos y sobretensiones ya que todos disponen de AVR y algunos suelen proteger el 80 % de las anomalas elctricas. Por su precio-calidad son equipos interesantes para algunas protecciones informticas.

Se trata de una solucin intermedia entre las dos anteriores. Un sensor se encarga de provocar la permutacin de la alimentacin domiciliaria a batera de manera analgica al caso del stand by. Sin embargo ahora el inversor siempre est en lnea sea que est excitado por la alimentacin de la compaa elctrica, sea que lo haga la propia batera. Si bien sta queda permanentemente conectada al circuito, lo est en derivacin, es decir, no pasa por ella la energa en funcionamiento normal como en el caso del UPS en lnea.El rectificador cumple doble funcin: filtra la corriente de lnea y convierte una pequea parte en corriente continua para mantener cargada la batera. Al fallar la alimentacin el inversor revierte la operacin convirtiendo la corriente continua de batera en corriente alterna. Como el inversor trabaja siempre, de nuevo hay seguridad de su funcionamiento. El tiempo de conmutacin es el de antes.

El diseo de este tipo de UPS es ms complejo y justamente por eso pueden encontrarse grandes diferencias entre distintos proveedores. Adems el sistema de bateras trabaja en serie con valores de tensin ms bajos, lo cual facilita una reposicin menos costosa. stos UPS estn diseados para pequeas redes LAN de computacin y solo recomendado en lugares donde no existan gran cantidad de problemas de energa. Ofrece una solucin intermedia de proteccin ante los problemas elctricos. Poseen regulador de voltaje, lo cual permite mantener un rango aceptable para la carga en los dispositivos.

Lo que se hizo fue una importante mejora a la UPS tipo Stand by: se agreg un regulador de tensin de entrada (estabilizador), constituido por un transformador con derivaciones seleccionables. La Figura 8 muestra el esquema de la UPS resultante, es decir UPS de Potencia Interactiva.

El estabilizador de tensin, a la entrada del sistema, permite operar al sistema en "Modo Normal", cuando se producen cadas sobre elevaciones en la tensin de lnea, sin que sea necesario conmutar al Modo Batera.

La operacin de una UPS Interactiva, en modo Batera es idntica al de las UPS Stand by. El inversor arranca, el rel de conmutacin se activa, y la energa es provista por la batera.

La Figura 9 ilustra la operacin de un sistema de regulacin de tensin del tipo utilizado en las UPS Interactivas. En diseos de baja potencia y costo, el transformador tiene solamente dos derivaciones, mientras que en equipos de mayor potencia y mejores prestaciones suelen tener tres cuatro, lo que permite obtener un mejor rango de regulacin y precisin de la tensin de salida. Note que la salida vara conjuntamente con la entrada hasta que se produce un cambio de derivacin en el transformador. Estos pequeos cambios en la tensin de salida no afectarn a la mayora de las cargas.

Otros Diseos de UPS Off Line

Otras dos topologas de UPS bastante comunes en el mercado, las cuales son esencialmente de operacin Off-Line son las del tipo Ferroresonante y Triport.

Las UPS del tipo Ferroresonate utilizan un transformador especial a la salida, el cual est sintonizado a 50 60 Hz (dependiendo de la frecuencia de la red donde se encuentren instaladas). Este transformador con tres bobinados regula la tensin de salida, y puede ser visto como un estabilizador de tensin. Uno de los bobinados es utilizado para el inversor. Cuando la energa de la lnea falla, el rel de transferencia conmuta , el inversor arranca y alimenta a la carga.

Como vemos el inversor est en modo stand by, y es energizado solo cuando la lnea falla. El transformador, debido a sus especiales caractersticas, tiene la capacidad de almacenar energa, lo que hace que durante el perodo de transferencia no se manifieste un micro corte de energa tan importante como en la UPS Stand by. La aislacin del transformador tambin provee una alta atenuacin de ruidos y picos transitorios, igual o mejor que cualquier otro filtro disponible, pero el transformador mismo puede crear severas distorsiones en la tensin de salida (fundamentalmente con cargas no lineales), que pueden llegar a ser peores que una mala conexin de lnea. An considerando que sta es una UPS Stand by, su rendimiento es bajo, debido a la ineficiencia del transformador.

En la Figura 10 podemos ver el diagrama en bloques de una UPS de stas caractersticas, funcionando en Modo Normal.

La UPS denominada Triport es realmente una UPS Interactiva. En ste sistema el inversor est interactuando permanentemente con la lnea. Note en la Figura 11 que hay un inductor intercalado entre la entrada de la lnea y la salida del Inversor. Este inductor es el que distingue a la UPS tipo Triport de las otras tecnologas.

El nombre Triport (tres puertos) es debido a que realmente, el inversor, la lnea, y la carga configuran los tres puertos.

