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    Tecno. Lgicas., ISSN 0123-7799, No. 30, enero-junio de 2013, pp. 117-147

    Artculo de Revisin/Review Paper

    Normas de Eficiencia Energtica deMotores de Induccin, Est

    Preparada Latinoamrica?

    Energy Efficiency Standards ofInduction Motors, Are you

    Prepared Latin America?

    Carlos M. Londoo-Parra1Jos L. Ramrez-Echavarra2

    Fecha de recepcin: 19 de diciembre de 2012Fecha de aceptacin: 25 de junio de 2013

    1 MSc. en Automatizacin y Control Industrial,Facultad de Ingenieras,

    Instituto Tecnolgico Metropolitano, [email protected]

    2 MSc. en Ingeniera, nfasis en Automtica,Escuela de ingenieras,

    Institucin Universitaria Salazar y Herrera,Medelln-Colombia

    [email protected]

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    Tecno Lgicas

    Resumen

    En Colombia el proceso regulatorio respecto a la eficiencia productos de uso final deenerga, est surgiendo con el proyecto de reglamento tcnico de etiquetado de productosRETIQ, el cual incluye en el anexo E, los mtodos de ensayo para determinar la eficien-cia de los motores de induccin de corriente alterna. El objetivo este artculo es compararla eficiencia energtica de motores de induccin entre los pases de Latinoamrica y lospases de las grandes economas del globo, considerando cuatro aspectos: el estado actualde las normas de clasificacin y procedimientos de prueba de la eficiencia de motores deinduccin, los acuerdos multilaterales de reconocimiento mutuo, la infraestructura pararealizar los ensayos de la norma y los programas de apoyo al mejoramiento de la eficien-cia de los sistemas accionados por motores elctricos. El estudio revela que AmricaLatina presenta un atraso considerable en la implementacin de las normas de clasifica-cin y mtodos de ensayo de la eficiencia de motores elctricos, ms ampliamente usadasen el mundo: IEC 60034-30:2008, IEC 60034-2-1:2007, IEEE 112:2004 y EPAct92, con

    respecto a los pases de la Unin Europea, Estados Unidos, China, Australia, y otrospases desarrollados, en los cuales estas normas han sido adoptadas. As mismo, seevidencia en la regin la ausencia de programas enfocados al mejoramiento de la eficien-cia energtica de los motores elctricos y un limitado nmero de laboratorios acreditados,que permitan evaluar su eficiencia, lo cual conduce a la mayora de los pases Latinoa-mericanos a establecer acuerdos de reconocimiento mutuo para tal fin.

    Palabras claveSistema motor elctrico, normas de eficiencia energtica, acuerdos multilaterales,

    laboratorios de ensayo.

    AbstractIn Colombia the regulatory process regarding the energy efficiency of end-use prod-

    ucts is emerging with the draft technical regulation product labeling RETIQ, whichincludes in Annex E, the test methods for determining the efficiency of motors alternat-ing current induction. The goal of this paper is to compare the energy efficiency ofinduction motors between the countries of Latin America and the countries of the majoreconomies of the globe, considering four aspects: the current state of classificationstandards and test procedures of induction motors efficiency, multilateral agreements ofmutual recognition, the infrastructure to conduct tests of the standard and supportprograms to improve the efficiency of electric motor-driven systems. The study revealsthat Latin America is a considerable delay in the implementation of classificationstandards and methods for testing the efficiency of electric motors, most widely used inthe world: IEC 60034-30:2008, IEC 60034-2-1: 2007 IEEE 112:2004 and EPAct'92, withrespect to the countries of the European Union, United States, China, Australia, andother developed countries, in which these standards have been adopted. Furthermore,

    the region is evident in the absence of programs focused on improving the energy effi-ciency of electric motors and a limited number of accredited laboratories to evaluatetheir efficiency, which leads to most Latin American countries to establish agreementsmutual recognition for this purpose.

    KeywordsElectric motor driven system (EMDS), energy efficiency standards, mutual

    recognition agreements, testing laboratories.

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    1. INTRODUCCIN

    A raz de la crisis energtica de los aos 70 del siglo XX, del

    progresivo cambio climtico y del aumento de las emisiones degases de efecto invernadero (GEI), la eficiencia energtica se con-virti en una preocupacin mundial, motivando a los gobiernos atrazar polticas y regulaciones que propendan por el mejoramientode la calidad y la eficiencia del suministro energtico. En la matrizenergtica, la energa elctrica prevalece sobre otras formas deabastecimiento de energa, siendo esencial para el desarrollo in-dustrial de los pases y el bienestar de la sociedad. La energaelctrica involucra un campo de aplicacin muy amplio: produc-cin, transmisin, distribucin y uso final de la energa; en steltimo, el motor de induccin desempea un rol preponderante,siendo calificado en el contexto mundial, como un elemento fun-damental en la cadena productiva y un objetivo clave para el aho-rro energtico.

    La literatura reciente propone que en el estudio de la eficienciaenergtica del motor elctrico se involucre la eficiencia de los dis-positivos asociados a su desempeo, y se analice el conjunto como

    un sistema, y no como elementos independientes. Este conceptodefinido comnmente con el acrnimo EMDS (Electric Motor Dri-ven System), describe la eficiencia del Sistema Motor Elctrico EMS de manera integral, la cual se compone de la eficiencia del

    motor elctrico, la eficiencia del variador de frecuencia, la eficien-cia del transformador, la correccin del factor de potencia y laeficiencia de los componentes mecnicos (engranaje, freno, embra-gue, transmisin, etc.) (Walde & Brunner, 2011; De Keulenaer, etal., 2004; Fleiter, et al., 2011). Otros autores (Falkner & Holt,2011), proponen un plan de trabajo para desarrollar una poltica

    de oportunidades de mejoramiento de la eficiencia energtica delSistema Motor Elctrico. En este contexto, es evidente que uncomponente del Sistema Motor Elctrico que opere ineficientemen-te, producir un efecto negativo en el desempeo global del EMS(Brunner, 2009). En este artculo se usarn los trminos EMDS,EMS o Sistema Motor Elctrico con el mismo significado.

    Se estima que en aplicaciones industriales, solamente los mo-tores de induccin consumen cerca del 70% de la energa elctrica,

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    en el accionamiento de compresores, bombas, ventiladores y apli-

    caciones de traccin mecnica principalmente (CE, 2009; Boglietti,et al., 2003; Brunner, 2009; Walde & Brunner, 2011). Estudiospublicados entre los aos 2006 y 2011 (Ellis, 2007; Guardiola deCabo; ECI, 2007; Brunner, 2007; Maruszczyk, et al., 2009; Bertoldi& Atanasiu, 2009; Almeida, et al., 2009; Brunner, 2009; Mahla,2009; Walde & Brunner, 2011), coinciden en que el EMS demandaentre el 43% y el 46% del consumo total de la electricidad mundial(Fig. 1). Este consumo se calcul en unos 6000 TWh en el 2005, ysu aporte a la emisin de CO2, en aproximadamente 4400 Mt(alrededor del 16% de todas las emisiones relacionadas con laenerga) (WaIde & Harrington, 2011).

    Fig. 1. Consumo de energa elctrica, estimado por sector de utilizacin.Fuente: Brunner, 2012

    Para el ao 2010 el sector elctrico representaba el 41% de lasemisiones de CO2 (Almeida, et al., 2009). Aunque la emisin degramos de CO2 por kWh de electricidad producida, vara muchoentre los pases y depende de la combinacin de fuentes de energautilizada para producirla, se pronostica que entre los aos 2010 y2030 la energa elctrica demandada por el Sistema Motor Elctri-co se incrementar de 8360 TWh/ao a 13360 TWh/ao (aproxi-madamente un 63%), consecuentemente con el aumento de emi-

    Iluminacin19%

    Electrlisis3%

    DispositivosElectrnicos

    10%

    Otros3%

    Motores46%

    Calor19%

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    siones de CO2de 6040 Mt a 8570 Mt (aproximadamente un 75%)

    (Walde & Brunner, 2011; Maruszczyk, et al., 2009; Kulterer &Werle, 2011).

