Los grandes motores industriales son una pieza esencial de la infraestructura que mantiene en funcionamiento buena parte de la economía mundial, y se encuentran detrás de procesos como la producción de acero, el transporte, la compresión de gas, el bombeo, la separación de aire y distintas aplicaciones del sector energético.
Aunque permanecen fuera de la vista del consumidor, su impacto sobre el sistema eléctrico es considerable: los motores de más de 375 kilovatios representan actualmente alrededor del 10,4 % de la demanda mundial de electricidad, según un informe publicado por ABB. La compañía prevé, además, que esa proporción podría duplicarse hacia 2040.
El dato permite dimensionar por qué mejorar unas décimas porcentuales en la eficiencia de estas máquinas puede tener consecuencias importantes. A diferencia de equipos pequeños, los grandes motores pueden permanecer operativos durante décadas, de modo que una reducción aparentemente mínima de las pérdidas eléctricas se acumula durante millones de horas de funcionamiento.
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Cuando 0,49 puntos cambian el resultado
Uno de los ejemplos más llamativos procede de ABB, que ha desarrollado un motor síncrono de 56 megavatios capaz de alcanzar una eficiencia del 99,13 %, un registro que la empresa presentó como un nuevo récord mundial para este tipo de motores.
La máquina está destinada a una planta siderúrgica en India, donde accionará una unidad de separación de aire utilizada para producir oxígeno y nitrógeno necesarios en el proceso de fabricación de acero.
La comparación resulta especialmente interesante porque un motor convencional de características equivalentes puede situarse en torno al 98,64% de eficiencia. En términos porcentuales, la diferencia entre ambos niveles parece insignificante: apenas 0,49 puntos porcentuales.
Sin embargo, cuando el equipo trabaja a una escala de decenas de megavatios y durante 25 años, esa diferencia se traduce en una cantidad considerable de energía que deja de desperdiciarse.
La eficiencia eléctrica de un motor representa la proporción de la energía que recibe y que consigue convertir efectivamente en movimiento, mientras que el resto se pierde principalmente en forma de calor y otras pérdidas inherentes al funcionamiento de la máquina. A medida que la eficiencia se acerca al 100%, conseguir mejoras adicionales resulta técnicamente más difícil, por lo que cada fracción adicional adquiere mayor relevancia.
Millones de dólares durante la vida útil
El caso desarrollado por ABB muestra hasta qué punto puede impactar una mejora tan pequeña. Frente al diseño estándar de 98,64%, la versión optimizada mediante su sistema Top Industrial Efficiency (TIE) permitiría ahorrar aproximadamente 61 gigavatios hora de electricidad durante 25 años.
Ese ahorro energético tendría también una consecuencia financiera directa. ABB estima que el operador de la planta podría reducir sus costos de electricidad en unos 5,9 millones de dólares durante la vida útil del motor, con un periodo de recuperación de la inversión adicional en eficiencia de poco más de tres meses.
La comparación energética también ayuda a poner la cifra en perspectiva: 61 GWh equivalen aproximadamente a cuatro días de producción a máxima potencia de la mayor instalación eólica marina del mundo, según la referencia utilizada por ABB. El fabricante calcula además que la mayor eficiencia del motor permitirá evitar unas 45.000 toneladas de CO₂ durante sus 25 años de funcionamiento.
La importancia de estas máquinas no se limita a transformar electricidad en movimiento. Los grandes motores síncronos forman parte de sistemas industriales que, dependiendo de su configuración, también pueden emplearse como generadores o como condensadores síncronos, equipos utilizados para contribuir a la estabilidad de las redes eléctricas.
Los motores y generadores de alta velocidad fabricados por ABB están diseñados para aplicaciones industriales de gran escala y pueden alcanzar potencias de hasta 75 megavatios y tensiones de hasta 15 kilovoltios. La compañía señala entre sus aplicaciones los compresores centrífugos, ventiladores, extrusoras, refinadoras de pulpa y papel y sistemas combinados de motor y generador.
Los condensadores síncronos cumplen una función diferente: no están destinados principalmente a producir trabajo mecánico, sino a proporcionar servicios eléctricos que ayudan a controlar las condiciones de la red, lo que hace que la mejora de la eficiencia de estas grandes máquinas tenga implicaciones que van más allá del ahorro particular de una fábrica.
Una tecnología pensada para reducir pérdidas
Para abordar este problema, ABB creó el programa Top Industrial Efficiency, orientado a suministrar grandes motores y generadores con el máximo nivel de eficiencia disponible sin sacrificar fiabilidad, cumplimiento de especificaciones o facilidad de operación. La iniciativa busca cerrar la diferencia entre la eficiencia mínima exigida por los estándares y aquella que puede conseguirse mediante un diseño optimizado.
La propia compañía señala que, en determinadas aplicaciones, pasar aproximadamente de un nivel de eficiencia del 98,5% a entre 98,7% y 98,8% puede parecer un cambio marginal, pero genera un impacto acumulativo durante toda la vida del activo.
En su análisis de máquinas entregadas entre 2015 y 2025, ABB calcula que una adopción generalizada de su opción TIE habría permitido ahorrar aproximadamente 11,1 TWh de energía y evitar 5,9 millones de toneladas de CO₂.
El ejemplo del motor de 56 MW lleva esa lógica todavía más lejos. Su 99,13% de eficiencia supera el récord anterior de ABB, de 99,05%, establecido en 2017. La diferencia respecto al registro anterior también es pequeña, pero conseguirla requirió esperar ocho años, una muestra de la dificultad de avanzar cuando una máquina ya funciona cerca de su límite teórico.
Una oportunidad que se mide en décadas
El potencial de ahorro no depende únicamente de fabricar motores nuevos. ABB sostiene que existen más de 300 millones de sistemas industriales accionados por motores eléctricos en funcionamiento en todo el mundo y que sustituirlos o actualizarlos mediante soluciones de mayor eficiencia podría reducir el consumo eléctrico mundial hasta en 10%.
La empresa también destaca que los motores eléctricos, considerados en conjunto y no solamente los de gran potencia, consumen más del 45% de la electricidad mundial, lo que convierte cualquier avance en su eficiencia en una herramienta potencialmente relevante para reducir tanto los costes industriales como la demanda energética global.
La eficiencia tampoco depende exclusivamente del motor: en determinadas aplicaciones, incorporar un variador de velocidad permite adaptar el funcionamiento del equipo a la carga real. ABB estima que los variadores pueden reducir típicamente el consumo de energía de sistemas accionados por bombas, ventiladores o compresores en alrededor de 25%, dependiendo de las condiciones de operación.
El caso del motor de 99,13 % ilustra una idea fundamental en la transición hacia una industria con menor consumo energético: cuando los equipos son suficientemente grandes y funcionan durante suficiente tiempo, una mejora mínima puede convertirse en un ahorro extraordinario.
En una máquina pequeña, unas décimas de eficiencia pueden parecer irrelevantes. En un motor de 56 MW que funciona durante 25 años, en cambio, esas mismas décimas representan decenas de gigavatios hora, millones de dólares y decenas de miles de toneladas de CO₂.
Por eso, para industrias intensivas en electricidad, la eficiencia no es únicamente una cuestión técnica: puede convertirse en una decisión económica de largo plazo y en una de las vías para disminuir el consumo energético sin reducir necesariamente la producción.
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