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Efecto de la limpieza en la eficiencia de motores industriales

Las cubiertas de polvo o suciedad sobre las carcasas de los motores afectan de forma directa su performance (potencia desarrollada, temperaturas alcanzadas, duración de la vida útil del motor).

El motor eléctrico -en todos sus tipos- es, en general, el “caballo de batalla” de la industria. En muchas ocasiones, sus condiciones de trabajo no son las adecuadas según las indicadas por su fabricante, afectando fuertemente sus condiciones de operación.

Las principales condicionantes que afectan un motor industrial corresponden a:

• Clase de servicio: es la utilización de un régimen no continuo de trabajo, como sucede en infinidad de procesos de aplicación.

• Temperatura ambiental: condiciona la diferencia de temperatura entre el motor y el ambiente (conocida como “salto térmico”), de tal forma que una mayor temperatura ambiente disminuye la temperatura interna máxima admisible. En motores tropicalizados, la temperatura ambiente máxima es de 40°C.

• Altura de la instalación: la densidad del aire determina la capacidad de evacuación de calor del motor. A mayor altitud, menor es la densidad del aire. Un motor determinado desarrollará una potencia de un 77% instalado a 4.000 m.s.n.m. respecto del mismo motor operando a nivel del mar.

• Grado de protección del motor: se refiere al grado IP, que determina cómo se transfiere el calor desde el interior de la máquina hacia el medioambiente.

• El tamaño del motor: el frame del motor determina la superficie útil de la transferencia de calor entre la máquina y el ambiente. O bien, para una potencia nominal dada, los motores modernos serán de menor tamaño que los de igual potencia pero de diseño antiguo, debido a la mejora de las características de temperatura de las aislaciones.

• Tipo de aislante: este parámetro fija la temperatura máxima que se puede tener dentro del motor sin dañar su aislación. Para motores modernos, es usual tener temperaturas de aislantes de hasta 180°C (clase H).


Es fácil darse cuenta de que si facilitamos la transferencia de calor desde el motor al ambiente, el motor trabajará con menor esfuerzo térmico. Entre las acciones más fáciles a desarrollar dentro de un plan de mantenimiento industrial, la limpieza de motores es la que redunda mejores beneficios desde el punto de vista térmico. Si se elimina la capa de polvo o grasa depositada sobre los devanados o directamente sobre la carcasa, el efecto neto sobre el motor será como correr una maratón despojándose del abrigo.

Se estima que la vida útil media de un motor asíncrono de rotor jaula es de 20 años. Un porcentaje muy alto de averías y destrucción de este tipo de máquinas es de carácter térmico, siendo los aislantes los que normalmente sufren las primeras consecuencias de este deterioro. Otra de las causas importantes (aproximadamente un 20%) de avería es de tipo mecánico, fundamentalmente por agotamiento o deterioro de los rodamientos, que son causados por desajustes en la lubricación y por fallas en la alineación de las transmisiones, que acaban generando desequilibrios en los esfuerzos mecánicos soportados.

Un motor sometido a condiciones de trabajo inadecuadas, con altas temperaturas, reduce su expectativa de vida útil porque se deteriora su aislación. Asimismo, cuanto mayor sea la temperatura límite del aislante, mayor potencia nominal puede proporcionar una misma máquina. De la misma forma, tenemos que considerar que la distribución de temperaturas en un motor no es homogénea, sino que se produce un gradiente térmico. Si hacemos una termografía a un motor en funcionamiento, veremos que sobre la superficie de la carcasa no se tiene iguales temperaturas, sino que estas serán menores en áreas cercanas a la ventilación, y mayores en sectores alejados de ella.


Limpieza efectiva del motor

Existen variadas formas de limpieza de motores, desde el tradicional sopleteo con aire comprimido y limpieza por chorro de agua, hasta el trapeo con solventes y otros similares. Cada una de estas modalidades tiene desventajas que limitan su aplicación a casos muy particulares, debido a lo cual se han desarrollado nuevas técnicas de limpieza de motores.

Entre las técnicas modernas, la más conveniente desde el punto de vista de la operatividad y efectividad es la limpieza criogénica, ya que no genera residuos (no produce riles de ningún tipo), permite su aplicación con equipos energizados debido a las características dieléctricas del CO2, ofrece posibilidades de limpieza sin desarme de equipos y no produce daño en las superficies que limpia.

La aplicación de técnicas de criogenia a motores eléctricos se basa en el hecho de que no siempre se dispone de los equipos para efectuar su mantenimiento. Con criogenia se puede efectuar la mantención con equipos funcionando, sin necesidad de detener la producción o a esperar una parada de planta para su limpieza.

Con los cuidados adecuados, es posible atender la limpieza de motores energizados y en funcionamiento, sin afectar de forma alguna las características operativas de las máquinas.

Al momento de minimizar la resistencia térmica que limita el paso de calor de las pérdidas internas del motor hacia el medioambiente, se disminuye la temperatura interna de la máquina y se reduce la resistencia óhmica de los devanados, de forma que se reduce también la generación de pérdidas dentro del motor, mejorando la eficiencia neta de la máquina.

Si por efectos de la limpieza del motor se mejora la eficiencia neta en 1% al optimizar la transferencia de calor desde la máquina hacia el ambiente, la consecuencia neta en costos de operación de esta máquina se cuantifica como:



Como ejemplo, para un motor de 37 kW que opera durante el 90% del tiempo, con un costo unitario de energía de 0,10 USD/kWh, resulta un ahorro anual de US$292, solamente por menor pérdida por la limpieza criogénica.

Una vez más queda de manifiesto que las acciones blandas asociadas a limpieza criogénica permiten lograr incrementos en eficiencias energéticas de máquinas.


Por Cristián Guevara, asesor técnico de Hidroatacama. / expertos.eficiencia@gmail.com
Octubre 2017
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