Dos pasos para elegir el motor ideal: Paso 2

Paso 2. Medir el costo energético

El segundo cálculo que se debe realizar, cuando se habla de medir la eficiencia, es determinar el costo energético. Todas las compañías de electricidad cobran kilowatts-hora (kW/HR). Aunque la tarifa varía de acuerdo a la locación y el proveedor, los siguientes ejemplos utilizan $0.20 por kW/HR. Independientemente de que la aplicación sea sumergible o de superficie, la velocidad del motor y potencia deben ser analizadas para determinar el uso de kW/HR. Ya sea que el usuario desee instalar un sistema de bombeo sumergible, una turbina sumergible o un sistema centrifugo, el cálculo es el mismo. Tome en cuenta que el variador tendrá un valor de eficiencia que considerar. Esto dará como resultado el costo energético del sistema. Los siguientes ejemplos 1 y 2 analizan el costo energético usando los dos mismos sistemas presentados en el Paso 1.

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Ejemplo 1.  Sistema de Bombeo 50 HP, 2 Polos (3,600 RPM)

En el ejemplo previo, el sistema tenía una eficiencia de 37.42% El motor consume 49 kW/HR operando 24 horas, 7 días a la semana por un periodo de 30 días con un total de 35,280 kW consumidos. Considerando una tarifa de $0.20 por Kw/HR, el costo energético por mes es $7,056 como se muestra a continuación.

49 x 24 x 30 = 35,280 kW/HR x $0.20 = $7,056

Ejemplo 2. Sistema de Bombeo  60 HP, 4 Polos (1,800 RPM)

Este sistema parecía ser el candidato ganador en términos de eficiencia al representar 67.72% de eficiencia. El motor más eficiente para este tipo de sistema con turbina es de cuatro polos (menor velocidad) pero requiere un motor de 60 HP para generar la misma carga y flujo. Nuevamente, operando 24 horas, 7 días a la semana por un periodo de 30 días este motor consume 65 Kw/HR y resulta en un total de 44,640 kW por mes con un costo de $8,928 como puede ejemplificarse a continuación.

62 x 24 x 30 = 44,640 kW/HR x $0.20 = $8,928

El sistema de bombeo más eficiente consume más watts y es más costoso de operar, por lo que no necesariamente se convierte en la mejor opción para una aplicación de uso continuo. Podemos concluir que, al momento de elegir los componentes para su sistema, determinar las eficiencias del motor y bomba es un paso preliminar importante. Pero al calcular el costo final del sistema, los usuarios deben incluir tanto los gastos de capital como los costos energéticos implicados. En muchas ocasiones, el sistema más eficiente no es también el más efectivo en términos monetarios.

El medir la eficiencia y costo energético ofrece una mejor percepción del costo total que representa su adquisición.

Para conocer más acerca de los estándares de la industria, visite nema.org or iec.ch Para más información sobre nuestros motores, así como otros productos de la familia Franklin Electric, consulte nuestra página de internet www.franklinagua.com, visite nuestro canal de video Youtube.com/Franklinagua o contacte a su Gerente de Territorio, Ingeniero de Ventas y/o Ingeniero de Servicio.

Dos pasos para elegir el motor ideal: Paso 1

A veces, escoger el motor apropiado requiere más que una evaluación de la eficiencia percibida o “etiquetada”. La revista Pumps & Systems publicó recientemente un artículo en colaboración con Franklin Electric, en el que logramos presentarle qué aspectos atender, y cómo identificar y calcular propiamente el costo y eficiencia que el motor representa para su sistema de bombeo de acuerdo a la aplicación. A continuación le compartimos la primera parte de este artículo al Español.

Cualquier profesional en la industria de bombeo ha experimentado el reto de escoger el sistema más eficiente para su aplicación. Este proceso puede llegar a complicarse por las incertidumbres que generan las regulaciones de eficiencia, mandatos y otros parámetros.  A esto debemos sumarle que la eficiencia tiende a ser una característica que, por su cuenta, no permitiría hacer una evaluación completa del equipo. En ocasiones, el  motor más eficiente no es nuestra mejor opción.

A través de dos simples cálculos, usted podrá determinar cuál es el mejor motor, de la misma forma que podrá determinar la bomba y variador que más le convengan a su aplicación.

Con la finalidad de ayudar tanto al usuario final como a los instaladores, la mayoría de los productos que se ofrecen a la venta hoy en día, incluyen información de valoración de energía y eficiencia. Los estándares y regulaciones de la industria establecidos por una coalición de expertos ayudan a controlar esta valoración. Entre ellas se encuentra la Asociación Nacional de Manufactura Eléctrica (NEMA) y la Comisión Internacional Electrotécnica (IEC).

Franklin-Electric-Figure-5El objetivo de estas organizaciones es ayudar al usuario y compañías eléctricas al ahorro de dinero en energía y costos de infraestructura al reducir la confusión que ocasionan los métodos de medición y buscar asegurar la consistencia  e información que se incluye en las etiquetas. Esta estandarización permite disminuir errores de medición, interpretaciones incorrectas causadas por nomenclatura confusa y ventajas competitivas falsas. Fabricantes acreditados dan apoyo y colaboran con agencias como NEMA y la IEC para mantener los estándares de la organización. Es por esto que, se recomienda a los usuarios poner especial atención en que los productos que consumen se adhieran a estas normativas.

Los usuarios de sistemas de bombeo, tienden a inclinarse hacia motores que reportan las máximas eficiencias porque creen que esta decisión los llevará a la disminución de costos. Esto, no siempre resulta ser el caso y es otra razón importante para mantenerse atentos a los estándares normados. En ocasiones, fabricantes que no logran apegarse a ellos, se disponen a etiquetar sus productos como “alta eficiencia” o aseveraciones similares.

