Energía, ¿por qué es tan... dinámica?

Por: Amy Stone *

En lugar de centrarme en un tipo particular de equipo, pensé que sería bueno volver a lo básico y hablar sobre la electricidad y las opciones de energía que tenemos cuando estamos armando nuestras instalaciones.

Es importante revisar tanto los gastos de capital como los gastos operativos al seleccionar el equipo. El costo de instalar diferentes fuentes de alimentación varía según la ubicación y el tipo. Uno de los comentarios más frecuentes que escucho, es que todas las aplicaciones deben tener alimentación trifásica. La razón que me dan consistentemente es que es más barato. Vamos a examinar esto más de cerca.

Pagamos los kilovatios consumidos de la red eléctrica municipal. Desde la superficie, parece que si tuvieras la opción de utilizar equipos de 115 voltios en lugar de 230 voltios, los 230 voltios serían más baratos porque consumen menos amperios. El mismo proceso de pensamiento se usa cuando hablamos de monofásicos de 230 voltios frente a trifásicos de 230 voltios,

etc. Sin embargo, si profundizas en esto, la cantidad de vatios (o kilovatios) que estamos utilizando es prácticamente la misma.

En aplicaciones monofásicas, la ecuación simple es amperios multiplicados por voltios igual a vatios. Hay una ecuación más complicada que tiene coeficientes para el poder y también hay circunstancias situacionales que pueden entrar en juego, pero en aras de la demostración, nos limitaremos a la ecuación simple. Una bomba que extraiga 10.5 amperios de carga completa a 115 voltios usaría 1,207.5 vatios. Esa misma bomba tendría una capacidad nominal de 5.4 amperios a plena carga a 230 voltios. La matemática es la misma, 5.4 amperios multiplicados por 230 voltios equivalen a 1,242 vatios. El motor consume una cantidad similar de vatios, independientemente de si utiliza 115 voltios o 230 voltios.

Examinemos una aplicación de potencia trifásica. La ecuación para la potencia trifásica se vuelve más compleja porque no puede ignorar el coeficiente de potencia. En el caso de energía trifásica, vatios es igual a amperios multiplicados por voltios multiplicados por 1.732 (factor de potencia dictado por una red municipal específica). Dicho esto, un motor trifásico de un tamaño similar al que usamos en el ejemplo monofásico arrojaría 3.6 amperios a 230 voltios, lo que usará 1,434 vatios. Tenga en cuenta que siempre habrá un poco de variabilidad entre una comparación de motor monofásico y trifásico debido a la eficiencia y los fabricantes. El punto es que, el número de vatios utilizados por los tres motores es muy similar. ¿Por qué todo esto es importante? Se vuelve realmente importante cuando se planea una expansión o una nueva instalación. El poder disponible a menudo se pasa por alto y se examina poco.

Dónde cuenta…. Las siguientes consideraciones son importantes al diseñar su expansión o nueva instalación. Una de las primeras preguntas que debe hacerse es si hay energía trifásica disponible en el sitio. Si no está ya en el sitio, ¿dónde está el suministro más cercano? En muchos casos, se requiere que el propietario pague por la instalación de una alimentación trifásica por adelantado, lo que también puede incluir el gasto de llevar la energía desde la siguiente ubica-

ción más cercana. He visto costos de instalación asociados de más de US $40K, por lo que definitivamente debe estar en el presupuesto.

También hay un punto donde el tamaño importa, y el equipo solo está disponible en trifásica. Como regla general, cualquier bomba de cargas de 3 hp debería funcionar con alimentación trifásica. Hay bombas de mayor potencia disponibles en monofásica, lo que es útil para aquellos lugares donde la trifásica no es posible o tiene un costo prohibitivo. La mayoría de los motores de más de 7.5 caballos de fuerza solo están disponibles en modalidad trifásica. Tenga en cuenta que aunque el motor esté disponible en monofásica, la mayoría de los motores están hechos a la medida de los socios de motores OEM (fabricante de equipos originales) lo que puede causar un largo tiempo de espera para reemplazos.

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¿Ahorros? Suponiendo que todas las cosas son iguales, ¿dónde están los ahorros al comparar 115V a 230V y 230V monofásico a 230V trifásico? El mayor ahorro está en el tamaño de las líneas eléctricas. El cableado eléctrico de tamaño adecuado puede ser costoso. Cuanto más bajo suscripciones@panoramaacuicola.com sea el voltaje, menos es el cable de calibre que se requiere. Cable de calibre significa un cable más gruewww.panoramaacuicola.com so y más materiales.

Los motores monofásicos requie- electricista con licencia debe ser uti- mentación de entrada monofásica. ren condensadores para protegerlos lizado al cablear cualquier aparato Estos transformadores y variadores y ayudar a iniciar la rotación. Los eléctrico. Y conociendo todos las de frecuencia pueden tomar energía motores trifásicos requieren arranca- reglas, esta no debe romperse cuan- y aumentar la tensión o disminuirla dores de motor y, idealmente, pro- do se usa energía trifásica. según la aplicación. Otra opción tección de fase. No es nada extraño sería utilizar múltiplos de equipos perder un “tramo” cuando se ejecuta Alternativas… más pequeños, lo que a su vez una alimentación trifásica durante ¿Qué sucede cuando no hay alimen- también aumenta la redundancia los tiempos de alto uso. Sin protec- tación trifásica y necesita el equipo para aplicaciones RAS intensivas. Y, ción de fase, esto casi seguramente más grande? Hay alternativas que por último, podría pagar actualizar significa una falla catastrófica del requieren costos de capital por ade- a una alimentación trifásica si está equipo. La potencia trifásica tam- lantado. La instalación puede inver- disponible. bién es más peligrosa para trabajar tir en un transformador buck-boost Lo importante es que, es mejor en el campo. En todos los casos, un y/o variador de frecuencia con ali- hacer su tarea cuando se trata de requisitos eléctricos y saber cuál es la mejor respuesta para la aplicación que realizará.

Amy Riedel Stone, presidenta y propietaria de Aquatic Equipment and Design, Inc. Anteriormente colaboró como gerente en Pentair Aquatic Eco-Systems, y cuenta con estudios en Agricultura en Purdue University. Contacto: amy@aquaticed.com