Energía en modo de espera

La energía en espera , también llamada energía vampiro ^[1] , consumo vampiro , carga fantasma , carga fantasma o electricidad fugada, se refiere a cómo los aparatos electrónicos y eléctricos consumen energía eléctrica . Al mismo tiempo, están apagados (pero están diseñados para consumir algo de energía) o en modo de espera . Solo ocurre porque algunos dispositivos dicen estar "apagados" en la interfaz electrónica, pero están en un estado diferente. Apagar el enchufe o desconectarlo de la toma de corriente puede resolver por completo el problema de la energía en espera. Apagar la toma de corriente es lo suficientemente efectivo; no hay necesidad de desconectar todos los dispositivos de la toma de corriente. Algunos de estos dispositivos ofrecen controles remotos para el usuario y funciones de reloj digital .

Por el contrario, otros dispositivos, como los adaptadores de corriente para dispositivos electrónicos desconectados, consumen energía sin proporcionar ninguna función (a veces denominada energía sin carga ). Todos los ejemplos anteriores, como el control remoto, las funciones del reloj digital y, en el caso de los adaptadores, la energía sin carga, se pueden apagar simplemente apagando el tomacorriente. Sin embargo, para algunos dispositivos con una batería interna incorporada, como un teléfono, las funciones de espera se pueden detener quitando la batería.

En el pasado, la energía en modo de espera no era un problema para los usuarios, los proveedores de electricidad, los fabricantes y los reguladores gubernamentales. En la primera década del siglo XXI, la conciencia sobre el tema aumentó y se volvió esencial para todas las partes. Hasta mediados de la década, la energía en modo de espera era a menudo de varios vatios o decenas de vatios por aparato. En 2010, en la mayoría de los países desarrollados se habían establecido regulaciones que limitaban la energía en modo de espera de los dispositivos vendidos a un vatio (y a la mitad a partir de 2013).

La energía de reserva es la energía eléctrica que utilizan los aparatos y equipos cuando están apagados o no están realizando su función principal, a menudo esperando a ser activados por un control remoto . Esa energía es consumida por fuentes de alimentación internas o externas, receptores de control remoto, pantallas de texto o de luz y circuitos que se activan cuando el dispositivo está enchufado, incluso cuando está apagado. ^[2]

Si bien esta definición es inadecuada para fines técnicos, no existe una definición formal; un comité de normas internacionales está desarrollando una definición y un procedimiento de prueba. ^[2]

El término se suele utilizar de forma más amplia para cualquier dispositivo que deba utilizar continuamente una pequeña cantidad de energía incluso cuando no está activo; por ejemplo, un contestador automático debe estar disponible en todo momento para recibir llamadas, y apagarlo para ahorrar energía no es una opción. Los temporizadores, termostatos eléctricos y similares son otros ejemplos. Se podría considerar que una fuente de alimentación ininterrumpida desperdicia energía en modo de espera solo cuando el equipo que protege está apagado. Desconectar correctamente la energía en modo de espera es, en el peor de los casos, un inconveniente; apagar por completo, por ejemplo, un contestador automático que no maneja una llamada, lo vuelve inútil.

La energía en modo de espera a menudo se consume para un propósito, aunque en el pasado se hacían pocos esfuerzos para minimizar la energía utilizada.

• Puede permitir que un dispositivo se encienda muy rápidamente sin los retrasos que podrían producirse de otra manera (" encendido instantáneo "). Se utilizó, por ejemplo, con los receptores de televisión CRT (hoy sustituidos principalmente por pantallas planas), donde se pasaba una pequeña corriente a través del calentador del tubo, evitando un retraso de muchos segundos en el encendido.
• Se puede utilizar para alimentar un receptor de control remoto de modo que cuando un dispositivo de control remoto envía señales infrarrojas o de radiofrecuencia , el equipo pueda responder, generalmente cambiando del modo de espera al modo completamente encendido.
• La energía en modo de espera se puede utilizar para alimentar una pantalla, operar un reloj, etc., sin cambiar el equipo a máxima potencia.
• Los equipos alimentados por baterías conectados a la red eléctrica pueden mantenerse completamente cargados aunque estén encendidos; por ejemplo, un teléfono móvil puede estar listo para recibir llamadas sin agotar su carga de batería.
• Permite que los dispositivos se enciendan o apaguen automáticamente en un estado de espera sin intervención humana (por ejemplo, un temporizador o Wake-on-LAN ).

