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Jul 22, 2023

WEG y Lontra trabajan juntos para avanzar en el diseño de compresores

Guardar para leer la lista Publicado por Elizabeth Corner, editora senior de World Pipelines, lunes 1 de noviembre de 2021 13:21 El 10% de toda la electricidad industrial en Europa se destina a alimentar compresores. Con el

Guardar para leer la lista Publicado por Elizabeth Corner, editora senior de World Pipelines, lunes 01 de noviembre de 2021 13:21

El 10% de toda la electricidad industrial en Europa se destina a la alimentación de compresores. Con la declaración de una emergencia climática al frente de las preocupaciones, esta cifra debe reducirse. Aquí, Marek Lukaszczyk, gerente de marketing para Europa y Medio Oriente del fabricante de motores industriales WEG, explora lo que significa para la industria un nuevo tipo de diseño de compresor de desplazamiento positivo, combinado con un motor de imán permanente de eficiencia ultra premium especialmente diseñado.

Los compresores de desplazamiento positivo son dispositivos mecánicos que aumentan la presión de un gas reduciendo su volumen. Desde plantas embotelladoras hasta transporte neumático, los compresores están en todas partes y alimentan procesos y máquinas, mientras transfieren y soplan cosas en una fábrica, ya sean pastas, cereales u otros alimentos, productos farmacéuticos, plásticos o incluso los absorbentes granulares utilizados en pañales y productos sanitarios.

De hecho, se consideran la cuarta utilidad para la elaboración de productos. Estos cuatro requisitos son agua, gas, electricidad y aire comprimido, la base de toda fabricación.

Y no sólo se encuentran en la industria. En el transporte público, por ejemplo, cuando un autobús se acerca a una parada y se detiene en la acera, funciona con una suspensión neumática procedente de un compresor para dejar subir a la gente.

Por el contrario, los compresores también son el núcleo de las bombas de calor para calentar las casas, sobre todo porque las calderas de gas se eliminarán progresivamente de las nuevas construcciones de aquí a 2025. Los compresores se encuentran incluso en los frigoríficos para mantenerlos fríos.

En pocas palabras, los compresores están en todas partes y, debido a esto, consumen mucha energía: normalmente alrededor del 12 % y hasta el 55 % en algunas instalaciones de fabricación. Sin embargo, el potencial aún no se ha aprovechado plenamente y los motores que impulsan estas máquinas pueden tener un gran impacto en las emisiones de CO2.

La reciente implementación de las nuevas regulaciones europeas de eficiencia, que ahora cubren una gama más amplia de motores eléctricos para generar un ahorro de energía estimado de 10 teravatios hora (TWh) para 2030, significa que las empresas necesitan innovar.

Sin embargo, la industria ha tardado en modernizarse. El primer diseño de compresor rotativo se remonta a la bomba de agua del diseñador italiano Ramelli, de 1588. A pesar de haber sido diseñado como una bomba de agua, su diseño central se utiliza hasta el día de hoy, como en compresores de paletas y de pistón rodante y en sistemas de aire acondicionado. .

Otra máquina diseñada como bomba de agua, originalmente hecha de madera, fue reutilizada como soplador de lóbulos allá por la década de 1860. Esto hizo ricos a los hermanos Roots y todavía representa la mayor parte de las ventas de compresores de aire de baja presión. Podría decirse que el último gran cambio fue el compresor de tornillo, inventado por el inventor sueco Alf Lysholm en 1935, originalmente para una turbina de vapor. Actualmente domina el mercado de presión media.

Por lo tanto, Lontra, pionero mundial en tecnologías de ingeniería avanzadas, decidió transformar el panorama de los compresores industriales. En resumen, Lontra se dio cuenta de que los compresores simplemente necesitan introducir gas de manera eficiente, comprimirlo sin fugas y luego dejarlo salir nuevamente sin demasiada pérdida. Lontra diseñó una máquina inspirada en el pistón y el cilindro que se encuentran en los automóviles con motor de combustión. Básicamente, la máquina Lontra utiliza el pistón y el cilindro, antes de envolver el cilindro en forma de rosquilla, asegurándose de que los dos extremos se encuentren.

