Centrados en el TCO: cómo reducir costes y aumentar el rendimiento con la estrategia correcta

Reducción de costes y aumento del rendimiento durante la producción: el objetivo de cualquier inversión. Aquí, la tecnología de accionamiento desempeña un papel crucial. A fin y al cabo, según los estudios, el consumo de los accionamientos eléctricos constituye hasta el 70 % del consumo energético total de la industria. No obstante, a la hora de invertir muchos usuarios siguen teniendo en cuenta, sobre todo, el precio de adquisición, a pesar de que son los costes operativos y de reciclaje los que realmente alteran el resultado. Una cosa es segura: si también tiene en cuenta aspectos como el rendimiento energético, la seguridad operativa, la necesidad de mantenimiento y la reducción de variantes, a la larga acabará ahorrando. Utilizar tecnología de alto rendimiento junto con una reducción de variantes y una estandarización coherentes permite reducir notablemente los costes operativos totales (Total Cost of Ownership (TCO)) de los sistemas de accionamiento.

Aproveche el análisis de los TCO en el ámbito de la tecnología de accionamiento:

• Análisis integral de los accionamientos instalados y de los que se desea instalar
• Determinación del consumo energético
• Cálculos relativos al número óptimo de variantes del accionamiento
• Identificación de los costes escondidos
• Evaluación del posible ahorro
• Atenta ponderación de todos los aspectos económicos
• Dimensionamiento y análisis específicos de toda la instalación

Lo que debe tener en cuenta si desea reducir el TCO de sus sistemas de accionamiento

La tecnología de accionamiento es la clave para reducir el Total Cost of Ownership. Cuál es el sistema de accionamiento ideal para la aplicación específica del cliente depende de los requisitos de dicha aplicación y de las condiciones del entorno, y debe averiguarse exactamente para cada proyecto individual. Sin embargo, por lo general existen algunos factores que llevan a un rápido retorno de la inversión (ROI) y por tanto deben considerarse a la hora de reducir el TCO.

Características de la tecnología de accionamiento que ayudan a reducir el TCO:

• Menor consumo energético posible
• Rendimiento constante en una amplia gama de velocidades y pares
• Elevada capacidad de sobrecarga
• Amplio rango de ajuste
• La menor cantidad de trenes del accionamiento posible
• Posiciones de montaje con el menor volumen de aceite, en especial en el caso de relaciones de transmisión bajas (palabra clave: reducción de pérdidas por barboteo)
• Construcción compacta
• Menor necesidad de mantenimiento posible
• Elevada seguridad operativa
• Prolongada vida útil
• Posibilidad de uso en todo el mundo
• Dimensionamiento optimizado en cuanto a la cantidad de variantes
• Sistema de productos modular

El TCO en el conflicto entre el rendimiento energético y la reducción de variantes

Las dos mejores opciones para reducir el Total Cost of Ownership son el consumo energético y la cantidad de variantes del accionamiento instaladas. Sin embargo, entre el enfoque de la optimización del consumo y el de la reducción de variantes surge un conflicto de intereses. Si se crea una instalación con accionamientos diseñados pensando únicamente en lograr el mayor rendimiento energético del punto de funcionamiento, los meros costes de inversión resultan óptimos y, en comparación, los motores funcionan de manera eficiente desde el punto de vista energético, sea cual sea su clase de eficiencia. Pero con este enfoque, a lo largo de la vida útil de la instalación habrá que gestionar y mantener una gran cantidad de variantes del accionamiento. Mientras una instalación cuyo objetivo es reducir los costes energéticos conlleva un gran número de variantes, el objetivo de la reducción de variantes es diamentralmente opuesto, ya que se trata de cubrir los pares y velocidades necesarios en la instalación con la menor cantidad de variantes del accionamiento posibles, siempre que esto sea económicamente viable. Esto permitirá ahorrar en costes administrativos, de servicio y de stock, pero por norma general hará aumentar los costes energéticos. En cuanto a los costes del ciclo de vida, una combinación equilibrada de reducción de variantes y rendimiento energético logrará reducir notablemente el TCO, sobre todo en proyectos logísticos de gran envergadura para aeropuertos o centros de paquetería, que requieren de una gran cantidad de unidades de accionamiento.

Los motores síncronos de alto rendimiento son la clave

Una medida extremadamente eficiente para reducir el Total Cost of Ownership es utilizar motores síncronos de alto rendimiento. Gracias a la tecnología PMSM (motores síncronos de imanes permanentes), estos motores tienen un rendimiento elevado y relativamente constante en un amplio rango de velocidades y pares, por lo que ofrecen un consumo energético óptimo incluso en los rangos de carga y velocidad parcial, lo cual constituye una clara ventaja con respecto a la tecnología asíncrona convencional IE1, IE2 o IE3. Por ello, en estos puntos de funcionamiento no solo logran ahorrar más energía, sino que además ayudan a mantener un nivel elevado de rendimiento a pesar del sobredimensionamiento inherente a la reducción de variantes. El resultado de esto es que los costes operativos totales se mantienen bajos. Los motores síncronos despliegan todo su potencial en aplicaciones que trabajan en el ámbito de la carga parcial y a velocidades bajas, por ejemplo, en los sectores de la gestión de equipajes y del procesamiento de cartas y paquetes. Por esto, el uso de motores síncronos puede lograr notables ahorros en costes. La elevada reducción de costes se consigue a lo largo de toda la vida útil del producto.