    Ms aun, la demanda mundial de energa elctrica consumidapor el EMDS en el ao 2009 fue calculada en 6919 TWh/ao, clasi-ficada por tamao de motor, como se presenta en la Tabla 1, losmotores pequeos (potencia entre 10 W y 750 W) representanaproximadamente el 90% de unidades existentes en el mundo, condos billones de unidades instaladas y un consumo de 9% (632TWh/ao); los motores medianos (potencia entre 0.75 kW y 375kW) con cerca de 230 millones de unidades instaladas en el mun-do, consumen cerca del 68% (4676 TWh/ao); y motores grandes(potencia mayor a 375 kW), con 0,6 millones de unidades, consu-men cerca del 23% (1611 TWh/ao) (Brunner, et al., 2011). Estascifras revelan que los motores medianos representan el mayorconsumo de energa elctrica y se constituyen en un objetivo clavepara que las normas internacionales de eficiencia de motoreselctricos ms aceptadas en el mundo (EU MEPS y EPAct) seenfoquen en esta clasificacin de la eficiencia de los motores elc-tricos (MEPS (Minimum Efficiency Performance Standards

    Normas mnimas de desempeo de eficiencia de motores).Tabla 1. Energa elctrica demandada por motores de induccin.

    Fuente: Brunner, et al., 2011

    Los prrafos anteriores ostentan la enorme importancia de losEMS en el uso final de la energa elctrica. Por consiguiente, con elpropsito de mejorar la productividad y sostenibilidad de las em-presas, y de los sectores econmicos y para aportar a la reduccin

    All kinds of electricmotors

    Output size Pm (kW)Numberrunning

    stock

    Electricitydemand

    Min MaxTotalGW

    Million TWh/a fraction

    Small 0,001 0,75 316 2000 632 9,1%

    Medium 0,75 375 2182 230 4676 67,6%Large 375 100000 450 0,60 1611 23,3%

    Total 2948 2230 6919 100%

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    de GEI, es imperativo e inaplazable que los diferentes actores

    relacionados con los sistemas motorizados, sumen esfuerzos en suempeo de alcanzar los ahorros potenciales de energa elctricaaprovechables en este sector, que se estiman son del orden del 20%al 30%, lo que reducira la demanda total mundial de electricidaden un 10% (Kulterer & Werle, 2011; Almeida,et al., 2008; Brunner& Borg, 2009; Walde & Brunner, 2011; McKane & Hasanbeigi,2010; Goldstein & Tosato, 2008).

    2. PANORAMA ACTUAL DE LAS NORMAS DE EFICIENCIA YACUERDOS DE RECONOCIMIENTO

    En el mundo globalizado, las normas internacionales propor-cionan a las naciones un lenguaje comn para facilitar el comercio,mediante la clasificacin, la especificacin y el etiquetado de losproductos; establecen niveles de calidad de procesos y servicios;regulan los procedimientos de evaluacin y certificacin de produc-tos y procesos; proporcionan a los pases los medios para uniresfuerzos en la lucha contra el cambio climtico; aseguran la inter-

    cambiabilidad y la interoperabilidad; y sirven de soporte a losgobiernos para legislar sobre la salud, la seguridad, el ambiente yla eficiencia energtica. De esta manera, las Normas Internaciona-les crean confianza global (Wucherer,et al., 2011).

    2.1 Normas de Eficiencia Energtica en Amrica Latina y ElCaribe

    Vastos estudios realizados entre los aos 2004 y 2011 en mate-ria de eficiencia energtica en Amrica Latina y El Caribe (AL&C),

    analizan la situacin y las perspectivas de las acciones e instru-mentos implementados para mejorar la eficiencia energtica.Dichos estudios se han enfocado principalmente en cinco aspectos:los avances en el marco poltico, normativo e institucional; losactoresclave de la eficiencia energtica y su rol efectivo; los recur-sos y mecanismos de financiacin de los programas de eficienciaenergtica; los resultados de los programas; y en las leccionesaprendidas, (Carpio, et al., 2010; SENER, 2010; Horta, 2010; Lutz,

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    2011, Guzmn, 2009; ENTE, S.C., 2010; McNeil, et al., 2007;

    Ruchanski & Acquatella, 2010).Examinando los informes de estos estudios, se observa que la

    mayora de los pases de la regin tienen o han emprendido pro-gramas individuales, proyectos e iniciativas nacionales y hanimplementado leyes para mejorar la eficiencia energtica (se des-tacan entre otros programas: PUREE y PAyEE en Argentina,PROCEL en Brasil, PROURE y CONOCE en Colombia,PRONACE en Costa Rica, CUREN en Chile, PAE en Ecuador,CONAE y FIDE en Mxico, PREE en Per, PAEC en Cuba, PESICen Honduras y PEE en Uruguay). No obstante, estos programaspresentan diversos enfoques en aspectos como: tamao y confor-macin econmica de los pases, distribucin poblacional, acceso atecnologa y a la informacin, acceso a financiamiento, desarrollode instrumentos regulatorios, aspectos climticos, culturales ysociales, (SENER, 2010). En este sentido, no se vislumbra que laregin haya avanzado lo suficiente hacia una integracin regionaly mundial en el tema de eficiencia energtica.

    En estos informes, aparece como denominador comn en lamayora de los pases: insuficiencia de normatividad; falta de

    control, coordinacin y continuidad institucional con respecto alcumplimiento de la normatividad existente; escasas fuentes definanciamiento enfocadas a programas de eficiencia energtica;bajo nivel de estmulos e incentivos para tecnologas y proyectosque favorezcan el uso racional y eficiente de la energa; y, ausenciade indicadores de logro de los programas nacionales de eficienciaenergtica. A pesar de que la regin cuenta con la base de datosSIEE (Sistema de Informacin Econmica Energtica) y el SIEN(Sistema de Informacin Energtica Nacional), ambos proyectosauspiciados por la Organizacin Latinoamericana de Energa

    (OLADE), la mayora de los pases no dispone de informacinconfiable, sistemtica y de buena calidad para monitorear losresultados de los programas de eficiencia energtica. En este lti-mo aspecto, la Comisin Econmica para Amrica Latina y elCaribe (CEPAL), ha propuesto la creacin por pases de una Basede Indicadores de Eficiencia Energtica (BIEE) para evaluar lasactividades de eficiencia energtica en la regin, (Ruchanski &

    Acquatella, 2010; Horta, 2010; Horta, 2011).

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    Al respecto de las fuentes de informacin, valdra la pena que

    la regin retomara la experiencia del proyecto de la ComisinEuropea sobre indicadores de eficiencia energtica ODYSSEE, quecontiene, por un lado, los datos detallados sobre los factores deconsumo de energa por uso final y sus sub-sectores y, por otraparte, la eficiencia energtica y los indicadores relacionados conCO2. ODYSSEE ha desarrollado el software EuroDEEM con unacompleta base de datos europea de motores elctricos eficientes(WEC, 2004).

    En cuanto al etiquetado de los motores, Latinoamrica ha se-guido las recomendaciones propuestas en el Programa de Colabo-racin en Etiquetado y Normas de Electrodomsticos (CLASP),(Wiel & McMahon, 2005); en la regin se identifican siete sectoresen los que se centran las polticas y programas de eficiencia, apli-cadas al uso final de la energa elctrica: iluminacin, edificios,cogeneracin, transporte, electrodomsticos, sistemas de bombeo ymotores elctricos. En las primeras seis categoras, la mayora delos pases de la regin presentan avances muy valiosos; gran partede los programas e iniciativas nacionales referenciadas en la ante-rior seccin se han enfocado en promover la eficiencia energtica

    en edificios pblicos, iluminacin eficiente, transporte y electro-domsticos; unos cuantos de ellos se han orientado al sector indus-trial, y ms especficamente, a excepcin de Brasil, Mxico y Chile,los dems pases de la regin no han dedicado suficiente inters almejoramiento de la eficiencia de los motores elctricos(Ruchansky, et al., 2011; Mahla, 2009); ms an, el concepto ex-tendido en otras partes del mundo tendiente a considerar la efi-ciencia del motor elctrico como un sistema integral, parece serignorado por muchos empresarios, ingenieros, acadmicos e inves-tigadores en AL&C.

