Modelo de consumo de energía eléctrica en el proceso de fabricación de pellas de la siderúrgica del Orinoco (página 2)

A continuación se muestran algunas las leyes u organismos de Venezuela encargados de establecer los lineamientos adecuados para controlar el consumo de energía eléctrica en el territorio Nacional:

LEY ORGÁNICA DEL SISTEMA Y SERVICIO ELÉCTRICO Gaceta Oficial Nº 5.568 del 31 de Diciembre del 2001 Artículo 1: La presente Ley tiene por objeto establecer las disposiciones que regularán el sistema eléctrico y la prestación del servicio eléctrico en el Territorio Nacional, así como los intercambios internacionales de energía, a través de las actividades de generación, transmisión, despacho del Sistema Eléctrico, distribución y comercialización, en concordancia con el Plan de Desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional y el Plan de Desarrollo Económico y Social de la Nación.

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA ENERGÍA ELÉCTRICA Gaceta Oficial Nº 39.573 del 14 de diciembre de 2010 CONSIDERANDO Que, en relación con el Producto Interno Bruto, el consumo de energía eléctrica de la población en nuestro país, es más alto que el promedio de América Latina, lo que indica un patrón de consumo ineficiente, que Pueblo y Gobierno deben revertir.

Artículo 1: Las Personas Jurídicas del Sector Privado, que superen una Demanda Asignada Contratada de un Megavoltioamperio (1 MVA), deberán realizar acciones para mantener una reducción de al menos un diez por ciento (10%) de su consumo mensual con respecto al mayor valor entre el consumo facturado en el mismo mes o el consumo promedio mensual facturado, ambos referidos al año 2009.

El Ministerio del Poder Popular para la Energía Eléctrica colocará mensualmente una etiqueta, en un sitio visible, señalando el cumplimiento de las medidas establecidas. Adicionalmente, el incumplimiento de las medidas acarreará un recargo tarifario de un diez por ciento (10%) sobre la factura del mes correspondiente y cinco por ciento (5%) adicional por cada reincidencia.

Artículo 6: Las instalaciones de autogeneración de las instituciones del Sector Privado deberán ponerse en funcionamiento en los horarios de mayor demanda del Sistema Eléctrico Nacional, que se comprende entre 11:00 y 16:00 y entre 18:00 y 22:00 horas.

Artículo 8: El incumplimiento consecutivo y reiterado de las obligaciones impuestas por la presente Resolución acarreará la suspensión del suministro de energía eléctrica, hasta tanto el Ministerio del Poder Popular para la Energía Eléctrica dictamine las medidas y acciones que deberá ejecutar el usuario para orientar su conducta en cuanto a patrones de uso racional y eficiente de la energía eléctrica.

Artículo 9: El Ministerio del Poder Popular para la Energía Eléctrica y la Corporación Eléctrica Nacional, podrán realizar inspecciones periódicas para verificar la adecuada aplicación de las medidas de eficiencia energética, el cálculo de los índices de ahorro energético, así como la aplicación de los planes propuestos.

LEY DE USO RACIONAL Y EFICIENTE DE LA ENERGÍA (UREE) Publicada el 15 de julio de 2011 Esta Ley va dirigida al fomento y regulación del uso racional y eficiente de la energía a lo largo de la cadena energética para el fortalecimiento del Buen Vivir.

Para lograr una nueva conciencia energética se requiere promover criterios en el uso racional de los recursos, así como de tecnologías más eficientes en todos los ámbitos del quehacer de la sociedad. Las normas establecidas en esta Ley propician la articulación de los diferentes sectores de la sociedad para la efectiva aplicación de las políticas públicas en esta materia.

Artículo 1: Esta Ley regula el uso racional y eficiente de la energía a lo largo de la cadena energética.

Artículo 2: Se declara de interés público el uso racional y eficiente de la energía.

Artículo 6: El Plan de Uso Racional y Eficiente de la energía es un mecanismo del Estado para la planificación a corto, medio y largo plazo de las medidas e instrumentos necesarios para alcanzar los objetivos determinados en esta ley, definir las líneas concretas de responsabilidad y colaboración entre los actores involucrados, determinar las necesidades presupuestarias y las formas de financiación, así como el seguimiento y control de las mismas.

