Ventajas Economicas En El Uso De Motores De Alta Eficiencia Y Variadores De Velocidad En Hoteles

Ing. Francisco García Arvizu, Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE)
en coordinación con la Alianza para el Ahorro de Energía - Agosto de 1999

I. Introducción
Como muchas empresas hoy en día, los hoteles buscan ser más competitivos. Debido a la necesidad cada vez más apremiante de disminuir costos de operación, existe un nicho de oportunidad de ahorro en el uso de motores de alta eficiencia. Dado que el costo de la energía eléctrica está en aumento constante, esta oportunidad es aun más rentable.

Existen varias oportunidades para conseguir considerables disminuciones de costos de operación usando motores de alta eficiencia. Se pueden sustituir los motores estándar cuando se dañen o adquirir motores de alta eficiencia para nuevas instalaciones, sobre todo cuando operan mas de 12 horas al día. También la instalación de variadores de velocidad representa una oportunidad de ahorro, aplicados a los motores que operan con cargas variables. A continuación, presentaremos mas detalles sobre estas dos opciones.

I.1.-Los motores eléctricos.
Son según estadísticas los responsables del 70 al 80 % de la energía consumida en los hoteles. Esto significa que si se están utilizando motores estándar con eficiencias promedio del 80%, en lugar de motores de alta eficiencia con eficiencias arriba de 90%, mas del 10% de la energía eléctrica que consumen los motores, son pérdidas.

I.2.- Los variadores de velocidad.
Por otro lado, también existen motores que operan con cargas variables, a veces en función de la temperatura, otras veces en función de flujo o presión, dependiendo de las necesidades de uso o de la ocupación y es en estos casos en los que utilizando los variadores de velocidad, se adaptan los caballos de potencia (Horse Power - HP) del motor a la necesidad, logrando con esto tener por así decirlo, un motor de potencia variable y por lo tanto un motor que reduce sus requerimientos de energía eléctrica, obteniendo así ahorros sustanciales.

I.1.1.- Motores de alta eficiencia.
Estos motores están fabricados de manera especial para reducir sus pérdidas. Para lograrlo, diversos fabricantes, han realizando varias acciones entre las que se puede mencionar:

• Utilización de acero con mejores propiedades magnéticas
• Reducción del entrehierro
• Reducción del espesor de la laminación
• Incremento en el calibre de los conductores
• Utilización de ventiladores y sistemas de enfriamiento más eficientes
• Utilización de mejores materiales aislantes

El resultado ha sido el disponer de motores con pérdidas de hasta un 45% menores que la de los motores estándar. En la tabla siguiente se muestra la comparación por consumo de energía, para un motor de 50 HP, considerado en un período de vida útil de 20 años.

Tabla 1: Comparación de costos de operación de un motor 50 HP

I.1.2.- Incentivos para la compra de motores de alta eficiencia.

El Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE), a establecido un Programa de Incentivos y desarrollo de mercado para los motores de alta eficiencia. El sobrecosto de los motores de alta eficiencia contra los motores estándar es de aproximadamente 20%. Este sobrecosto se reduce con la aplicación del programa, que consiste en entregar bonificaciones económicas a los usuarios. Por la adquisición de éstos motores de las marcas participantes, (Baldor, Motores US, IEM y Siemens) se obtendrán incentivos de $36.00 por HP, si el motor cuenta con el sello FIDE y de $20.00 por HP, si solo cumple con la Norma Oficial Mexicana NOM-074-SCFI-1994 o subsecuentes, para motores de alta eficiencia, en los rangos de 1 a 500 HP.

Ejemplo:
El usuario compra un motor de 50 HP de alta eficiencia con sello FIDE y el distribuidor o vendedor entregará el motor y el bono correspondiente por la cantidad de $1,800.00. El usuario enviará al FIDE copia de la factura de la compra del motor, copia del recibo de energía eléctrica y el bono recibido en la compra de su motor. A vuelta de correo el FIDE le enviará al usuario un cheque por la cantidad de $1,800.00. Como puede observarse en la tabla 1, si el motor de 50 HP de alta eficiencia tiene un costo de $34,248.00 y un motor estándar de 50 HP cuesta $28,540.00 la diferencia de costo es de $5,708.00. Si el FIDE está reintegrando la cantidad de $1,800.00, el sobrecosto se reduce a $3,908.00, lo cual se recupera en menos de un año. La diferencia de costo anual de la energía es de $4,199.00.

