La planta compra una nueva máquina.
Producción ya tiene definido dónde instalarla. El proveedor entrega sus requerimientos eléctricos. Se prepara el espacio y aparece una pregunta que parece sencilla:
¿Tenemos capacidad para conectarla?
Es una pregunta necesaria, pero no siempre es suficiente.
Que exista capacidad disponible no significa automáticamente que la infraestructura eléctrica esté preparada para recibir una nueva carga.
Dependiendo del equipo, también puede ser necesario revisar cómo afectará a transformadores, alimentadores, protecciones, tableros, conductores, calidad de energía y condiciones de operación.
Esto se vuelve especialmente importante cuando hablamos de motores de potencia relevante, nuevas líneas de producción, hornos, compresores, sistemas de bombeo, equipos con variadores u otras cargas que pueden modificar el comportamiento eléctrico de la instalación.
Antes de conectar maquinaria nueva, conviene analizar el sistema completo.
“Todavía tenemos capacidad” no responde todas las preguntas
Una planta puede conocer la capacidad nominal de su transformador y compararla con la potencia indicada en la placa del nuevo equipo.
Es un primer dato.
Pero la infraestructura eléctrica no puede evaluarse únicamente con esa comparación.
Hay que entender cómo opera actualmente la instalación.
¿Cuál es la demanda real?
¿Qué otras cargas funcionan simultáneamente?
¿Cómo se alimentará el nuevo equipo?
¿Qué ocurre durante su arranque?
¿Qué protecciones existen?
¿El tablero desde el que se pretende alimentar tiene las condiciones necesarias?
¿Existen cargas no lineales relevantes?
¿La incorporación modifica condiciones consideradas en estudios anteriores?
Por eso una ampliación debe analizarse como parte del sistema eléctrico existente y no únicamente como una carga adicional.
1. Empieza por conocer la carga que realmente vas a instalar
Antes de revisar la infraestructura existente hay que entender correctamente el nuevo equipo.
No basta con saber que se instalará “una máquina de 200 kW” o “una nueva línea”.
Dependiendo de la aplicación, pueden ser relevantes datos como:
- potencia;
- tensión de alimentación;
- corriente;
- tipo de carga;
- condiciones de arranque;
- factor de potencia;
- variadores u otros equipos electrónicos asociados;
- régimen de operación;
- simultaneidad con otras cargas.
La información necesaria dependerá del tipo de equipo y del proyecto.
Una máquina que trabaja de manera intermitente no tiene necesariamente el mismo efecto operativo que una carga que permanece funcionando durante prácticamente todo el turno.
Tampoco se comporta igual un motor conectado directamente que uno operado mediante un variador.
Primero hay que entender la carga.
Después se analiza dónde y cómo incorporarla.
2. Revisa la demanda real, no solamente la capacidad instalada
Una planta puede tener determinada capacidad instalada y utilizar solo una parte de ella.
O puede encontrarse mucho más cerca de sus condiciones de operación habituales de lo que se suponía.
Por eso es importante diferenciar entre:
capacidad instalada y comportamiento real de la demanda.
Los datos disponibles de medición pueden ayudar a conocer cómo se comporta actualmente la instalación y qué margen existe bajo diferentes condiciones de operación.
También hay que considerar si todos los equipos trabajan simultáneamente.
La demanda puede cambiar según:
- turno;
- temporada;
- producción;
- combinación de procesos;
- arranques;
- ampliaciones realizadas anteriormente.
Tomar una decisión únicamente con capacidades nominales puede dejar fuera información importante sobre la forma en que realmente opera la planta.
3. El transformador no es el único elemento que debes revisar
Supongamos que el transformador tiene margen suficiente.
¿Eso significa que podemos conectar la máquina?
Todavía no.
La energía debe recorrer diferentes elementos antes de llegar al nuevo equipo.
Dependiendo de la arquitectura de la planta, puede involucrar:
- transformadores;
- tableros;
- interruptores;
- alimentadores;
- conductores;
- canalizaciones;
- centros de control de motores;
- sistemas de protección.
Cada parte debe evaluarse según el nuevo escenario.
Puede existir capacidad aguas arriba y, sin embargo, encontrarse una limitación en un punto específico de distribución.
Por eso es importante revisar la trayectoria completa de alimentación y no solamente la fuente principal.
4. ¿Qué ocurrirá cuando arranque la nueva máquina?
Esta pregunta es especialmente importante cuando el equipo incorpora motores.
La condición durante el arranque puede ser distinta de la operación estable.
Dependiendo del motor y del método utilizado, pueden existir corrientes de arranque que deben considerarse en la ingeniería.
Por eso, al incorporar motores, puede ser necesario evaluar el método de arranque y su interacción con la instalación.
Entre las soluciones que pueden encontrarse en aplicaciones industriales están:
- arranque directo;
- arrancadores;
- arrancadores suaves;
- variadores de frecuencia.
No existe una alternativa universalmente mejor.