Artículo 7: El órgano rector con competencia en la materia de hidrocarburos y el órgano rector con competencia en energía eléctrica están obligados a formular un Plan de Uso Racional y Eficiente de la Energía para cada sector respectivamente para lo cual consultarán a las instancias del Poder Popular. Estos planes deben ser integrados por una instancia coordinadora.

Artículo 8: Cada Órgano Rector deberá presentar su plan a la Instancia Coordinadora en un lapso no mayor a los tres (3) meses después de la Promulgación de esta Ley en la Gaceta Oficial de la República Bolivariana de Venezuela.

Artículo 11: El Plan Nacional de Uso Racional y Eficiente de la Energía deberá contener, al menos los siguientes aspectos:

Diagnóstico y análisis de situación de cada uno de los sectores con respecto al uso racional y eficiente de la energía.

Establecer condiciones para el desarrollo y el fomento del uso racional y eficiente de la energía y la adopción de medidas para mejora de la eficiencia energética dentro de los respectivos sectores, a lo largo de toda la cadena energética y para las consumidoras y los consumidores o/y usuarias y usuarios finales.

La responsabilidad y colaboración entre los distintos organismos involucrados en su desarrollo.

La identificación y puesta en marcha de acciones priorizando aquellas que tenga un mayor impacto en el uso racional y eficiente de la energía.

Se tomarán en cuenta las previsiones presupuestarias.

Un catálogo de medidas a aplicar en los distintos sectores de la cadena energética. Entre ellas se detallarán, expresamente, las medidas a aplicar en los edificios, equipos e instalaciones que sean propiedad de la Administración Pública y los grandes usuarios.

Actuaciones para fomentar la investigación, el desarrollo y la innovación de nuevas tecnologías que sean energéticamente más eficientes, así como el intercambio de información, la cooperación institucional y la cooperación internacional.

Programa de educación y formación para la concientización y cambios de hábitos en la población que promuevan una cultura del uso racional y eficiente de las energías.

Las medidas económicas, financieras y tributarias oportunas para incentivar la puesta en marcha del plan de ahorro y eficiencia energética contemplados en la presente Ley.

Incorporar criterios energéticos en la planificación territorial con el fin de promover espacios urbanos que tengan un menor consumo energético y un menor impacto sobre el medio ambiente.

Indicar un programa de optimización energética de los edificios, equipamientos e instalaciones, a fin de que los municipios establezcan las disposiciones normativas y las acciones específicas para contribuir a la mejora de la eficiencia energética de los mismos.

Promover el desarrollo y la difusión de productos que utilizan energía más eficientes desde el punto de vista energético, así como la retirada gradual y progresiva del mercado de todos aquellos productos que incurran en un consumo energético elevado, cuando esté demostrado que existen otras tecnologías probadas más eficientes.

Establecer una serie de indicadores que permitan verificar de la forma más objetiva posible el cumplimiento del Plan Nacional.

Establecer criterios de ejemplaridad de los entes y órganos de la Administración Pública.

Garantizar la participación de los organismos, entidades comunidades y sectores sociales vinculados a la energía y el medio ambiente.

Establecer una estrategia comunicacional y una política mediática a fin de lograr una óptima divulgación del Plan.

Artículo 13: El Ministerio del Poder Popular con competencia en materia de Ambiente deberá promover e incentivar la eficiencia energética y el uso racional de la energía, así como el uso de fuentes de energía renovables en instalaciones de suministro de agua y promoverá políticas y objetivos de cuidad y preservación del medio ambiente en concordancia con los objetivos energéticos establecidos en el Plan Nacional., entre otras que considere pertinentes.

Artículo 15: Todos el Poder Público Nacional, Estadal y Municipal, así como sus entes adscritos, se comprometerán en la ejecución del Plan Nacional de Uso Racional y Eficiente de la energía, en tal sentido deberán presentar ante cada órgano rector, en su materia de competencia, la conformación de sus Grupos de Gestión de Energía, que deberán cumplir entre otras las siguientes funciones:

Elaborar un diagnóstico energético de las Instalaciones.