    2.2 Normas de Eficiencia de Motores de Induccin en AmricaLatina y El Caribe

    La eficiencia de un motor de induccin se define como la re-lacin entre la potencia mecnica de salida y la potencia elctricade entrada (IEC, 2007; IEEE, 2004), como se especifica en (1):

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    ( ) (1)Los motores elctricos de jaula de ardilla presentan cinco tipos

    de prdidas: en el hierro, en el cobre del estator, en el cobre delrotor, por friccin y ventilacin, y prdidas adicionales dependien-tes de la carga (PLL). (Quispe & Castrillon, 2008; IEC, 2009). Por lotanto, la eficiencia quedar determinada si se conoce alguna de laspotencias, la de entrada o la de salida, y las prdidas. El enfoquesimplista para determinar la eficiencia directamente por medicin

    de la potencia elctrica de entrada con un vatmetro y potenciamecnica con un sensor de par, ms la velocidad con tacmetro,puede conducir a grandes errores, especialmente para los motoresde alta eficiencia, donde ambas potencias son grandes en compara-cin con las prdidas del motor (Almeida, et al., 2009).

    La eficiencia del motor elctrico implica dos conceptos: i) unprocedimiento de prueba mediante el cual se puede calcular elrendimiento energtico del motor, validado en un laboratorio deensayos acreditado y ii) un lmite establecido sobre el consumo dela energa, aceptado mundialmente como normas de desempeo

    energtico mnimo (MEPS) (Wiel & McMahon, 2005). La Fig. 2muestra un procedimiento resumido para certificar la eficienciadel motor elctrico, bajo un esquema que asegure el cumplimientode las normas tcnicas de procedimiento y de los mtodos de ensayoo la aceptacin por medio de Acuerdos de Reconocimiento Mutuo(MRAs) o acuerdos Multilateral (MLAs), firmados por organismosde acreditacin, previa evaluacin de la conformidad de la compe-tencia tcnica del laboratorio que realiza las pruebas y emite elcertificado; en cualquier caso, las pruebas para determinar laeficiencia del motor se deben realizar en un laboratorio de ensayos

    acreditado.El mundo est cubierto de normas tcnicas internacionales,

    regionales y nacionales de clasificacin, de procedimientos deprueba y de etiquetado de la eficiencia energtica de motores de

    induccin. Algunas de ellas son, internacionales: IEEE 112, IEC60034-30, NEMA MG-1, Directiva Europea 640/2009; regionales:

    APEC, CEMEP, CROSQ, COPANT, CEN; y nacionales: AS/NZS1359.5, NTC 5105, IRAM 62405, JSC4210-4212, CSA 390-10, NBR

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    17094-1, GB 18613, GB/T 1032, ABNT, NCh 3086, NOM 016

    (Almeida, 2009; WEG, 2011; Maruszczyk, et al., 2009). En la Fig. 3se muestran algunas de stas normas y en la Tabla 2 se presentaun resumen de las clases de rendimiento ms difundidas actual-mente en el mundo.

    Fig. 2. Certificacin de la eficiencia de motores elctricos. Fuente: Autores

    As mismo, existen muchos acuerdos de reconocimiento mutuointernacionales MRAs/MLAs (PAC, APLAC, ILAC, IAF, IAAC,EA, SADCA, AFRAC, ARAC), para la evaluacin de la conformi-dad y la certificacin de laboratorios del cumplimiento de los re-

    quisitos de la norma ISO/IEC 17025:2005 (IEC, 2005), de su com-petencia tcnica y de los requisitos del sistema de gestin, paraque de forma consistente, los procedimientos y resultados de laspruebas sean tcnicamente vlidos y aceptados por los pasesadscritos a dichos acuerdos (WEC, 2004; Wiel & McMahon, 2005;

    Almeida, et al., 2009).

    Normas y reglamentos tcnicos

    Evaluacin de la conformidad

    Laboratorios de ensayo

    Acuerdos de reconocimientomutuoInternacional

    Laboratorios propiosAcreditacinNacional

    Certificacin de la eficiencia del motor y etiquetado

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    Fig. 3. Principales acuerdos y normas de EE de motores elctricos alrededordel mundo. Fuente: Domenech, 2009

    Esta cantidad de normas diferentes de eficiencia de motoreselctricos, no favorece la comparacin directa de indicadores de

    rendimiento, a la vez que obstaculiza el comercio de los motoreseficientes en el mundo. La principal diferencia en las normasinternacionales para la medicin de la eficiencia del motor deinduccin, radica en la forma de calcular las prdidas adicionalesdependientes de la carga, pues son mucho ms complejas de de-terminar y la forma de cuantificarlas ha suscitado un intensodebate durante dcadas (Glew, 1998; Boglietti, et al., 2004;

    Yamazaki & Haruishi, 2004; Bradley, et al., 2006; Aoulkadi &Binder, 2008; Gmez, et al., 2008; Agamloh, 2010).

    En ese sentido, la Comisin Electrotcnica Internacional IEC,ha trabajado en conjunto con NEMA, CEMEP, JEMA, IEEE yotras organizaciones internacionales, para armonizar las normasde procedimientos y mtodos de ensayo, las clases de eficiencia y elposterior etiquetado del motor, en aras de reconocer los motores dealta eficiencia en el mercado. Como resultado de ello, en muchospases del mundo se ha adoptado un esquema de clasificacin de laeficiencia (IEC 60034-30:2008) y de mtodos de ensayo (IEC60034-2-1:2007) para motores elctricos y sus correspondientes

    USA, Canad & Mxico

    (NEMA) Europa(CEMEP)

    Rusia(GOST)

    Corea(KEMCO)

    Japn(JIS)

    Taiwn(CNS)

    China(CCC)

    India (IS)

    Australia(AS/NS)

    Sudfrica (SABS)

    Brasil(ABTN)

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    normas americanas EPAct, MG-1 (Eficiencia Premium y Alta

    Eficiencia, clasificacin) y las normas NEMA, IEEE 112B, (mto-dos de ensayo) (Almeida, et al., 2009).

    Tabla 2. MEPS y Normas de clasificacin y mtodo de ensayo de la eficiencia demotores elctricos. Fuente: Brunner, et al., 2011

    EfficiencyLevels 3-phase

    inductionmotors

    Efficiency Classes Testing Standard Performance Standard

    IEC 60034-30 IEC 60034-2-1 Mandatory MEPS****

    Global classes IE-Codeincl. stray load

    losses National Policy Goal2008; rev. 2012 * 2007; rev. 2012 **

    Super PremiumEfficiency

    IE4

    Preferred Method

    Summation of losseswith load test:

    PLLdetermined fromresidual loss

    PremiumEfficiency

    IE3

    Canada

    Mexico

    USA

    Europe***2015 / 2017

    High Efficiency IE2

    Australia

    Brazil

    China

    Europe

    South Korea

    New Zealand

    Switzerland

    StandardEfficiency

    IE1

    Costa Rica

    Israel

    Taiwan

    *Sizes 0.12 kW- 800kW, 50 and 60 Hz**For 3-phase machines, rated output power < 1 MW***Europe 2015 (below 7.5 kW), 2017, IE3 or IE2 + Variable Speed Drive,****Minimum Energy Performance Standard

    El estndar IEC 60034-30:2008 define las clases IE1 (Eficien-cia Estndar), IE2 (Alta Eficiencia), IE3 (Eficiencia Premium),para motores de induccin trifsicos de 0,75 kW a 375 kW, 50/60Hz, hasta 1000 V, de 2, 4 y 6 polos. Se tiene previsto un cronogra-

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    ma para la entrada en vigor de estas clases de eficiencia como se

    indica en la Tabla 2: IE3 (Eficiencia Premium), obligatoria en USA(2010), Canad (2010), Mxico (2010), EU (2015-2017); voluntariaen Japn (2015); IE2 (Alta Eficiencia), obligatoria en Australia

    ANZ (2006), Corea (2008), Brasil (2009), China (2011), EU (2011),Taiwn (2013) y voluntaria en la India (2011); e IE1 (EficienciaEstndar), actualmente vigente en muchos pases de Latinoamri-ca, Asia y frica.

