04 julio 2008

Ahorro energético en los sistemas de transmisión


Hasta ahora no se había prestado en la práctica mucha atención a la pérdida de energía en los sistemas de transmisión. Generalmente primaba el factor precio y no se tenían muy en cuenta las diferencias en el consumo energético. Sin embargo, las diferencias en la eficiencia entre las diferentes tipologías es muy significativa. En este artículo hablaremos de los sistemas de transmisión, y la forma de ahorrar energía en el diseño de máquinas simplemente optando por un sistema más eficiente. Antes de nada, decir que aquí puede revisarse la descripción básica de estos sistemas.

Los sistemas de transmisión mecánico pierden energía, manifestándose como pérdida de par; y ello es debido a la fricción del sistema mecánico: Las correas de transmisión friccionan contra la superficie acanalada del metal. Las correas en V, por ejemplo, dependen de la fricción, ya que son una parte del sistema mecánico en cuña, y por lo tanto tienen mayor pérdida de energía debida al rozamiento. La sección transversal más fina de una transmisión síncrona, con un acoplamiento positivo entre los dientes de la correa y los piñones dentados, hace que este tipo de correas pierdan menos calor, y por lo tanto funcionan a menor temperatura. Otra forma de perder par procede de la energía requerida para hacer girar una correa a través de un engranaje o una polea. La sección transversal más delgada de una correa síncrona requiere menos energía en su giro que la sección transversal de una correa V.

La pérdida de velocidad es también una característica de las transmisiones de correas en V. El acoplamiento positivo en los engranajes de una transmisión síncrona previene el deslizamiento, mientras las correas en V mostrarán siempre un cierto deslizamiento cuando la tensión sea insuficiente para transmitir la carga. Asimismo, las correas en V se alargan y deben tensarse periódicamente, mientras que las correas síncronas tienen una elongación mínima.

Teniendo en cuenta todas estas características, una transmisión con correas en V opera inicialmente al 94-97 % de eficiencia y puede deteriorarse hasta un 5 % durante su operación regular. Si su mantenimiento es pobre, pueden ser hasta un 10 % menos eficiente. En contraste, una correa síncrona opera a una eficiencia promedio del 98-99 %, y en promedio, es un 5 % más eficiente que las correas de transmisión en V.

La utilización de las correas síncronas suele muchas veces evitarse por su mayor coste inicial, pero como evidencian los cálculos de ahorro energético, la decisión de su uso proporciona un periodo de retorno de la inversión muy rápido.

Bibliografía: Cost savings through energy efficient power transmission systems. White paper. Gates.
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