"Valoracin energtica de algunos accionamientos industriales

Indice1. Introduccion.2. Desarrollo.3. Conclusiones.4. Bibliografa.1. Introduccion.La eleccin correcta de lapotenciade losmotoresen los accionamiento industriales tiene una enorme significacin para laeconomanacional, determinando en mucho elcostode explotacin de las instalaciones. Elempleodelmotorde potencia insuficiente, altera el funcionamiento del mecanismo, reduce laproductividady aumenta las probabilidades de fallos. A su ves, el uso de los motores de potencia superior a la necesaria, empeora los ndices econmicos de la instalacin al aumentar el costo inicial, aumentando tambin las prdida de energa debido al descenso del rendimiento del motor, y en las instalaciones de corrientes alternas, se empeora el factor de potencia, cuya magnitud influye directamente en las cargas improductivas de lasredesdistribuidoras y de los generadores de los centrales elctricos que producen energa.El Comandante en Jefe Dr.Fidel CastroRuz, planteaba en la clausura del VII Forum de Piezas de Repuesto yTecnologade Avanzada, la importancia que tena para el pas en medio del perodo especial, prestarle la debidaatencinaeficienciade nuestros centrales azucareros y el uso consiente y disciplinado de la energa disponible./3/Losproblemasfundamentales de los accionamiento en laindustriason los siguientes: malaseleccinde los motores primarios, envejecimiento tecnolgico demquinasque todava pueden ser explotadas y empleo de cadenascinemticade baja eficiencia.En estetrabajose estudia, fundamentalmente, la seleccin de los motores elctricos para el rea del Tndem del Complejo Agroindustrial "Arqumedes ColinaAntnez" y dentro de los equipos seleccionados se encuentran: transportadores de tablillas, transportadores de rastrillo ybombas; con elobjetivode realizar unanlisispreliminar de la seleccin de motores elctricos en algunos accionamientos industriales del CAI antes mencionado en la presente zafra azucarera.2.Desarrollo.Materiales ymtodos.Breve caracterizacin del CAI " Arqumedes Colina Antnez".El complejo agroindustrial " Arqumedes Colina Antnez " de Mabay, provincia de Granma, se encuentra ubicado a 15 km de Bayamocapitalprovincial. Posee una extensin de 555,4 caballeras, distribuidas en dos distritos con 90 bloques y 13 lotes.El rea fsico dedicada al cultivo de la caa deazcares de 6 408, 145 5 ha (477,5 cab) de las cuales 5 615,011 ha (418,4 cab) pertenecen al sector estatal y 793,133 ha (59,1 cab) al sector privado.El CAI est organizado de la siguiente forma: Extensin territorial: 5 433,578 ha. reas destinadas al autoconsumo: 491,172 ha. Unidad Bsica deProduccinCooperativa(UBPC): 4 Cooperativa de Produccin Agropecuaria (CPA): 3 Cooperativa deCrditosyServicios(CCS): 3 Unidad mecanizada: 1 Unidad detransporte: 1Principales variedades de caa que cosecha:JA605, MY5514, C8751, C8751, C12070, CP5243, C105173, etc.Principales producciones: Azcar refino. Azcar crudo. Miel final B. Alcoholes: A, B, C, F-S.Metodologas declculode las mquinas de transporte continuo analizadas.El funcionamiento de estas mquinas, como lo expresa su nombre, se caracteriza por la transportacin de la carga a granel o por piezas a travs de una ruta dada sin que se produzcan paradas para la carga y descarga del material transportado. De acuerdo con lo expresado, el recorrido del elemento de la mquina encargado de portar la carga y el retorno de ste vaco, ocurrirn al mismotiempoy en forma continua. Las caractersticas fundamentales (movimientocontinuo de la carga, ausencia de paradas para la carga y descarga, simultaneidad de movimiento del rgano portador cargado y vaco en el retorno, etc) confieren a las mquinas de transporte continuo una gran productividad, condicin de gran importancia en la industria moderna en la cual son tpicos los grandes flujos, Oriol (1988).Otro aspecto importante en el empleo de estas mquinas es el de que la carga puede transportarse a lo largo de una recta o traza dada y descargarse de forma automatizada en cualquier parte del recorrido, de acuerdo con los requerimientos delprocesotecnolgico para el cual ha sido concebido.En este trabajo se analizarn algunos transportadores de tablillas y de rastrillos en el rea del Tndem del CAI antes mencionado.Para realizar el clculo de los conductores de tablilla y rastrillo se utiliz lametodologapropuesta por Oriol (1988), basndose fundamentalmente en los siguientes pasos: Determinacin del punto de mnima tensin. Determinacin de laresistencia(tensiones) en los tramos hasta llegar al punto de tensin mxima. Determinacin del tiraje efectivo. Clculo de la potencia del transportador.Metodologa de clculo de bombas centrfugas.En la tcnica moderna las mquinas para el suministro de lquidos se llaman bombas. La amplia divulgacin de las bombas centrfugas ha sido posible nicamente a base del empleo de energa elctrica y, en particular, al utilizar el motor elctrico decorriente alternatrifsica. En la industria azucarera se utilizan gran cantidad una gran variedad de bombas para la manipulacin da diferentesproductos. Segn los fluidos manejados, la magnitud de los flujos y los requisitos del proceso (capacidad y carga) se hace necesario utilizar un tipo especfico de bomba; Chercasski (1988)Ecuacin general para el clculo de la potencia (P) de las bombas, en kW:

