Humedad y condiciones de montaje en el motor eléctrico del ventilador de una torre de refrigeración

Una torre de refrigeración es un intercambiador de calor que enfría el agua de proceso o el agua del condensador de climatización poniéndola en contacto con el aire. El ventilador situado en la parte superior o lateral de la torre expulsa continuamente aire caliente y húmedo. Por eso, el motor eléctrico que acciona el ventilador de la torre trabaja en uno de los entornos más húmedos de la industria: gotas de agua que salpican, condensación, intemperie, sol y heladas pueden coincidir a lo largo de la vida del mismo motor. En este artículo explicamos con claridad qué hay que tener en cuenta en cuanto a humedad y montaje al elegir y sustituir el motor del ventilador de una torre de refrigeración, y qué cubre y qué no cubre un motor estándar.

Disposiciones de accionamiento del ventilador: ¿dónde está el motor?

En las torres de refrigeración, la unión entre ventilador y motor se realiza de varias formas. La cantidad de humedad a la que se enfrentará el motor depende en gran medida de esta disposición.

• Accionamiento con reductor (con eje de transmisión): En las torres grandes, el ventilador está unido a un reductor angular de giro lento. El motor suele estar fuera de la chimenea del ventilador y transmite la potencia al reductor mediante un eje de transmisión largo. El objetivo de esta disposición es mantener el motor alejado del flujo de aire húmedo.
• Accionamiento por correa y poleas: En las torres medianas, el motor se une al eje del ventilador mediante correa. El motor se coloca en una plataforma junto a la carcasa de la torre o cerca de la zona de entrada de aire; según su posición, puede quedar expuesto directamente al agua que salpica.
• Accionamiento directo: En las torres pequeñas y compactas, la hélice del ventilador se monta directamente sobre el eje del motor. El motor suele trabajar en posición vertical, justo debajo o encima del ventilador y dentro del flujo de aire húmedo.

Si el motor está dentro del flujo de aire, se refrigera continuamente con aire húmedo y el riesgo de condensación es máximo. Si está fuera del flujo, solo se enfrenta a las condiciones de intemperie. Antes de la sustitución, anote en cuál de estas tres disposiciones se encuentra el motor.

¿Qué cubre IP55 y qué no cubre?

Todos nuestros modelos a la venta tienen grado de protección IP55. Saber exactamente qué significa este grado evita falsas expectativas en una torre de refrigeración.

• Primera cifra (5): Protegido contra el polvo. La entrada de polvo no se impide por completo, pero no entra en cantidad suficiente para perjudicar el funcionamiento del motor.
• Segunda cifra (5): Protegido contra chorros de agua a baja presión desde cualquier dirección. La lluvia, las gotas que salpican y un breve chorro de manguera entran en este alcance.

Las situaciones que IP55 no cubre también están claras:

• Que el motor trabaje de forma continua dentro de la cortina de agua, del agua que escapa de los separadores de gotas o de un vapor de agua denso.
• El agua de condensación que se acumula dentro de la carcasa. El grado IP define la protección contra el agua procedente del exterior; no impide que el aire del interior del motor se enfríe y condense.
• La inmersión del motor en agua o el lavado a alta presión.
• El efecto del vapor de agua tratada químicamente, de ambientes salinos o de atmósferas agresivas sobre la pintura y las superficies metálicas.

Por eso, IP55 es un punto de partida suficiente para muchas ubicaciones en la torre; pero si el motor está directamente dentro del flujo de aire húmedo o expuesto a salpicaduras continuas, puede no bastar por sí solo. Las necesidades adicionales, como un orificio de drenaje de condensados, una resistencia anticondensación, una protección superficial adicional o un grado de protección superior, se indican en el pedido y su idoneidad se valora conjuntamente. No debe suponerse que forman parte del modelo estándar.

Condensación: el riesgo silencioso del motor de la torre

Los ventiladores de torre suelen trabajar de forma intermitente: cuando baja la temperatura del agua el ventilador se para, y cuando sube vuelve a arrancar. El motor se calienta mientras funciona y se enfría cuando se detiene. El aire húmedo del interior de la carcasa que se enfría se condensa, y las gotas de agua se depositan en el bobinado, los rodamientos y la caja de bornes. Este ciclo puede reducir la resistencia de aislamiento en pocas semanas.

Prácticas que reducen la condensación

• Planifique la posición del motor de modo que el agua de condensación pueda acumularse en el punto más bajo. En montaje vertical, debe tratarse en el pedido en qué tapa irá el drenaje.
• Tras paradas prolongadas, sobre todo después del invierno, mida la resistencia de aislamiento del bobinado antes del primer arranque.
• Revise en cada mantenimiento la junta de la tapa de la caja de bornes y el prensaestopas; coloque la entrada de cable hacia abajo para que el agua no corra por el cable hasta la caja.
• Si en invierno el ventilador va a estar parado mucho tiempo, valore si hace falta una medida para mantener seco el motor e indique esta necesidad en el pedido.

Forma de montaje: disposiciones horizontales y verticales

En las torres con reductor y con correa, el motor suele ser horizontal y con patas (B3); en la disposición por correa va sobre una corredera, y en la de reductor se une al eje de transmisión mediante acoplamiento. En las torres compactas de accionamiento directo, en cambio, el motor trabaja en posición vertical: si la hélice está por encima del motor, el eje mira hacia arriba; si está por debajo, hacia abajo.