Las desventajas de la energía en modo de espera se relacionan principalmente con la energía utilizada (cada vatio de modo de espera continuo consume alrededor de 9 kWh de electricidad al año) y su costo. Los dispositivos solían consumir diez vatios o más antes de adoptar la Iniciativa One Watt .

La energía de reserva constituye una parte de la carga eléctrica miscelánea de los hogares , incluidos pequeños electrodomésticos, sistemas de seguridad y otros pequeños consumos de energía. El Departamento de Energía de los EE. UU. dijo en 2008:

"Muchos electrodomésticos siguen consumiendo una pequeña cantidad de energía cuando están apagados. Estas cargas "fantasma" se producen en la mayoría de los electrodomésticos que utilizan electricidad, como videograbadoras, televisores, equipos de música, computadoras y electrodomésticos de cocina. Esto se puede evitar desenchufando el aparato o utilizando una regleta y usando el interruptor de la regleta para cortar toda la energía del aparato". ^[3]

La energía que consumen los dispositivos más antiguos en modo de espera puede llegar a 10–15 W por dispositivo ^[4] , mientras que un televisor LCD de alta definición moderno puede consumir menos de 1 W en modo de espera. Algunos electrodomésticos no consumen energía cuando están apagados. Muchos países que adoptaron la Iniciativa One Watt ahora exigen que los dispositivos nuevos no consuman más de 1 W a partir de 2010 y 0,5 W en 2013.

Aunque la potencia necesaria para funciones como pantallas, indicadores y funciones de control remoto es relativamente pequeña, la gran cantidad de estos dispositivos y su conexión continua dieron como resultado un consumo de energía antes de la normativa One Watt de entre el 8 y el 22 por ciento del consumo total de electrodomésticos en diferentes países, o de 32 a 87 W. Esto era alrededor del 3 al 10 por ciento del consumo residencial total. ^[5] En 2004, los modos de espera en los dispositivos electrónicos representaban el 8% de toda la energía residencial británica. ^[6] Un estudio similar en Francia en 2000 encontró que la energía en modo de espera representaba el 7% del consumo residencial total. ^[7]

En 2004, la Comisión de Energía de California elaboró ​​un informe que contenía el consumo de energía típico en modo de espera y operativo de 280 dispositivos domésticos, incluidos monitores para bebés y cargadores de cepillos de dientes. ^[8]

En 2006, algunos aparatos electrónicos, como los microondas, los CRT y los reproductores de VHS, consumieron más energía en modo de espera que los electrodomésticos fabricados en los cinco años anteriores. ^[9]

En Estados Unidos, el hogar promedio utilizó un promedio de 10.649 kWh de electricidad al año en 2019, por debajo de los 11.040 kWh de 2008. ^{[10] [11]} Cada vatio de energía consumido por un dispositivo que funciona de manera continua consume alrededor de 9 kWh (1 W × 365,25 días/año × 24 horas/día) al año, un poco menos de una milésima parte del consumo anual de un hogar estadounidense. Desenchufar un dispositivo que consume energía de manera constante en modo de espera ahorra 9 kWh anuales por cada vatio de consumo continuo (ahorro de $1 por año a las tarifas promedio de Estados Unidos ^[12] ).

Los dispositivos como los sistemas de seguridad, las alarmas contra incendios y las grabadoras de vídeo digitales requieren energía continua para funcionar correctamente (aunque en el caso de los temporizadores eléctricos que se utilizan para desconectar otros dispositivos en modo de espera, en realidad reducen el consumo total de energía). La sección Reducción del consumo que aparece a continuación proporciona información sobre cómo reducir la energía en modo de espera.

Existe riesgo de incendio en los dispositivos que se encuentran en modo de espera. Se ha informado de casos de incendio en televisores en particular en modo de espera. ^[13]

Antes del desarrollo de la electrónica de semiconductores moderna, no era raro que los dispositivos, por lo general los receptores de televisión, se incendiaran cuando estaban enchufados pero apagados ^[14] , a veces cuando estaban completamente apagados en lugar de en modo de espera. Esto es mucho menos probable con los equipos modernos, pero no imposible. Los equipos de visualización de tubos de rayos catódicos más antiguos (televisores y pantallas de computadora) tenían altos voltajes y corrientes y presentaban un riesgo de incendio mucho mayor que las pantallas LCD de panel delgado y otras pantallas.

Los factores que contribuyen a los incendios eléctricos incluyen:

• Ambientes húmedos
• Los rayos afectan el cableado de los edificios
• Antigüedad del electrodoméstico: los electrodomésticos más antiguos están menos bien diseñados para la seguridad y pueden haberse deteriorado.