I.2.1. - ¿ Que es el variador de velocidad ?

El variador de velocidad, es un control para el motor de inducción tipo "jaula de ardilla" que es el motor más económico, simple y robusto que hay y se distingue por ser el mas usado en la industria por estas ventajas. Es el único control que energiza, protege y permite la variación de la velocidad en el motor, sin ningún accesorio extra entre el motor y la carga. La ventaja principal de los variadores de velocidad es que disminuyen los consumos de energía eléctrica en algunos de los procesos que controla, dando como resultado considerables disminuciones de costos de operación.

I.2.2.- Estudio de un caso practico

A continuación analizaremos la instalación de un variador de velocidad de 25 HP en una bomba de agua helada, que es parte del sistema de refrigeración instalado en un hotel de la Ciudad de Cancún, Q. Roo. El sistema de bombeo de agua helada está conformado por 2 bombas centrífugas que son impulsadas por motores de 3550 rpm de velocidad y la descarga está conectada en paralelo. Las horas de funcionamiento antes de instalarse los variadores de velocidad eran de 38 horas al día, trabajando una bomba las 24 horas del día continuas y la otra 14 horas, lo anterior cuando las temperaturas ambientales eran las altas en el transcurso del día. La bomba que trabajaba en arranque-paro se controlaba de modo manual.

En las áreas públicas del hotel como restaurantes, lobby, salones, al igual que en las habitaciones, se regula la temperatura por medio de termostatos y la entrada de agua helada a las unidades manejadoras de aire o ventiladores, se controla por medio de válvulas, que cierran o abren para permitir que la temperatura se regule, según sean las necesidades. Esto provoca que en determinados momentos, cuando la temperatura ambiente es fría como en la madrugada, o cuando la ocupación del hotel es baja, la bomba o bombas estén trabajando innecesariamente, pues el caudal de agua helada necesario para acondicionar el edificio es menor al suministrado y la presión en las tuberías aumenta.

Se determinó que se podrían conseguir ahorros sustanciales, si se implementaba un variador de velocidad en una de las bombas y la otra se dejaba como bomba auxiliar. La bomba de velocidad variable, oscila desde 75% hasta 100% de la velocidad nominal. El promedio de horas que trabaja la otra bomba disminuye de 14 a 5 horas únicamente al día. En las siguientes tablas se muestra el comportamiento de la demanda antes y después de instalar un variador de velocidad.

II. Conclusión

Estos ejemplos representan solo unas de las varias oportunidades que existen para conseguir considerables disminuciones de los costos de operaciones al usar motores de alta eficiencia y variadores de velocidad en hoteles.

Para más información de motores y variadores de velocidad o las programas de FIDE, contacte al Ing. Francisco Garcia Arvizu, Tel. y Fax: (9)920-2369, fide@sureste.com.

La Alianza para el Ahorro de Energía (Alliance to Save Energy) es una organización sin fines de lucro basada en Washington D.C. que trabaja en México, Brasil y la Republica Dominicana para realzar el nivel del conocimiento y de entender que al ahorrar energía, también se ahorra dinero y se protege el ambiente.  La Alianza ofrece servicios de alta eficiencia energética, acceso a tecnologías, y fuentes de financiamiento a gerentes de hoteles, hospitales, e áreas industriales a través de seminarios educativos que patrocina junto con fabricantes de equipos eficientes y organizaciones gubernamentales y non-gubernamentales.   Para mas información de cursos educativos, contacte a Stephanie Campbell al (202) 530-2224 o fax (202) 331-9588 en Washington, D.C.  www.ase.org