Elaborar Reglamentos Técnicos que permitan viabilizar el Plan de Uso Racional y Eficiente de la energía.

Definir las estrategias de comunicación corporativa y gestión del cambio.

Verificar de la ejecución de los programas de mantenimiento.

Asegurar la incorporación de criterios de diseño orientados al uso racional y eficiente de la energía en los proyectos y nuevas instalaciones del Estado.

Realizar el seguimiento y control de las acciones previstas en la ejecución del Plan.

Entregar la información al ente competente respecto a los avances del Plan.

Artículo 21: La concienciación, educación, capacitación, entrenamiento y la cultura general relacionada con el uso racional y eficiente de la energía y las fuentes de energías renovables alternativas, son aspectos a tratar por cada uno Artículo 30: Se establecerán sanciones administrativas a todo el que incumpla la presente ley.

Fundamentos teóricos

Modelo matemático: Según Jeffers (1982) un modelo matemático sería la representación de las relaciones entre algunas cantidades o cualidades definidas formalmente (generalmente en términos matemáticos o físicos). Realmente bajo el término de modelo caben numerosos productos que van desde un simple esquema mental, hasta los sofisticados modelos de simulación numérica.

Los modelos matemáticos son sistemas de ecuaciones y proposiciones lógicas que intentan representar las relaciones entre variables (propiedades mensurables del sistema cuyas magnitudes varían en el tiempo) y parámetros (cantidades temporalmente invariables que caracterizan al sistema). Cuando en la elaboración de modelos matemáticos se acude al uso de los ordenadores puede hablarse de modelos computacionales.

Energía eléctrica: Es un fuente de energía renovable se obtiene mediante el movimiento de cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) que se produce en el interior de materiales conductores como por ejemplo, cables metálicos como el cobre.

El origen de la energía eléctrica está en las centrales de generación, determinadas por la fuente de energía que se utilice. Así, la energía eléctrica puede obtenerse de centrales solares, eólicas, hidroeléctricas, térmicas, nucleares y mediante la biomasa o quema de compuesto de la naturaleza como combustible.

Potencia: La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. Su unidad de medida es el vatio (watt).

Potencia nominal: La potencia nominal es la potencia máxima que demanda una máquina o aparato en condiciones de uso normales; esto quiere decir que el aparato está diseñado para soportar esa cantidad de potencia, sin embargo debido a fluctuaciones en la corriente, al uso excesivo o continuo, o en situaciones de uso distintas a las del diseño, la potencia real puede diferir de la nominal, siendo más alta o más baja.

Tipos de Potencia

En todo circuito eléctrico, para el funcionamiento de los diferentes equipos y máquinas se encuentran presentes las siguientes potencias:

Potencia Aparente

Potencia Reactiva Potencia Activa Potencia Aparente (S): Es la potencia que determina la prestación en corriente de un transformador y resulta de considerar la tensión aplicada al consumo por la corriente que éste demanda.

Fórmula de cálculo:

Unidad de medida: Volt-Amper [VA] Potencia Activa (P) : Es la que se aprovecha como potencia útil en el eje del motor, la que se transforma en calor, etc. Es la potencia realmente consumida por el cliente y por lo tanto paga por el uso de la misma.

Burbano y Garcias (2003) expresaron que "la potencia activa es el producto de la intensidad eficaz por el potencial eficaz y por el factor de potencia o el coseno del ángulo de desfase entre el potencial y la intensidad" (p. 94)

Fórmula de cálculo:

Unidad de medida: Watts [W] Potencia Reactiva (Q): Es la potencia que los campos magnéticos rotantes de los motores o balastros de iluminación intercambian con la red eléctrica sin significar un consumo de potencia útil o activa.

Wildi 2007 Indicó: Que la potencia reactiva consiste en una serie de pulsos positivos y negativos idénticos. Los pulsos positivos corresponden a la potencia instantánea suministrada por el generador al reactor, y los pulsos negativos representan la potencia instantánea suministrada por el reactor al generador (p. 139).