En muchos otros casos, los términos utilizados en la etiqueta presentan la información de manera que puede ser confusa. Por ejemplo, una compañía puede invertir en el diseño original de un sistema de bombeo de 100 HP, lograr incrementar su eficiencia en un 16% y etiquetarlo como “alta eficiencia”. Aun así, de acuerdo a los estándares, esta mejora del diseño no puede considerarse como eficiencia Premium. A pesar de que que el nuevo producto prueba una eficiencia de 54% comparado con el producto anterior de tan solo 38% para el mismo parámetro, la eficiencia requerida para un producto de categoría Premium requiere 68%. Por lo tanto, aunque el producto haya probado una mejora, no cumple los requerimientos para el estándar que promete. A través de las agencias e institutos certificados es posible prevenir que los fabricantes establezcan aseveraciones sin cumplir los estándares requeridos.

Si bien es cierto que una parte importante al escoger un equipo es entender las normas que regulan la estandarización de la eficiencia, los usuarios deben considerar algunos otros factores. Por ejemplo, los motores sumergibles por lo general cuentan con un 80% de eficiencia energética, mientras que su homólogo de superficie se desempeña en el 90%. De considerar únicamente esta estadística, podría concluirse que el motor sumergible representa una pérdida con el de superficie. Sin embargo, este resultado no será necesariamente el mismo ya que es vital incorporar en el cálculo la eficiencia de la bomba y evaluar los requerimientos de potencia con base en la frecuencia del motor.

Los siguientes dos cálculos podrán ayudarlo en la selección del motor óptimo para su tipo de aplicación.

Paso 1. Medir la Eficiencia

El primer paso es medir la verdadera eficiencia del sistema completo al analizar la eficiencia wire-to-water (del cable al agua) como se presenta en la Ecuación 1.

EWW = (eficiencia del motor) x (eficiencia de la bomba) x (eficiencia del variador) x 100.

El 100% de eficiencia del sistema completo sería imposible de alcanzar si cualquiera de los componentes en él se desempeña por debajo del 100%. Considere los siguientes ejemplos,

Ejemplo 1.  Sistema de Bombeo 50 HP, 2 Polos (3,600 RPM)

El sistema tiene un motor de 84% de eficiencia, una bomba de 45% y un variador al 99% teniendo un total de 37.42 posterior al cálculo como se calcula a continuación.
EWW = (0.84 motor) x (0.45 bomba) x (0.99 variador) x 100 = 37.42%

Ejemplo 2. Sistema de Bombeo  60 HP, 4 Polos (1,800 RPM)

Este sistema cuenta con un motor de 90% eficiencia, 76% para el caso de la bomba y utiliza el mismo variador al 99% de eficiencia como se calcula a continuación.

EWW = (0.90 motor) x (0.76 bomba) x (0.99 variador) x 100 = 67.72%

A todos los fabricantes de motores y bombas se les exige la publicación completa de la información probada para eficiencia en los productos normados. Asegúrese de la veracidad de los datos y considere también que las bases de datos vía Internet o aplicaciones inteligentes pueden ser generalmente actualizadas con más frecuencia que los documentos impresos.

AIM ManualCon la evolución de la industria, los cambios son inminentes. Un sutil cambio en alguno de los componentes tiene un efecto que logra multiplicarse en la eficiencia de todo el sistema. Es por esto que es de vital importancia poner atención no sólo a esta característica del motor, sino también en la que le ofrece su bomba y motor.

Si de definir la eficiencia de su motor se trata, como usuario debe considerar que la mayoría de los motores tendrán una clasificación determinada para Plena Carga y Factor de Servicio, que dependerán del punto de carga de la bomba. Al seleccionar el punto de carga, se debe tomar como referencia los requerimientos de potencia totales que se necesitan. Si los caballos de fuerza coinciden con el valor de Plena Carga, utilice la eficiencia de Plena Carga. Por otro lado, si el punto de carga coincide con la clasificación del Factor de Servicio, utilice la eficiencia del Factor de Servicio. La clasificación correcta de la eficiencia es tan importante como el cálculo de la eficiencia total del sistema.

La mayoría de las bombas señalan su punto óptimo de funcionamiento. Para establecer la eficiencia de su bomba, detecte el punto máximo en la curva de rendimiento. Adicional a esto, reúna los datos de su controlador o variador para ser incluidos en la fórmula.

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Analizar estos valores atentamente es importante porque representan un resultado de costeo. Al considerar únicamente la eficiencia total del sistema se pasa por alto la energía consumida. Las diferencias en velocidad y caballos de fuerza pueden resultar en costos energéticos elevados, aun cuando las clasificaciones de eficiencia indiquen valores altos.

Es importante también considerar las necesidades de la aplicación. Posiblemente, algunos sistemas deban mantener su funcionamiento únicamente un par de meses al año, mientras que otros proveen agua a una ciudad o municipalidad. Para sistemas que tengan un funcionamiento programado por años, el costo de operación es muy grande. Y mientras que el costo energético de un sistema que se encuentra operando continuamente es mucho mayor al de uno con menores exigencias, el cálculo de ahorro es similar. El ahorro se verá disminuido de acuerdo al tiempo que se requiera el sistema en marcha.

En los próximos días, le compartiremos la segunda parte de este artículo. Para más información sobre nuestros motores, así como otros productos de la familia Franklin Electric, consulte nuestra página de internet www.franklinagua.com, visite nuestro canal de video Youtube.com/Franklinagua o contacte a su Gerente de Territorio, Ingeniero de Ventas y/o Ingeniero de Servicio.