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| Como conjunto, la minería es la principal consumidora de electricidad del país y esta tendencia pareciera no frenar. De hecho, según el documento de la Comisión Chilena del Cobre, “Desarrollo Minero: Análisis y Desafíos”, para 2020 la industria del cobre incrementará su consumo eléctrico en un 48%, alcanzando los 27,1 TWh, comparados con los 18,1 TWh de 2010. Teniendo estos antecedentes en mano y considerando que se estima que el 70% del consumo de la industria y la minería chilena corresponde a motores eléctricos, cualquier ahorro y mejora de estos equipos se convierte en una necesidad primordial, y es en esta dirección en la que están trabajando las empresas proveedoras, ofreciendo mayores eficiencias y menores consumos, con tecnologías cada vez más sofisticadas y mecanismos más modernos. ABB – imanes permanentes Mayor eficiencia y menores costos de mantenimiento es lo que ofrece el motor de imanes permanentes perfeccionado por ABB para lograr gran precisión y confiabilidad en aplicaciones industriales que necesitan un alto par de giro y baja velocidad. Se trata de un nuevo tipo de motor sincrónico para aplicaciones de baja velocidad, diseñado para ser empleado con accionamientos de velocidad variable. “Mecánicamente el tipo de motor es similar a los tradicionales de inducción jaula de ardilla e incluso su apariencia exterior es la misma, sin embargo, en términos de performance son capaces de entregar los mismos resultados que los de un motor sincrónico”, explica Pablo Trigo, product manager de Baja Tensión de la división Discrete Automation & Motion de ABB en Chile. Este nuevo tipo de motor simplifica el diseño mediante el uso de potentes imanes permanentes que crean un flujo constante en el entrehierro, eliminando así la necesidad del rotor bobinado y de las escobillas que normalmente se utilizan para la excitación de los motores sincrónicos. “Esto permite obtener el rendimiento de un motor sincrónico combinado con el diseño robusto y simple de un motor de inducción estándar”, indica. Los motores de imanes permanentes están diseñados exclusivamente para ser accionados por un convertidor de frecuencia, no pudiendo ser utilizados para partidas directas. Por otra parte, la tensión se ve afectada por la velocidad del motor, debido al constante flujo de los imanes permanentes. Por esta razón, el exceso de velocidad se limita al 20%. De acuerdo al ejecutivo, el motor con imanes permanentes es sincrónico y no necesita compensador de deslizamiento puesto que éste no se produce. El resultado es una clara mejora del control del motor. Entre otros beneficios, está la capacidad de proporcionar un alto torque acoplado directamente con la carga a bajas velocidades. “Con esto se elimina la caja de reducción y el usuario ahorra espacio, costos de instalación, elimina un punto de falla y lo más importante mejora la eficiencia y disminuye el mantenimiento”, asegura Trigo. Asimismo, la combinación de un menor número de componentes y sencilla configuración reduce los costos por hora de ingeniería, facilita la instalación, permite un uso más eficiente del espacio y reduce los inventarios de repuesto. Baldor – motores premium Desde sus inicios Baldor se ha enfocado en motores y controles de alta eficiencia energética. Dentro de sus modelos premium, Adrian Florea, gerente de Territorio Conosur de Baldor Electric, destaca la línea Super-E, la que según comenta “fue considerada como un ‘adelanto clave’ por el Consorcio para la Eficiencia Energética (CEE), que en 1998 la distinguió como la primera línea de motores de eficiencia superior en cumplir con sus estrictos criterios de eficiencia”. Dentro de las características del Baldor Super-E destaca un mayor uso de cobre en los devanados, uso de laminados de acero de calidad superior, diseño de entrehierros de precisión entre el rotor y el estator, reduciendo así las pérdidas por ventilación y fricción. Además de bajar los costos del consumo eléctrico, los motores Super-E destacan por ser bobinados con alambre ISR (Inverter Spike Resistant), que es hasta 100 veces más resistente a los peaks de voltaje. “Todos los motores Super-E (excepto los de tipo a Prueba de Explosión) tienen un sistema de aislación que cumple con los requisitos de la norma Nema MG-1 Parte 31.4.4.2 para uso con VFD”, comenta Florea. Además, los motores son Inverter-Ready, es decir, preparados para inversor. Los motores Super-E están disponibles desde 1 HP hasta 500 HP en carcazas tipo TEFC (totalmente cerrado, enfriado por ventilador) y ODP (abierto a prueba de goteo). Para facilitar al cliente el cálculo del periodo de recuperación de la inversión en equipos de mayor eficiencia, Baldor ha desarrollado un software de evaluación de motores y variadores de frecuencia, BE$T (Baldor Energy Saving Tool), el que puede ser descargado directamente y en forma gratuita desde el sitio web de la compañía (http://www.baldor.com/support/software_BEST.asp). El programa analiza la eficiencia y el consumo anual de electricidad de los motores y permite calcular los ahorros de un motor de mayor eficiencia versus un motor existente o un motor de eficiencia inferior. Finning – potencia diésel Finning Sudamérica –a través de su área Power Systems– ofrece un amplio rango de motores diésel para las más diversas aplicaciones, como camiones mineros de fuera de carretera, maquinaria para mantención de caminos y tractores bulldozer, entre otros. Los motores industriales Caterpillar –distribuidos por la compañía– tienen un rango de potencia que va desde 11 HP hasta 6.500 HP. Desde hace ya casi una década Caterpillar desarrolló la tecnología Acert en sus motores de aplicación industrial, la que incorpora una serie de mejoras con el fin de lograr objetivos como la reducción de las emisiones, el mejoramiento del rendimiento del motor, la eficiencia de consumo de combustible y la durabilidad del motor. Enfrentar estos desafíos fue una tarea compleja, señala Roberto Arredondo, Business Manager Projects & CPGS de Finning Sudamérica. “Estos propósitos no son necesariamente complementarios. Por ejemplo, la reducción de emisiones tiene un efecto inverso con respecto a la eficiencia de consumo de combustible. El equipo de ingenieros de Caterpillar tuvo que manejar 125 variables del proceso de combustión, las que generan más de 10 millones de combinaciones, todo con el propósito de alcanzar un balance óptimo y máximos resultados”, explica El sistema de combustible de los motores con tecnología Acert posibilita múltiples inyecciones en cada ciclo de combustión. Pequeñas cantidades de combustible son inyectadas en los momentos precisos para alcanzar las metas de mejorar la economía de combustible y de reducir las emisiones. Además, su avanzado sistema de admisión de aire permite contar con más aire fresco en la cámara de combustión. Gracias a un turboalimentador de diseño especial, se logra una excelente respuesta en el rango bajo de operación. Adicionalmente, culatas con diseño de flujo cruzado permiten direccionar un canal de aire al motor. “Estos desarrollos tecnológicos están muy alineados con la meta de Caterpillar y Finning de entregar a los clientes los costos más bajos de propiedad, operación y mantenimiento, para alcanzar el menor costo unitario de material movido”, afirma Arredondo. GE – Potenciando la molienda La etapa de molienda es una de las más importantes en el proceso minero y por lo mismo ha experimentado diferentes cambios en lo relativo a nuevas alternativas tecnológicas y optimización de rendimiento de los equipos. En general se habla de soluciones de molinos de piñón simple, doble piñón y de anillo, los que dependen de la potencia requerida. De esta forma, un solo motor puede ser conectado a la unidad de la fábrica a través de un piñón corona dentada con potencias de hasta 8 MW. El enfoque de doble piñón fue desarrollado para permitir que se utilizaran dos motores de forma simultánea, permitiendo que la potencia de entrada aumentara a 16 MW. Para evitar daños a la corona mediante el intercambio de carga desigual entre los dos motores, es fundamental que las dos máquinas sean capaces de equilibrar las cargas. Esto se logra típicamente por cualquiera de las unidades de engranajes capaz de controlar el par de carga entre los motores, y con el uso de un sistema de control patentado de GE, logrando hacer ajustes gruesos de carga (por ej. +/- 25% de la carga nominal) con los embragues y de ajustes finos (<1%>Lureye – eficiencia energética Con un amplio stock de motores eléctricos de alta eficiencia, Lureye reafirma su compromiso con el ahorro de energía y el medio ambiente. Como distribuidor de motores eléctricos de alta eficiencia Siemens (norma IEC) y US Motors (norma Nema), ofrece diversas soluciones energéticas. La alta tecnología de estos productos permite reducir el consumo de energía eléctrica y el gasto económico asociado a éste, trayendo consigo un impacto positivo en el medio ambiente. “La reducción del impacto ambiental en los procesos productivos es cada día más relevante. Es un aspecto que tiene una asociación directa y creciente con la competitividad de las empresas y el acceso a sus mercados objetivo, especialmente de aquellas que exportan productos a países desarrollados, en los cuales se beneficia a los productos que en su elaboración hayan generado la menor contaminación posible”, afirma Rafael Corvalán, gerente general de Lureye Electromecánica. Entre los motores que ofrece la compañía destacan los ecológicos de muy alto rendimiento en clase de eficiencia EFF1 (High Efficiency) de Siemens, y los Premium Efficiency marca US Motors. El EFF1 de Siemens cuenta con tecnología avanzada de rotor de cobre integrado, elevada reserva de sobrecarga en funcionamiento continuo (SF 1.15) y con aislamiento preparado para uso con VDF hasta 690 V. El motor Premium Efficiency de US Motors es un equipo