Fórmula de cálculo:

Unidad de medida: Volt-Amper Reactivo [VAr]

Corriente: La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material.1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material.

Tipos de corriente

Corriente continúa: Se denomina corriente continua o corriente directa al flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. La corriente eléctrica a través de un material se establece entre dos puntos de distinto potencial. Cuando hay corriente continua, los terminales de mayor y menor potencial no se intercambian entre sí.

Corriente alterna: Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinoidal. La corriente alterna se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas.

Factor de potencia Coseno de ángulo formado por el desfasamiento existente entre la tensión y la corriente en un circuito eléctrico alterno; representa el factor de utilización de la potencia eléctrica entre la potencia aparente o de placa con la potencia real.

Voltaje: Es la magnitud física que, en un circuito eléctrico, impulsa a los electrones a lo largo de un conductor. Es decir, conduce la energía eléctrica con mayor o menor potencia. Voltaje y voltio son términos en homenaje a

Alessandro Volta, que en1800 inventara la pila voltaica y la primera batería química.

El voltaje es un sinónimo de tensión y de diferencia de potencial. En otras palabras, el voltaje es el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula para que ésta se mueva de un lugar a otro. En el Sistema Internacional de Unidades, dicha diferencia de potencial se mide en voltios (V), y esto determina la categorización en "bajo" o "alto voltaje".

Motor eléctrico: El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estator y un rotor.

Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales, comerciales y particulares. Su uso está generalizado en ventiladores, vibradores para teléfonos móviles, bombas, medios de transporte eléctricos, electrodomésticos, esmeriles angulares y otras herramientas eléctricas, unidades de disco, etc. Los motores eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua y por fuentes de corriente alterna.

Motor Eléctrico Trifásico: Es una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la energía eléctrica trifásica suministrada, en energía mecánica. En (2005) Belén y Belasco denominaron que "el motor eléctrico a toda máquina capaz de transformar la energía eléctrica en energía mecánica" (p. 76).La energía eléctrica trifásica origina campos magnéticos rotativos en el bobinado del estator (o parte fija del motor).

Partes y Funcionamiento del Motor Eléctrico Trifásico Independientemente del tipo de motor trifásico del que se trate, todos los motores trifásicos convierten la energía eléctrica en energía mecánica.

El estator: está constituido por un enchapado de hierro al silicio, introducido generalmente a presión, entre una carcasa de hierro colado. El enchapado es ranurado, lo cual sirve para insertar allí las bobinas, que a su vez se construyen con alambre de cobre, de diferentes diámetros.

El rotor: es la parte móvil del motor. Está formado por el eje, el enchapado y unas barras de cobre o aluminio unidas en los extremos con tornillos. A este tipo de rotor se le llama de jaula de ardilla o en cortocircuito porque el anillo y las barras que son de aluminio, forman en realidad una jaula.

Los escudos: están hechos con hierro colado (la mayoría de veces). En el centro tienen cavidades donde se incrustan cojinetes de bolas sobre los cuales descansa el eje del rotor. Los escudos deben estar siempre bien ajustados con respecto al estator, porque de ello depende que el rotor gire libremente, o que tenga "arrastres" o "fricciones".

Si el rotor tiene la misma velocidad de giro que la del campo magnético rotativo, se dice que el motor es síncrono. Si por el contrario, el rotor tiene una velocidad de giro mayor o menor que dicho campo magnético rotativo, el motor es asíncrono de inducción.

Tipos de motores trifásicos

Los Motores Eléctricos Trifásicos Están Conformados por Dos Grandes Grupos:

Motores Síncronos

Motores Asíncronos

Motores Síncronos:

䠅ste motor tiene la característica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Es utilizado en aquellos casos en donde se desea una velocidad constante.

Las máquinas síncronas funcionan tanto como generadores y como motores. En nuestro medio sus aplicaciones son mínimas y casi siempre están relacionadas en la generación de energía eléctrica. Para el caso referente a la máquina rotativa síncrona, todas las centrales Hidroeléctricas y Termoeléctricas funcionan mediante generadores síncronos trifásicos. Para el caso del motor se usa principalmente cuando la potencia demandada es muy elevada, mayor que 1MW (mega vatio).

