Efecto de la altura en motores

El efecto de la altura en la 
eficiencia de un motor eléctrico


Muchas plantas mineras se ubican a elevaciones por sobre los 1.000 metros respecto del nivel medio del mar (m.s.n.m.). Normalmente,los motores de inducción se fabrican para condiciones de instalación en elevaciones de hasta 1.000 m.s.n.m, por lo que para dimensionar motores en instalaciones de mucha altitud, se realiza underating (decremento o castigo) del motor.





Estos decrementos de la potencia de los motores se realizan por tres factores: la tensión aplicada, la altura de la instalación, y la temperatura. Cuando sepermanece en una elevación por sobre un cierto límite inferior (establecido tipícamente en 1.000 m.s.n.m.), existe el efecto de disminución de presión atmosférica por menor peso de la columna deaire. Esto produce dos efectos: la disminución de la tensión de ruptura de un aislante gaseoso, por efecto de la Ley de Parchen (donde la tensión de ruptura es función de la presión y la distanciainterelectródica), y la disminución de la densidad del aire.
La Figura 1 muestra la variación de la presión atmosférica terrestre en función de la altitud. La forma de variación es aproximadamente unaexponencial decreciente respecto de la altura. Se aprecia que a una altura del orden de 5.000 m.s.n.m. la presión atmosférica es aproximadamente la mitad que a nivel del mar.


Figura 1.
El aire tienemasa, y a nivel del mar, el peso de una columna de aire de 1 pulgada cuadrada de superficie es de 14,7 libras (es decir, 14,7 psi). Este es el equivalente a "una atmósfera". Como la altura de lacolumna de aire disminuye cuando se aumenta la altitud, ésta "pesa menos" y se obtiene menor presión, tal como muestra la Figura 2.

Figura 2.
Un motor industrial genera calor debido a las pérdidasinternas (roces, pérdidas Joule, pérdidas de fierro, pérdidas varias, etc), y necesita traspasar este calor hacia el ambiente, por lo que precisa de una masa de aire frío que actúe como vehículo de esta...