La Iniciativa One Watt fue lanzada por la AIE en 1999 para garantizar, mediante la cooperación internacional, que en 2010 todos los nuevos electrodomésticos vendidos en el mundo sólo consumieran un vatio en modo de espera. Esto reduciría las emisiones de CO2 _en 50 millones de toneladas sólo en los países de la OCDE en 2010.

En julio de 2001, el presidente estadounidense George W. Bush firmó una orden ejecutiva que ordenaba a las agencias federales "comprar productos que no consuman más de un vatio en su modo de consumo de energía en espera". ^[15]

En julio de 2007 entraron en vigor las normas para electrodomésticos de California de 2005, que limitan la energía de reserva de la fuente de alimentación externa a 0,5 vatios. ^[16]

El 6 de enero de 2010 entró en vigor el Reglamento nº 1275/2008 de la Comisión Europea (CE) . El reglamento establece que, a partir del 6 de enero de 2010, la potencia en modo apagado y en espera de los equipos eléctricos y electrónicos domésticos y de oficina no debe superar 1 W, y la potencia en modo de espera plus (que proporciona información o visualización del estado además de la posible función de reactivación) no debe superar los 2 W. Los equipos deben, cuando corresponda, suministrarse en modo apagado o en modo de espera cuando estén conectados a la fuente de alimentación principal. Estas cifras se redujeron a la mitad el 6 de enero de 2013. ^[17]

Los siguientes tipos de dispositivos consumen energía en modo de espera.

• Transformadores para conversión de tensión.
• Fuentes de alimentación de pared que alimentan dispositivos que están apagados.
• Muchos dispositivos con funciones de "encendido instantáneo" que responden inmediatamente a la acción del usuario sin retraso de calentamiento.
• Tiras LED de uso común y luces domésticas de bajo consumo.
• Dispositivos electrónicos y eléctricos en modo de espera que se pueden reactivar mediante un control remoto, por ejemplo, algunos acondicionadores de aire, equipos audiovisuales como un receptor de televisión
• Dispositivos electrónicos y eléctricos que pueden realizar algunas funciones incluso cuando están apagados, por ejemplo, con un temporizador alimentado eléctricamente. La mayoría de las computadoras modernas consumen energía en modo de espera, lo que permite reactivarlas de forma remota (mediante Wake on LAN , etc.) o en un momento específico. Estas funciones siempre están habilitadas incluso si no se necesitan; se puede ahorrar energía desconectándolas de la red eléctrica (a veces mediante un interruptor en la parte posterior), pero solo si no se necesita la función.
• Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)

Otros dispositivos consumen energía en modo de espera necesaria para su funcionamiento normal, que no se puede ahorrar apagándolos cuando no se utilizan. En el caso de estos dispositivos, solo se puede ahorrar electricidad eligiendo unidades con un consumo de energía permanente mínimo:

• Teléfonos inalámbricos y contestadores automáticos
• Temporizadores que operan dispositivos
• Sistemas de seguridad y alarmas contra incendios
• Timbres alimentados por transformador
• Termostatos programables
• Sensores de movimiento, sensores de luz, temporizadores incorporados y rociadores automáticos.

El consumo de energía en modo de espera se puede estimar utilizando tablas de energía en modo de espera utilizadas por dispositivos típicos, ^[18] aunque la energía en modo de espera utilizada por dispositivos de la misma clase varía enormemente (para una pantalla de computadora CRT, la energía en modo de espera se indica en un mínimo de 1,6 W, máximo 74,5 W). La energía en modo de espera total se puede estimar midiendo la energía total de la casa con todos los dispositivos en espera y luego desconectados, ^{[18] [19]} pero este método es inexacto y está sujeto a grandes errores e incertidumbres. ^[8]

La energía que se desperdicia en modo de espera debe ir a alguna parte; se disipa en forma de calor. La temperatura, o el calor percibido, de un dispositivo en modo de espera durante el tiempo suficiente como para alcanzar una temperatura estable da una idea de la energía desperdiciada.

Para la mayoría de las aplicaciones domésticas, los vatímetros brindan una buena indicación de la energía utilizada y alguna indicación del consumo en modo de espera.