Los motores síncronos se subdividen a su vez, de acuerdo al tipo del rotor que utilizan, siendo estos: rotor de polos lisos (polos no salientes) y de polos salientes.

Motores de rotor de polos lisos o polos no salientes: Se utilizan en rotores de dos y cuatro polos. Estos tipos de rotores están construidos al mismo nivel de la superficie del rotor (Gráfico n° 5.). Los motores de rotor liso trabajan a elevadas velocidades.

Gráfico n° 5. Rotor de polos no salientes en un motor síncrono Fuente: Internet Motores de polos salientes: Los motores de polos salientes trabajan a bajas velocidades. Un polo saliente es un polo magnético que se proyecta hacia fuera de la superficie del rotor. Los rotores de polos salientes se utilizan en rotores de cuatro o más polos. Véase en la (Gráfico n°6)

Gráfico n° 6. Rotor de polos salientes en un motor síncrono Fuente: Internet

Motor asíncrono:

Los motores asíncronos o motores de inducción, son las máquinas de impulsión eléctrica más utilizadas, pues son sencillas, seguras y baratas. Los motores asíncronos se clasifican según el tipo de rotor, en motores de rotor en jaula de ardilla (o motores con inducido en cortocircuito) y en motores de rotor bobinado o de anillos rozantes.

Cherta 1995 afirmo: Que el motor de inducción se diferencia de los otros tipos de motores en el hecho de que no existe ninguna conexión eléctrica entre el devanado rotórico y cualquier fuente de energía exterior. La tensión y la intensidad necesaria para el circuito rotórico la obtiene por inducción del devanado estatórico. El funcionamiento del motor de inducción se basa en la creación de un campo magnético giratorio. (p. 119)

Motores de inducción asíncronos

Gráfico n° 7. Motores Asíncronos Fuente: Internet En los motores asíncronos trifásicos, la energía eléctrica se suministra al bobinado del estator. Como consecuencia de ello, aparece un par aplicado al rotor, y éste girará.

Estator de un motor asíncrono trifásico

Gráfico n° 8. Motores Asíncronos Trifásico Fuente: Internet Sin lugar a dudas, como toda máquina puesta o no en servicio, la temperatura excesiva del ambiente o causada por un problema con el motor mismo, es un elemento clave a considerar, ya que de ella depende la vida útil de la máquina.

Ventajas En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los motores de combustión:

1.- A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.

2.- Se pueden construir de cualquier tamaño.

3.- Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.

4.- Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando el mismo a medida que se incrementa la potencia de la máquina).

5.- Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía eléctrica de la mayoría de las redes de suministro si emiten contaminantes.

Motor Jaula de Ardilla Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama "motor de jaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas) Monofásicos Ventajas Dentro del universo de motores eléctricos, el motor jaula de ardilla es el más común y de uso más generalizado por diversas razones:

Bajo costo

Bajo mantenimiento

Fácil de adquirir

Alto grado de protección

Pocos componentes

Robusto Por carecer de chispas internas, puede instalarse en ambientes de riesgo. Con el avance de la electrónica de potencia, hoy en día es el motor más práctico para realizar aplicaciones en donde se requiere variación de velocidad, llegando incluso a desplazar el motor de corriente continua.

Las Normas de fabricación

Existen dos normas bajo las cuales se fabrican los motores. IEC Comisión Electrotécnica Internacional que escogida por la gran mayoría de países y especialmente los europeos NEMA Asociación Nacional de Fabricantes de Equipos Eléctricos. Es una norma nacional de Estados Unidos, pero es común en muchos países. Hay varias diferencias en la construcción dependiendo de la norma, pero lo más significativo es que mientras que las dimensiones según IEC son en milímetros, según NEMA son en pulgadas. Por esta razón, la intercambiabilidad no es inmediata.

Principio del Funcionamiento

Cuando la corriente atraviesa los arrollamientos de las tres fases del motor, en el estator se origina un campo magnético que induce corriente en las barras del rotor. Dicha corriente da origen a un flujo que al reaccionar con el flujo del campo magnético del estator, originará un para motor que pondrá en movimiento al rotor. Dicho movimiento es continuo, debido a las variaciones también continuas, de la corriente alterna trifásica.

