Como entender la factura de electricidad

Como electrónico, siempre me he jactado de conocer la electricidad como la palma de mi mano, al menos en sus conceptos fundamentales y básicos. 

Muchos compañeros y colegas míos con años de experiencia desconocen esas cosas, lo que no es tan raro como parece, en casi todas las disciplinas hay profesionales que no entienden o no conocen los fundamentos de su profesión, aunque sean muy buenos en el trabajo lo hacen de manera mecánica.

Pero debo reconocer que yo también pecaba de ignorancia en cosas relacionadas con mi propia profesión, por ejemplo en algo -aparentemente- tan sencillo como interpretar la factura eléctrica para saber exactamente cuanta plata me cuesta usar el hervidor de agua, el horno eléctrico o cambiar las luces.

Veamos primero los conceptos básicos detrás de una factura eléctrica:

La electricidad llega a nuestro tablero en forma de voltaje (o tensión eléctrica), siempre nos llegan los mismos 220 volts (aprox, hay variaciones como en todo) que se mantienen iguales independientemente de la electricidad que consumimos.. 

En la analogía hidraulica eso sería como si la presión del agua que llega a nuestra casa se mantuviera siempre constante, cosa que también es generalmente así... o al menos tratan de mantenerla.

Cuando enchufamos aparatos eléctricos, cada uno de ellos va consumiendo parte de la energía que nos llega. Este consumo se produce con un flujo de corriente eléctrica (que se mide en amperes), que al pasar por nuestro aparato convierte esta corriente en energía: por ejemplo el calor del horno (energía térmica), las vueltas de la batidora (energía mecánica), etc.

En la analogía hidráulica esto equivaldría a abrir una llave, que produce una corriente de agua que usamos -por ejemplo- para ducharnos. Corriente eléctrica equivale a una corriente de agua.

Hasta aquí funciona bien la analogía hidráulica porque con la electricidad hay una diferencia: los diferentes aparatos producen una intensidad de corriente diferente: ese es su consumo, lo que nos cobra la compañía eléctrica.

A diferencia del chorro de agua, que es igual en todas las llaves abiertas, los aparatos eléctricos tienen un "consumo" que está determinado por la mayor o menor resistencia que oponen al paso de corriente. En verdad es impedancia, no solo resistencia pero para qué vamos a enredar las cosas, no interesa para lo que estamos viendo.

El consumo de un aparato está determinado entonces por su impedancia, o sea su resistencia al paso de la corriente. Como el voltaje (tensión) es siempre el mismo, si tenemos una impedancia más baja circula más corriente y el aparato es de mayor consumo. Con una impedancia más alta el aparato es de menor consumo.

Todo se reduce a cambiar energía eléctrica por otra energía que necesitemos, puede ser térmica, mecánica o lumínica por ejemplo. Si necesitamos hervir agua por ejemplo hace falta mucha energía, para mover un motor puede ser menos y para hacer funcionar un aparato electrónico o encender una luz LED será mucho menos el consumo.

La compañía eléctrica nos cobra el consumo de corriente necesario para que nuestro voltaje se mantenga siempre constante en 220 volts más o menos. Pero medir el consumo tiene una pequeña complicación: los consumos son por períodos diferentes de tiempo.

Por ejemplo el router de Internet lo tengo consumiendo las 24 horas, pero el hervidor de agua funciona como mucho unos 20 minutos al día, prendiendo y apagando. El primero tiene un consumo mínimo -unos 5 watts como mucho, mientras que el segundo consume 100 watts.

Entonces la compañía eléctrica debe buscar una forma de cobrarme el consumo total en un período de tiempo -normalmente un mes- tomando en cuenta que algunos aparatos consumen mucho, otros muy poco, algunos por largo tiempo y otros por un par de minutos.

La solución ingeniosa para cuantificar y sumar todos estos consumos en uno solo fue inventar el kilowatt-hora. Este es un patrón, una medida inventada que no es parte del Sistema Internacional de Pesos y Medidas, porque no tiene significado físico, es una unidad de conveniencia para poder cobrarnos.

Qué significa un kilowatt hora
Y aquí si que llegamos al pollo del arroz con pollo, algo que me tomó muchos años entender correctamente.

¿Se han fijado que todos los aparatos tienen anotado su "consumo" en watts? Ojo, es en watts, no en kilowatts hora. Esto quiere decir cuantos watts consumen en un segundo.

.Por ejemplo si un horno dice en su placa que es de 1.000 watts, eso es lo que consume en 1 segundo, si lo tenemos encendido durante una hora (3.600  segundos) Nuestro contador eléctrico nos habrá contabilizado exactamente 1 Kilowatt hora, si la neurona que me queda no me falla.

Entonces, si yo se cuanto me cobra la compañía por cada Kilowatt hora y se cuantos watts consume un aparato y por cuanto tiempo lo voy a usar, puedo saber exactamente cuanto tendré que pagar por ese uso. Solo debo tener en cuenta dos detalles: una hora tiene 3.600 segundos y un kilowatt son 1.000 watts.

Por ejemplo si uso mi horno de 1.000 watss durante 20 minutos, debo convertir los 20 minutos a horas (20 minutos son 1.200:segundos, una hora son 3.600 segundos, entoces 20 minutos son 1.200 divididos en 3.600, es decir 0.33 horas. Si el kilowatt hora cuesta 170 pesos chilenos, entonces tener prendido el horno por 20 minutos nos costará exactamente 56 pesos (0.33x170). Unos 0.07 dólares.

Parece un poco enredado pero no es tanto, lo único medio complicado es unificar las unidades de tiempo como minutos y segundos a horas, espero no haberme equivocado.

Algo que podría modificar este cálculo es que el costo del Kilowatt hora no cuesta lo mismo en todas partes, también cambia según cuanto consumimos y hay otros cargos menores como el arriendo de medidor y costo de distribución. 

Existe una forma sencilla de saber cuanto nos cobran el Kilowatt hora, consiste en dividir el monto del mes en nuestra factura por los Kilowats hora consumidos, por ejemplo en mi casa

Veo que consumimos 138 Kilowatts hora y la cuenta -con pitos y flautas incluidas- salió 23.500 pesos, entonces mi costo por Kilowatt hora es de 23.500 dividido entre 138, es decir 170 pesos chilenos (unos 0,21 dólares)

Si son flojos y no quieren hacer las cuentas, en esta página pueden ver algunos costos de referencia por consumos típicos. Claro que nunca es lo mismo que saber exactamente cuanto cuestan los consumos en cada casa.

¿Electricidad o gas?
Esta era mi otra duda, que todavía no he podido responder ya que no tengo como medir exactamente el costo del gas licuado por tiempo de uso, que es la otra forma de energía que consumimos, aunque creo que son complementarios.

Por ejemplo para calentar el agua de la ducha, creo que el califont a gas es más económico que un sistema de termo eléctrico, que mantiene agua caliente a temperatura constante día y noche. El cálifont en cambio es inatantáneo y solo prende mientras se está usando.

Para los hornos, mi intuición me dice que el horno eléctrico y la freidora de aire debieran ser más económicas, porque desde que las empezamos a usar -y las usamos mucho- la cuenta de electricidad no ha subido sensiblemente.

Las encimeras eléctricas de vitrocerámica consumen entre 1.000 y 1.500 Kilowatts hora tal vez podrían convenir, aunque su alto costo presenta el mismo problema de los calentadores solares: un tiempo de amortización excesivamente largo.

En fin, esa era una duda que yo tuve por muchos años y ahora no tengo, tal vez a alguien le pueda servir para calcular lo de paneles solares o cosas por el estilo.