Luego, los dos extremos se separan mediante un disco giratorio, lo que permite que el pistón se convierta en una cuchilla. Nunca antes vista, Lontra ahora tiene una serie de patentes para esta nueva geometría, que cumple bien con los conceptos básicos antes mencionados.

Las primeras pruebas realizadas en la industria del agua han demostrado un ahorro de electricidad de más del 21 % en comparación con las máquinas de la competencia. Por lo general, los compresores se utilizan en la industria del agua para soplar aire a través de las aguas residuales, alimentando las bacterias naturales y descomponiendo los contaminantes. Este proceso por sí solo representa el uno por ciento de todo el consumo de electricidad del Reino Unido.

Una prueba reciente de la última máquina de Lontra para el sector del transporte neumático (soplado de diversos sólidos a través de tuberías) también ha mostrado ahorros de hasta el 34 % frente a un competidor líder del mercado.

Para ayudar a lograrlo, Lontra contactó a WEG para ser parte de esta tecnología de compresores completamente nueva. Dado que la mayoría de los compresores funcionan con motores eléctricos, Lontra recurrió a WEG, un fabricante mundial de motores industriales, para diseñar un motor especial para el LP2 Blade Compressor®, con el máximo estándar internacional de clase de eficiencia energética (IE).

Se trata de la primera soplante industrial de Lontra, en la que WEG suministra y fabrica específicamente un motor de imanes permanentes ultra premium WMagnet IE5, con potencia de 80 kW, 2500 rpm, par constante y eje hueco, alcanzando niveles de eficiencia del 97% en todo el rango de velocidades. El motor está montado en un eje, lo que reduce más pérdidas en el sistema y aumenta la eficiencia general del compresor.

Según la actual normativa europea de eficiencia, los motores eléctricos deben alcanzar el nivel de eficiencia IE2, IE3 o IE4 en función de su potencia nominal y otras características. Por ejemplo, los motores trifásicos con una potencia nominal entre 0,75 kW e igual o inferior a 1000 kW deben haber alcanzado el nivel IE3 en julio de 2021. Los motores entre 75 kW y 200 kW también deben alcanzar el nivel IE4 a partir de julio de 2023.

Sin embargo, el nuevo compresor de Lontra utiliza un motor eléctrico IE5 especialmente diseñado (la clase de eficiencia IE más alta) que supera los requisitos actuales. Se eligió el motor de imán permanente IE5 no solo por su alta eficiencia, sino porque genera menos calor en el rotor y tiene una temperatura más estable debido a que está enfriado por líquido, lo que reduce la probabilidad de sobrecalentamiento.

Aún así, el mercado industrial está dominado por los motores de inducción. Si bien estos motores son confiables y tienen índices de eficiencia aceptables, el énfasis en el calentamiento global ha impulsado la aparición de vehículos eléctricos y, por lo tanto, ha llevado a la investigación de motores de imanes permanentes.

Como resultado, los vehículos eléctricos ya han pasado de motores de inducción a motores de imanes permanentes, un cambio que falta en el panorama industrial.

Pero los compresores no tienen por qué absorber grandes cantidades de energía, como lo demuestra el nuevo compresor de Lontra. En contraste con los desarrollos históricamente lentos en el diseño de compresores, WEG y Lontra ahora han revolucionado la industria, estableciendo el estándar para el resto.

Edición de noviembre de 2021 de World Pipelines

La edición de noviembre presenta dos informes sobre la industria mediterránea del petróleo y el gas, que explican por qué hay motivos para un optimismo cauteloso en el futuro de la región. Otros artículos técnicos cubren temas que incluyen tecnologías de control de flujo, desafíos de construcción en el proyecto del Interconector de Gas Grecia-Bulgaria (ICGB) y vigilancia de tuberías.

Lea el artículo en línea en: https://www.worldpipelines.com/equipment-and-safety/01112021/weg-and-lontra-work-together-on-advancing-compressor-design/

Tom Oldfield, Gerente de Servicio – Verificación de Campo, ROSEN, Reino Unido, encuentra la forma más eficiente de comprender la calidad de la verificación de campo mientras se valida el rendimiento del sistema ILI.

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