Solo debe hacerse notar que el rotor no puede ir a la misma velocidad que la del campo magnético giratorio. Esto se debe a que a cada momento recibe impulsos del campo, pero al cesar el empuje, el rotor se retrasa. A este fenómeno se le llama deslizamiento.

Después de ese momento vendrá un nuevo empuje y un nuevo deslizamiento, y así sucesivamente. De esta manera se comprende que el rotor nunca logre alcanzar la misma velocidad del campo magnético giratorio. Es por lo cual recibe el nombre de asíncrono o asincrónico. El deslizamiento puede ser mayor conforme aumenta la carga del motor y lógicamente, la velocidad se reduce en una proporción mayor.

Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético.

El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.

Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica. Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.

El lugar de Instalación

Por norma, todos los motores están diseñados para operar en un ambiente con temperatura no superior a 40 o y en una altura no superior a 1000 metros sobre el nivel del mar. La instalación en cualquier ambiente por encima de estas condiciones hará que el motor deba ser operado a una carga menor de la nominal. Cortamente, esto sucede porque las propiedades refrigerantes disminuyen. La vida útil de un motor esta principalmente en su devanado. Si la refrigeración es insuficiente, el devanado se debilita y sufre daños severos. Generalmente, los motores jaula de ardilla están refrigerados mediante aire. A mayor altitud sobre el nivel del mar, el aire toma una densidad mayor y a una misma velocidad, se tendrá menor flujo de aire.

En cuanto a la temperatura ambiente, es necesario garantizar que el motor no tendrá una elevación de temperatura tal que lo haga tener un calentamiento por encima de su límite térmico (definido por su clase de aislamiento). Pero la combinación de altitud y temperatura no siempre es desfavorable, pues en lugares como Bogotá en donde se tiene una altitud de 2600 m, pero una temperatura ambiente de 20C, se puede prácticamente decir que se compensa el efecto.

Las Condiciones de Instalación Las condiciones propias del ambiente: Contaminación, presencia de agentes químicos, utilización en lugares abiertos o cerrados. Para garantizar una adecuada selección de motor, es importante conocer el significado de grado de protección IP, definido según normas internacionales. IP significa INTERNAL PROTECTION y determina el grado de protección (mecánico) o de encerramiento del motor. Viene seguido de dos cifras características; la primera de ellas indica la protección contra el ingreso de cuerpos sólidos y la segunda indica la protección contra el ingreso de líquidos. Los siguientes son los más comunes IP21: Protegido contra contacto con los dedos, contra ingreso de cuerpos sólidos mayores que 12 mm y contra gotas verticales de agua IP22: Protegido contra contacto con los dedos, contra ingreso de cuerpos sólidos mayores que 12 mm y contra gotas de agua hasta una inclinación de 15 con la vertical IP55: Protegido completamente contra contacto, contra acumulación de polvos nocivos y contra chorros de agua en todas las direcciones En caso de ambientes agresivos, es necesario prestar especial atención, pues en ocasiones los motores estarán expuestos a vapores ácidos, álcalis y solventes, como industrias químicas, petroquímicas y fábricas de pulpa y papel. Es también importante considerar si el motor será instalado en un área clasificada (lugares donde se almacenen productos inflamables), pues en estos casos se requieren cuidados especiales que garanticen el mantenimiento de los equipos y especialmente, no pongan en riesgo la vida humana.

La Carga

La carga es la que define la potencia y velocidad del motor. En la gran mayoría de aplicaciones, el motor jaula de ardilla puede atender cualquier carga en su eje, pero es conveniente hacer un estudio detallado de cuál será el momento de inercia, la curva Par-Velocidad de la carga. Estos puntos nos ayudan a definir cómo será el comportamiento dinámico del motor con su máquina de trabajo y cuáles serán los tiempos de arranque.

