Variadores para Eficiencia energética y modernización

El negocio de la modernización tiene una característica que lo separa de la obra nueva: el ahorro debe medirse, porque es lo único que se vende. Eso cambia la ingeniería. Una instalación nueva se juzga contra una especificación; una modernización se juzga contra una línea base registrada antes de tocar nada, y si esa línea base no se toma, el ahorro se convierte en una cuestión de opinión justo cuando necesita ser un número.

Las oportunidades son bien conocidas y notablemente consistentes entre sectores: bombas estranguladas, dampers en ventiladores, válvulas de alivio en centrales hidráulicas, compresores que funcionan en vacío la mitad del tiempo, sistemas de refrigeración a caudal fijo todo el año. En todos ellos un operario destruye energía deliberadamente para controlar algo, porque hasta hace poco destruirla era más barato que controlarlo. El variador abarata el control, y el tamaño del premio lo fija cuánta energía consumía esa destrucción.

Una línea base creíble se mide y no se estima a partir de datos de placa. Eso significa registrar la potencia realmente consumida por la máquina durante un periodo representativo, incluido el patrón de funcionamiento: con qué frecuencia arranca, cuánto tiempo funciona, cómo varía la carga dentro de un turno, una semana, una estación. Un variador con contador de energía integrado o un analizador de redes portátil pueden hacerlo; la diferencia entre ambos es sobre todo el coste de la visita.

La medición debe abarcar todo el sistema y no solo el motor. Una modernización de bomba que ahorra un 30 % en el motor pero exige un 8 % adicional de potencia de bomba porque se ha abierto del todo la válvula de regulación es un ahorro del 22 %, y presentarlo como un 30 % es la forma más rápida de perder la confianza del cliente en el siguiente proyecto. La presión diferencial, el caudal y la temperatura en el proceso forman parte de la línea base y no son extras opcionales.

Por último, la línea base debe normalizarse. El volumen de producción, la temperatura ambiente y la mezcla de producto mueven la factura energética, y un ahorro medido en un mes en que la planta trabajó al 60 % de carga no demuestra nada. Registrar las variables junto a la potencia, aunque sea de forma aproximada, es lo que permite defender el resultado cuando el departamento financiero pregunte por qué la factura no bajó tanto como preveía el cálculo.

La mayoría de los proyectos de modernización que no entregan su ahorro fracasan por las mismas razones, y ninguna de ellas es el variador. El lazo de control se deja por defecto y oscila, de modo que la planta trabaja a una producción media superior a la necesaria. La velocidad mínima se deja en cero, así que la bomba trabaja en una zona ineficiente y el motor queda sin proteger. La válvula que antes regulaba se deja montada y parcialmente cerrada, de forma que el variador lucha contra una restricción. O los operarios, con quienes no se contó, siguen llevando la planta como antes.

Evitar todo esto es una disciplina de puesta en marcha y no una cuestión técnica. Ajuste el lazo de presión o caudal contra el proceso real, con el sensor real, antes de marcharse. Fije una velocidad mínima a partir de la exigencia de la máquina y una máxima a partir de la del proceso. Retire o bloquee abierto el dispositivo de regulación para que la energía no se destruya dos veces. Y deje a los operarios una nota escrita con las nuevas consignas y el porqué, porque una planta gobernada por quienes no creen en ella volverá a sus ajustes antiguos en una temporada.

La verificación debe planificarse al mismo tiempo que la instalación. Deben usarse los mismos instrumentos que para la línea base, sobre un patrón de producción comparable, y el resultado debe presentarse contra la línea base y no contra una cifra teórica. Cuando el cliente quiere un ahorro contractual, este es también el mecanismo que hace exigible el contrato.

Los sistemas de ventiladores y bombas dominan, y dentro de ellos los ahorros se concentran en las máquinas que funcionan de forma continua contra una demanda variable. Un circuito de agua de refrigeración dimensionado para agosto y que trabaja a caudal fijo todo el año es el arquetipo: el variador no ahorra energía el día más frío, la ahorra todos los días en que la planta no está a carga de diseño, que son la mayoría.

Las centrales hidráulicas son la segunda familia, y su ahorro tiene otro carácter. Una bomba de velocidad fija sobre una válvula de alivio desperdicia energía de forma continua, y el desperdicio aparece como calor en el aceite, que el enfriador debe evacuar después. Convertirla reduce tanto la electricidad como la carga de refrigeración y, en un grupo donde la temperatura del aceite era el factor limitante, puede además elevar el servicio útil de la máquina.

La tercera familia es la menos vistosa y a menudo la mayor: el aire comprimido. Un compresor que se descarga en lugar de parar sigue consumiendo una fracción importante de su potencia a plena carga sin producir nada, y un sistema con una red de distribución con fugas pasa buena parte de su vida precisamente en ese estado. Controlar el compresor por presión con un variador, y reparar las fugas, suele superar a cualquier otra medida de la planta tanto en amortización como en certeza.