especialmente fabricado para la industria minera. Se trata de equipos físicamente muy robustos para aplicaciones intensivas en condiciones ambientales muy exigentes. Siemens – consideración energética Siemens posee un amplio portafolio de motores para ahorro energético con rango de voltaje desde 230 V hasta 13,2 KV y potencias desde 0,09 KW hasta 100 MW. Los motores Siemens incluyen innovaciones en el diseño mecánico, eléctrico y en materiales especiales que le permiten alcanzar los más altos estándares de eficiencia. Para evaluar la eficiencia de un motor eléctrico debe considerar condiciones de diseño dadas por el fabricante, pero también condiciones de operación dadas por el usuario, “un problema muy común es sobredimensionar el motor, lo que hace que éste trabaje fuera de su punto de mayor rendimiento”, comenta Luis San Martín, ingeniero especialista en motores, Industry Sector, Siemens Chile. Además, dentro de esta evaluación también es importante considerar que el costo real del motor es el costo inicial del equipo más todo lo que consume en energía eléctrica durante su vida útil. Si bien un motor de alta eficiencia tiene un costo inicial mayor que uno de eficiencia estándar, hay que estar conscientes de que el costo de la energía utilizada por éste probablemente represente más del 90% del valor total. Otro elemento a considerar son las normativas. “Cada sector de la industria tiene sus propios requerimientos y Siemens busca entregar una solución para cada uno de ellos”, indica el ejecutivo. Con respecto a la norma IEC, Siemens se basa en la IEC-60034-30 la cual define clases de eficiencia para los motores de 50 y 60 Hz desde 0,75 kW hasta 375 kW. Las clases que define esta normativa son IE1 Standard Efficiency, IE2 High Efficiency, IE3 Premium Efficiency. Ya se está discutiendo una clase IE4 Super Premium Efficiency que superaría en requerimientos a la IE3 y a Nema Premium. “Con respecto a la normativa Nema, los motores Siemens ofrecen eficiencias que están por encima del estándar. El diseño del rotor de cobre de Siemens es uno de los elementos claves que permite a los motores Siemens superar los estándares Nema Premium y ofrecer las mejores eficiencias, nominal y garantizada. Ranuras de rotor geométricamente optimizadas, reducción de pérdidas por ventilación debido a acabado liso de los anillos de corto circuito, y cobre de alta conductividad, son algunas de las características que permiten a Siemens entregar altos valores de eficiencia”, finaliza. WEG – un nuevo concepto Motores eléctricos más eficientes y con costos de operación reducidos forman la base del desarrollo de la nueva línea de motores trifásicos de WEG, ofreciendo mayor eficiencia y confiabilidad, alto rendimiento, ahorro de energía, bajo costo operacional, larga vida útil y bajo mantenimiento. Un producto que puede operar la mayoría de su vida útil consumiendo el mínimo de energía posible con altos niveles de productividad operando continuamente sin paradas no planeadas y con alta eficiencia, consecuentemente generando el máximo valor al usuario, es lo que se encuentra por detrás del nuevo concepto W22, el que dentro de sus características cuenta con un nuevo sistema de ventilación diseñado para proporcionar un óptimo flujo de aire, necesario para asegurar un eficiente intercambio térmico con la máxima reducción de las pérdidas mecánicas y el nivel de ruido. Esta línea utiliza un exclusivo sistema de aislamiento WISE el que aumenta la resistencia dieléctrica de los bobinados, permitiendo operaciones con VDF de hasta 575V sin la necesidad de modificaciones adicionales, lo que resulta en flexibilidad y aumento de la vida útil del motor. ¿Dónde? ABB Vicuña Mackenna 1602 Fono: (2) 4714000 www.abb.cl Baldor Ferretería Amunátegui (distribuidor) Pdte. Eduardo Frei Montalva 6008 Fono: (2) 5922000 www.feram.cl / www.baldor.com Finning Los Jardines 924 Fono: (2) 9277000 600-832-0832 www.finning.cl GE Alcántara 200, p. 11 Fono: (2) 6526500 Web: www.ge.com/cl/ Lureye Vicuña Mackenna 1503 Fono: (2) 8975000 www.lureye.cl Siemens Providencia 1760, piso 12 Fono: (2) 4771555 www.siemens.com WEG Los Canteros 8600 Fono: (2) 7848900 www.weg.net/cl Los motores de imanes permanentes están diseñados exclusivamente para ser accionados por un convertidor de frecuencia, no pudiendo ser utilizados para partidas directas. Los motores industriales Caterpillar –que distribuye Finning Sudamérica– tienen un rango de potencia que va desde 11 HP hasta 6.500 HP. Siemens posee un amplio portafolio de motores para ahorro energético con rango de voltaje desde 230 V hasta 13,2 KV y potencias desde 0,09 KW hasta 100 MW. Motores eléctricos más eficientes y con costos de operación reducidos forman la base del desarrollo de la nueva línea de motores trifásicos de WEG.
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jueves, 25 de noviembre de 2010
Mejorando el consumo eléctrico
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