 | | | Los aumentos constantes en los costos de los combustibles y la disminución de las reservas en los recursos energéticos no renovables, así como la mayor preocupación pública por el cuidado del medioambiente, han impulsado a la Minería a buscar soluciones para reducir su consumo energético. En este sentido, el estudio “Caracterización del parque actual de motores eléctricos en Chile”, del Ministerio de Minería y Programa de Investigaciones en Energía de la Universidad de Chile - PRIEN, de septiembre de 2006, estima que el 70% del consumo de la industria y la minería chilena corresponde a motores eléctricos. Aunque este porcentaje puede variar según los procesos propios de cada empresa minera, la fracción más importante corresponde generalmente a los motores, por lo que resulta claro que cualquier búsqueda de una mayor eficiencia energética debe considerar de manera predominante el reemplazo por motores de alta eficiencia. Por esta razón, diversas empresas y organizaciones mineras, en particular la Mesa Minera de Eficiencia Energética (MMEE), han realizado programas piloto de cambio de motores eléctricos en el sector.
Eficiencia
Al hablar de motores eléctricos, la Eficiencia corresponde a la relación entre la potencia producida en el eje y la potencia absorbida de la red de energía. “Por lo tanto, este parámetro está relacionado directamente con la calidad del motor. Un motor de calidad superior tendrá menores pérdidas internas debido a que sus materias primas son de mejor calidad, por ende será un motor con niveles de eficiencia altos”, explica Diego Valdivia Pérez, Product Manager Low Voltage y Medium Voltage Motors de Siemens Chile. En este aspecto, indica Juan Salinas, Product Manager Motores de WEG Chile, existen varias normativas que caracterizan la eficiencia de los motores, usándose en nuestro mercado las normas IEC 60034-2 y IEC 61972, y las NEMA según IEEE112, método B y E. “Estas normativas aplican sus propios protocolos de exigencia y medición, para fabricación y diseño de un motor de alta eficiencia, siendo las más aceptadas (o incluso las únicas) por las empresas de ingeniería debido a sus estrictos protocolos de prueba”, agrega. Según Estaban Lagos, Product Manager Motor Distributor Channel Motors and Generators de ABB Chile, “la norma IEC/UNE-EN 60034-2-1:2007 introduce nuevas reglas en cuanto a los métodos de ensayo utilizados a la hora de determinar las pérdidas y la eficiencia. Además de ofrecer dos métodos (directo e indirecto) para determinar la eficiencia, especifica los siguientes parámetros a la hora de determinar la eficiencia mediante el método indirecto: Temperatura de referencia y, para determinar el valor PLL (pérdidas de carga adicionales), medición, estimación y cálculo matemático. Es importante notar que los valores de eficiencia en un motor sólo son comparables si se han medido con el mismo método”.  El ejecutivo aclara que la norma IEC/UNE-EN 60034-30:2008 define cuatro clases de International Efficiency (IE, eficiencia internacional) para los motores trifásicos de inducción de jaula de ardilla y una velocidad: • IE1: Eficiencia estándar (EFF2 en el anterior sistema de clasificación europeo).
• IE2: Alta eficiencia (EFF1 en el anterior sistema de clasificación europeo e idéntico a EPAct en los EE.UU. para 60 Hz). • IE3: Eficiencia Premium (idéntica a “NEMA Premium” para 60 Hz). • IE4: Un nivel superior al IE3, que pueda aparecer a futuro. “En comparación con las anteriores categorías de eficiencia europeas definidas por el acuerdo CEMEP, su ámbito se ha ampliado hasta desde 0,75-375kW, cubre a motores de 2, 4 y 6 polos y hasta 1000V. Adicionalmente, la nueva norma cubre todos los demás motores (por ejemplo, los motores estándar, para áreas peligrosas, aplicaciones marinas, motores freno, etc.)”, añade.
Requerimientos en la Minería
Es sabido que, por sus características geográficas y operacionales, las faenas mineras necesitan generalmente equipamientos que cumplan con ciertos requerimientos “especiales”. “En minería, las características ambientales juegan un rol importante en todos los equipos: la altitud geográfica, temperaturas extremas, contaminación y vibraciones son algunos ejemplos de las condiciones a las que está sometido el motor. Por esta razón, el motor eléctrico debe estar preparado para estas condiciones, así como para los requerimientos propios de cada aplicación. Por ejemplo, correas, chancadores, molinos y arneros son aplicaciones que exigen altos torques de arranque y niveles de sobrecarga”, sostiene Valdivia. En este apartado, Lagos declara que se necesitan productos que “cumplan con las más altas exigencias de robustez, confiabilidad y disponibilidad requeridos en los procesos mineros que, y a diferencia de las plantas industriales, están bajo condiciones ambientales, de operación y mantenimiento muy exigentes y agresivas”. Al momento de seleccionar el motor a adquirir, se debe tener cuidado con los niveles de eficiencias en el punto de operación, tipo de carcazas y las características del ambiente, como temperatura, polución, presencia de gases o elementos corrosivos, y altura de la planta sobre el nivel del mar, así como la aplicación, método de arranque y tipo de acoplamiento en el cual trabajará el motor”, señala el profesional de ABB Chile.  Para el ejecutivo de Siemens, uno de los criterios que tiene mayor incidencia en la eficiencia es la altitud. “No es lo mismo diseñar un motor para funcionar a cierta cantidad de metros sobre el nivel del mar, que tomar un motor de potencia mayor y utilizarlo a menor potencia para minimizar el efecto de la altitud en el calentamiento del motor. En este sentido, mantener el motor en consumos cercanos a lo nominal permitirá maximizar su eficiencia”.
En todo caso, Salinas, de WEG Chile, recuerda que, al considerar la compra de un motor de alta eficiencia, se debe considerar principalmente la relación costo-beneficio que traerá a la aplicación. “Es mucho más costoso mantener un motor de eficiencia estándar que comprar uno de alta eficiencia. Con este último, el retorno sobre la inversión se ve en los primeros tres o cuatro meses, ahorrando en gastos adicionales de energía consumida”. En este sentido, cabe recordar que el programa piloto de reemplazo de motores eléctricos por modelos de Alta Eficiencia, realizado por la MMEE en 2008-2009, llegó a las siguientes conclusiones generales: • La evaluación económica es muy positiva para la sustitución de motores estándar sometidos a operación continua, con al menos dos rebobinados y un factor de carga superior a 0,6. • Los factores que más inciden en la eficiencia calculada son el deterioro del motor por rebobinados y el factor de carga. • En la evaluación económica influyen principalmente el aumento de la eficiencia, el precio de la energía, los costos de reemplazo y el número de horas de operación. • Si el factor de carga es inferior a 0,5, la sustitución por motores de alta eficiencia con igual factor de carga no es recomendable. En tal caso, es conveniente estudiar su redimensionamiento. |