Operando en modo normal (con lnea presente), hay una cada de tensin en el inductor, y es necesario el funcionamiento del inversor para regular la tensin de salida a la carga. El inversor tambin toma parte de energa de la lnea y adems mantiene la carga de las bateras. Si el inversor tomara la energa desde las bateras, stas se descargaran y no estaran disponibles en el caso de un corte de tensin de entrada.

Cuando la entrada falla, el interruptor se abre y el inversor alimenta a la carga con la energa de las bateras. El diseo Triport es algunas veces comercializado como UPS de Simple Conversin, pero realmente sta tecnologa sigue encuadrndose dentro de las UPS Off-Line. Estas UPS pueden presentar un incorrecto funcionamiento cuando se las opera con grupos electrgenos que tengan una frecuencia inestable.

Soluciones de Redundancia

Actualmente los sistemas crticos tales como centros de cmputos, centros de Internet (IDC), etc, requieren de una mayor disponibilidad debido a las exigencias actuales.

Redundancia significa tener la disponibilidad de que existe otro equipo, dispositivo o elemento que respalde o reemplace en caso de que falle la unidad principal. Este tipo de UPS, fue utilizado hace tiempo slo para grandes instalaciones. Desde el lanzamiento al mercado de UPS de mediana potencia con el mismo concepto de redundancia y modularidad, nos encontramos con una alternativa que nos ofrece una importante cantidad de ventajas.

La Figura 12 es un simple diagrama que muestra mltiples UPS modulares, y un gabinete para las conexiones de entrada y salida. Cada mdulo, es en realidad una UPS completa, usando las ltimas tecnologas: doble conversin, salida perfectamente sinusoidal, cargador de bateras incorporado, factor de potencia de entrada corregido, etc.

En una UPS de tipo redundante, al menos un mdulo se encuentra en reserva. Si un mdulo falla, es excluido del sistema y la UPS continua operando normalmente. Algunas de las fundamentales ventajas de ste tipo de UPS son: la posibilidad de ampliacin (por crecimiento de los sistemas a proteger), la facilidad de cambio del mdulo con fallas (tiempos mnimos de reparacin sin perder la proteccin de la UPS), y su muy alta confiabilidad.

En el caso de los sistemas elctricos de respaldo de energa existen varios puntos que pueden tener alguna posibilidad de falla y es por esto que un buen proyecto debe ser capaz de que la disponibilidad del sistema este por sobre el 99.99% de UpTime.

Actualmente podemos contar con redundancia a nivel de generacin, distribucin y cargas, pero en gran parte los problemas elctricos suceden con mayor recurrencia a nivel de la distribucin de la energa ya que los sistemas de respaldo cada vez son ms confiables. Es por esto que existen varios tipos de redundancia.

Eleccin de UPS

Lo ms relevante antes de adquirir un UPS, es establecer la calidad de la energa existente en el lugar. Es decir, que para elegir correctamente un tipo de UPS, antes debemos conocer que posibles fallos estaremos enfrentando. En general si las fluctuaciones son del orden del 5% de la tensin normal, es suficiente instalar un UPS Stand by.

Adems se debe especificar en funcin de los Voltiamperes que sumen los dispositivos a proteger. La tasa de acontecimientos de las fluctuaciones transitorias versus los niveles de tensin en localidades sin proteccin, vara segn los niveles de exposicin. ANSI/IECC C62.41 1980, proporciona tres niveles bsicos de exposicin:

Exposicin baja: ambiente residencial con poca exposicin a grandes sobrecorrientes, tales como rayos, fluctuaciones transitorias de la empresa elctrica o fluctuaciones transitorias generadas por un gran consumo en la demanda de corriente.

Exposicin media: ambiente comercial liviano / residencial pesados, con altos incidentes en cantidad y amplitud, exposicin a rayos, transitorios provenientes de la empresa elctrica y fluctuaciones transitorias generadas por el consumo.

Exposicin alta: ambientes comerciales / industriales ligeros y pesados, con altos incidentes en cantidad y amplitud, exposicin a rayos, transitorios provenientes de la empresa elctrica y fluctuaciones transitorias generadas por el consumo.

Los problemas elctricos ms comunes son causados por:

Antigedad de la estructura del edificio. Problemas derivados de las conexiones de redes y mdems. Cercana de reas industriales. Proximidad de cables de electricidad de alta tensin. Influencia del clima.