Es ideal conocer las condiciones de la carga durante la especificación del motor, pues el comportamiento varia, dependiendo de esta. Maquinas como bombas y ventiladores tienen un comportamiento especifico diferente de molinos, trituradoras y diferente de bandas transportadoras o de máquinas herramientas o elevadores. En todas estas máquinas, las torques de arranque son diferentes y con toda seguridad, los ciclos de trabajo varían de una instalación a otra.

La Red

Las principales características que identifican una red eléctrica son la tensión (voltaje) y frecuencia. En Venezuela la tensión normalizada es 60 Hz, al igual que en Norteamérica, Centroamérica y Suramérica (con excepción de los países del cono Sur), mientras que en Europa la tensión normalizada es 50 Hz. Dada la diversidad de tamaños de industrias, no hay una única tensión, por lo que es usual que los motores tengan doble tensión, generalmente 220/440 V. Industrias grandes tienen tensiones mayores, como pueden ser 4160 V o 13800 V. Se acostumbra a que los motores con potencias de potencias de 10 HP o superiores sean aptos para el arranque Estrella-Triangulo, con el objetivo de que la red no se desestabilice por las altas corrientes consumidas durante el arranque directo. De esta forma, para las potencias mencionadas los motores Standard en nuestro país tienen doce cables de conexión. Esta característica les hace aptos para funcionar prácticamente en cualquier red, pero es importante tener bastante precaución en las conexiones, pues con mayor cantidad de uniones a realizar, se puede presentar mayor cantidad de errores. Esto debe evitarse durante la etapa de instalación.

El Arranque

Uno de los momentos más críticos para el motor, la red y la carga es el arranque. Por sus características propias, el motor jaula de ardilla consume durante el arranque una corriente que puede oscilar entre 5 y 8 veces la corriente nominal. El arranque es el periodo en el que el motor hace la transición desde su estado de reposo hasta su velocidad de régimen. Para la red, la mejor condición de arranque es aquella en que este tiempo de transición es el mínimo posible y la corriente consumida es la mínima posible. Para el motor, la mejor condición de arranque es la que garantiza el menor calentamiento.

Para la carga, la mejor condición es aquella que garantiza los menores desgastes mecánicos. En general, el tipo de arranque de cada aplicación debe ser analizado adecuadamente para lograr el mejor equilibrio entre las tres parte mencionadas previamente. Las características de curva de carga y momento de inercia tanto de motor como de carga, deberían ser consideradas en este análisis. Junto con criterios técnicos se consideraran criterios económicos.

Existen los siguientes tipos de arranque: 1.- Directo. El motor tendrá una corriente de arranque normal (hasta ocho veces la corriente nominal) y un par de arranque normal.

2.- Estrella-Triangulo. La corriente y el torque se reducen a la tercera parte (hasta tres veces la corriente nominal).

3.- Por Autotransformador. El autotransformador es fabricado para entregar al motor una tensión menor de la nominal. Esta tensión puede estar entre el 30% y el 70% dependiendo de la aplicación. La corriente y el torque variaran en proporción cuadrática a la tensión de alimentación.

4.- Arranque electrónico suave. En este método, el arrancador alimenta el motor con una tensión reducida y gradualmente aumenta la tensión hasta la tensión de régimen. El comportamiento inicial de la corriente y el torque será idéntico al método 3, pero el comportamiento durante todo el periodo de transición dependerá de la manera como el arrancador suave sea controlado.

5.- Variador de velocidad (o variador de Frecuencia). Mediante este método, se logra limitar la corriente de arranque a valores de hasta dos veces la corriente nominal, mientras se obtiene un torque de arranque adecuado para cualquier aplicación. Además, la transición será la más suave posible de todos los métodos. Mecánicamente, es la mejor forma de hacer la operación, además de que permite realizar control de velocidad preciso, gracias a los avances de la electrónica de potencia y control. En los primeros tres métodos se da una transición brusca desde el reposo hasta su velocidad de régimen. En los métodos 2 y 3, adicionalmente se da una transición desde el estado de tensión reducida a tensión plena. En el método 4, se logra una transición menos brusca, pero aun con algunos saltos, pues lo que se está controlando es la tensión de alimentación. En el método 5, se logra una transición mucho más suave, pues se está controlando efectivamente la velocidad del motor y de la carga.

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