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Preferencia por actuadores electromec√°nicos va en aumento

Aunque el precio inicial de los actuadores electromecánicos tiende a ser más alto que el de los cilindros hidráulicos, su popularidad está creciendo debido a la eficiencia energética, el aumento de los tiempos de actividad y el mantenimiento simplificado.

Preferencia por actuadores electromecánicos va en aumento
Actuadores electromec√°nicos CASM de Ewellix USA (anteriormente SKF Motion Technologies).

Los actuadores hidr√°ulicos han sido durante mucho tiempo la opci√≥n preferida para los ingenieros que buscan producir grandes fuerzas o mover cargas pesadas. Hoy, sin embargo, un n√ļmero creciente de ingenieros est√° eligiendo actuadores electromec√°nicos sobre sus contrapartes hidr√°ulicos.

Una raz√≥n importante para este cambio es que los actuadores electromec√°nicos tienden a ser m√°s peque√Īos y livianos, ya que no requieren bombas, acumuladores, tanques de aceite ni tuber√≠as. En su lugar, utilizan un husillo de bola o rodillo de precisi√≥n para crear fuerza, obteniendo potencia de un motor el√©ctrico conectado. Esto tambi√©n facilita la integraci√≥n de actuadores electromec√°nicos en el sistema de control electr√≥nico de una m√°quina. Otro beneficio de los actuadores electromec√°nicos es que, debido a su dise√Īo, tienden a ser m√°s silenciosos que los actuadores hidr√°ulicos.

Los sistemas electromec√°nicos tambi√©n pueden operar a un rango m√°s amplio de velocidad y potencia que los equipos hidr√°ulicos, y ofrecen un mayor nivel de precisi√≥n posicional, dice Tarek Bugaighis, presidente de Ewellix USA (anteriormente SKF Motion Technologies), un proveedor de actuadores, pilares, bolas y tornillos de rodillos y gu√≠as y sistemas lineales. "Tambi√©n trabajan de manera m√°s consistente", agrega. ‚ÄúLa viscosidad de los aceites hidr√°ulicos puede cambiar con el tiempo y la temperatura, afectando el rendimiento de la m√°quina. Los sistemas electromec√°nicos contin√ļan trabajando con tolerancias precisas y, debido a que sus partes m√≥viles se basan en una tecnolog√≠a de rodamiento de elementos rodantes bien comprendida, es posible predecir sus vidas operativas bajo un conjunto dado de condiciones operativas ".

A pesar de las aparentes ventajas de ingenier√≠a de la actuaci√≥n electromec√°nica, Bugaighis se√Īala que un factor importante que afecta el uso m√°s amplio de la tecnolog√≠a ha sido su factor de costo inicial. "Sobre una base por actuador, el precio de compra inicial de las m√°quinas el√©ctricas es ciertamente m√°s alto que sus contrapartes hidr√°ulicas", dijo. ‚ÄúSin embargo, cuando se ve desde una perspectiva de costo total, este argumento rara vez tiene influencia. Durante todo el ciclo de vida de una m√°quina, los actuadores electromec√°nicos ofrecen fuentes de ahorro que superan con creces su mayor costo inicial ", agrega.

Preferencia por actuadores electromec√°nicos va en aumentoTarek Bugaighis, presidente de Ewellix USA (anteriormente SKF Motion Technologies).Bugaighis se√Īala seis factores como las principales razones por las que los sistemas electromec√°nicos tienden a ser m√°s econ√≥micos a largo plazo:

