Variadores para Petroquímica y química

El procesado químico premia la estabilidad por encima de la velocidad. Un agitador que gira algo más despacio de lo que marca la receta produce otro producto; una bomba de trasiego algo más rápida cambia el tiempo de residencia de toda la línea. Por eso la velocidad constante, y no la capacidad de aceleración, es lo primero que compra este sector, y por eso un variador se juzga aquí por lo bien que mantiene una consigna y no por lo rápido que la cambia.

Al mismo tiempo, una planta química es uno de los lugares menos indulgentes para instalar equipos eléctricos. Vapores de disolvente, atmósferas corrosivas, polvo que puede ser combustible, rutinas de lavado y zonas clasificadas limitan dónde puede ir una envolvente estándar. La respuesta correcta no suele ser un variador especial, sino un variador estándar bien ubicado: en un armario presurizado o purgado en zona segura, alimentando un motor en zona clasificada, con el trazado de cable tan cuidado como la selección del variador.

La potencia absorbida por un agitador sigue una ley cúbica, así que reducir la velocidad un 20 % recorta la potencia al eje aproximadamente a la mitad. Es una cifra grande, y es también la razón por la que un variador mal aplicado en este sector causa más problemas de los que evita: al 80 % de velocidad el rodete produce además menos circulación, y en un recipiente donde la reacción depende del patrón de mezcla la diferencia aparece como una desviación de calidad y no como una alarma de proceso.

La respuesta práctica es separar los servicios. Cuando la calidad de mezcla importa, el variador se ajusta para mantener una velocidad fija y su valor es la repetibilidad: el mismo lote siempre, independientemente de la variación de tensión o del desgaste del rodete. Cuando el agitador hace un trabajo de conjunto, como mantener sólidos en suspensión o evitar un gradiente térmico, la velocidad puede ajustarse libremente y el ahorro energético es real.

En cualquier caso hay que considerar el par de arranque. Los agitadores en medios viscosos o sedimentados arrancan contra una carga muy superior a la de régimen, y un rodete grande de giro lento con eje de gran inercia no puede acelerarse rápido sin sobrecargar el motor. Una rampa S larga y un límite de par fijado desde el motor y no desde el variador son los dos ajustes que más importan en la puesta en marcha.

Una centrífuga decantadora es una de las pocas máquinas de una planta química en las que el variador debe controlar una carga verdaderamente difícil. El tambor es pesado y gira a gran velocidad, el sinfín interior gira a una velocidad ligeramente distinta y la diferencia entre ambos determina la sequedad de los sólidos. Esa diferencia es pequeña —a menudo por debajo del 2 % de la velocidad del tambor—, de modo que el variador que gobierna el sinfín debe mantener su velocidad con una precisión muy superior a la que su exactitud nominal sugiere.

Arrancar una decantadora es una secuencia, no una orden única. El tambor debe acelerarse antes que el sinfín, la alimentación se introduce solo cuando ambos están en régimen y la parada debe gestionar la energía almacenada del tambor sin dejar que la diferencia se invierta. Un variador capaz de ejecutar esta secuencia internamente, con su propia lógica y temporizadores, ahorra mucho trabajo de PLC y, más útil aún, sigue funcionando mientras se mantiene el PLC.

El comportamiento energético es la tercera consideración. Durante la deceleración la energía cinética del tambor vuelve por el variador, y en una máquina que arranca y para varias veces al día esa energía merece recuperarse en lugar de quemarse en una resistencia. En máquinas continuas, el ahorro más importante suele ser poder hacer girar el tambor justo por debajo de su límite hidráulico en vez de a una velocidad de diseño fija, lo que eleva el caudal con una alimentación diluida.

Los equipos eléctricos situados dentro de una zona clasificada deben estar certificados para ella, y esa certificación se refiere a la envolvente, no al algoritmo de control. En la práctica esto significa que el variador casi siempre se ubica en zona segura y la clasificación se resuelve en el motor y el cableado de campo. Cuando el espacio disponible obliga a meter el variador en la zona, la vía habitual es un armario purgado o presurizado con vigilancia certificada, y conviene planificarlo pronto porque cambia las dimensiones del cuadro y la carga térmica.

Los armónicos son la segunda restricción de planta. Una planta química suele trabajar a carga alta durante periodos largos, de modo que la distorsión de un frontal de diodos está presente de forma continua y no intermitente. Cuando la red es débil —una planta al final de un feeder largo o con generación propia—, la contribución del variador a la distorsión de tensión debe calcularse y no suponerse, y elegir rectificador multipulso, filtro pasivo o frontal activo antes de cursar el pedido.

El último punto es más prosaico pero igual de decisivo: la corrosión. El lavado, una atmósfera ácida o el aire salino destruyen una envolvente sin proteger, y la solución es de especificación y no de mantenimiento: armarios pintados o de acero inoxidable, entradas de cable estancas y circuitos de refrigeración que no aspiren aire corrosivo hacia el cuadro.