Cinco pequeños cambios para impulsar la eficiencia de la planta

Cinco pequeños cambios para impulsar la eficiencia de la planta

El coste de energía para hacer funcionar un motor eléctrico durante diez años es al menos 30 veces el precio de compra original. Dado que el consumo de energía es responsable de la gran mayoría de los costos de toda la 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 espacio y equipo existentes.

Muchos motores eléctricos en uso son de baja eficiencia o no tienen el tamaño adecuado para la aplicación. Ambos problemas provocan que los motores trabajen más de lo necesario y utilicen más energía en el proceso. De manera similar, es posible que los motores más antiguos hayan sido rebobinados varias veces durante el mantenimiento, lo que reduce su eficiencia.

De hecho, se estima que un motor pierde entre uno y dos por ciento de eficiencia cada vez que se rebobina. Dado 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 premium generará un retorno de la inversión a lo largo de su vida útil.

Pero si el motor está funcionando y ha estado funcionando durante décadas, ¿vale la pena actualizarlo? Con el proveedor de motores adecuado, el proceso de actualización no supone interrupciones. Un cronograma predefinido garantiza que el cambio del motor se realice rápidamente y con un tiempo de inactividad mínimo. Optar por espacios 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 factible reemplazarlos de una sola vez. Apunte primero a los motores que han sido sometidos a rebobinados y planifique un cronograma de reemplazos durante dos o tres años para evitar tiempos de inactividad significativos.

Sensores de rendimiento del motor

Para mantener los motores funcionando de manera óptima, los gerentes de planta pueden instalar sensores actualizados. Con métricas importantes como la vibración y la temperatura monitoreadas en tiempo real, los análisis de mantenimiento predictivo integrados identificarán problemas futuros antes de que ocurran fallas. Con aplicaciones basadas en sensores, los datos del motor se extraen y envían a un teléfono inteligente o tableta. En Brasil, una planta de fabricación implementó esta tecnología en motores que accionaban 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, se podrían haber producido cierres inesperados de fábrica. Pero ¿dónde queda el ahorro energético en el escenario antes mencionado? En primer lugar, una mayor vibración implica un mayor uso de energía. Pies sólidos integrados en un motor y una buena rigidez mecánica son cruciales para garantizar menos vibraciones. Al resolver rápidamente el rendimiento no óptimo, este desperdicio de energía se mantuvo al mínimo.

En segundo lugar, al evitar el cierre total de la fábrica, no fue necesario el mayor requerimiento de energía para reiniciar todas las máquinas.

Instalar arrancadores suaves

Para máquinas y motores que no funcionan continuamente, los gerentes de planta deberían instalar arrancadores suaves. Estos dispositivos reducen temporalmente la carga y el par en el tren de potencia y el aumento de corriente eléctrica del motor durante el arranque.

Piensa en esto como si estuvieras en un semáforo en rojo. Si bien podrías pisar el acelerador cuando la luz se pone verde, sabes que esta es una forma de conducir ineficiente y mecánicamente estresante, además de peligrosa.

De manera similar, para los equipos de máquinas, un arranque más lento utiliza menos energía y genera 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 tienen optimización automática de energía incorporada. 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 denominados variador de frecuencia (VFD) o variador de frecuencia, los VSD 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 cortarlo mientras permanecen en su capacidad máxima.

Combine un VSD con un motor de eficiencia súper premium y los costos de energía reducidos hablarán por sí solos. En aplicaciones de torres de enfriamiento, por ejemplo, el uso de un motor súper premium W22 IE4 con un VSD HVAC CFW701, cuando tiene el tamaño adecuado, 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 toda la industria. Esto explica por qué las regulaciones son cada vez 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 exigen que los VSD cumplan con estándares más altos, asignando también a este grupo de productos calificaciones IE. Se espera que cumplan con el 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 utilizarlo en todo su potencial es otra. Muchos VSD están repletos de funciones útiles que los administradores 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 fluido, hay muchas cosas que pueden salir mal. El control incorporado permite un uso más efectivo 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 fuga de fluido y ajustar el rendimiento del motor en consecuencia. Además, la detección de bomba seca significa que si se acaba 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 se utilizan 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 sólo el uso de un motor pequeño, o una combinación de un motor pequeño y uno grande. Pump Genius brinda mayor flexibilidad para usar 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 desbarbado se realice de forma consistente. Esto mantiene el motor en óptimas condiciones, lo que tiene efectos positivos en la eficiencia energética.

Si no está contento con pagar 30 veces el precio del motor en sus 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 centre en los puntos débiles más ineficientes dará como resultado importantes beneficios de eficiencia energética.