Las formas de montaje se ofrecen según la carcasa: hay opciones B3, B5, B14, B34, B35 y verticales V1/V3/V5/V6/V15; el tamaño de la brida se confirma en el pedido. En el funcionamiento vertical, dos puntos son especialmente importantes:

• Carga axial: El peso de la hélice y el empuje que produce imponen una carga axial a los rodamientos del motor. El peso de la hélice y el sentido del empuje del ventilador deben indicarse en el pedido.
• Agua en disposición con eje hacia arriba: En un motor vertical con el eje hacia arriba, el agua de lluvia y de goteo puede acumularse alrededor del eje hacia la tapa delantera. En esta disposición se tratan por separado la protección superior y la estanqueidad del eje.

Para las medidas y las opciones de brida, puede consultar los planos técnicos y la pregunta sobre formas de montaje.

Velocidad, arranque y variador de frecuencia

Los ventiladores de torre son hélices de gran diámetro y giro lento. En la disposición con reductor, la velocidad del motor se elige según la relación del reductor, por lo que el número de polos debe mantenerse igual que en el motor antiguo; de lo contrario cambia la velocidad periférica de la hélice y puede alterarse el equilibrio del ventilador. La misma regla se aplica a las torres compactas de accionamiento directo.

Las hélices grandes tienen mucha inercia y el arranque es largo. Además, con viento, una hélice parada puede empezar a girar en sentido contrario; si el motor se conecta en esa situación, primero tiene que detener la hélice y luego acelerarla, lo que hace el arranque todavía más pesado. Esto se tiene en cuenta al elegir el método de arranque.

Muchas torres utilizan un variador para ajustar la velocidad del ventilador según la temperatura del agua. Nuestras series trifásicas son aptas para el control de velocidad con variador de frecuencia; para un funcionamiento prolongado a baja velocidad con par pleno puede ser necesario un ventilador externo, y si el cable entre el variador y el motor es largo se valora un filtro dv/dt o senoidal; estas condiciones se indican en el pedido. En las torres, el variador suele estar en la sala de cuadros y el cable hasta el motor puede ser largo; este dato debe compartirse en el pedido. Para más detalles, consulte la pregunta sobre el uso con variador.

Modelos de ejemplo: para accionamientos de torre con reductor y por correa

Los modelos siguientes son ejemplos de potencias y velocidades que pueden encontrarse en ventiladores de torre con reductor o por correa. La potencia del ventilador de su torre la determinan los datos del fabricante de la torre y la placa del motor existente.

Con la misma potencia de 15 kW, el 180L-6 de 6 polos y el 160L-4 de 4 polos tienen carcasas distintas; en el motor de sustitución deben compararse con el antiguo tanto el número de polos como el código de carcasa. La carcasa de fundición es la construcción preferida en plataformas de torre al aire libre y con vibraciones. Los tres modelos son IP55 con aislamiento clase F. El precio actual figura en las páginas de producto.

Ejemplo hipotético: renovación del motor en una torre accionada por correa

El siguiente proceso es hipotético; no es una aplicación real de un cliente. Supongamos que en una torre de refrigeración accionada por correa, situada en la cubierta de una fábrica, la resistencia de aislamiento del motor resulta baja cada primavera y finalmente se decide renovar el motor. En la placa se lee 15 kW y 1465 rpm.

• Mantenga polos y carcasa: 15 kW y 4 polos apuntan al modelo con código 160L-4; si el código de carcasa antiguo también es 160L, se conservan la corredera y la alineación de poleas.
• Cuestione la posición: Si el motor está justo delante de la persiana de entrada de aire, recibe directamente el agua que salpica. Si es posible, se planifica alejar un poco el motor o protegerlo por arriba y por el lateral.
• Comunique la condensación: Como el ventilador está parado mucho tiempo en invierno, se indica en el pedido la necesidad de drenaje de condensados y de mantener el motor seco en parada.
• Revise el cable: Se acuerda la orientación de la caja de bornes para que la entrada de cable mire hacia abajo, y se renuevan el prensaestopas y la junta.
• Anote el variador: Si el ventilador funciona con variador, se comunica en el pedido la longitud del cable entre el variador y el motor.

Conclusión y datos que debe enviar antes del pedido

En el motor del ventilador de una torre de refrigeración, la cuestión principal es el entorno de trabajo más que la potencia. IP55 ofrece una buena base frente a salpicaduras y lluvia; pero si el motor está continuamente dentro del flujo de aire húmedo, sufre ciclos de condensación o trabaja en vertical con el eje hacia arriba, se necesitan medidas adicionales y es imprescindible indicarlas en el pedido. Para determinar juntos el modelo adecuado, envíenos la siguiente información:

• Potencia, velocidad y foto de la placa del motor existente
• Disposición de accionamiento (reductor, correa, directo) y posición del motor respecto al flujo de aire
• Forma de montaje (horizontal con patas, con brida, vertical con eje hacia arriba o hacia abajo)
• Tensión de red, método de arranque y, si hay variador, la longitud del cable
• Entorno: salpicaduras, condensación, paradas invernales, agua tratada químicamente o aire salino

Consulte los modelos adecuados y los precios actuales en la página comprar motores eléctricos. Para información sectorial, consulte las páginas de motores para el sector HVAC, motores para ventiladores y extractores, motores para ventilación y, para las bombas del circuito de la torre, motores para bombas. Para preguntar por el modelo adecuado con los datos de la placa de su motor, envíenos una foto de la placa o contáctenos.