¬∑       Eficiencia energ√©tica. Los sistemas hidr√°ulicos tienen m√ļltiples fuentes de p√©rdida de energ√≠a desde la conversi√≥n inicial de energ√≠a el√©ctrica en movimiento para impulsar la bomba hidr√°ulica, p√©rdidas dentro de la bomba, fricci√≥n de fluido en las tuber√≠as de transmisi√≥n y m√°s p√©rdidas dentro del actuador. "En general, es probable que un sistema hidr√°ulico entregue solo alrededor del 44 por ciento de su potencia de entrada a la carga", dice Bugaighis. ‚ÄúLos sistemas electromec√°nicos, por el contrario, pierden energ√≠a solo debido a los l√≠mites de la eficiencia del motor y a trav√©s de la fricci√≥n en la caja de engranajes y los componentes del actuador. Un actuador electromec√°nico normalmente transferir√° el 80 por ciento de su potencia de entrada a la carga. Adem√°s, aunque las bombas hidr√°ulicas deben funcionar continuamente en la mayor√≠a de las aplicaciones para garantizar una respuesta adecuada de la m√°quina, el consumo de energ√≠a de los actuadores electromec√°nicos es cero cuando no se utilizan. Esto significa que los actuadores el√©ctricos pueden pagar sus costos iniciales solo en ahorros de energ√≠a en unos pocos meses ".

¬∑        Calor reducido. La energ√≠a perdida en las m√°quinas hidr√°ulicas se convierte en calor. En aplicaciones de precisi√≥n, como las m√°quinas de moldeo de pl√°stico, este calor debe eliminarse con enfriadores, lo que aumenta a√ļn m√°s la demanda total de energ√≠a, dice Bugaighis. Debido a su mayor eficiencia, las m√°quinas accionadas el√©ctricamente requieren solo alrededor del 35% de la energ√≠a de enfriamiento de un equivalente hidr√°ulico.

¬∑        Tiempos de ciclo m√°s cortos. Seg√ļn Bugaighis, la mayor velocidad y la capacidad de control mejorada de los actuadores electromec√°nicos pueden permitir que las m√°quinas funcionen m√°s r√°pido, aumentando la producci√≥n. ‚ÄúTome la soldadura por puntos rob√≥tica en la industria automotriz, por ejemplo. Cuando un fabricante de autom√≥viles japon√©s cambi√≥ a unas pinzas de soldadura electromec√°nicas, este cambio, junto con la mayor velocidad de los nuevos actuadores, permiti√≥ un aumento en el rendimiento del 10%, equivalente a m√°s de 100 estructuras de carrocer√≠a de veh√≠culos cada d√≠a‚ÄĚ, dice.

¬∑        Uso mejorado del material. La precisi√≥n y la consistencia mejoradas significan que las m√°quinas accionadas el√©ctricamente tienden a ofrecer el doble de repetibilidad que las alternativas hidr√°ulicas, reduciendo as√≠ la chatarra. "Incluso en aplicaciones que producen componentes de baja precisi√≥n, los ahorros de la reducci√≥n de desperdicio y las mejoras de calidad pueden superar el costo adicional del actuador en dos a√Īos o menos", dice Bugaighis.

¬∑        Mayor tiempo de actividad. Los dispositivos hidr√°ulicos dependen de una red de v√°lvulas, mangueras, filtros y sellos; es probable que una falla en cualquiera de las partes del sistema detenga toda la m√°quina hasta que se pueda identificar y reparar el problema. Las m√°quinas el√©ctricas tienen menos piezas de desgaste, y todas est√°n ubicadas dentro del mecanismo de husillo de bola o rodillo y la caja de engranajes. Un problema con un actuador el√©ctrico generalmente se puede solucionar cambiando r√°pidamente el dispositivo afectado.

¬∑        Mantenimiento simplificado. Tener menos gastos recurrentes, como la necesidad de comprar aceite, filtros o sellos para sistemas hidr√°ulicos, significa que las m√°quinas con sistemas electromec√°nicos no tienen que detenerse por mucho tiempo para reemplazar piezas.

"Juntos, estos beneficios se suman a ahorros de varias decenas de miles de d√≥lares por a√Īo para una m√°quina de producci√≥n t√≠pica", dice Bugaighis. "Poco menos de la mitad de esos ahorros provienen de √°reas distintas al uso de energ√≠a".