El propósito de esta guía es alentar el enfoque en el costo total de propiedad de los motores eléctricos para reducir costos y mejorar el impacto ambiental. Al analizar el costo total de propiedad (TCO) de un motor eléctrico, no solo se analiza el costo de capital inicial, sino también el costo de funcionamiento durante su vida útil. Entonces, además de los costos de compra e instalación, este enfoque considera la energía consumida junto con los costos continuos de mantenimiento y reparación.
Concéntrese en el costo total de propiedad de sus motores para reducir costos y mejorar su impacto ambiental
El análisis del costo total de propiedad (TCO) de un motor eléctrico no solo analiza el costo de capital inicial, sino también el costo de funcionamiento durante toda la vida. Entonces, además de los costos de compra e instalación, este enfoque considera la energía consumida junto con los costos continuos de mantenimiento y reparación.
El TCO de un motor variará según su tipo, tamaño y aplicación, pero para un motor típico, el costo de compra puede ser solo del 2 al 3 % de su TCO.
Además de los beneficios económicos disponibles al reducir la energía consumida por los motores eléctricos, también existe el potencial de importantes beneficios ambientales.
Según una investigación del Consejo Mundial de la Energía, se estima que los motores eléctricos y los sistemas impulsados por motores eléctricos representan casi el 50 % de todo el consumo mundial de electricidad. Si ese consumo se redujera solo en un 10%, eso podría reducir la demanda mundial de generación de electricidad en 1.425 TWh, lo que equivale a la cantidad total de electricidad utilizada por India, el tercer consumidor más grande del mundo.
Cálculo del costo total de propiedad
No existe un enfoque único para calcular el TCO de un motor, pero todos los costos asociados con el funcionamiento de por vida de un motor deben tenerse en cuenta, incluidos:
Precio de compra
Costo de instalación (esto puede incluir cualquier capacitación requerida del operador)
Costo de funcionamiento (basado en la cantidad de energía consumida y las horas que el motor estará operativo)
Mantenimiento (esto incluirá tareas de rutina como inspección y lubricación, además de mantenimiento periódico como reemplazo de rodamientos)
Tiempo de inactividad (dependiendo de la aplicación, el tiempo de inactividad no planificado, en particular, podría tener implicaciones de costos considerables en términos de pérdida de producción)
Valor restante (según el tipo de motor, puede haber un valor de desecho o de reventa cuando llegue al final de su vida útil.
Reducción del costo total de propiedad
Existen claros beneficios financieros y ambientales al reducir el TCO de un motor. Si bien cada aplicación variará, hay varios factores que pueden contribuir de alguna manera a lograr reducciones beneficiosas.
1 – Accionamientos de velocidad variable
En muchos sistemas accionados por motor, el motor estará sobrecargado para la tarea que realiza. Este exceso de producción se puede gestionar con amortiguadores adicionales o válvulas de estrangulamiento. Si bien estos enfoques pueden lograr el rendimiento requerido, pueden desperdiciar energía innecesariamente y tener otros efectos secundarios adversos, como acortar la vida útil de un motor.
Si bien muchos VSD modernos incorporan funciones específicas para su aplicación, su función principal es moderar la entrada de energía a un motor para que coincida con la salida requerida. Agregar uno a un sistema accionado por motor puede generar ahorros significativos en costos de energía y mejorar la vida útil del motor. Otros beneficios incluyen control de procesos mejorado, procedimientos de inicio y parada gestionados y gestión de la calidad de la energía.
Los ahorros de energía potenciales que se pueden lograr al agregar un VSD dependerán de varios factores, como la aplicación, las especificaciones del motor y el trabajo requerido. Si, mediante la introducción de un VSD, la velocidad del motor se puede reducir en un 20 %, se logrará un ahorro de energía del 50 %. Pero como ejemplo, en muchos casos, las bombas y los ventiladores accionados por motor estarán sobreespecificados para la tarea que están realizando.
2 – Motores de eficiencia mejorada
En la mayoría de los casos, la eficiencia de un motor se clasifica mediante una calificación de eficiencia internacional o IE. En la norma IEC 60034-30-1 se definen cuatro clases, que cubren motores de 2, 4, 6 u 8 polos con salidas nominales de 0,12 kW a 1000 kW y voltajes nominales de 50 V a 1000 V. IE1 es eficiencia estándar, IE2 es alta eficiencia, IE3 es eficiencia premium e IE4 es eficiencia súper premium. Muchos fabricantes de motores también producen motores que cumplen con la clase IE5, etiquetada como Ultra-premium Efficiency, que, aunque actualmente está fuera del estándar IEC, se incorporará en la próxima revisión.
En todo el mundo, existe legislación para regular las credenciales de eficiencia energética de los nuevos motores que se ponen en servicio, como se describe en la Guía de Normas de Diseño Ecológico para Motores Eléctricos de la AEMT. Sin embargo, esto no cubre los motores que ya se han puesto en servicio.
Muchos motores en servicio son modelos de baja eficiencia, algunos fabricados antes de que se introdujera la primera clasificación IE. Dado que las pérdidas de energía se reducen en un 20 % o incluso más entre cada clase, la sustitución de un motor más antiguo y menos eficiente por un modelo nuevo, de una, dos o incluso tres clases más eficiente, ofrece el potencial de ahorros significativos en los costos de energía.
Muchos miembros de la AEMT pueden realizar auditorías energéticas en sus sistemas existentes para ayudarlo a comprender los ahorros que se pueden lograr al agregar VSD o al reemplazar motores de menor eficiencia con un modelo de mayor eficiencia.
3 – Otras consideraciones
Si bien la energía consumida por un sistema accionado por motor sin duda será el contribuyente más importante a su TCO, hay otras consideraciones que se deben hacer. Lo más notable es la confiabilidad de un motor y el sistema que alimenta.
Si un motor falla inesperadamente o debe detenerse, esto puede interrumpir la producción o el proceso que el motor está alimentando. En muchos casos, la interrupción del sistema tendrá implicaciones financieras debido al costo de la pérdida de actividad o producción. En algunos sectores, la producción de alimentos es un buen ejemplo, este costo puede ser significativo. Además, un motor que funciona mal puede perder eficiencia y aumentar su huella ambiental.
La instalación, la configuración y el mantenimiento continuo adecuados son esenciales cuando se busca minimizar el TCO de un motor.
Se considera ampliamente que la falla de los cojinetes representa alrededor del 50% de todas las averías de los motores. Esto es a menudo el resultado de una mala lubricación, erosión eléctrica, vibración o desalineación. El exceso de temperatura, que puede dañar el aislamiento eléctrico de un motor, es otra causa común de fallas, al igual que la entrada de suciedad.
Una instalación y configuración adecuadas pueden garantizar que un motor comience a funcionar sin estos problemas. Al mismo tiempo, las soluciones de monitoreo de condición ampliamente disponibles que pueden realizar mediciones constantes en su flota de motores detectarán señales de que estos y muchos otros problemas están surgiendo a tiempo para abordarlos antes de que causen una interrupción crítica. Sin embargo, es esencial reconocer que el monitoreo de condición no debe simplemente reemplazar el mantenimiento de rutina planificado; más bien, los dos enfoques deberían complementarse entre sí.
Un proveedor de motores, o un socio de mantenimiento, podrá asesorarlo sobre las mejores soluciones y enfoques para garantizar el funcionamiento confiable y eficiente de sus sistemas accionados por motor.
AR