Automatización Sectores de la industria

Eficiencia energética en sistemas de bombeo y compresores

Cada día son más eficaces y especializados los sistemas que se instalan en los edificios para el control de cada detalle y de sus funciones para garantizar su correcta operación. Para lograr este objetivo, los equipos de automatización son una alternativa adecuada.

El desafío de la energía consiste en aprovechar las oportunidades de reducción

Edgar Sánchez / Imágenes: cortesía de ABB.

En la industria existe una problemática que agrava el impacta ambiental debido al uso excesivo de motores y generadores; es por ello que modificar los procesos productivos se convierte en algo crítico, de lo contrario, el costo de la energía se incrementará día con día, al igual que la tendencia ascendente de este consumo.

Hoy en día, los motores eléctricos suponen la mayor partida del consumo de electricidad al contemplar que su gasto oscila entre un 65 y un 90 por ciento, cantidades que demuestran que la energía es un punto clave para la reducción de los costos en una empresa, lo cual ha motivado a buscar alternativas para producir lo mismo con la menor energía posible.

A0MH0076520El Desafío Energético
Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), el potencial de ahorro energético en las industrias y empresas de servicios públicos es enorme sólo en aplicaciones motor-variador de frecuencia, pues significan cientos de millones de motores eléctricos, máquinas, compresores, ventiladores, bombas o transportadores en prácticamente todas las áreas del sector industrial, lo que reporta un consumo de aproximadamente 70 por ciento. Cabe resaltar que la industria consume alrededor del 42 por ciento del total de la electricidad generada.

Otro dato importante es que más del 90 por ciento de los motores industriales no pueden ajustar su consumo de energía o utilizan métodos rígidos para hacerlo. Además, muchos de ellos siempre trabajan a toda velocidad, independientemente de si es la velocidad que se necesita, y en un gran número de aplicaciones. Es posible cortar a un octavo el uso de energía únicamente mediante la reducción de la velocidad del motor al 50 por ciento.

Está problemática se presenta a consecuencia de instalaciones sobredimensionadas, aplicaciones con motores ineficientes y equipos funcionando innecesariamente durante muchas horas o simplemente por motores forzados a trabajar a sus condiciones nominales o superiores, aun cuando no es necesario para el equipo que arrastran.

Esto significa energía que se consume inútilmente sin que conlleve alguna ganancia, incurriendo en gastos perfectamente evitables. Sin embargo, la manera más inmediata, rentable y práctica para hacer frente al desafío de la energía es aprovechar las oportunidades de reducción que se generan al usarla de manera más eficientemente con la tecnología disponible y probada.

A0MH0076521Solución ABB para el control de fluidos con motor y variador de alta eficiencia

Mayor potencial de ahorro de energía en la industria
Existe un gran potencial para ahorrar energía y costos en la industria, pues casi el 70 por ciento de toda la energía eléctrica consumida por este factor es utilizada por los millones de motores eléctricos instalados en todo el mundo.

Cada año, varios millones más de motores se añaden. Éstos son los caballos de batalla de la industria. Las bombas y los ventiladores no sólo constituyen la mayor abundancia en este sector productivo, sino que también tienen el mayor potencial de ahorro de energía. Por lo tanto, se deben dirigir las aplicaciones de bombas y ventiladores para generar una efectiva iniciativa de ahorro de energía.

Aunque los motores eléctricos son el foco para mejorar un proceso, hay que recordar que es necesario revisar todos los puntos de pérdidas, como son:

Instalación (calidad de energía; pérdidas por factor de potencia, por fuga a tierra, calentamiento, desbalanceo, etcétera)
Componentes electrónicos (motor, accionador, protecciones, entre otros)
Transmisión mecánica (poleas, bandas, cadenas, engranes, rodillos)

Según la aplicación, las pérdidas más considerables pueden llegar de cualquiera de los factores anteriormente descritos, lo que obliga a los especialistas a analizar todos los puntos para poder hacer más eficiente el proceso.

Desafortunadamente, en México no se ha podido implementar la tendencia de que intercambiar el motor por otro de mayor eficiencia (interna) permite generar ahorros considerables; esto puede resultar un desacierto, ya que la fuerza que se necesita para realizar el trabajo sería la misma y sólo tendría ahorros mínimos en las pérdidas internas en el motor o en la mayoría de las aplicaciones, dadas sus condiciones cambiantes en carga.

Para realizar un proyecto de eficiencia energética se debe tomar en cuenta lo siguiente:

Hechos: Reducir el impacto ambiental. Producir lo mismo con menos energía
Ahorros. Menos consumo de energía eléctrica y menos desgaste mecánico. Conlleva ahorros monetarios
Finanzas. Siempre se debe visualizar la parte de inversión contra el retorno que ésta genere (Return On Investment, ROI)
Productos. Una buena ingeniería es indispensable
Casos Reales. Apoyarse con los fabricantes o compañías filiales
Actuar. Contar con un plan de acción e implementación

PUM_ParallelPumps_MultipumpControl_withVSD_ACQ810_CMYKPara mejorar procesos efectivos se debe controlar el funcionamiento del motor, llevándolo al punto óptimo que la aplicación requiere, de modo que la energía consumida sea exactamente la necesaria

En síntesis, para mejorar hacia procesos efectivos se debe controlar el funcionamiento del motor, llevándolo al punto óptimo que la aplicación requiere, de modo que la energía consumida sea exactamente la necesaria; así, también se deberá especificar la transmisión mecánica más eficiente, lo que permite una transmisión suave y el ahorro energía; y alargar la vida útil de sus equipos e instalación, de modo que previene el deterioro, excesivas necesidades de mantenimiento y tiempos improductivos.

Esto conlleva un aumento de la productividad y de la competitividad de su negocio.

Las aplicaciones típicas en la industria donde existe un potencial de mejora son las siguientes:

  • Sistemas de bombeo
  • Sistemas de ventilación
  • Sistemas de refrigeración
  • Aire comprimido
  • Sistemas hidráulicos de presión

A0MH0076523Para el usuario final, la eficiencia energética se traduce en la combinación óptima entre éxito financiero y responsabilidad ambiental

Por su parte, algunas de las marcas más importantes del sector proporcionan soluciones en eficiencia energética con variadores de frecuencia, motores de alta eficiencia y componentes mecánicos, que ayudarán a alcanzar diversas ventajas:

  • Ahorros en la factura gracias al ahorro de energía
  • Aumento de su productividad y competitividad
  • Disminución del impacto medioambiental y mejora de su imagen corporativa
  • Inversión a largo plazo y certeza en sus costos, aún con los incrementos continuos de la energía

La eficiencia energética, entonces, será posible traducirla para el usuario final como aquella resultante de una ecuación en la cual tanto el éxito financiero como la responsabilidad medioambiental van de la mano. Como situación paralela, será posible contar con un planeta más sano.
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Edgar Eduardo Sánchez Soberanis
Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones (IEC); Egresado de ITESM (Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey) campus Querétaro; diplomado en Electrónica de Potencia en la UdeC (Universidad de Concepción), Chile; Green Belt ITESM Campus San Luis Potosí. Actualmente líder del Segmento de Eficiencia Energética para la división de Automatización Discreta y Movimiento en ABB en México. Cuenta con ocho años de experiencia en el ramo de automatización de procesos.

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