La eficiencia de los motores

INFORME ESPECIAL - URE
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La eficiencia de los motores
Algo más importante de lo que pensábamos...
Por: Ing. Marco Antonio Campos *
A
unque nuestra Colombia tenga
el privilegio de exportar Energía
Eléctrica en la actualidad,
cuanto más ahorremos y la utilicemos
de manera adecuada, aún más tendremos disponible para exportar.
Muchas son las campañas realizadas por
las industrias en el tema del "Ahorro de
Energía", buscando la competitividad
frente a un mercado donde la diferencia está en quien domina mejor los costos de producción. Es factible percibir
el desperdicio de una lámpara encendida sin que alguien la esté utilizando, pero
en un motor con una mala eficiencia o
sobredimensionado su desperdicio es
gravísimo, peor aún si éste trabaja continuamente.
En la figura 1, observamos que el más
grande consumo enérgico mundial está
en Norteamérica, debido al índice de industrialización de EEUU y Canadá, seguido por el gran continente Asiático.
Nuestra humilde Suramérica, está apenas con un poco más de 5% del consumo mundial.
El panorama colombiano de generación, también nos rebela una gran dependencia de la matriz hidroeléctrica,
situación muy influenciada por el clima,
en temporada de lluvias.
Figura 3. Fuente: UPME 2002
Figura 2. Fuente: www.mem.com.co
En el perfil del consumo colombiano,
observamos que casi 1/3 de toda energía consumida está en la industria, donde
el número de motores instalados es bastante grande.
Como nuestra economía no está sostenida solamente en un seguimiento
del mercado, y además como encontramos varios tipos de industrias en
territorio nacional, es muy importante
la eficiencia de los motores, principalmente en las aplicaciones donde el funcionamiento es continuo. Enfoquémonos en la industria Europea, donde la
cultura en eficiencias energéticas está
más desarrollada y observemos cuán importante es la participación de los motores en el consumo general industrial. En
la industria de Papel y Celulosa, apenas
los motores consumen 75% de toda la
energía; en los procesos Químicos es un
72%; Siderúrgico 52%; Minería y Alimentos 90%.
Siendo conservadores y si estimamos que
gran parte del consumo dentro de la industria colombiana es utilizado por la
fuerza motriz, teniendo como parámetro
la situación descrita anteriormente, podríamos concluir que más de la mitad
de toda la energía utilizada en la industria, pasa por los motores eléctricos.
En la figura 4 retratamos el perfil del
consumo colombiano cuyo sector industrial consume un 32,8% de toda la energía utilizada en el país, y si nos adentramos en la industria, éste es el perfil del
consumo (ver figura 4).
Figura 1. Fuente: Revista Galileu. Febrero/2002.
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Es también importante tener en cuenta
todos los otros puntos dentro de la industria donde se puede ahorrar energía,
pero en el aspecto de la eficiencia de
los motores eléctricos aún es más importante, principalmente en el momento del reemplazo, o desarrollo de un
nuevo proyecto. Como comentamos, un
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Figura 4.
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motor con mala eficiencia, rebobinado
varias veces, o aún
sobredimensionado, es difícil percibir
el desperdicio de
energía, siendo el
principal factor de
las cuentas tan altas a fin de mes.
Si tomamos como ejemplo, un motor de 20HP, IV polos,
1.800rpm, uno de los casos frecuentes encontrados en la industria, comparemos cómo el desperdicio en dinero es grande,
con apenas 5 puntos porcentuales de diferencia entres las eficiencias:
Motor antiguo 20HP, 1.800 rpm (Motor 1)
Eficiencia 100% de carga = 85%
Motor nuevo más eficiente 20HP, 1.800 rpm (Motor 2)
Eficiencia 100% de carga = 90,2%
La diferencia entre los consumos de los dos motores, nos da en ahorro de
energía, por la siguiente formula:
Ahorro (Pc1-Pc2)*Nhoras*Ckwh
Siendo
Pc = Pkw / eficiencia.
Pc1 = Potencia consumida del motor 1 (motor antiguo) en KW.
Pc2 =Potencia consumida del motor 2 (motor nuevo "eficiente") en KW.
N horas = número de horas trabajadas en el año.
CkWh = costo del Kilowatio hora (promedio de la industria = $200).
Potencia en KW = Potencia en HP * 0,736.
Ahorro = ((15kW/0,85) - (15kW/0,902)*(24*365)*200
Ahorro = $1.780.000 aproximadamente.
Lo anterior para un trabajo continuo todo el año, eso apenas
para un solo motor. Imaginemos para una industria con cientos
de motores.
Figura 5
Hay muchos fabricantes que se preocupan con las eficiencias de sus equipos, no solamente fabricante de motores eléctricos, sino también los que utilizan el motor como componente de su máquina ensamblada, como bombas, compresores, grúas, bandas transportadoras, molinos, entre otros.
Cuando hablamos de eficiencias, inmediatamente viene la
idea de cambiar los motores por otros más eficientes. Existen
dos ópticas distintas para el tema:
1. Si el motor es más costoso pero más eficiente, la óptica es
en cuánto tiempo se RECUPERA la inversión.
2. Si el motor es más barato, pero también más eficiente, la
óptica es en cuánto tiempo se GANA el motor, mediante
el ahorro de energía consumida.
Abajo se encuentra la fórmula de retorno de inversión o en
cuánto tiempo se ganará el motor, bastando apenas observar que la eficiencia más débil y el motor más costoso, viene
siempre al lado izquierdo de la fórmula.
Un motor de esos en el mercado se encuentra por un valor
más bajo que el valor ahorrado, revelándonos que en menos
de un (1) año se paga la inversión.
Las eficiencias de los motores están directamente relacionadas con la Calidad y Cantidad de materia prima con que es
construido. La Calidad de las chapas, el tamaño del paquete
de chapas, la cantidad de Cobre y la distancia del entre hierro, son los principales puntos que hacen más eficiente el
motor (figura 5).
Para resumir, la eficiencia del motor eléctrico, es simplemente la proporción de Energía Eléctrica con que éste logra transformarla en Energía Mecánica.
Hoy en Colombia, caminamos para una estandarización mínima de la eficiencia de los motores, donde serán clasificados mediante la eficiencia de ellos.
Cualquier punto de diferencia entre eficiencias en motores es
muy significativo, dado que casi 2/3 de toda energía consumida en la industria pasa por los mismos.
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Si entre todos nosotros ahorrásemos 5% en la eficiencia de
los motores en Colombia, ahorraríamos alrededor de
US$22.000.000 año. Con cualquier ahorro, principalmente
tan significativo como el tema de la eficiencia de los motores, nos estaremos fortaleciendo por delante de la competitividad globalizada, evitando el desperdicio y contribuyendo
para nuestras generaciones futuras y el medio ambiente.
* Gerente Nacional de Ventas - WEG
Escuela de Ingeniaria de Lins Sao Paulo - Brasil
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