El costo de energía para hacer funcionar un motor eléctrico durante diez años es al menos 30 veces el precio de compra original. Con el consumo de energía responsable de la gran mayoría de los costos de vida útil, Marek Lukaszczyk del fabricante de motores y variadores, WEG, explica cinco formas de mejorar la eficiencia energética del motor. Afortunadamente, los cambios en una planta no tienen que ser enormes para generar ahorros. Muchos de estos cambios funcionarán con su huella y equipo existentes.
Muchos motores eléctricos en uso son de baja eficiencia o no tienen el tamaño adecuado para la aplicación. Ambos problemas hacen que los motores trabajen más de lo necesario, utilizando más energía en el proceso. De manera similar, es posible que los motores más antiguos se hayan rebobinado varias veces durante el mantenimiento, lo que redujo su eficiencia.
De hecho, se estima que un motor pierde de uno a dos por ciento de eficiencia cada vez que se rebobina. Debido a que el consumo de energía representa el 96 por ciento del costo total del ciclo de vida de un motor, pagar más por un motor de eficiencia superior resultará en un retorno de la inversión durante su vida útil.
Pero si el motor está funcionando y ha estado funcionando durante décadas, ¿vale la pena la molestia de actualizarlo? Con el proveedor de motores adecuado, el proceso de actualización no es disruptivo. Un programa predefinido garantiza que el cambio de motor se lleve a cabo rápidamente y con un tiempo de inactividad mínimo. Optar por las huellas estándar de la industria ayuda a agilizar este proceso, ya que no será necesario modificar el diseño de la fábrica.
Obviamente, si tiene cientos de motores en sus instalaciones, no es posible reemplazarlos de una vez. Apunte primero a los motores que han sido sometidos a rebobinados y planifique un programa de reemplazos durante dos o tres años para evitar un tiempo de inactividad significativo.
Sensores de rendimiento del motor
Para mantener los motores funcionando de manera óptima, los gerentes de planta pueden instalar sensores de actualización. Con métricas importantes como la vibración y la temperatura monitoreadas en tiempo real, el análisis de mantenimiento predictivo integrado identificará problemas futuros antes de fallar. Con aplicaciones basadas en sensores, los datos del motor se extraen y se envían a un teléfono inteligente o tableta. En Brasil, una planta de fabricación implementó esta tecnología en motores que accionan cuatro máquinas de recirculación de aire idénticas. Cuando el equipo de mantenimiento recibió una alerta de que uno tenía niveles de vibración más altos que el umbral aceptable, su mayor vigilancia les permitió resolver el problema.
Sin esta información, podría haberse producido un cierre inesperado de la fábrica. Pero, ¿dónde están los ahorros de energía en el escenario antes mencionado? En primer lugar, una mayor vibración es un mayor uso de energía. Los pies sólidos integrados en un motor y una buena rigidez mecánica son cruciales para garantizar menos vibraciones. Al resolver rápidamente el rendimiento no óptimo, esta energía desperdiciada se mantuvo al mínimo.
En segundo lugar, al evitar el cierre completo de la fábrica, no se requirieron mayores requisitos de energía para reiniciar todas las máquinas.
Instalar arrancadores suaves
Para las máquinas y los motores que no funcionan continuamente, los gerentes de planta deben instalar arrancadores suaves. Estos dispositivos reducen temporalmente la carga y el par en el tren de potencia y la sobretensión eléctrica del motor durante el arranque.
Piense en esto como si estuviera en un semáforo en rojo. Si bien podría pisar el pedal del acelerador de golpe cuando la luz se ponga verde, sabe que esta es una forma ineficiente y mecánicamente estresante de conducir, además de peligrosa.
De manera similar, para el equipo de la máquina, un arranque más lento usa menos energía y da como resultado menos tensión mecánica en el motor y el eje. Durante la vida útil del motor, un arrancador suave proporciona ahorros de costos atribuidos a la reducción de los costos de energía. Algunos arrancadores suaves también incorporan optimización automática de energía. Ideal para aplicaciones de compresores, el arrancador suave juzga los requisitos de carga y se ajusta en consecuencia para mantener el gasto de energía al mínimo.
Utilice un variador de velocidad (VSD)
A veces denominado variador de frecuencia (VFD) o variador de frecuencia, los variadores de velocidad ajustan la velocidad de un motor eléctrico, según los requisitos de la aplicación. Sin este control, el sistema simplemente frena cuando se requiere menos fuerza, expulsando la energía desperdiciada en forma de calor. En una aplicación de ventilador, por ejemplo, los VSD reducen el flujo de aire según los requisitos, en lugar de simplemente cortar el flujo de aire mientras permanecen a la capacidad máxima.
Combine un VSD con un motor de eficiencia súper premium y los costos de energía reducidos hablarán por sí mismos. En aplicaciones de torres de enfriamiento, por ejemplo, el uso de un motor W22 IE4 super premium con un CFW701 HVAC VSD cuando se dimensiona adecuadamente, proporciona una reducción del costo de energía de hasta un 80% y un ahorro promedio de agua del 22%.
Si bien la regulación actual establece que los motores IE2 deben usarse con un VSD, esto ha sido difícil de hacer cumplir en la industria. Esto explica por qué las regulaciones se están volviendo más estrictas. A partir del 1 de julio de 2021, los motores trifásicos deberán cumplir con los estándares IE3, independientemente de las adiciones de VSD.
Los cambios de 2021 también mantienen a los VSD con estándares más altos, asignando también calificaciones IE a este grupo de productos. Se espera que cumplan con un estándar IE2, aunque un variador IE2 no representa la eficiencia equivalente de un motor IE2; estos son sistemas de clasificación separados.
Aproveche al máximo los VSD
Instalar un VSD es una cosa y usarlo en todo su potencial es otra. Muchos VSD están repletos de funciones útiles que los gerentes de planta no saben que existen. Las aplicaciones de bombas son un buen ejemplo. El manejo de fluidos puede ser turbulento, entre fugas y niveles bajos de fluidos, hay muchas cosas que pueden salir mal. El control integrado permite un uso más eficaz de los motores según las demandas de producción y la disponibilidad de fluidos.
La detección automática de tuberías rotas en el VSD puede identificar zonas de fugas de fluido y ajusta el rendimiento del motor en consecuencia. Además, la detección de bomba seca significa que si se agota el líquido, el motor se desactiva automáticamente y se emite una alerta de bomba seca. En ambos casos, el motor reduce su consumo de energía cuando se requiere menos energía para manejar los recursos disponibles.
Si utiliza varios motores en la aplicación de la bomba, el control de la bomba jockey también puede optimizar el uso de motores de diferentes tamaños. Puede ser que la demanda requiera solo un motor pequeño para estar en uso, o una combinación de un motor pequeño y grande. Pump Genius ofrece una mayor flexibilidad para utilizar el motor de tamaño óptimo para un caudal determinado.
Los VSD pueden incluso realizar una limpieza automática del impulsor del motor, para garantizar que el desenrollado se lleve a cabo de manera uniforme. Esto mantiene el motor en óptimas condiciones, lo que tiene efectos positivos en la eficiencia energética.
Si no está satisfecho con pagar 30 veces el precio del motor en facturas de energía durante una década, es hora de hacer algunos de estos cambios. No sucederán de la noche a la mañana, pero un plan estratégico que se dirija a sus puntos débiles más ineficientes resultará en importantes beneficios de eficiencia energética.
Hora de publicación: Nov-09-2020