Cómo Ahorrar Energía en Motores Eléctricos |
Seis Pautas para Reducir el Consumo de los Motores Eléctricos
Qué tal esta situación: el propietario de una pequeña planta de terminado de ropa deportiva ocupa a un caballero, músico de profesión y electricista con una somera experiencia práctica, para el “diseño” de las redes eléctricas y el mantenimiento de sus equipos. El lugar es un caos; motores, variadores y arranques se queman permanentemente; las paradas de producción son frecuentes. Lo que el dueño se “ahorra” al estar conectado irregularmente a la red del proveedor del servicio lo pierde con los pagos que continuamente le hace al “electricista” por visitas técnicas que “me cobra a sólo cincuenta mil pesos y viene a cualquier hora que lo llame” y por reparaciones “externas” que han llegado a varios millones de pesos.
Probador de fase de neón, unos cuantos atornilladores y alicates desvencijados, y la palma de la mano como termómetro son las herramientas del electricista de marras para darle servicio a un sitio con personal trabajando máquinas eléctricas en ambientes húmedos, con caldera y prendas de algodón por todo lado.
Ocasionalmente el propietario invita a que otros electricistas revisen la planta para “ganarse” los diagnósticos, los cuales complementa con tutoriales en YouTube que le comparte a su “electricista” de confianza. ¿Qué podría salir mal?
Parece cuento, pero es realidad. Es el típico cliente que ningún profesional quiere atender. Si el propietario no comprende el uso de la energía en su conjunto es imposible lograr la seguridad y eficiencia de la operación, y ahorro en el consumo de la energía eléctrica.
Algunas pautas para tener en cuenta en lo referente al ahorro de energía de los motores eléctricos son:
- Sistema Eléctrico Eficiente según Normas y Estándares
No tiene mucho sentido instalar las mejores máquinas y equipos si el sistema eléctrico es básicamente ineficiente e inseguro.
El ahorro comienza desde la acometida y las parciales bien dimensionadas, la adecuada coordinación de protecciones hasta la identificación de posibles trabajos innecesarios realizados por los motores debido a diferentes causas.
- Funcionamiento de los Motores Eléctricos
Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica, y en el proceso generan algo de calor. Es de vital importancia comprender que el consumo de un motor eléctrico está relacionado con la velocidad (rotación o giro) y la carga (par o torque).
Aún los motores antiguos, cuando se trabajan a plena carga, son bastante eficientes pero, a medida que se disminuye la carga, la eficiencia del motor se reduce rápidamente, incluso en los motores de alta eficiencia. Es por esto que un motor de alta eficiencia sólo lo es verdaderamente cuando se utiliza en condiciones cercanas a la carga plena; a medida que la carga del motor cae por debajo del 50%, la eficiencia comienza a reducirse. Este efecto existe porque el motor siempre utilizará una cierta cantidad de energía para crear los campos magnéticos necesarios para hacer girar el motor independientemente de la carga.
En aplicaciones donde la carga del motor es variable o el motor funciona con cargas ligeras durante períodos prolongados, se deben utilizar controles y arranques de motor que ahorren energía.
- Velocidad de los Motores Eléctricos
Se debe considerar cuáles aplicaciones requieren de velocidad variable, cuáles pueden permanecer con velocidad fija y en cuáles se podría reducir la velocidad, teniendo en cuenta que reducirla en algunas aplicaciones no necesariamente disminuirá el consumo de energía.
En términos simples se puede decir que, con la misma carga, un motor lento realiza menos trabajo que un motor rápido. Es por esto que sólo se puede ahorrar energía en aplicaciones donde se necesita realizar menos trabajo.
Es así como los variadores de velocidad ahorran energía, al permitir que el motor realice menos trabajo al ser muy eficaces para reducir la velocidad y ahorrar energía en aplicaciones donde la principal fuerza opuesta es la resistencia, como en aplicaciones de aire acondicionado, ventiladores y bombas centrífugas. Debido a la física de la resistencia, una pequeña reducción en la velocidad del motor dará como resultado una reducción mayor en el trabajo realizado y la energía consumida.
- Motores de Alta Eficiencia
Los motores de reciente construcción son más eficientes, aunque las ganancias de eficiencia son marginales. Únicamente en aquellos casos en los que el motor es muy antiguo y su funcionamiento es continuo tiene sentido financiero reemplazar un motor que funciona perfectamente por otro nuevo.
Sin embargo, reemplazar un motor que llega al final de su vida útil o cuando falla debe considerarse una buena práctica. El rebobinado de un motor solo debe ser considerado cuando no se puede substituir debido a razones técnicas específicas o la falta de disponibilidad de reemplazos adecuados.
- Menos Desgaste con Arrancadores Suaves
Después del costo de la energía, el siguiente costo más importante para cualquier planta es el tiempo de inactividad.
Durante el arranque del motor eléctrico se produce un gran desgaste; las altas corrientes y fuerzas iniciales ejercen una gran presión sobre los sistemas mecánicos y eléctricos. Y otro aspecto que parece simple, pero es la forma más efectiva de ahorrar energía, es apagar el motor cuando no se necesita. Comúnmente la razón para no hacerlo es el riesgo percibido de desgaste adicional durante el arranque, lo cual es especialmente cierto para aquellos directamente en línea.
Para reducir los efectos dañinos, se deben utilizar arrancadores suaves en todas las aplicaciones de velocidad fija, lo que prolongará la vida útil del motor y de la máquina.
- Medir
Lo que no se mide no se puede administrar, y eso incluye el consumo de los motores eléctricos. Para lograr el mayor ahorro se debe comprender claramente cuáles motores y procesos consumen más energía en la planta; esto permitirá orientar los esfuerzos y obtener el retorno de la inversión en un menor tiempo.