Hay varias razones por las que el ahorro de energía mediante motores no está tan generalizado. Es evidente, por ejemplo, que al reemplazar un consumo por otro de potencia menor se genera un ahorro; en cambio, los motores eléctricos se venden en base a su valor nominal de salida (potencia en HP) y no por su potencia de entrada, por lo tanto la medida usada para evaluar las diferencias entre motores es su eficiencia nominal.

Por su diseño realzado, los motores de eficiencia superior reducen los costos de operación a cualquier nivel de carga, incluso al funcionar sin ésta. Por ejemplo, las pérdidas sin carga de un motor de eficiencia superior de cinco HP pueden ser de 215 watts, mientras que las de un motor estándar del mismo tipo de 330 watts.

Mejoramiento de la eficiencia

Para aumentar la eficiencia del motor, todas las pérdidas deben aten-derse individualmente. La reducción de la pérdida por resistencia estató-rica involucra modificaciones magnéticas y eléctricas que permiten in-troducir más alambre de cobre en las ranuras del estator. En general, el diseño de las láminas del estator de-be incluir ranuras suficientemente grandes para admitir más alambre de cobre, pues el aumento del calibre del alambre sin aumentar la carga de amperaje resulta en menores pérdidas. Asimismo, debe usarse el mejor material conductor de precio razonable, siendo el cobre más razonable para los motores eléctricos.

Las pérdidas rotóricas, segundas en magnitud, se reducen usando rotores diseñados especialmente con mayores áreas de conductor de aluminio. Usando "barras de rotor" más grandes hay menor resistencia rotórica y menos pérdida de energía en el rotor.

La histéresis y las corrientes parásitas pueden reducirse de varias maneras. La pérdida por histéresis puede reducirse usando mejores aceros y reduciendo la intensidad del campo magnético. Las pérdidas por corrientes parásitas se reducen, en tanto, adelgazando las láminas que componen el estator (y el rotor) y aislándolas mutuamente de modo más eficaz.

En el caso de las pérdidas por fricción y ventilación, poco puede hacerse para aumentar la eficiencia de los cojinetes, pero si los pasos anteriores reducen eficazmente las pérdidas totales puede reducirse el tamaño del ventilador de enfriamiento, lo que contribuirá a mejorar la eficiencia del motor.

La categoría final es la de las pérdidas por dispersión de carga. Hay di-versas técnicas de manufactura que pueden usarse para reducir estas pérdidas.

Trabajando en forma individual y colectiva en los cinco elementos indicados, se pueden lograr sustan-ciales mejoras en la eficiencia de los motores.

Costos de operación y ahorros

Para ganar cierta perspectiva entre los costos de operar motores y algunos posibles ahorros, ofrecemos una buena "regla práctica".

A 5 centavos por kilowatt-hora, el operar un motor a plena carga cuesta $1 por HP por día. Entonces, a 10 centavos por Kwh, este costo se duplica a $2 por día. Este valor puede modificarse proporcionalmente en el caso de operación a menos de plena carga, o de operación no continua, etc.

Consideremos un motor de 100 HP que opera continuamente en una zona de 10 centavos por Kwh. El costo anual de operación es, aproximadamente, $70.000. Esta cifra representa unas 25 veces el costo inicial del motor. Invirtiendo un 30% extra ($750) en una unidad de eficiencia superior (2,4% más eficiente), el costo de operación podría reducirse en aproximadamente $1.800 por año.

En el caso de un motor pequeño de 3 HP a 10 centavos por Kwh, el costo anual de operación es algo mayor de $2300, y pagando un 40% extra por el motor podría reducirse el costo de operación en $140 por año. En ambos casos, el costo extra del motor puede recuperarse en pocos meses mediante el ahorro de energía.

Cuando un motor funciona continuamente a plena carga o cerca de la misma, el costo inicial del motor es usualmente bajo en comparación con su costo anual de operación.

Resumen

Debido a sus menores pérdidas, los motores de eficiencia superior funcionan a temperatura más baja que los motores equivalentes de tipo es-tándar. Ello redunda en una vida más larga del aislamiento y del lubricante, y en menos tiempo improductivo. Asimismo, por su diseño específico, tienen la capacidad de tolerar mayores variaciones de voltaje y, de ser necesario, mayores temperaturas ambiente. Un beneficio adicional es que, al generarse menor calor residual en el espacio que rodea al motor, se reducen las necesidades de ventilación y/o acondicionamiento de aire del edificio. Ello puede representar ahorros adicionales.

Finalmente, reconocer físicamente un motor de súper eficiencia es simple, ya que generalmente son de mayor longitud y peso que los motores estándar. Es recomendable reemplazar con estor motores equipos que hayan sido rebobinados, debido a que en cada reparación sus características de rendimiento se ven disminuidas.