N° 182

SABER CUAL ELEGIR EN CADA CASO
Ascensores eléctricos,
motores y eficiencia:
¿Es siempre cierto que el gearless es mejor que la máquina
con reductor?
A la hora de elegir la máquina de tracción adecuada, existen distintas variables
involucradas que conducen a la selección. ¿A qué prestar atención? Cómo
cambia la eficiencia del sistema en función de la variación de ciertos factores.
REVISTA DEL ASCENSOR
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Para abordar el tema de la eficiencia en el campo de
las máquinas elevadoras (gearless o de reductor), primero
es necesario tener claros algunos puntos sobre la
eficiencia de los motores eléctricos. Un primer punto
muy importante.
Muchos se refieren al vínculo entre velocidad y eficiencia:
con la misma potencia y tecnología de motor,
cuanto más rápido gire el motor, mayor será su
eficiencia. Por tanto, un motor asíncrono clásico de
4 polos (típico de los cabrestantes) que gira a 1500
rpm (revoluciones por minuto) tendrá generalmente
una mayor eficiencia que un motor asíncrono de 6
polos que gira a 1000 rpm. Esto obviamente también
se aplica al síncrono de imán permanente (típico de
los gearless) que cuando gira a 160 rpm, ciertamente
tiene una eficiencia mayor que uno de igual potencia
que gira a 80 rpm. El segundo punto importante se
refiere a la comparación de la eficiencia entre motores
asíncronos y síncronos de imanes permanentes. Este
último, a la misma potencia y revoluciones, siempre
tiene una eficiencia mayor que el asíncrono y no tiene
pérdidas en el rotor. El tercer y último punto se refiere
a la eficiencia total del cabrestante; en este caso, de
hecho, además de la eficiencia del motor, también es
necesario considerar la del engranaje (tornillo-corona)
que, dependiendo de la relación, puede variar en
promedio del 65% para los ratios lentos al 85% para
los rápidos. En general, cuanto más rápida sea la relación,
mayor será el rendimiento. Un cabrestante que
tenga una caja reductora con un 70% de eficiencia
acoplada a un motor que tenga un 80% de eficiencia
tendrá como valor final: 70x80/100 = 56%. En un
cabrestante, el motor eléctrico siempre gira a altas
velocidades (1000-1500 rpm) y, por tanto, la eficiencia
del motor se mantiene en un rango bastante alto
(80-92%). A la luz de estas consideraciones, podemos
afirmar que: en los peores casos la eficiencia del
cabrestante está por encima del 52% mientras que
en el mejor de los casos ronda el 78%; la eficiencia
máxima del cabrestante es ciertamente menor que
máximos sin engranajes; la eficiencia mínima del
cabrestante es ciertamente mayor que la mínima
del cabrestante. Con un mismo sistema (capacidad,
velocidad y equilibrio), la potencia de la máquina
elevadora no varía con el tipo de máquina, la tensión,
el diámetro de la polea tractora, la relación de reducción,
etc., por lo tanto todas las máquinas posibles.
que usaremos ciertamente dará la misma potencia de
salida (esto se aplica estrictamente solo si descuidamos
las diferencias en la fricción del compartimiento en
las distintas configuraciones del sistema). Sin embargo,
lo que puede cambiar significativamente según la
máquina elegida es la potencia eléctrica de entrada.
A la misma potencia de salida, cuanto mayor sea
la eficiencia de la máquina, menor será la potencia
eléctrica de entrada "consumida". Al respecto, es
bueno aclarar un aspecto que muchos confunden:
la potencia nominal de todas las máquinas eléctricas
rotativas siempre se refiere a la potencia mecánica
que se puede entregar al motor y nunca a la entrada
eléctrica. El malentendido surge porque la potencia
se expresa en kW y muchos la asocian con la potencia
eléctrica, pensando erróneamente que es la potencia
absorbida por la red. ¡Absolutamente no! La potencia
del motor depende únicamente de las características
del elevador (capacidad, velocidad, equilibrio, fricción
del eje) y de la eficiencia del reductor en el caso del
cabrestante. Tomemos un ejemplo típico de un sistema
gearless: 480 kg de caudal a 1 m/s equilibrado al
50 % (más contenidos están disponibles en la versión
digital de este número, ed.). Suponiendo una eficiencia
del eje del 80% debido a la fricción, la potencia
necesaria para levantar la carga completa será 3kW:
(480[kg] x 9,81[m/s^2] x 50/100 x 1[m/s] /0,8 ).
EL 3kW no representa la potencia eléctrica absorbida
por la red, sino la potencia mecánica del eje. La
potencia eléctrica absorbida de la red dependerá de
la eficiencia de la máquina elevadora:
• Si es del 90%, la potencia absorbida de la red será
de 3,3 kW;
• Si es el 50% la potencia eléctrica absorbida de la
red será de 6 kW.
Como se indicó anteriormente, si el objetivo es maxi-