Un vatímetro se utiliza para medir la potencia eléctrica. Los vatímetros enchufables económicos, a veces descritos como monitores de energía, están disponibles a precios de alrededor de US$ 10. Algunos modelos más caros para uso doméstico tienen unidades de visualización remota. En los EE. UU., los vatímetros también se pueden pedir prestados a las autoridades eléctricas locales ^[20] o a una biblioteca pública local. ^{[21] [22]} Aunque la precisión de la medición de baja corriente alterna y las cantidades derivadas de ella, como la potencia, es a menudo pobre, estos dispositivos son, sin embargo, indicativos de la potencia de reserva, ^[23] si son lo suficientemente sensibles como para registrarla. Algunos monitores de potencia domésticos simplemente especifican una cifra de error como 0,2%, sin especificar el parámetro sujeto a este error (por ejemplo, voltaje, fácil de medir), y sin calificación. ^[24] Los errores de medición en las bajas potencias de reserva utilizadas desde aproximadamente 2010 (es decir, menos de unos pocos vatios) pueden ser un porcentaje muy grande del valor real: la precisión es baja. ^[23] La modificación de dichos medidores para leer la potencia de reserva se ha descrito y analizado en detalle (con formas de onda y mediciones de osciloscopio ). ^[25] Esencialmente, la resistencia de derivación del medidor , utilizada para generar un voltaje proporcional a la corriente de carga, se reemplaza por una de valor típicamente 100 veces mayor, con diodos protectores. Las lecturas del medidor modificado deben multiplicarse por el factor de resistencia (por ejemplo, 100), y la potencia máxima medible se reduce por el mismo factor.

Los equipos profesionales capaces de realizar mediciones de baja potencia (pero no diseñados específicamente para ello) generalmente aclaran que el error es un porcentaje del valor de escala completa , o un porcentaje de la lectura más una cantidad fija, y es válido solo dentro de ciertos límites.

En la práctica, la precisión de las mediciones realizadas con medidores de bajo rendimiento a niveles bajos de potencia se puede mejorar midiendo la potencia consumida por una carga fija, como una bombilla incandescente, añadiendo el dispositivo de reserva y calculando la diferencia en el consumo de energía. ^[23]

Los vatímetros menos costosos pueden presentar imprecisiones significativas con corrientes (potencias) bajas. A menudo están sujetos a otros errores debido a su modo de funcionamiento:

• Si la carga es muy reactiva , la potencia que muestran algunos medidores puede ser inexacta. Los medidores capaces de mostrar el factor de potencia no tienen este problema.
• Muchos medidores de CA están diseñados para brindar lecturas que solo son significativas para las formas de onda sinusoidales de la energía de CA normal. Las formas de onda de las fuentes de alimentación de modo conmutado que se utilizan en muchos equipos electrónicos pueden estar muy lejos de ser sinusoidales, lo que hace que las lecturas de potencia de dichos medidores no tengan sentido. Los medidores especificados para leer "potencia RMS" no tienen este problema.

Los equipos de laboratorio diseñados para la medición de baja potencia, cuyo costo oscila entre varios cientos de dólares estadounidenses y son mucho más grandes que los medidores domésticos simples, pueden medir potencias de hasta valores muy bajos sin ninguno de estos efectos. La recomendación de la norma IEC 62301 de EE. UU. para mediciones de potencia activa es que la potencia de 0,5 W o más se debe realizar con una incertidumbre del 2 %. Las mediciones de menos de 0,5 W se deben realizar con una incertidumbre de 0,01 W. El instrumento de medición de potencia debe tener una resolución de 0,01 W o mejor. ^{[8] [26]}

Incluso con equipos de laboratorio, la medición de la potencia en modo de espera tiene sus problemas. Hay dos formas básicas de conectar equipos para medir la potencia: una mide el voltaje correcto, pero la corriente es incorrecta; el error es insignificante para corrientes relativamente altas, pero se vuelve grande para las pequeñas corrientes típicas del modo de espera; en un caso típico, una potencia en modo de espera de 100 mW se sobrestimaría en más del 50%. La otra conexión da un pequeño error en el voltaje pero una corriente precisa, y reduce el error a baja potencia en un factor de 5000. Un medidor de laboratorio diseñado para medir potencias más altas puede ser susceptible a este error. ^[27] Otro problema es la posibilidad de que el equipo de medición se dañe si está en un rango muy sensible capaz de medir unos pocos miliamperios; si el dispositivo que se está midiendo sale del modo de espera y consume varios amperios, el medidor puede dañarse a menos que esté protegido. ^[27]

