Guía técnica
Respaldo eléctrico para fundiciones y hornos industriales
Cómo diseñar el respaldo eléctrico de una fundición: proteger enfriamiento, hidráulica y control del horno sin respaldar toda la fusión.
Respuesta corta
En una fundición, el respaldo eléctrico rara vez cubre la fusión completa: protege las cargas que evitan daños y riesgos cuando se va la red, como el enfriamiento de los hornos, la hidráulica de basculamiento, el control y la extracción. Esas cargas se separan, se dimensionan con sus arranques y se alimentan con una planta de emergencia y, para el control, un UPS.
Paso a paso
Analice qué pasa en un corte
Recorra cada horno y proceso con el equipo de mantenimiento y anote qué daño o riesgo produce un corte con metal fundido dentro.
Separe las cargas de seguridad
Identifique las bombas de enfriamiento, la hidráulica de basculamiento, el control, la extracción y la iluminación de emergencia. Son las que deben respaldarse.
Dimensione con los arranques
Sume la carga en régimen de esas cargas y verifique el arranque de las bombas y motores más grandes contra la capacidad del generador.
Proteja el control sin interrupción
Alimente los PLC, instrumentos y sistemas de seguridad con un UPS para que no se reinicien durante el arranque de la planta.
Revise la calidad de energía
Mida armónicos y fluctuaciones de los hornos. Afectan al generador, a los equipos cercanos y al cumplimiento del Código de Red.
En detalle
Un horno de inducción o de arco puede demandar varios megawatts. Respaldar la fusión completa con generación propia es, en la mayoría de los casos, técnica y económicamente inviable: exigiría una planta del tamaño del horno, capaz de soportar sus corrientes con armónicos. La pregunta útil no es cómo seguir fundiendo durante un corte, sino qué debe seguir funcionando para que el corte no se convierta en un accidente o en un daño mayor.
En un horno de inducción, la carga crítica es el enfriamiento. La bobina se enfría con agua, y el metal fundido sigue transmitiendo calor después de que se corta la potencia. Si el agua deja de circular, la bobina y el refractario pueden dañarse. Por eso las bombas de enfriamiento, y su torre o intercambiador, encabezan la lista. Le siguen la hidráulica que permite bascular el horno y vaciarlo, el control y los sistemas de seguridad, la extracción de humos y la iluminación de emergencia. En procesos con grúas sobre metal fundido, también se analiza qué pasa con una carga suspendida.
Las fundiciones son además una fuente importante de perturbaciones. Los hornos de inducción generan distorsión armónica y los de arco producen fluctuaciones de voltaje que se perciben como parpadeo. En plantas conectadas en media tensión con demanda de 1 MW o más, el Código de Red fija límites de armónicos y de fluctuaciones de tensión en el punto de conexión, así que el respaldo y la calidad de energía conviene revisarlos juntos.
Ejemplo ilustrativo. Una fundición con un horno de inducción de 2,000 kW identifica como cargas de seguridad: una bomba de enfriamiento de 37 kW en operación y otra de reserva, una torre de enfriamiento de 22 kW, la unidad hidráulica de basculamiento de 30 kW, la extracción de 30 kW y 15 kW de control e iluminación. La carga en régimen ronda los 135 kW. La bomba de 37 kW con arranque directo es el escalón más exigente, así que el generador se verifica contra ese arranque y no solo contra la carga. El resultado es una planta de emergencia de una fracción del tamaño del horno, con un UPS pequeño para el control. Respaldar la fusión habría exigido más de 2,000 kW de generación compatible con un horno.
Si la bomba de reserva debe poder arrancar mientras opera la principal, se suma a la carga. Las opciones se revisan en plantas de emergencia y en fundiciones y acereras.
Para el caso específico de esta industria, vea energía para fundiciones y acereras.
Preguntas frecuentes
¿Se puede respaldar un horno de inducción con una planta de emergencia?
Respaldar la fusión completa exigiría una planta de una potencia similar a la del horno y capaz de alimentar sus corrientes con armónicos, algo que pocas veces es viable. Lo habitual es respaldar las cargas que protegen el horno durante un corte, sobre todo el enfriamiento de la bobina, la hidráulica y el control. Así el corte detiene la producción sin dañar el equipo.
¿Qué cargas de una fundición deben ir en respaldo?
Las que evitan daños y riesgos con metal fundido dentro del horno: bombas y torres de enfriamiento, hidráulica de basculamiento, control y sistemas de seguridad, extracción de humos e iluminación de emergencia. La lista exacta sale de recorrer cada proceso y preguntar qué pasa si se va la luz en ese momento. El control suele ir además en UPS.
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