Donde:Q Gasto, en m3/s- Peso especfico del lquido, en N/m3- Altura de carga de la bomba, en m- Eficiencia de la bomba.

Donde:- Eficiencia de la bomba.- Eficiencia de la transmisin.Metodologa de seleccin de la potencia de losmotores elctricos.La eleccin de la potencia de los motores elctricos se escoge partiendo de la necesidad de asegurar el cumplimiento de un trabajo prefijado de un accionamiento elctrico, siempre que se observe el rgimen trmico normal y la sobrecarga admisible del motor.La eleccin de la potencia del motor requiere del clculo fiable de las fuerzas tecnolgicas, no solo a un perodo de rgimen permanente de trabajo, sino, tambin en perodo de regmenes transitorios. En tal sentido se construyen losdiagramasde momento resistente, potencia necesaria y corriente enfuncindel tiempo, Chilikin (1988):M = f(t) P = f(t) i = f(t)El motor elegido de acuerdo con eldiagramade carga prefijado debe cargarse plenamente y a su ves trabajar sin calentar ms de loslmitesadmisibles. Del mismo modo el motor debe funcionar normalmente en caso de posibles sobrecargas temporales y poseer un par de arranque suficiente para asegurar la duracin indisponible del arranque del mecanismo.En la mayora de los casos, la eleccin de comprobacin de la potencia del motor se realiza de acuerdo con el calentamiento y a continuacin se comprueba respecto a su capacidad de sobrecarga.La comprobacin de los motores respecto a la sobrecarga y del par de arranque debe realizarse independientemente del clculo trmico.Eleccin de la potencia del motor a carga de larga duracin.En los centrales azucareros la mayora de los equipos industriales trabajan con regmenes de carga de larga duracin, invariable o que varan poco.La eleccin de la potencia del motor para semejantes mecanismos es extraordinariamente sencilla si se calcula la potencia consumida por el mecanismo. En este caso no es necesario la comprobacin del motor al calentamiento o sobrecargas duranteel trabajo. Una ves elegida la potencia calculada, se estseguroque esta potencia es la mxima admisible, ya que el fabricante ha realizado todos los clculos yensayos, partiendo de la utilizacin mxima de losmaterialesdel motor y su potencia nominal. Si en el catlogo no se indica el motor de tal potencia, entonces se elige el prximo de potencia mayor.Se han desarrollado enmanualesylibrosespecializadosecuacionespara el clculo de la potencia de los motores, pararealizar el clculo de los accionamientos elctricos se bas en la metodologa propuesta por Chilikin (1988).Luego de determinada la potencia de trabajo de la mquina, por las ecuaciones planteadas por Oril y Chercaskin, se determine la potencia real del motor a seleccionar, en kW, teniendo en cuenta los coeficientes de sobrecargas instantnea que vara generalmente desde 1.1 hasta 2.5.Pmotor =P Potencia calculada, en kW.h t Eficiencia del motor (transmisin).d - Coeficiente de sobrecarga. d = (1.1 2.5).Equipos analizados.En el trabajo se tuvieron en cuenta algunas mquinas de transporte continuo (transportadores de tablilla y rastrillo) y diferentes tipos de bombas, que a continuacin se relacionan: Transportador alimentador de caa. Transportador elevador de caa. Conductores intermedios 1, 2, 3 y 4. Transportador de bagacillo. Bombas del basculador No 1 y 2. Bombas de guarapo 1, 2 y 3. Bombas de maceracin 1, 2 y 3. Bombas de tiro parablico 1 y 2.En total se analizaron 7 transportadores y 10 bombas, losdatosy caractersticastcnicasde los mismos no se plasman en el contenido del trabajo puesto que hara muy extenso el mismo.Presentacin y anlisis de los resultados.Se le hizo el clculo a 7 transportadores y 10 bombas de diferentes tipos aplicndose las metodologas planteadas anteriormente; y se arrib a los siguientes resultados:TransportadoresPotencia instalada (kW)Potencia calculada (kW)DiferenciaPinst Pcalc.(kW)