• 
  Indicador de espera
• 
  Adaptador de corriente CC

Algunos equipos tienen un modo de inicio rápido; la energía en espera se elimina si no se utiliza este modo. Las consolas de videojuegos a menudo consumen energía cuando están apagadas, pero la energía en espera se puede reducir aún más si se configuran las opciones correctas. Por ejemplo, una consola Wii puede pasar de 18 vatios a 8 vatios a 1 vatio desactivando las opciones WiiConnect24 y Conexión en espera. ^{[28] [29]}

Los dispositivos que tienen baterías recargables y están siempre enchufados utilizan energía en modo de espera incluso si la batería está completamente cargada. Los electrodomésticos con cable, como aspiradoras, afeitadoras eléctricas y teléfonos simples, no necesitan un modo de espera y no consumen la energía en modo de espera que consumen sus equivalentes inalámbricos.

Los dispositivos más antiguos con adaptadores de corriente grandes y calientes al tacto consumen varios vatios de energía. Los adaptadores de corriente más nuevos, que son livianos y no se calientan al tacto, pueden consumir menos de un vatio.

El consumo de energía en modo de espera se puede reducir desenchufando o apagando totalmente, si es posible, los dispositivos que se encuentran en modo de espera y que no están en uso; si se utilizan varios dispositivos a la vez o solo cuando hay una habitación ocupada, se pueden conectar a una única regleta que se apague cuando no se necesite. Esto puede provocar que algunos dispositivos electrónicos, especialmente los más antiguos, pierdan sus ajustes de configuración.

Los temporizadores se pueden utilizar para apagar la alimentación en modo de espera de los dispositivos que no se utilizan de forma regular. También hay interruptores disponibles que apagan la alimentación cuando el dispositivo conectado pasa al modo de espera ^[30] o que encienden o apagan otros enchufes cuando se enciende o apaga un dispositivo. Los interruptores se pueden activar mediante sensores. Los sensores, interruptores y controladores de automatización del hogar se pueden utilizar para gestionar la detección y conmutación más complejas. Esto produce un ahorro neto de energía siempre que los propios dispositivos de control utilicen menos energía que el equipo controlado en modo de espera ^{[31] .}

El consumo de energía en modo de espera de algunas computadoras se puede reducir apagando los componentes que consumen energía en el modo de espera. Por ejemplo, deshabilitar Wake-on-LAN (WoL), ^[32] "wake on modem", "wake on keyboard" o "wake on USB" puede reducir la energía cuando está en modo de espera. Las funciones no utilizadas se pueden deshabilitar en la configuración del BIOS de la computadora para ahorrar energía.

En 2010 se introdujeron dispositivos que permiten utilizar el mando a distancia de los equipos para desconectar totalmente la alimentación de todo lo que esté enchufado a una regleta. En el Reino Unido se afirmó que esto podría ahorrar 30 libras, más que el precio del dispositivo, en un año. ^[33]

A medida que los usuarios de energía y las autoridades gubernamentales se han dado cuenta de la necesidad de no desperdiciar energía, se está prestando más atención a la eficiencia eléctrica de los dispositivos (fracción de energía consumida que logra la funcionalidad, en lugar de desperdiciar calor); esto afecta a todos los aspectos del equipo, incluida la energía de reserva. El uso de energía de reserva se puede reducir tanto prestando atención al diseño de circuitos como mediante la mejora de la tecnología. Los programas dirigidos a la electrónica de consumo han estimulado a los fabricantes a reducir el uso de energía de reserva en muchos productos. Probablemente sea técnicamente factible reducir la energía de reserva en un 75% en general; la mayoría de los ahorros serán inferiores a un vatio, pero en otros casos serán de hasta 10 vatios. ^[34]

Por ejemplo, una computadora disponible comercialmente en modo de espera Wake-on-LAN consumía típicamente de 2 a 8 vatios de energía en modo de espera en 2011 ^[actualizar], pero era posible diseñar circuitos mucho más eficientes: un microcontrolador diseñado específicamente puede reducir la energía total del sistema a menos de 0,5 vatios, y el microcontrolador en sí mismo contribuye con 42 mW. ^[35]

• Computación verde
• Lista de proyectos de almacenamiento de energía
• Electrónica de bajo consumo
• Carga eléctrica miscelánea
• Carga parasitaria
• Adaptador de CA
• Pérdidas en sistemas eléctricos

• Página de inicio de la energía de reserva, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley
• Sitio web oficial de Energy Star, Energy Star
• Conferencia internacional sobre energía de reserva, Nueva Delhi, INDIA
• “Cargas fantasma”
• Los Estados de la UE respaldan medidas para reducir el uso de energía en modo de ^espera