El reemplazo de motores de corriente directa por motores de corriente alterna tipo inverter duty, con inversor de frecuencia, permitió a una empresa de la industria del plástico reducir 17.2 % el consumo de energía en sus principales máquinas, así como disminuir las pérdidas de producción por fallas en equipos y costos de mantenimiento.

Antiguamente, la eficiencia de los motores de corriente directa (CD) se consideraba insuperable para aplicaciones de torque y velocidad variable. Sin embargo, hoy las refacciones de estos equipos son costosas y difíciles de conseguir, por lo que esta tecnología representa un alto riesgo de pérdida de producción para las empresas.

Las nuevas tecnologías en motores de corriente alterna (CA) y los variadores de velocidad, permiten mayor disponibilidad de equipos y menores costos de mantenimiento, lo que se traduce en menos riesgo de paros de producción y menor consumo de energía con sus costos asociados, pues generalmente un sistema de motor CA y variador de velocidad es más eficiente que un sistema rectificador y motor CD.

Antecedentes

Metapel, SA de CV es una compañía mexicana ubicada en el municipio de Tecámac, en el Estado de México, que se dedica a la elaboración de productos de película plástica. Esta empresa cuenta con un contrato con la CFE en tarifa HM, con una demanda facturable promedio de 1 337 kW, un consumo de 9 572 837 kWh/año y una facturación promedio de 15 014 801.17 pesos/año (IVA incluido). Opera de lunes a sábado con tres turnos, resultando un promedio anual de 7 800 horas.

Objetivo del proyecto

Reemplazar el sistema motriz en corriente directa con el que estaban equipadas dos máquinas de extrusión para incrementar la confiabilidad de la producción y ahorrar energía.

En la Tabla 1 mostramos el resumen del sistema que engloba las dos máquinas con sus seis motores.

Con la finalidad de determinar el ahorro de energía al sustituir los motores de corriente directa por motores de corriente alterna tipo inverter duty, con inversor de frecuencia, se utilizaron las leyes de afinidad.

Se determinó la potencia de cada uno de los seis motores bajo las condiciones de operación (52 Hz y 44 Hz). En la Tabla 2 mostramos el resumen del perfil energético de la situación propuesta una vez implementados los motores de CA con variador de velocidad.

Con la información de las tablas 1 y 2 se determinó tanto el ahorro energético como el económico.

El reemplazo de 6 motores de 150 HP y dos de 300 HP de corriente directa obsoletos por motores de corriente alterna tipo inverter duty, con inversores de frecuencia, permitió que la empresa Metapel tuviera una reducción de demanda eléctrica de 64.46 kW (15.18%) y un ahorro de energía de 570.4 Mwh/año (17.22%).

Estos ahorros equivalen a 894 697.49 pesos por año. Para realizar el proyecto se requirió de una inversión de 3 235 887.33 pesos. El FIDE otorgó un financiamiento de 2 881 440.00 pesos y la empresa aportó el restante. Se contrató al proveedor Sistemas de Fuerza y Control Industrial para ejecutar las acciones. Con los ahorros económicos anuales, el proyecto tiene un periodo simple de recuperación de 3.62 años.

Más información en http://www.fide.org.mx

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