Centrados en el TCO: cómo reducir costes y aumentar el rendimiento con la estrategia correcta
¿Sabía que utilizar la tecnología de accionamiento adecuada le ayuda a reducir considerablemente su Total Cost of Ownership (TCO)?
La tecnología de accionamiento eficiente es el motor del progreso. Sin embargo, si a la hora de invertir solo se fija en el precio de compra y no tiene en cuenta los costes posteriores, estará cometiendo un gran error. Al fin y al cabo, entre el 80 y el 85 % los costes operativos totales en los que se incurre se deben a los procesos descendentes, por ejemplo, el consumo eléctrico, los procesos administrativos, el servicio y el mantenimiento, el almacenaje de piezas de repuesto y la eliminación de los residuos. Por tanto, es absolutamente necesario ponderar con atención todos los aspectos económicos. El concepto de Total Cost of Ownership (TCO, coste total de propiedad) ayuda a lograrlo. Aquí le mostramos cómo reducir sus costes y aumentar el rendimiento de su instalación 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.
¿Qué es el Total Cost of Ownership (TCO)?
El Total Cost of Ownership es un método económico para calcular y analizar todos los costes en los que se incurre a lo largo de todo el ciclo de vida de los bienes de inversión. Esto incluye, además del precio de adquisición del bien, todos los costes relativos a su servicio y reciclaje o eliminación. El objetivo de analizar el TCO es obtener una visión de conjunto de todos los aspectos económicos inherentes al uso de un producto. Un análisis del TCO es una herramienta importante a la hora de decidir sobre una inversión y de calcular la rentabilidad de la misma, puesto que permite descubrir con antelación los aspectos que van a hacer que se disparen los costes, saca costes escondidos a la luz y muestra aquellos aspectos en los que puede ahorrarse. En este sentido se diferencia entre costes directos e indirectos. Los costes directos pueden asignarse directamente a un producto o servicio, por lo que son reconocibles desde el principio. En cambio, descubrir cuáles son los costes indirectos es mucho más complejo, puesto que suele resultar muy difícil desglosarlos para una única inversión.
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
Los costos del ciclo de vida de los sistema de accionamiento
¿Qué significa esto para la tecnología de accionamiento? ¿Cuáles son los costes directos e indirectos en los que se incurre? ¿Y cómo puedo reducir el Total Cost of Ownership de mis sistemas de accionamiento? Los costos del ciclo de vida de las soluciones de accionamiento incluyen todos los costes en los que se incurre, desde la adquisición del equipo hasta su eliminación, pasando por la puesta en servicio, el uso y el mantenimiento. En este sentido, el coste de adquisición solo constituye un 15 % de los costes, y por lo tanto no debería se el único criterio a la hora de tomar una decisión. Aproximadamente el 85 % de los costes, y por ende el mayor porcentaje, se deriva de los procesos descendentes: costes energéticos, costes administrativos, costes de mantenimiento y servicio, costes de formación y documentación, costes de personal, aprovisionamiento de piezas de repuesto, averías y paradas, y también costes de eliminación y reciclaje. En la era del cambio climático, otro factor importante para la imagen externa es la sostenibilidad del proyecto. A tenor del aumento de los precios de las materias primas y la energía, actuar de manera sostenible siempre repercutirá positivamente sobre los costos del ciclo de vida.
Mejora del potencial de ahorro
¿Qué puede hacer el operador de una instalación? Si su instalación es nueva, debería tener en cuenta aspectos como la sostenibilidad y los costos del ciclo de vida al especificar los requisitos de la licitación. En el caso de instalaciones ya existentes sería recomendable llevar a cabo una auditoría energética que revelara los puntos de partida para optimizaciones específicas. La mejor base para un dimensionamiento óptimo de la instalación y con ello un menor TCO es un análisis integral del proyecto y sus requisitos, así como una evaluación pormenorizada de todos los aspectos económicos. Por todo esto, los ingenieros de aplicaciones de NORD ayudan a sus clientes desde la fase de planificación con análisis y asesoramiento exhaustivos. A la hora de reducir el Total Cost of Ownership, el especialista en accionamientos del norte de Alemania aplica un enfoque integral que se sirve de toda la gama de estrategias de optimización disponibles para identificar y mejorar el potencial de ahorro, empezando por el sistema modular de productos y terminando por el uso de tecnología de accionamiento potente, duradera y rentable, pasando por calcular el TCO de manera individual y examinar a fondo los conceptos de servicio y mantenimiento.