    El estndar IEC no tiene en cuenta el concepto de Sistema Mo-tor Elctrico, sin embargo la publicacin de la norma revisada, setiene prevista para el 2012 (IEC/TS 60034-31), y lo ms probablees que se incluyan todas las clases de motores (0,12kW a 800kW,de 2, 4, 6 y 8 polos, y los motores de imn permanente), tambin esprobable que la clasificacin de la eficiencia se extienda a IE4(Eficiencia Super Premium), y deja la posibilidad de incluir en unfuturo la clase IE5 (Eficiencia Ultra Premium), que en la actuali-dad todava no est disponible (IEC, 2009; Brunner, 2007; Hugh &Holt, 2011; Almeida, 2010). En la Tabla 3 se presentan otras ac-tualizaciones y normas suplementarias, que por primera vez tie-nen en cuenta la eficiencia energtica total del Sistema Motor

    Elctrico, al reconocer el motor, el variador de frecuencia, el equipoaccionado (bombas, ventiladores, compresores, transportadores,etc.), como un sistema unificado.

    Adversamente, mientras el mundo se mueve gradualmente ala utilizacin de motores de Alta Eficiencia, y Eficiencia Premium,como se aprecia en la Tabla 2, en la mayora de los pases de

    AL&C los adelantos en materia de eficiencia energtica de motoreselctricos no son muy satisfactorios y presentan retrasos conside-rables respecto a los pases desarrollados. En la literatura consul-tada, solo se encontr una iniciativa regional del comit tcnico CT

    52-005 de la Comisin Panamericana de Normas Tcnicas(COPANT), el cual ha propuesto una norma bajo el ttulo Eficien-cia energtica. Motores elctricos de induccin trifsicos. Determi-nacin del rendimiento y del factor de potencia; esta norma ac-tualmente se encuentra en la fase de votacin y no ha sido acepta-da an por los ONN de la regin (COPANT, 2011; Yaksic, 2011).

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    [130] Londoo C. & Ramrez J. / Normas de Eficiencia Energtica de Motores de Induccin,Est Prepa-rada Latinoamrica?

    Tecno Lgicas

    Tabla 3. Panorama actual de la norma IEC. Fuente: Brunner, et al., 2011

    Descripcin Norma Ttulo Ao depublicacin

    Motorescubiertos

    Evaluacin ydesempeo

    IEC 60034-1 Rating and performance 2010

    Pruebas deeficiencia

    IEC 60034-2-1

    Standard methods for deter-mining losses and efficiencyfrom tests (excluding ma-

    chines for traction vehicles)

    2007(en procesode revisin)

    Motores estn-dar (AC, DC ysincrnicos)

    IEC 60034-

    2-2

    Specific methods for determin-ing separate losses of large

    machines from tests-Supplement to IEC 60034-2-1

    2010

    Motores especia-

    les y motores degran potencia

    IEC 60034-2-3

    Specific test methods fordetermining losses and

    efficiency of converter-fed ACmotors

    2011(borrador)

    Motores conconvertidor

    Clases deeficiencia

    IEC 60034-30

    Efficiency classes of single-speed, three-phase, cage-

    induction motors (IE-code)

    2008(en procesode revisin)

    Motores deinduccin de0.75kW a 375 kW; 2,

    4,6 polos; de50/60Hz

    Gua deaplicacin

    IEC 60034-31

    Selection of energy-efficientmotors including variable

    speed applications - Applica-tion guide

    2010Motores y

    variadores defrecuencia

    Adversamente, mientras el mundo se mueve gradualmente ala utilizacin de motores de Alta Eficiencia, y Eficiencia Premium,como se aprecia en la Tabla 2, en la mayora de los pases de

    AL&C los adelantos en materia de eficiencia energtica de motoreselctricos no son muy satisfactorios y presentan retrasos conside-rables respecto a los pases desarrollados. En la literatura consul-

    tada, solo se encontr una iniciativa regional del comit tcnico CT52-005 de la Comisin Panamericana de Normas Tcnicas(COPANT), el cual ha propuesto una norma bajo el ttulo Eficien-cia energtica. Motores elctricos de induccin trifsicos. Determi-nacin del rendimiento y del factor de potencia; esta norma ac-tualmente se encuentra en la fase de votacin y no ha sido acepta-da an por los ONN de la regin (COPANT, 2011; Yaksic, 2011).

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    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [131]

    En la Tabla 4 se muestran las normas de eficiencia energtica

    de motores de induccin trifsicos en AL&C. La mayora de ellasposeen un ttulo similar (Eficiencia Energtica. Motores de co-rriente alterna, trifsicos de induccin, tipo jaula de ardilla, enpotencia nominal de 0,746 a 373 kW. Lmites, mtodos de prueba yetiquetado), y hacen referencia o citan textualmente el contenidode una norma internacional o parte de los datos tcnicos de ella,cumpliendo con los principios establecidos en el anexo 3 del acuer-do sobre Obstculos Tcnicos al Comercio de la OrganizacinMundial del Comercio (cdigo de buenas prcticas para la elabora-cin, adopcin y aplicacin de normas tcnicas (ISO, 2010), por lotanto, su aplicacin en cada nacin es reconocida internacional-mente.

    Antes de la actualizacin del estndar IEC en 2007 (mtodosde ensayo) y 2008 (clasificacin de la eficiencia), Colombia se des-tacaba en la regin por tener normas para la eficiencia de motorespor el mtodo IEEE 112 (NTC 5111:2002), y por el mtodo IEC61972 (NTC 5293: 2004). Adems Colombia actualmente tiene unproyecto de Reglamento Tcnico de Etiquetado (RETIQ), que con-templa en el anexo E, los mtodos para determinar la eficiencia

    energtica de motores de induccin trifsicos. El RETIQ fue notifi-cado a la OMC el 10 de febrero de 2010, mediante el comunicadoG/TBT/N/COL/143, y se espera que entre en vigencia en el 2012.

    2.3 Laboratorios de Ensayo Acreditados en Amrica Latina y ElCaribe

    En la intensa bsqueda de informacin en las bases de datosdisponibles en los Organismos de Acreditacin Nacionales de lospases de AL&C, y en entidades internacionales de acreditacin,

    como IAAC (Interamerican Accreditation Cooperation) y en ILAC(Cooperacin Internacional de Acreditacin de Laboratorios), seencontr un nmero reducido de laboratorios de ensayo de la efi-ciencia de motores de induccin acreditados: dos en Argentina,tres en Brasil, cinco en Mxico y uno en Per, en los dems pasesentre de ellos Colombia, no se encontraron laboratorios acredita-dos bajo un estndar internacional para determinar la eficienciade motores (vase la Tabla 5).

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    [132] Londoo C. & Ramrez J. / Normas de Eficiencia Energtica de Motores de Induccin,Est Prepa-rada Latinoamrica?

    Tecno Lgicas

    Tabla 4. Normas de eficiencia energtica de motores de induccin trifsicos enAL&C. Fuente: Organismos de Normalizacin Nacional (ONN) de cada pas, 2011

    Pas Norma EstadoNorma deReferencia

    Argentina IRAM 62405 Emitida, vigencia: 15/7/2010IEC 60034-2-1;IEC 60034-30

    Brasil

    ABNT NBR 17094-1:2008

    Published: 12/12/2002 Emvigor

    IEC 60034-1

    NBR 5383-1:1999(ABNT 1999)

    Em vigor IEC 60034-1

    Chile NCh3086.Of2008 Published:2009 Effective:2011IEC 60034-1;IEC 60034-2-1;IEC 60034-5

    ColombiaNTC 3477 Ratificada: 2008-12-10 IEC 60034-2-1:2007

    RETIQ, Anexo DProyecto de ReglamentoTcnico julio 08 de 2010.

