Motores eléctricos sobredimensionados: Cuándo el reemplazo es la opción inteligente

El sobredimensionamiento de motores se ha vuelto una práctica cada vez más común hoy en día. Sobredimensionar un motor básicamente significa seleccionar una potencia superior a la necesaria. Hay varias razones por las que muchas personas eligen sobredimensionar. Por un lado, se cree que el sobredimensionamiento compensa disparidades en las operaciones del sistema. Otros también citan medidas preventivas, ya que creen que el coste de un motor mayor es más fácil de afrontar que el coste de un percance mecánico.

Sin embargo, muchas personas tampoco son partidarias del sobredimensionamiento de motores porque piensan que los motores eléctricos sobredimensionados suelen costar más de hacer funcionar y solo conducen a desperdicio de energía. Para ellos, motores más apropiados pueden minimizar el uso de energía y, por tanto, reducir los costes de operación. Esencialmente creen que los motores sobredimensionados son ineficientes y deberían ser reemplazados de inmediato con unidades de tamaño apropiado que sean energéticamente eficientes.

Sin embargo, en la realidad, el reemplazo no siempre es la mejor solución para un motor eléctrico sobredimensionado. Hay varias piezas de información que deben obtenerse primero para llegar a una evaluación precisa del ahorro energético. Estas incluyen la carga del motor, la eficiencia del motor en un punto de carga específico y la velocidad de operación del motor.

Carga del Motor

Los motores eléctricos son básicamente máquinas que convierten energía eléctrica en energía mecánica para actuar sobre una carga mecánica. La carga es la carga impuesta al motor cuando ocurre este proceso mecánico. Generalmente, tener la carga del motor correctamente adaptada al motor es necesario, ya que previene daños al motor y evita operaciones ineficientes y costosas.

Usar un motor significativamente sobredimensionado en comparación con la carga del motor suele resultar en gastos innecesarios tanto en lo que respecta al coste inicial como a la operación continua del motor. Sin embargo, a veces, un motor significativamente sobredimensionado también puede ser requerido cuando se esperan cargas pico sustancialmente mayores.

No obstante, incluso aunque algunas situaciones puedan demandar sobredimensionamiento para cargas pico, en general siempre es mejor seleccionar un motor que opere eficientemente en el rango de carga del 75 al 100 por ciento. En algunos casos, reducir el tamaño del motor puede generar ahorros en la demanda energética.

Eficiencia del Motor en Punto de Carga Específico

La eficiencia del motor es esencialmente la relación entre la cantidad de trabajo mecánico que el motor realiza y la energía eléctrica que consume para hacer el trabajo. Esta medida se determina normalmente en porcentaje. Naturalmente, a medida que la carga se hace mayor, la eficiencia del motor también aumenta. Esto se debe principalmente a que la fricción juega un papel gradualmente menor en la eficiencia general del motor a medida que la carga aumenta.

Generalmente, los motores eléctricos sobredimensionados se consideran menos eficientes en comparación con los de tamaño apropiado. Estos motores están en su punto óptimo de funcionamiento cuando operan entre el 30 por ciento y el 100 por ciento de la carga nominal.

Sin embargo, en algunos casos, motores de tamaños mayores también pueden operar en cargas tan bajas como el 25 por ciento de la carga nominal con una eficiencia significativamente alta.

En esencia, la eficiencia de un motor eléctrico va a depender de varias facciones, como su diseño, materiales, potencia nominal, carga, calidad de la energía y condiciones de operación.

Velocidad de Operación del Motor

La velocidad de un motor eléctrico suele determinarse por la frecuencia de la alimentación eléctrica así como el número de polos en su campo magnético. La velocidad de operación real de un motor es generalmente menor que su velocidad síncrona. Esta diferencia entre la real y la síncrona se llama «deslizamiento». El deslizamiento y la velocidad de operación suelen depender de la carga aplicada, y la carga impuesta a un motor depende a su vez de su tamaño.

A medida que la carga en un motor aumenta, comienza a girar más lento hasta que opera a la velocidad de carga completa. Por tanto, los motores sobredimensionados tienden a operar a velocidades que se acercan a la síncrona. En la mayoría de los casos, los motores sobredimensionados tienden a operar a una velocidad mayor que los motores de tamaño apropiado y energéticamente eficientes. Esto debe considerarse al determinar ahorros de energía y demanda.

Conclusión

Generalmente hay varias preocupaciones y características que determinan si el sobredimensionamiento es adecuado para sistemas específicos. Por un lado, el sobredimensionamiento puede aumentar los costes de operación y requerir rebobinados o reemplazo de motor eléctrico cuando ocurren tensiones debido a la incapacidad del sistema para manejar energía extra. Al enfrentar problemas de motor, se deben hacer preguntas cruciales antes de decidir si rebobinar o reemplazar el motor.

Por otro lado, el sobredimensionamiento puede compensar la falta de mantenimiento, especialmente cuando la revisión del generador no se hace regularmente. Aunque no se mantenga, un motor con mayor potencia puede seguir funcionando más tiempo bajo las mismas condiciones. En general, las ventajas y desventajas del sobredimensionamiento de motores no pueden generalizarse.