Motor IE5+: elevada densidad de potencia en el menor espacio de montaje

Además, la densidad de potencia optimizada de un motor IE5+ compacto permite ahorrar hasta un 40 % de espacio en comparación con un motor asíncrono convencional. Es decir, es posible instalar un motor más potente con un rendimiento energético mayor en el mismo espacio de instalación. Así, por ejemplo, un motor síncrono IE5+ con un par de hasta 4,8 Nm puede ser del mismo tamaño que un motor IE1 convencional con un para de 1,24 Nm. Gracias al uso eficiente del material y a su construcción compacta (menos espacio de montaje), la generación de motores IE5+ consigue una ventaja de peso de más del 50 % en comparación con los motores asíncronos IE3 de la misma gama de potencia. El hecho de que los equipos sean más ligeros y ocupen menos espacio se traduce en menores costes de transporte, con lo cual, además, se protege el medioambiente. La versión IE3 del citado motor de 0,75 kW pesa unos 10 kg, mientras que el motor IE5+ comparable solo pesa unos 6 kg. Si en lugar de un motor IE3 se envía un motor IE5+ en camión de Hamburgo a Stuttgart, la cantidad de CO2 emitido se reduce en unos 120 g por motor. Si se considera el hecho de que las instalaciones con hasta 20 000 accionamientos no resultan inusuales y si se tiene en cuenta que muchos fabricantes de accionamientos suministran sus sistemas a todo el planeta, queda patente que los motores de alto rendimiento no solo contribuyen a la sostenibilidad de manera directa al reducir el consumo eléctrico, sino también de manera indirecta gracias a su menor peso y volumen.

La integración del motor y el reductor tiene un efecto positivo sobre el TCO

Gracias a la integración del motor y el reductor en un único cárter, DuoDrive es especialmente ligero y compacto y ofrece una densidad de potencia enorme. Muchas de sus piezas de desgaste, como los retenes del eje, ya no son necesarias y con esto se ha logrado reducir la necesidad de mantenimiento y las pérdidas por fricción. Lo mismo sucede gracias a la menor cantidad de engranajes y rodamientos. Asimismo, disminuir el volumen de aceite al mínimo también ha logrado reducir las pérdidas por barboteo. DuoDrive puede montarse en diversas posiciones de montaje sin necesidad de llevar a cabo modificación alguna y con el mismo volumen de aceite, reduciendo así adicionalmente la cantidad de variantes. Las medidas compactas del cárter ofrecen otra ventaja: DuoDrive es más delgado que los productos de la competencia, por lo que permite un ancho de pasillo reducido en instalaciones de tecnología de transporte. Debido a que la potencia del motorreductor puede escalarse sin modificar las medidas exteriores del diseño, no es necesario modificar el diseño de la instalación para adaptar la potencia.

Menor Total Cost of Ownership gracias a una reducción específica de las variantes

Además del consumo energético, reducir de manera específica de la cantidad de variantes utilizadas en el accionamiento también entraña un gran potencial para optimizar el Total Cost of Ownership. Una variante es una combinación de reductor, motor y variador de frecuencia en la que varían los tamaños y las relaciones de transmisión. Las variantes pueden reducirse utilizando solo un tamaño de motorreductor y variador de frecuencia para un determinado rango de carga y velocidad. Y si se requiere menos potencia o se necesitan otros rangos de velocidad, la unidad de accionamiento, controlada por el variador de frecuencia, logra cubrir todos los puntos de funcionamiento necesarios.

Notable ahorro de costes

Al reducir las variantes, los costes del proyecto suelen aumentar ligeramente debido a que, en parte, es necesario instalar accionamientos de mayor tamaño, lo que conlleva un recargo en el precio en comparación con un dimensionamiento a medida. No obstante, en contrapartida, al reducir las variantes el propietario disfruta de un funcionamiento optimizado durante toda la vida útil del accionamiento y de notables ahorros en costes administrativos, de servicio y de piezas de repuesto. Al llevar a cabo una reducción de variantes, el integrador del sistema también ahorra en costos, por ejemplo de ingeniería.

Estos son los beneficios de una reducción de variantes:

• Costes energéticos: analizando y teniendo en cuenta las verdaderas condiciones de carga (concepto clave carga parcial) se pueden conseguir ahorros energéticos permanentes. Un efecto secundario positivo de esto es una menor huella de carbono.
• Costes de ingeniería: hay menos variantes que dimensionar e integrar en el proceso de ingeniería. Esto simplifica la elección del accionamiento y la visualización de la instalación.
• Costes administrativos: hay que administrar menos referencias de piezas y menos variantes. Esto facilita la gestión de los listados de piezas y reduce el esfuerzo de adquisición de las mismas. Al mismo tiempo se generan menos costes por errores, como por piezas mal montadas o pedidos mal hechos.
• Costes de documentación: gracias a la estandarización y a la reducción de variantes, el esfuerzo necesario para la documentación del producto es mucho menor.
• Costes de formación: el hecho de que el mantenimiento, la puesta en servicio y la parametrización sean más sencillas se traduce en menor necesidad de formación.
• Costes de las piezas de repuesto: el hecho de que en el almacén haya menos piezas y menos tipos de piezas de repuesto permite tener menos capital inmovilizado en stock de piezas de repuesto y cometer menos errores a la hora de montar las piezas o pedirlas.
• Puesta en servicio, servicio y mantenimiento: la estandarización, modularidad y echufabilidad de los equipos facilitan su puesta en servicio y mantenimiento, además de las reparaciones. Adicionalmente, también resulta más sencillo planificar los intervalos y medidas de servicio, y la instalación mediante plug and play ahorra mucho tiempo y esfuerzo. A esto se añade el excelente apoyo que los clientes reciben de la red global de servicio de NORD DRIVESYSTEMS.

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