    NTC 3477;IEC 60034-2-1

    Costa Rica

    INTE 28-01-10-08Aprobada y publicada octubre,2008.

    COPANT 152-005:Clases de eficiencia

    INTE 28-01-11-08Aprobada y publicada octubre,2008.

    COPANT 152-005:Etiquetado

    INTE 28-01-12-08Aprobada y publicada octubre,2008.

    COPANT 152-005:Mtodos de prueba

    Cuba NC 719 Vigente desde 2009 ISO 15550: 2006

    Ecuador NTE 2498:2009Publicacin: 2009-06-16

    Aprobacin: 2009-02-27

    NTC 5105;NTP 399.450;IRAM 62405

    Honduras NHN 5:2008Publicada el 17 diciembre,2009

    No disponible

    MxicoNOM-016-ENER-

    20102010-10-20

    CAN/CSA C390IEEE 112

    Nicaragua NTON 10 007-08 Publicacin el 10 Marzo, 2010

    NOM-016: 2002;CSA C390;IEEE 112;NEMA MG 1

    PerNTP 399.450:2008 Publicada: 2008-12-17

    IEC 60034-2-1:2007

    NTP IEC 60034-2-1:2010

    Publicada: 2010-03-2IEC 60034-2-1:2007

    Salvador NSO 29.47.02:08Publicada en el DO, 22 enero,2009. En vigencia a partir de

    Agosto, 2009.Bajo consideracin

    NOM-016: 2002;CSA C390;IEEE 112;NEMA MG 1

    Uruguay UNIT 1192:2010

    Aprobada noviembre de 2010 ypor el Comit General deNormas el 15 de diciembre de2010

    IEC 60034-1: 2010IEC 60034-2-1:2007

    Venezuela COVENIN 862:1976 En estudio ---

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    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [133]

    Tabla 5. Laboratorios de ensayo de la eficiencia de motores, acreditados en

    AL&C. Fuente: Organismos de Acreditacin de los pases; ILAC, IAAF, actualiza-cin 2011

    *Lenor SRL cuenta con filiales con alcance de certificacin en China: Lenor Asia Ltd., Chile:Lenor Chile Ltda., y Colombia: Lenor Colombia SAS.

    Pas Laboratorio/Institucin

    Especificaciones/Pruebas

    Norma

    Argenti-na*

    Instituto Argentino deEnsayos de VerificacinS.A. IADEV

    Ensayos de etiquetado de eficiencia. IEC 60034-2-1: 2007 Slo clusulas 5.7, 6.4.2, 6.4.4.1,6.4.4.2, 6.4.5.3, 8.2.2.1, 8.2.2.2, 8.2.2.3, 8.2.2.4 y8.2.2.5.1

    IEC 60034-2-1: 2007

    Lenor SRL IEC 60034-2-1: 2007

    Brasil

    Instituto de Eletrotc-nica e Energia daUniversidade de SoPaulo - IEE/USP

    ABNT NBR 17094-1:2008 Mquinas eltricasgirantes - Motores de induo Parte 1: Trifsicosestabelece os requisitos mnimos para motoresde induo trifsicos.

    ABNT NBR 5383-1:2002 ensaios aplicveis paraa determinao das caractersticas de desem-penho de motores de induo trifsico everificao

    ABNT NBR 17094-1;

    ABNT NBR 5383-1;ABNT NBR 5110

    CEPEL Centro dePesquisas de EnergiaElectricaLabelo PontifciaUniversidade Catlicado Rio Grande do Sul

    Mxico

    Laboratorio de PruebasANCE, A.C. Mxico

    NOM-016-ENER Eficiencia Energtica enMotores trifsico hasta 5 C.P. (H.P.)

    NOM-014-ENER-2004

    GEIMM Ultra TestLab., Monterrey Garca,NL 66000, Mxico

    IEEE 112, Method B Electric Motor Efficiency -Input-Output with Loss Segregation (foraccreditation purposes, equivalent to CSA C390,Method 1)

    IEEE 112-B;

    CSA C390, Method 1

    Siemens, S.A. de C.V.Laboratorio de PruebasPEM-LAB

    1) Pruebas para determinacin de eficienciaenergtica para certificacin de producto anteANCE bajo NOM-014 y NOM-016. 2) Determi-nacin de eficiencia energtica para motoreselctricos de induccin jaula de ardilla, normaCanadiense (C390 de CSA), norma oficialMexicana NOM-014 (monofsicos) y NOM-016(trifsicos), IEEE-112 mtodo B), vigentes.

    NOM-014-ENER-2004;

    NOM-016-ENER-2010;

    IEEE-112 mtodo B

    USEM de Mxico, S.A.de C.V., Apodaca NL66600, MEXICO

    Prueba de eficiencia de motores elctricos segnel alcance y los procedimientos dados en elmtodo B del instituto del estndar 112, (IEEE);Mtodo de prueba para los motores de inducciny los generadores polifsicos, y mtodo 1 de laasociacin canadiense de los estndares (CSA)C390 estndar

    NOM-016-ENER-2010;

    IEEE 112-B;

    CSA C390, Method 1

    WEG de Mxico, S.A.de C.V. Laboratorio dePruebas de Media

    Tensin

    Determinacin de la eficiencia por mtodos A, B,E1, F1

    NOM-016-ENER-2010;

    NMX-J-075/3-1994-ANCE;

    IEE112-2004

    Per

    FIEE: Facultad deIngeniera Elctrica yElectrnica. Universi-dad Nacional deIngeniera de Lima

    Motores Generadores, Motores AC/DC. Pruebade Vaco; Prueba con Carga; Prueba de TorqueVelocidad; Prueba de Eficiencia; Medicin de laResistencia de Aislamiento y bobinados; Pruebade Tensin Aplicada; Pruebas de TensinInducida (2 VN, 2 FN).

    NOM-016-ENER-2010;

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    [134] Londoo C. & Ramrez J. / Normas de Eficiencia Energtica de Motores de Induccin,Est Prepa-rada Latinoamrica?

    Tecno Lgicas

    Es sorprendente que despus de cuatro aos de haberse pro-

    mulgado el estndar IEC-60030-2-1 y que a pesar de que los orga-nismos de normalizacin y acreditacin nacionales, los investiga-dores, y el sector industria, reconozcan la importancia de la acredi-tacin de laboratorios de prueba; hayan realizado campaas yprogramas de capacitacin; los gobiernos hayan avanzado en legis-lacin; entre otras actividades referentes a la eficiencia energticade motores elctricos, aun la regin no est suficientemente prepa-rada para enfrentar el reto de certificar localmente la eficienciaenergtica de motores de induccin, mediante un nmero adecua-do de laboratorios de ensayo acreditados. Por consiguiente, la granmayora de los pases de la regin estn obligados a confiar en losdatos de la placa de caractersticas del motor y en la documenta-cin tcnica de los mismos, y a establecer acuerdos MRAs/MLAs,con laboratorios extranjeros de ensayo de motores que estn acre-ditados.

    3. PROGRAMAS DE APOYO A LA EFICIENCIA DEL SISTEMAMOTOR ELCTRICO

    La Unin Europea, Estados Unidos, Canad, China y Austra-lia, llevan la delantera en la implementacin de programas y pro-yectos nacionales y regionales para el mejoramiento de la eficien-cia del Sistema Motor Elctrico. Ejemplo de ello son las conferen-cias especializadas en el tema, EEMODS (International Conferen-ce on Energy Efficiency in Motor Driven Systems) y MDS (TheMotor Driven Systems Conference) inaugurada en noviembre delao pasado. EEMODS, con una amplia trayectoria, (Lisboa1996,Londres 1999, Treviso 2002, Heidelberg 2005, Beijing 2007, Nan-

    tes 2009 y Washington 2011) ha tenido mucho xito en congregarexpertos internacionales y pblico interesado en el tema, inclu-yendo polticos, fabricantes de motores, acadmicos y usuariosfinales de EMDS, (Bertoldi & Atanasiu, 2009). Desde hace cercade quince aos, se entablaron acuerdos regionales negociados enmuchas partes del mundo en relacin a las clases de eficiencia demotores de induccin trifsicos de jaula de ardilla, algunos de losms destacados se describen a continuacin.