Alimentador de caa7.56.491.01

Elevador de caa3014.8115.19

Conductor intermedio 17.56.181.32

Conductor intermedio 27.56.011.49

Conductor intermedio 37.55.871.63

Conductor intermedio 47.55.961.54

Rastrillo de bagacillo118.222.88

BombasPotencia instalada (kW)Potencia calculada (kW)DiferenciaPinst Pcalc.(kW)

Bomba de basculador No.13020.819.19

Bomba de basculador No.23737.60-0.60

Bomba de guarapo No. 11611.034.97

Bomba de guarapo No. 21611.034.97

Bomba de guarapo No. 31611.034.97

Bomba de maceracin No.11814.843.16

Bomba de maceracin No.21814.843.16

Bomba de maceracin No.31814.843.16

Bomba de tiro parablico No. 12211.0310.97

Bomba de tiro parablico No. 22211.0310.97

Como puede observarse, hay algunos motores con potencia muy por encima de las calculadas, estos son: el del transportador elevador de caa y las bombas del basculador No. 1 y las de tiro parablico No. 1 y 2; que se pueden sustituir por otros de potencia menor.Teniendo en cuenta que elvalorde la fuente motriz es significativo, la sustitucin de estos resulta costosa para las condiciones actuales del pas, por lo que es factible analizar la posible sustitucin de estos por otros que se encuentren instalados en otras reas y que estn acordes con los requerimientos de las mquinas.Haciendo un anlisis cuantitativo del costo que representa esta sustitucin, teniendo en cuenta lasinversionesque hay que realizar, resulta bastante extenso hacer una valoracin econmica exacta de lo que realmente seria mas conveniente en caso que halla que comprar motores nuevos o sustituir los mismos por otros de otras reas. La misma forma parte de otro trabajo que realiza el autor.Pero no se puede obviar lo perjudicial que resulta para la economa del pas y en especial para la eficiencia de la industria esta situacin, mucho menos en estos momentos de perodo especial donde se debe prestar debida atencin a la eficiencia de los centrales azucareros y al uso consciente y disciplinado de la energa.Hay que tener en cuenta que tan slo se le realiza el estudio a 17 equipos, que representa menos del 5 % del total del complejo, por lo que sera factible continuar el estudio en otras reas , con vista a detectar posibles situaciones anlogas a las que aqu se analizan.Ah que sealar que los compaeros del CAI que tienen que ver con esto estn realizando un trabajo meritorio con vista a erradicar estas deficiencias y se estn tomando medidas al respecto.