La selección depende del motor, del proceso, de la red y de las necesidades de control.
ABCONTROL también participa como proveedor e integrador de arrancadores y variadores, por lo que este análisis puede formar parte de la definición del sistema de alimentación y control del nuevo equipo.
5. Las protecciones también deben corresponder al nuevo escenario
Agregar una carga modifica la instalación.
Por eso no debería asumirse que las protecciones existentes continúan siendo adecuadas sin revisar el nuevo escenario.
Dependiendo del alcance del proyecto, puede ser necesario evaluar:
- dispositivos de protección;
- ajustes;
- coordinación;
- capacidad interruptiva;
- condiciones de cortocircuito;
- relación con protecciones aguas arriba y aguas abajo.
La finalidad no es simplemente conseguir que la máquina pueda energizarse.
El sistema debe responder adecuadamente ante condiciones anormales.
Una ampliación también puede ser una buena oportunidad para comprobar si modificaciones anteriores fueron correctamente incorporadas a la documentación y a los estudios de la instalación.
6. Una nueva carga puede cambiar el comportamiento de la red
No todas las cargas se comportan igual.
La incorporación de ciertos equipos puede introducir condiciones que deben analizarse con mayor detalle.
Por ejemplo, una planta que agrega una cantidad importante de cargas electrónicas o equipos con electrónica de potencia puede necesitar revisar aspectos relacionados con la calidad de energía.
Dependiendo del caso pueden ser relevantes fenómenos como:
- armónicos;
- variaciones de tensión;
- factor de potencia;
- desbalance;
- comportamiento durante arranques.
Esto no significa que instalar un variador, por ejemplo, genere automáticamente un problema de calidad de energía.
Significa que las características de las nuevas cargas deben considerarse dentro del comportamiento del sistema existente.
7. ¿El tablero desde donde quieres alimentar el equipo está preparado?
Esta pregunta puede parecer obvia, pero merece una revisión propia.
En instalaciones que han crecido durante años, es común que los tableros hayan recibido modificaciones y ampliaciones.
Antes de utilizar uno como punto de alimentación para maquinaria nueva conviene revisar su condición y características aplicables al proyecto.
Dependiendo del caso, pueden evaluarse aspectos relacionados con:
- capacidad;
- espacio disponible;
- interruptores;
- barras;
- alimentación;
- protecciones;
- documentación;
- condiciones físicas.
No debería asumirse que un espacio disponible equivale automáticamente a capacidad disponible para cualquier carga.
8. Revisa si los diagramas representan lo que realmente existe
Una ampliación se vuelve considerablemente más difícil cuando la documentación no coincide con la instalación.
Años de modificaciones pueden provocar diferencias entre:
lo que dice el plano
y
lo que realmente está conectado.
Antes de definir una nueva alimentación puede ser necesario verificar la condición actual y actualizar información relevante.
Los diagramas unifilares son particularmente importantes para comprender cómo está distribuido el sistema y cómo se relacionan sus principales componentes.
Una ingeniería basada en documentación desactualizada puede partir de supuestos incorrectos.
9. Piensa en la automatización desde el principio
La nueva maquinaria probablemente no solo necesitará energía.
También puede requerir intercambio de señales e información con otros sistemas de la planta.
Por ejemplo:
- PLC;
- HMI;
- SCADA;
- sistemas de control;
- redes industriales;
- instrumentación;
- sistemas de supervisión.
Si estas necesidades aparecen después de que la instalación eléctrica ya está definida, pueden surgir modificaciones adicionales.
Por eso conviene preguntar desde el inicio:
¿La máquina funcionará de manera independiente o debe integrarse con la operación existente?
Pensar conjuntamente en alimentación eléctrica y automatización puede evitar que ambos proyectos avancen como sistemas completamente separados.
10. Considera también lo que viene después de esta máquina
Hay una diferencia entre diseñar para una ampliación concreta y sobredimensionar toda la infraestructura “por si acaso”.
Ninguno de los extremos es ideal.
Pero si existe un plan conocido para incorporar posteriormente:
- otra línea;
- nuevos motores;
- mayor producción;
- más equipos;
- otra ampliación de nave;
conviene incluir ese contexto en la evaluación.
Tal vez no sea necesario construir hoy toda la infraestructura futura.
Pero conocer el crecimiento esperado puede influir en determinadas decisiones del proyecto actual.
¿Qué estudios pueden ser necesarios antes de conectar maquinaria nueva?
No existe una lista idéntica para todos los proyectos.
Los estudios necesarios dependen de las características de la instalación y de la nueva carga.
Según el caso, una evaluación puede involucrar análisis relacionados con:
- demanda;
- flujo de carga;
- cortocircuito;
- coordinación de protecciones;
- calidad de energía;
- comportamiento de motores;
- condiciones de la infraestructura existente.
No todos serán necesarios en todos los proyectos.
La ingeniería debe determinar cuáles aportan información necesaria para tomar la decisión.