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    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [135]

    3.1 El Acuerdo EU CEMEP

    Este acuerdo voluntario entr en vigor en el ao 2000 y cobija-ba a motores normalizados IEC 60034, con potencias comprendi-das entre 1,1 kW y 90 kW, de 2 y 4 polos y tensin de 400V50Hz,de acuerdo al estndar IEC 60034-2:1996 y tuvo vigencia hastanoviembre de 2010. Este acuerdo clasificaba los motores en trescategoras de rendimiento EFF1 (alto rendimiento), EFF2 (rendi-miento mejorado) y EFF3 (bajo rendimiento) y dentro de estascategoras los valores nominales de rendimiento en funcin delnmero de polos y del tamao IEC que el motor deba cumplir. El22 de julio de 2009 la Comisin Europea publica el reglamento640/2009 para aplicar la directiva 2009/125/CE, la cual incluye losmotores elctricos en el programa de diseo ecolgico (Eco-Design),y establece un calendario para la puesta en marcha del nuevoacuerdo EU MEPS.

    3.2 El Acuerdo EU MEPS

    European Minimum Efficiency Performance Standards (Nor-mas Mnimas de Desempeo de Eficiencia), sobresale como uno delos acuerdos ms importante en materia de eficiencia energticade motores de baja tensin. Este acuerdo especifica el lmite m-nimo de eficiencia que debe cumplir un motor de induccin trifsi-cos (de 2 a 6 polos y de 0,75 kW a 375 kW) para ser incluido en elmercado europeo. Los fabricantes deben marcar en forma perma-nente la clase de rendimiento IE (International Efficiency) y laeficiencia en la placa de caractersticas del motor y en la documen-tacin tcnica de los mismos. MEPS se fundamenta en las nuevas

    normas IEC 60034-2-1: 2007 e IEC 60034-30: 2008, entrar envigor en tres fases a partir del 2011. Esta norma clasifica de me-nor a mayor los motores en cuatro categoras: IE1, IE2, IE3 e IE4,(vase la Tabla 2).

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    [136] Londoo C. & Ramrez J. / Normas de Eficiencia Energtica de Motores de Induccin,Est Prepa-rada Latinoamrica?

    Tecno Lgicas

    3.3 El Programa TOPMOTORS

    Es un programa de la Oficina Federal de Energa de Suiza(S.A.F.E), enfocado al mejoramiento de la eficiencia de EMS, cuyoobjetivo principal es la difusin de informacin, servicios de aseso-ramiento, entrenamiento en buenas prcticas y auditoras.TOPMOTORS coordina cada dos aos la conferencia internacionalMotor Summit, que enfatiza en el tema de laboratorios de ensayo

    de motores elctricos (Kulterer & Werle, 2011).

    3.4 El Programa 4E-EMSA (Electric Motor Systems Annex-EMSA)

    Fue establecido en el ao 2008 como parte del Acuerdo Effi-cient Electrical End-Use Equipment4E, de la Agencia Interna-cional de Energa. EMSA se centra en la mejora de la eficiencia delmotor considerado como un sistema: el motor elctrico acoplado alos equipos que acciona, como bombas, ventiladores, compresores,equipos auxiliares, como variador, freno, correas de transmisin yengranajes. Su objetivo es aumentar la eficiencia energtica del

    EMDS de 20% a 30% en los prximos 20 aos. La tarea C deEMSA, denominada: Centros de Prueba de Motores (The TaskTesting Centres), inici a principios de 2009, y al da de hoy tienems de 70 miembros en cerca de 25 pases en los cinco continentes.La meta de este trabajo es incrementar la calidad de los laborato-rios de ensayo de motores elctricos en todo el mundo, implemen-tando redes entre laboratorios de diferentes pases (LeonardoEnergy, 2009). Se espera que los logros de este trabajo faciliten undilogo entre una seleccin de laboratorios experimentales paradesarrollar mejores prcticas y procedimientos del nuevo estndar

    IEC 60034-2-1. Australia es el lder en esta tarea y otros partici-pantes incluyen a Dinamarca, Suiza y Sudfrica (Werle, et al.,2011).

    3.5 Round Robin Test

    Es un proyecto impulsado por la IEC para determinar la varia-cin de la eficiencia de motores elctricos reportada por diferentes

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    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [137]

    laboratorios de prueba en todo el mundo. Ms especficamente, se

    espera que los resultados del Round Robin Test ayuden a esti-mar con mayor precisin el nivel de incertidumbre de los mtodosde prueba de motores elctricos, los datos suministrados por loslaboratorios para evaluar las desviaciones de las mediciones de losensayos y a definir la precisin de la instrumentacin. Participa-ron 13 laboratorios de 12 pases (dos de Brasil), y se realizaron 68pruebas; los resultados de este trabajo se tendrn en cuenta paramejorar y optimizar los procedimientos de prueba, para estandari-zarlos en la norma IEC 60034-2-1 y para revisar los lmites detolerancia de la norma IEC 60034-1 (Hatch, et al., 2009; IEC,2011).

    3.6 El Acuerdo de la Unin Europea Motor Challenge (MCP)

    Es un programa voluntario promovido por la Comisin Euro-pea en febrero de 2003 para ayudar a las empresas a mejorar laeficiencia energtica de los sistemas accionados por motores elc-tricos. Esencialmente se centra en las cargas donde se ha observa-do mayor potencial de ahorro de energa, como compresores de

    aire, ventiladores y sistemas de bombeo (Kulterer & Werle, 2011).3.7 Nema premium

    La Ley de Poltica Energtica de 1992 (EPAct92) impuso losMEPS para motores de 1-200 hp, 60 Hz, 2, 4 y 6 polos (clase IE2).EPAct92 entr en vigor en 1997 y desde entonces se ha constituidoen un lder mundial de MEPS para motores elctricos, identifican-do siete pasos comunes a todas las implementaciones de MEPS, i)definiciones y productos cubiertos (MG1); ii) los niveles nominales

    de eficiencia (tabla 12-11de MG1); iii) las normas de procedimientoy mtodos de ensayo (Estndar IEEE 112); iv) las normas de eti-quetado; v) el proceso de acreditacin de los laboratorios de ensa-yo; vi) cumplimiento, observancia y ejecucin de informes (DOE yNEMA); y vii) el calendarios de ejecucin y revisin de la nor-ma(DOE y NEMA), (Boteler, 2009), (NEMA, 2004). En 1993NEMA incorpor los motores de 201-500 hp. En el 2001 EPAct92adopt los niveles de eficiencia NEMA Premium (clase IE3) para

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    Tecno Lgicas

    motores de 1-500 hp, 60 Hz, 2, 4 y 6 polos (Tabla 12-12 de NEMA

    MG1). El mtodo B del estndar IEEE 112 es ampliamente reco-nocido por la precisin en la determinacin de la eficiencia delmotor, principalmente debido a que determina las prdidas de-pendientes de la carga en forma indirecta (Agamloh, 2009). Otrosprogramas internacionales que promueven el desarrollo de losEMDS, se resumen en la Tabla 6.

