Contenidos
Calcular la eficiencia del motor eléctrico
Se trata de una inversión de capital que puede devolver muchas veces su valor original en los próximos 20 años. Al mismo tiempo, puede mejorar la fiabilidad de los equipos, reducir los tiempos de inactividad y los costes de reparación, y dar lugar a menores emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera.
La inversión es sencilla: instale motores eléctricos con la mayor eficiencia energética eléctrica acorde con sus necesidades. Los motores energéticamente eficientes se amortizan en unos pocos años, o a veces incluso en unos pocos meses, después de lo cual seguirán acumulando ahorros por valor de muchas veces su coste de compra durante todo el tiempo que permanezcan en servicio. Es otra forma de decir que lo que hay que tener en cuenta a la hora de comprar un motor nuevo son los costes de funcionamiento, no sólo el coste inicial.
La regla se aplica a todos los motores, aunque este artículo se limita a los motores de uso generalizado que cumplen los requisitos de la Ley de Política Energética de 1992 (EPAct) y a los que, además, cumplen o superan los índices de eficiencia NEMA Premium™ de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos. En un momento explicaremos qué significan estas clasificaciones.
Curva de eficiencia de los motores eléctricos
Según algunos estudios, los motores eléctricos son responsables de cerca del 45% del consumo total de energía eléctrica [1]. Si centramos el análisis en uno de los ámbitos más consumidores de energía, el industrial, el porcentaje atribuible a los motores se eleva a unos dos tercios.
Teniendo en cuenta que varias de las máquinas actualmente en funcionamiento están obsoletas, es evidente que la sustitución por nuevos motores más eficientes conllevaría importantes ventajas para el medio ambiente y la explotación de los recursos, así como en los costes de fabricación y luego en la competitividad. Se estima, por ejemplo, que, en la única Europa, el uso de tecnologías de accionamiento de vanguardia en lugar de las obsoletas puede determinar una reducción de los consumos anuales en 135 TWh y de las emisiones de CO2 en 69 millones de toneladas [2]. Evaluando el ciclo de vida completo de un motor en funcionamiento constante, podemos comprobar que el gasto relacionado con el consumo de energía representa con mucho el mayor porcentaje del coste total (incluso más del 90%, [3]).
Eficiencia típica de los motores eléctricos
El primer motor eléctrico industrial se consideró probablemente un avance en su día, aunque había mucho margen de mejora. A medida que la tecnología ha ido avanzando, los fabricantes de motores han desarrollado mejores motores que consumen menos energía y reducen los costes. Aunque es natural que los fabricantes empleen la última tecnología en la creación de motores eléctricos, el margen de mejora de los métodos de producción ha sido fundamental para mejorar la eficiencia de estos motores.
Un simple motor de corriente continua convierte la energía eléctrica de corriente continua en energía mecánica. Suele estar equipado con un elevado número de bobinas, lo que lo hace eficiente. Sin embargo, todavía puede producirse un gran desperdicio de energía debido a la fricción entre el conmutador y las escobillas, así como a la pérdida de par en determinados ángulos. Además, si el motor se atasca al intentar levantar una carga pesada, las bobinas del rotor pueden sobrecalentarse fácilmente y fundirse. Por eso, muchos aparatos industriales y domésticos pesados utilizan motores eléctricos.
Calcular la eficiencia del motor
La mayoría de los motores eléctricos consumen menos de 0,75 kW de potencia y se utilizan en los sectores residencial y comercial, por ejemplo en el interior de frigoríficos y discos duros de ordenador. Representan sólo una pequeña proporción de todo el consumo de energía de los motores eléctricos.
La mayor proporción del consumo de electricidad de los motores es atribuible a los motores de tamaño medio con una potencia de salida de entre 0,75 y 375 kW. Estos motores se utilizan sobre todo en aplicaciones industriales como bombas de potencia, compresores y ventiladores.
Dependiendo del producto, esto puede incluir normas mínimas de rendimiento energético (MEPS), requisitos de la etiqueta de clasificación energética o ambos. Existen requisitos específicos para Australia y Nueva Zelanda.
Los MEPS garantizan la consecución de un nivel mínimo de eficiencia energética para los motores de inducción de jaula trifásica con una potencia de salida de entre 0,73 kW y 185 kW, pero sin incluirlos, con tensiones nominales de hasta 1100 V, de corriente alterna (CA).
En cuanto a la obligatoriedad de los MEPS, actualmente no existe ninguna normativa para los motores monofásicos. Sin embargo, puede haber otras leyes estatales o federales (por ejemplo, leyes de seguridad eléctrica) que pueden aplicarse a los motores monofásicos.