Los problemas causados por stos elementos pueden provocar daos catastrficos al hardware y a la base de datos. En el grfico se puede ver que las fallas que se producen en los equipos elctricos, principalmente en los computadores, son producidas por fallas elctricas:

Y estos estn producidos por:

Teniendo en cuenta las causas ms comunes de los problemas elctricos, el tipo de exposicin que tenemos en nuestra locacin y el presupuesto con el que nos manejamos, podriamos sintetizar la eleccin del UPS:

Los UPS Off Line proveen de proteccin bsica ante problemas elctricos (cortes de energa y pequeas variaciones de voltaje). Su costo es bajo, por lo que son ideales para proteger aplicaciones pequeas o de poca criticidad como por ejemplo: estaciones de trabajo o fax.

Los UPS On Line proveen una alimentacin acondicionada y segura, con proteccin contra ruido elctrico, estabilidad de frecuencia y tensin a los equipos conectados a ellos. Al tener mayor rendimiento, su costo es ms alto, tanto al comprarlo como al mantenerlo (consumen ms energa).

Los UPS Interactivos son una solucin intermedia entre las dos anteriores. Algunos diseos poseen un bajo costo y mantenimiento, lo que hace su relacin de precio-calidad interesante para determinadas protecciones informticas. Si bien la criticidad de los datos y el hardware a proteger determinar el tipo de UPS que se quiera adquirir, tambin es recomendable que se tenga en cuenta el tipo de exposicin de la locacin, dado que la misma puede determinar el tipo de perturbaciones que se pueden dar. Con esto queremos decir que si nos encontramos en un lugar con el tipo de exposicin ms alta, un UPS Off Line o un estabilizador de tensin tendrn un productividad relativa, ms alla de la criticidad de los datos o de la conveniencia del precio.

Casos Prcticos

Ahora utilizemos toda la teora para los casos ms comunes que se nos presentan en la vida cotidiana.

Caso 1: Falta total del suministro por perodos cortos prolongados (cortes).

Causas: Tareas de reparacin o mantenimiento de la compaa elctrica, cada o rotura de cables o fusibles activados por sobrecargas o cortocircuitos, etc.

Caso 2: Falta total del suministro por perodos muy breves (microcortes).

Causas: Maniobras de transferencia en las centrales de distribucin de energa (puede derivar en cambios importantes de la tensin luego del microcorte).

Solucion: Un sistema de energa ininterrumpida Off Line por lo general es suficiente para los casos 1 y 2.

Caso 3: Baja o muy baja tensin de la energa suministrada en forma permanente.

Causas: Por lo general debido a la cada en lneas de distribucin sobrecargadas de forma continua. Baja capacidad de suministro de la compaa elctrica.

Caso 4: Baja o muy baja tensin de la energa suministrada en forma intermitente.

Causas: Conexin de cargas de alto consumo transitorio (ej. motores), que producen una baja de tensin momentnea debido a lneas de distribucin inadecuadas.

Caso 5: Alta o muy alta tensin de la energa suministrada en forma permanente.

Causas: Inadecuada eleccin de los pasos de un transformador de distribucin, por lo general, para compensar la cada en una lnea de gran longitud y consumo. Cargas desequilibradas que modifican la corriente en el conductor de neutro.

Caso 6: Alta o muy alta tensin de la energa suministrada en forma intermitente.

Causas: Desconexin de cargas importantes. Conductor de neutro daado.

Solucion: Un estabilizador electrnico una UPS con estabilizador incorporado puede ser suficiente para los casos 3, 4, 5 y 6. Se sugiere un UPS On Line o Interactivo dependiendo del modelo, criticidad de los datos y presupuesto econmico.

Caso 7: Sobre tensiones muy elevadas y de muy corta duracin (picos transitorios).

Causas: Suelen ser consecuencia de descargas atmosfricas en la lnea, as como por el encendido o apagado de cargas como motores, transformadores, etc.

Solucion: Un estabilizador electrnico que posea limitadores de picos transitorios, una UPS con igual tipo de proteccin de entrada, un transformador de ultra-aislacin con protectores y filtros.

Caso 8: Componentes espreos de baja, media alta frecuencia (ruidos elctricos).

Causas: Transmisores, equipos de soldadura elctrica, arcos elctricos por conexiones contactos defectuosos, controles industriales de potencia, etc.

Solucion: Un estabilizador UPS con filtros de baja, media y alta frecuencia incorporados, un transformador de ultra-aislacin con pantalla electrosttica y filtros tipo RC.

Caso 9. Cadas muy abruptas y breves de la tensin de suministro.

Causas: Inclusin de cargas muy grandes o cortocircuitos en la lnea (pueden ser seguidas por oscilaciones en la tensin de la lnea).

Solucion: Un estabilizador electrnico una UPS con estabilizador incorporado.

Caso 10. Deformacin de la forma de onda de la energa utilizada (distorsin).

Causas: Cargas muy alinales, la utilizacin de un grupo electro-generador de baja calidad o subdimensionado.Solucion: un estabilizador de tipo ferroresonante una UPS tipo ON LINE doble conversin.