Una máquina nueva puede revelar problemas que ya existían
Hay algo particularmente interesante en este tipo de proyectos.
A veces la nueva maquinaria no crea el problema.
Lo hace visible.
Una instalación puede haber acumulado durante años:
- ampliaciones;
- cambios de equipos;
- ajustes;
- nuevos alimentadores;
- modificaciones de producción.
Mientras el sistema continúa operando, puede parecer que existe margen suficiente.
La llegada de una nueva carga obliga a revisar nuevamente la infraestructura y puede revelar limitaciones que ya estaban presentes.
Por eso estas evaluaciones también sirven para conocer mejor el estado actual del sistema eléctrico.
¿Cuándo puede ser necesario revisar la subestación?
No toda instalación de maquinaria nueva requiere modificar la subestación.
Pero si la carga adicional es relevante respecto a la infraestructura existente, o si la planta ya opera cerca de determinadas condiciones de capacidad, puede ser necesario ampliar la evaluación hasta ese nivel.
En ese escenario se pueden revisar elementos como:
- transformación;
- distribución;
- protecciones;
- medición;
- capacidad existente;
- configuración eléctrica.
La necesidad de una modificación debe determinarse a partir del proyecto y de las condiciones reales de la instalación.
No debería asumirse desde el principio que “hace falta otra subestación”, pero tampoco que la infraestructura existente necesariamente puede absorber cualquier crecimiento.
Antes de comprar no es demasiado pronto para revisar la infraestructura eléctrica
Idealmente, estas preguntas deberían aparecer antes de que la maquinaria llegue a planta.
Porque descubrir una limitación cuando el equipo ya está instalado puede convertir un proyecto planeado en una carrera contra el tiempo.
Antes de definir la conexión conviene conocer:
qué necesita la máquina + qué puede entregar actualmente la infraestructura + qué modificaciones serían necesarias.
Así es posible coordinar ingeniería eléctrica, automatización, instalación y puesta en operación dentro de un mismo proyecto.
No preguntes solamente “¿tenemos capacidad?”
Pregunta también:
¿Dónde vamos a conectarla?
¿Cómo se comportará durante el arranque?
¿Las protecciones siguen siendo adecuadas?
¿Qué ocurre con la calidad de energía?
¿Los tableros y alimentadores son adecuados?
¿Necesitamos integrarla con PLC o SCADA?
¿La documentación refleja la instalación actual?
¿Qué crecimiento esperamos después?
Responder estas preguntas antes de conectar una nueva carga puede evitar modificaciones improvisadas cuando la maquinaria ya debería estar produciendo.
La capacidad importa.
Pero es solamente una parte del sistema.
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¿Vas a instalar nueva maquinaria o ampliar una línea de producción?
En ABCONTROL | Automation & Power Solutions podemos participar en la evaluación e integración de infraestructura eléctrica y automatización para proyectos industriales.
Antes de conectar nuevos equipos, conviene determinar cómo afectarán al sistema existente y qué adecuaciones pueden ser necesarias.
Contáctanos para revisar los requerimientos de tu proyecto.
Preguntas frecuentes
¿Cómo saber si mi planta tiene capacidad para instalar una máquina nueva?
No basta con comparar la potencia del equipo con la capacidad nominal del transformador. Deben considerarse las condiciones reales de demanda y la infraestructura que alimentará la nueva carga.
¿Siempre hay que aumentar la capacidad eléctrica al instalar maquinaria nueva?
No. Depende de la carga, de la demanda existente y de la capacidad y condiciones de la infraestructura actual.
¿Es necesario cambiar el transformador?
No necesariamente. Primero debe evaluarse si el transformador y el resto del sistema pueden atender adecuadamente el nuevo escenario de operación.
¿Qué debe revisarse antes de conectar un motor de mayor potencia?
Dependiendo del proyecto, pueden revisarse alimentación, protecciones, conductores, método de arranque, comportamiento de la red e integración con sistemas de control.
¿Qué diferencia existe entre un arrancador suave y un variador de frecuencia?
Ambos pueden intervenir en aplicaciones con motores, pero cumplen funciones diferentes. La selección depende de las necesidades de arranque, control del proceso y características de la aplicación.
¿Una nueva máquina puede afectar la calidad de energía?
Dependiendo de las características de la carga y de la instalación, pueden existir efectos que ameriten evaluación. No todas las máquinas generan los mismos fenómenos ni requieren las mismas medidas.
¿Debo revisar las protecciones al agregar maquinaria?
Una modificación relevante de carga puede justificar la revisión de las condiciones y coordinación de las protecciones para comprobar que correspondan al nuevo escenario.
¿Conviene revisar la instalación eléctrica antes de comprar la maquinaria?
Cuando se trata de cargas relevantes, hacerlo anticipadamente puede ayudar a identificar adecuaciones de infraestructura y considerarlas dentro de la planeación del proyecto.
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