    Tabla 6. Programas de apoyo a la eficiencia de EMDS. Fuente: Almeida, et al., 2009

    Pas Nombre del programa Descripcin

    Australia EquipmentEnergy Efficiency(E3) Program

    MEPS; cumplimiento de pruebas deensayo en laboratorios acreditados

    AustriaKLIMA:AKTIV Energy Effi-cient Companies Program

    Formacin de auditores de energadirectrices de auditora de los siste-mas motor (sistemas de aire compri-mido, ventiladores, bombas), laplantilla para los informes de audito-ra; premios, talleres, conferencias

    China

    China Energy Label; China

    Energy Savings Program;China Motor System MarketTransformation Program;Motor Systems Challenge

    MEPS; etiquetado, programa delaboratorios acreditados

    SwedenProgramme for ImprovingEnergy Efficiency in EnergyIntensive Industries

    Auditora energtica, recomendacinde compra (costo de ciclo de vida delmotor); informes sobre la gestin dela energa

    USA

    Motor Systems Initiative;Motor Decisions Matter

    (MDM); Compressed AirChallenge; Green MotorInitiative

    Foro para los miembros, campaas de

    concientizacin buenas prcticas,capacitacin

    Motor Challenge Program;Save Energy Now, LEADER

    Informacin, capacitacin, conferen-cias, buenas prcticas, herramientasde software libre; apoyo al sectorpblico; documentos y guas tcnicas,evaluaciones

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    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [139]

    Por su parte, en AL&C existen programas generales de carc-

    ter regional enfocados al mejoramiento de la eficiencia energtica,como el Programa de Energa Sostenible para el Caribe (CSEP), elPrograma de Desarrollo de Energa Renovable del Caribe(CREDP), el Programa para Amrica Latina y el Caribe de Efi-ciencia Energtica (PALCEE), la Red Latino Americana y delcaribe para la Eficiencia Energtica (RED-LAC-EE), los dilogospolticos sobre eficiencia energtica en AL&C, y los SeminariosLatinoamericanos y del Caribe de Eficiencia Energtica, entreotros; algunos pases como Mxico, Brasil y Chile han impulsadoprogramas en busca de la transformacin del mercado hacia equi-pos ms eficientes, mediante el estmulo con bonificaciones y sub-sidios a los usuarios de los sectores industrial, comercial y deservicios que consumiesen equipos ms eficientes (electrodomsti-cos, edificaciones, iluminacin y motores elctricos de alta eficien-cia), sin embargo en la literatura consultada no se encontr unsolo programa dedicado especficamente a los motores de inducciny mucho menos a los EMDS.

    4. CONCLUSIONESA partir del recorrido presentado en este artculo y en respues-

    ta a la pregunta planteada en el ttulo, se evidencia la gran impor-tancia que tiene en el uso final de la energa elctrica, el sistemamotor elctrico, EMDS, y tambin se pone de manifiesto un nota-ble atraso que presenta la mayora de los pases de AL&C en laarmonizacin de los estndares mnimos de desempeo energticoMEPS, comparado con los estndares internacionales de clasifica-cin de la eficiencia de motores elctricos IEC 60034-30:2008 (IE1,

    IE2, IE3) y EPAct92 MG-1 (Alta Eficiencia y Eficiencia Premium),los cuales, en los pases de la Unin Europea, Estados Unidos,China, Australia, entre otros pases desarrollados, ya se han im-plementado o han definido un calendario para su entrada en vigor.

    El hecho de reconocer que los EMDS consumen cerca del 46%de la energa elctrica mundial, consecuentemente con su aporte ala emisin de CO2, cifras valoradas en el ao 2005 en unos 6000TWh, y 4400 Mt respectivamente y considerando que el volumen

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    de motores elctricos en todos los tamaos operando en diferentes

    aplicaciones, fue estimado en el ao 2009 en 2200 millones deunidades aproximadamente, significa que si los pases adoptanserias medidas conducentes a mejorar los ndices de eficiencia destas mquinas, y promueven el uso de motores elctricos de altaeficiencia y eficiencia Premium, se tendra un gran potencial deahorro energtico en este campo, contribuyendo a la mitigacin delcambio climtico y generando un impacto econmicoambientalrelevante para la regin.

    Aunque en AL&C existen programas que promueven el uso ra-cional y eficiente de la energa elctrica para los pases de la re-gin, y por su parte cada pas ha emprendido programas, proyectose iniciativas nacionales, como PUREE, PAyEE, PROCEL,PROURE, CONOCE, PRONACE, CUREN, CONAE entre otros, lamayora de ellos se aplican de manera general a los dispositivos deuso final de la energa elctrica, como iluminacin, edificios, coge-neracin, transporte, electrodomsticos, sistemas de bombeo ymotores elctricos, pero programas dedicados especficamente afomentar el mejoramiento de la eficiencia energtica de los moto-res elctricos, o los EMDS, no se hallaron en esta investigacin.

    Posiblemente la dificultad ms seria que afronta la mayora delos pases de AL&C para evaluar localmente la eficiencia de losmotores elctricos, es la carencia de laboratorios de ensayo acredi-tados bajo un estndar internacional como ISO/IEC 17025, y com-petentes para realizar las pruebas segn el alcance y los procedi-mientos estipulados en las normas IEC 60034-2-1:2007 o NEMA,IEEE 112B. Segn la bsqueda realizada en esta investigacin, deun total de once laboratorios, ocho de ellos, que representan el72,7% se encuentran en Mxico y Brasil, los otros tres laboratoriosse hallan en Argentina y Per. En ese sentido, es claro que en la

    regin existe un dficit de laboratorios de ensayo acreditados, quepermitan determinar la eficiencia de motores elctricos, bien seade mquinas nuevas o que retornen a operacin despus de unmantenimiento o una reparacin.

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    25/31

    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [141]

    5. REFERENCIAS

    Agamloh, E. B. (2009). The repeatability of IEEE standard 112B induc-tion motor efficiency tests. Electric Machines and Drives Conference,2009. IEMDC '09. (pgs. 1119 - 1126). Miami, USA: IEEE Interna-tional.

    Agamloh, E. B. (2010). An evaluation of induction machine stray load lossfrom collated test results. IEEE Transactions on Industry Applica-tions , vol. 46, No. 6, Nov/Dec, 2010, 2311-2318.

    AIE. (2010). Perspectivas sobre tecnologa energtica 2010_IEA, escena-rios y estrategias hasta el ao 2050. Resumen ejecutivo. Pars, Fran-cia: OCDE/AIE.

    Almeida, A. (2010). Standards for Super-Premium Efficiency Class forElectric Motors. Motor Summit 2010. Zurich, Switzerland.

    Almeida, A., Boteler, R., Brunner, C., Doppelbauer, M., & Hoyt, W.(2009). MEPS Guide 1st Edition. Zurich.

    Almeida, A., Boteler, R., Brunner, C., Doppelbauer, M., & Hoyt, W.(2009). MEPS Guide 1st Edition. Zurich.

    Almeida, A., Ferreira, F., Fong, J., & Fonseca, P. (2008). EUP Lot 11

    Motors Final Report. Coimbra.Aoulkadi, M., & Binder, A. (2008). Comparison of different evaluation

    methods to determine stray load losses in induction machines withEh-Star method. Industry Applications, IEEE Transactions on, vol.44,No.6, nov-dec. 2008, 1675 - 1682.

    Bertoldi, P., & Atanasiu, B. (2009). Proceedings of the 6th InternationalConference EEMOODS 2009: Energy Efficiency in Motor Driven Sys-tems. Nantes, France: European Communities, 2010.

    Boglietti, A., Cavagnino, A., Lazzari, M., & Pastorelli, M. (2003). Interna-

    tional Standards for the Induction Motor Efficiency Evaluation: aCritical Analysis of the Stray-Load Loss Determination. Industry Ap-plications Conference, 38th IAS Annual Meeting, 2, pgs. vol.2, pp.841- 848. Politecnico di Torino, Italy.

    Boglietti, A., Cavagnino, A., Lazzari, M., & Pastorelli, M. (2004). Interna-tional standards for the induction motor efficiency evaluation: a criti-cal analysis of the stray-load loss determination. IEEE Transactionson Industry Applications, vol.40, No.5, Sept.-Oct. 2004, 40(5), 1294-1301.

  • 7/25/2019 Normas de Eficiencia Energtica de motores de induccion.pdf

    26/31

    [142] Londoo C. & Ramrez J. / Normas de Eficiencia Energtica de Motores de Induccin,Est Prepa-rada Latinoamrica?

