INFORME ESPECIAL - URE www.mundoelectrico.com 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. MUNDO ELECTRICO Nº 57 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 17 INFORME ESPECIAL - URE Figura 4. www.mundoelectrico.com 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. 18 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 MUNDO ELECTRICO Nº 57 WEG COLOMBIA LTDA Calle 46A N82-54 Portería II - Bodega 7 Bogota - DC Teléfono: 416 0166 Fax: 416 2077