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.
Comparación: motor asíncrono IE3 y motor síncrono IE5+
Sobre todo la tecnología IE5+ es la que mayor reducción del TCO consigue. El enorme potencial de ahorro queda patente si se comparan de manera directa un motor asíncrono IE3 convencional (0,75 kW, 83 % de rendimiento del motor, reductor cónico ortogonal) y un motor síncrono IE5+ equivalente (0,75 kW, 93 % de rendimiento del motor reductor cónico ortogonal). En caso de 16 horas de servicio al día (4000 h/año) es posible ahorrar unos 400 kWh/año. Esto equivale a 0,15 t de CO2 (factor de emisión de 366 g/kWh) y aprox. 11 % de ahorro. Esto se puede multiplicar por el número de accionamientos utilizados (si, por ejemplo, hay 20 000 accionamientos, esto son 3000 t de CO2 al año). En el rango de carga parcial, el ahorro asciende incluso al 18 %. Por tanto, cuanto mayor sea la proporción de servicio a carga parcial durante las horas de servicio de los accionamientos, mayor será el ahorro energético derivado de la elección del accionamiento y mejor será el rendimiento de los modernos motores síncronos de imanes permanentes con clase de rendimiento IE5+.
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.
El motorreductor patentado DuoDrive realmente logra reducir los costes
Con DuoDrive , NORD va un paso más allá. El motorreductor patentado integra un motor síncrono IE5+ en un reductor coaxial de un tren, alcanzando así hasta un 92 % de rendimiento, lo que constituye uno de los rendimientos más elevados de esta clase de potencia en el mercado. En el rango de la carga parcial también se alcanza una eficiencia del sistema realmente elevada. Por tanto, se trata de un sistema orientado al futuro que de verdad logra reducir los costes. El par constante del motor a lo largo de un amplio rango de velocidades permite reducir la cantidad de variantes y los costes operativos de forma coherente. Junto con su sencilla puesta en servicio mediante plug and play se consigue una notable reducción del Total Cost of Ownership (TCO) en comparación con los sistemas de accionamiento utilizados hasta ahora. Otras características importantes son su diseño compacto con superficie lisa y sin ventilador y su funcionamiento silencioso con una generación mínima de ruido. Debido a que estos equipos no necesitan muchas de las piezas de desgaste, su necesidad de mantenimiento también es inferior. El DuoDrive se comercializa con una potencia de hasta 3 kW a un par constante de hasta 250 Nm y velocidades de hasta 1000 rpm, y cubre relaciones de transmisión de i=3 hasta i=18. Sus medidas de conexión compatibles con las medidas disponibles en el mercado facilitan el cambio de dispositivos y su integración en instalaciones existentes.
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.
LogiDrive: variantes estandarizadas de motorreductor
Las variantes estandarizadas de motorreductor, como los sistemas de accionamiento LogiDrive de NORD, son ideales para una reducción de variantes y permiten reducir notablemente los costes a lo largo de la vida útil del producto (Total Cost of Ownership – TCO). LogiDrive es un sistema modular estandarizado, de elevado rendimiento energético y fácil mantenimiento. En función del sector y los objetivos, se combinan diversos productos NORD para conseguir una solución de accionamiento a medida que satisfaga al 100 % los requisitos de las respectivas aplicaciones de transporte en los ámbitos de Post & Parcel, Airport y Warehouse. Todos los sistemas LogiDrive son eficientes y, gracias a la tecnología plug and play, también resultan extremadamente fáciles de instalar y mantener. Se crean a medida de cada cliente y se dimensionan específicamente en función del espectro de carga particular de la instalación, teniendo en cuenta para ello el aprovechamiento de la gran capacidad de sobrecarga de los motores y el amplio margen de ajuste del sistema.
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