¿Estamos obteniendo el máximo de nuestros variadores de velocidad?

Una cosa es optar por equipos de bajo consumo energético, pero es igualmente importante asegurarse de que estos equipos estén instalados correctamente y reciban un cuidado adecuado para obtener las máximas reducciones de consumo de forma continuada. En este artículo, Yves Jamet, responsable de marketing de WEG France SAS, un importante fabricante global de equipos eléctricos y accionamientos, plantea una cuestión fundamental: ¿estamos obteniendo el máximo de nuestros variadores de velocidad?

Desde la simple sustitución de un motor eléctrico por otro más moderno, hasta la instalación de arrancadores suaves, hay disponible abundante información acerca del rendimiento energético de las máquinas. Sin embargo, una de las más populares mejoras, especialmente en sectores industriales como la depuración de aguas residuales, los alimentos y bebidas, el petróleo y gas natural, y la calefacción, ventilación y climatización, es optar por un variador de velocidad. En muchos procesos industriales, los variadores de velocidad pueden controlar equipos rotativos como ventiladores, compresores y bombas de modo efectivo. De hecho, según el Comité Europeo de Fabricantes de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (CEMEP), una reducción de velocidad del 20 % podría llevar a una reducción del consumo energético del 50 %.

Identificación de las posibles reducciones del consumo energético

El primer paso es realizar una auditoría energética para determinar en qué partes de una planta se producen los mayores consumos de energía. Esto identificará las áreas con mayores posibilidades para las reducciones del consumo de energía y sus costes. Con esta información, la dirección de la planta podrá concentrar sus recursos en estas áreas prioritarias. Así pues, si se optara por un variador de velocidad, ¿qué habría que tener en cuenta? Y, si se tuviera un variador de velocidad ya instalado, ¿cómo asegurarse de que funcione de modo efectivo?

Renovación de los equipos

A veces, hay antiguos equipos todavía en uso, pero en nuevas aplicaciones se da el caso de que no están debidamente dimensionados o adaptados. En estas circunstancias, la renovación del variador de velocidad, o su sustitución por otro nuevo, podría aportar mayores reducciones de consumo de energía, con la consiguiente reducción de los costes. A partir del 1 de julio de 2021, el nuevo Reglamento (UE) 2019/1781 relativo al diseño ecológico estipula que los nuevos variadores de corriente alterna vendidos en Europa deben ser de clase de rendimiento IE2. El reglamento cubrirá los variadores de velocidad trifásicos de 0,12 kW ≤ Pn ≤ 1 000 kW.

Con este nuevo reglamento, se está prestando mayor atención a la optimización energética de los distintos elementos de estos variadores eléctricos, y se estima que la legislación empezará a producir múltiples beneficios para Europa antes de 2030. La serie CFW500 de variadores de velocidad WEG son de clase de rendimiento IE2 y están indicados para aplicaciones industriales generales como transportadores, máquinas rotativas, aparatos elevadores, bombeo y ventilación. Sin embargo, dependiendo de la aplicación, se podría necesitar un variador de velocidad especial como el CFW501 de WEG, concebido especialmente para aplicaciones de calefacción, ventilación y climatización, pero con iguales fiabilidad, flexibilidad y capacidad de regulación.

La importancia de una buena instalación y una correcta configuración de los parámetros

Para obtener las máximas reducciones de consumo energético, la instalación y la puesta en servicio de los variadores de velocidad deben realizarse correctamente. Cumplir las instrucciones del fabricante del variador puede marcar la diferencia entre las instalaciones que funcionan de modo fiable durante años, y las que tienen un ciclo de vida mucho más corto. Es aquí donde la colaboración con un especialista como WEG aporta beneficios. Cuando el variador de velocidad no haya sido configurado correctamente, esto tendrá un impacto en las prestaciones del sistema. Para maximizar la fiabilidad de un variador de velocidad, primero hay que considerar las condiciones de la aplicación y la velocidad de funcionamiento del motor.

En general, los parámetros de un variador tienen valores predeterminados que probablemente serán adecuados para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, siempre hay que comprobarlos y, en caso necesario, ajustarlos para un funcionamiento óptimo. Para toda asistencia al respecto, se recomienda consultar a un representante de WEG.

Otras funciones

Muchos variadores de velocidad incorporan una diversidad de funciones de utilidad que los usuarios desconocen. Por ejemplo, asegurarse de que la función de optimización de la energía del variador esté activada es simple y efectivo; esto hará, dadas una velocidad y unas condiciones de carga determinadas, que el motor funcione con el consumo más bajo posible. Igualmente, con dispositivos suplementarios de coste asequible como captadores de vibraciones o de presión, se puede emplear el variador de velocidad de modo inteligente para la supervisión del estado del equipo. Con la integración de las funciones de control en el variador de velocidad, se elimina también la necesidad de un PLC, reduciéndose el consumo de energía y los tiempos de parada.

Otro ejemplo es la función Pump Genius de los variadores de velocidad WEG, de utilidad en la industria del agua. Esta función permite una utilización más efectiva de los motores eléctricos en función de la demanda de producción y del caudal disponible. El variador de velocidad puede detectar automáticamente la rotura de una conducción, permitiendo la identificación de las zonas de fugas y la correspondiente regulación del régimen del motor. Además, con la detección de bomba seca cuando se queda sin caudal, se para el motor automáticamente y se genera la alerta de bomba seca. En ambos casos, el motor reduce su consumo de energía en función de las necesidades y avisa al operador de la existencia de problemas.

Los variadores de velocidad pueden incluso realizar la limpieza automática del rodete de una bomba cuando sea necesario. Esto mantiene la bomba en condiciones óptimas, lo que beneficia el motor y el rendimiento del sistema.

Por último, es también importante mantener un seguimiento continuo de los sistemas para asegurar que se mantienen las mejoras del rendimiento energético. Establecer un programa de comprobaciones para medir y analizar los consumos de energía con el tiempo, es un buen método para comprobar si las medidas de mejora han sido efectivas o si se pueden conseguir otras mejoras. Es sólo a través de esta monitorización continua, que la dirección técnica de planta podrá empezar a ver si se están obteniendo los máximos beneficios de los variadores de velocidad.