El uso de variadores de frecuencia (VFD) ha permitido mejorar la eficiencia y el control en diversas aplicaciones industriales. Sin embargo, su implementación en atmósferas explosivas presenta desafíos adicionales que deben ser cuidadosamente gestionados para garantizar la seguridad de las operaciones.

Protección Contra Atmósferas Explosivas: ¿Qué Debemos Saber?

Para que una atmósfera sea considerada peligrosa, deben coincidir tres factores: material inflamable, oxígeno y una fuente de ignición. Los motores diseñados para operar en estas condiciones deben estar protegidos para evitar que estos tres elementos se combinen, limitando la propagación de una posible explosión.

Formas Comunes de Protección en Motores Eléctricos

Existen diversas formas de protección que se aplican según el tipo de atmósfera y el nivel de riesgo:

• Ex nA (No Produce Chispas): Previene la generación de chispas o arcos eléctricos durante el funcionamiento normal.
• Ex e (Seguridad Adicional): Reduce al mínimo el riesgo de chispas y arcos, incluso en condiciones anormales.
• Ex p (Aparato Presurizado): El motor se coloca dentro de un recinto presurizado para evitar el contacto con gases inflamables.
• Ex d (A Prueba de Llamas): Evita la propagación de una explosión dentro del motor.
• DIP (Protección contra Polvo Explosivo): Impide que el polvo inflamable entre en el motor y cause ignición.

El Impacto de los Variadores de Frecuencia (VFD) 

Los VFD introducen una alimentación no sinusoidal que puede generar varios problemas. Uno de los principales es el aumento de la temperatura debido a las pérdidas energéticas dentro del motor.

¿Cómo Afectan los Armónicos Generados por los VFD?

Los VFD producen armónicos que afectan el aislamiento del motor y aumentan las pérdidas del rotor. Esto no solo genera calor adicional, sino que también puede reducir la vida útil del motor al afectar los devanados y crear posibles riesgos de ignición.

Factores Críticos que Provocan Calor Adicional en Motores con VFD

El uso de VFD también genera varias fuentes de calor adicionales que pueden tener un impacto negativo en los motores:

• Pérdidas electromagnéticas: Son la causa principal del calor adicional, especialmente en los devanados del rotor.
• Picos de voltaje transitorio: Estos picos presionan los aislamientos de los devanados, reduciendo la vida útil del motor.

El arranque del motor es otro factor crítico, ya que la corriente inicial puede ser entre 6 a 10 veces mayor que la corriente nominal, generando un considerable estrés térmico.

Adaptación de Variadores de Frecuencia en Zonas Peligrosas

Uno de los mayores desafíos es la adaptación de los variadores y motores en zonas peligrosas. No todos los fabricantes de motores suministran variadores compatibles, lo que obliga a los usuarios a combinar productos de diferentes proveedores. Es fundamental realizar pruebas adicionales para garantizar que la combinación de motor y variador sea segura para su uso en atmósferas explosivas.

El Riesgo de la Combinación de Productos de Diferentes Proveedores

La falta de pruebas adecuadas en la combinación de motor y variador puede generar riesgos adicionales, ya que las condiciones de funcionamiento cambian significativamente cuando se utiliza un VFD en lugar de una fuente de alimentación directa. Además, las instalaciones de motores originalmente alimentados por arranque en línea requieren una evaluación cuidadosa para evitar situaciones peligrosas.

Garantizando la Seguridad en el Uso de VFD en Zonas Explosivas

El uso de variadores de frecuencia en atmósferas explosivas requiere una planificación meticulosa y una evaluación rigurosa de todos los factores involucrados. La temperatura, la compatibilidad de los sistemas y la seguridad del aislamiento son aspectos clave para evitar fallos y riesgos de ignición. Al seguir las normativas y realizar las pruebas necesarias, podemos garantizar el funcionamiento seguro de los motores en zonas peligrosas.