    Tecno Lgicas

    Boteler, R. (2009). USA Motor Update 2009. Proceedings of the 6 Inter-

    national Conference EEMODS '09: Energy Efficiency in Motor DrivenSystems (pgs. 19 - 25). Nantes, FRANCE: JRC Scientific and Tech-nical Reports.

    Bradley, K., Cao, W., & Arellano-Padilla, J. (2006). Evaluation of strayload loss in induction motors with a comparison of input-output andcalorimetric methods. Energy Conversion on IEEE Transactions,vol.21, no.3, Sep, 2006 , 682-689.

    Brunner, C. U. (2007). SEEEM Update International harmonization ofmotor standards saves energy. En SEEEM (Ed.), APEC Workshop 3December 2007, Beijing (revised July 2008). Beijing, China.

    Brunner, C. U. (2009). Global Motor Systems Network: The InternationalEnergy Agency 4E EMSA Project. En P. B. ATANASIU (Ed.), Pro-ceedings of the 6 International Conference eemods '09: Energy Effi-ciency in Motor Driven Systems (pgs. 3-13). Nantes, FRANCE: Eu-ropean Commission.

    Brunner, C. U. (2012). Efficient Electric Motor Systems. Stockholm,Swedish: EMSA.

    Brunner, C. U., & Borg, N. (2009). From voluntary to mandatory: policydevelopments in electric motors between 2005 and 2009. ECEEE 2009

    SUMMER STUDY ACT! INNOVATE! DELIVER! REDUCINGENERGY DEMAND SUSTAINABLY (pgs. 1125-1138). La Colle surLoup, France: ICE International Consulting on Energy, BurgeapGroup, LIle-Saint-Denis.

    Brunner, C. U., Waide, P., & Jakob, M. (2011). Harmonized Standards forMotors and Systems. Global progress report and outlook. 7th Interna-tional Conference on Energy Efficiency in Motor Driven Systems2011-EEMODS11. Alexandria, VA: 4E Electric Motor Systems AnnexEMSA, Operating Agent.

    Carpio, C., Coviello, M. F., Poveda, M., Horta, L., Pea, J., Gamarra, A., &Santana, B. (2010). Energy Efficiency in Latin America and the Car-ibbean: Situation and Outlook. Santiago, Chile: CEPAL/GTZ.

    CE. (22 de julio de 2009). Reglamento (CE) 640/2009. Requisito de diseoecolgico de motores elctricos. Por el que se aplica la Directiva2005/32/CE del Parlamento Europeo y del Consejo en lo relativo a losrequisitos de diseo ecolgico para los motores elctricos . CE, Comu-nidad Europea, 23.7.2009 : Diario Oficial de la Unin Europea.

  • 7/25/2019 Normas de Eficiencia Energtica de motores de induccion.pdf

    27/31

    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [143]

    COPANT. (2011). CT 152 Eficiencia energtica, acta de reunin general.

    Caname, Mxico: COPANT.De Keulenaer, H., Belmans, R., Blaustein, E., Chapman, D., De Almeida,

    A., De Wachter, B., & Radgen, P. (2004). Energy Efficient Motor Driv-en Systems. Brussels, Belgium: European Copper Institute.

    Domenech, L. D. (2009). Eficiencia energtica en accionamientos. Norma-tiva, claves y herramientas de clculo. Galicia: Siemens.

    ECI. (2007). Refined copper usage reached an all time record in 2007.Cooper annual report 2007. Brussels, Belgium: European Copper In-stitute.

    Ellis, M. (2007). Experience with energy efficiency regulations for electri-cal equipment. Paris, France: International Energy Agency,OECD/IEA.

    ENTE, S.C. (2010). Situacin actual de la energa y eficiencia energticaen Amrica Latina. Mxico: Preparado por ENTE, S.C. (Energa, Tec-nologa y Educacin) para la International Copper Association Lati-noamrica.

    Fleiter, T., Eichhammer, W., & Schleich, J. (2011). Energy efficiency inelectric motor systems: Technical potentials and policy approaches for

    developing countries. Viena, Austria: United Nations Industrial De-velopment Organization - UNIDO.

    Glew, N. (1998). Stray load losses in induction motors: a challenge toacademia. Power Engineering Journal , vol.12, no.1, Feb. 1998, 27-32.

    Goldstein, G., & Tosato, G. C. (2008). Implementing Agreement for aProgramme of Energy Technology Systems Analysis_AnnexX_FinalReport. International Energy Agency (AIE).

    Gmez, J., Quispe, E., de Armas, M., & Viego, P. (2008). Estimation ofinduction motor efficiency in-situ under unbalanced voltages usinggenetic algorithms. Electrical Machines, 2008. ICEM 2008. 18th In-ternational Conference on , vol., no., pp.1-4, Sept. 2008.

    Guardiola de Cabo, L. (s.f.). Anlisis de la norma IEC 60034-2-1. Aplica-cin en la determinacin de las prdidas y el rendimiento de motoresde induccin trifsicos.

    Guzmn, O. (2009). Eficiencia energtica. Un panorama regional. BuenosAires, Argentina: Nueva Sociedad.

  • 7/25/2019 Normas de Eficiencia Energtica de motores de induccion.pdf

    28/31

    [144] Londoo C. & Ramrez J. / Normas de Eficiencia Energtica de Motores de Induccin,Est Prepa-rada Latinoamrica?

    Tecno Lgicas

    Hatch, S., Slade, M., & Falkner, H. (2009). Testing Centres: Task of the

    IEA 4E EMSA Project. En B. A. Paolo BERTOLDI (Ed.), Proceedingsof the 6 International Conference eemods '09: Energy Efficiency inMotor Driven Systems (pgs. 15-18). Nantes, FRANCE: JRC Scienti-fic and Technical Reports.

    Horta, L. (2010). Indicadores de polticas pblicas en materia de eficienciaenergtica en Amrica Latina y el Caribe. Santiago, Chile:CEPAL/GTZ.

    Horta, L. (2011). Elementos-Clave de una poltica eficaz en eficienciaenergtica. II Dialogo Poltico sobre Eficiencia Energtica. Santo Do-mingo.

    Falkner, H. & Holt, S. (2011). Walking the Torque: Proposed Work Planfor EnergyEfficiency Policy Opportunities for Electric MotorDrivenSystems. Pars, France: OECD/IEA.

    IEC. (2005). ISO/IEC 17025:2005. General requirements for the compe-tence of testing and calibration laboratories. (Requisitos generales pa-ra la competencia de laboratorios de ensayo y calibracin). Recupera-do el 11 de octubre de 2011, de ISOInternational ElectrotechnicalCommission: http://www.iso.org/iso/home.html

    IEC. (2007). INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION.

    Rotating Electrical Machines. Part - 2-1: Standard Methods for De-termining Losses and Efficiency from Tests (Excluding Machines forTraction Vehicles) - IEC 60034-2-1:2007. Geneva, Switzerland.

    IEC. (2009). IEC 60034-31: Rotating electrical machines - Part 31. Gene-va, Suiza: International Electrotechnical Commission.

    IEC. (2011). Determination of efficiency induction motors from Test -Round Robin Test, 2/1628/INF. Geneva, Switzerland: IEC, TechnicalCommitee No. 2: Rotating Machinery.

    IEEE. (2004). IEEE Standard Test Procedure for Polyphase Induction

    Motors and Generators - IEEE Std 112-2004. New York, USA.ISO. (2010). Normas Internacionales y normas privadas. COPANT.

    Kulterer, K. M., & Werle, R. (2011). Motor Policy Guide, Par t 1: Assess-ment of Existing Policies. Zurich, Switzerland: 4E Electric Motor Sys-tem-EMSA, Austrian Energy Agency, IEA, bmvit.

    Kulterer, K. M., & Werle, R. (2011). Motor Policy Guide, Par t 1: Assess-ment of Existing Policies. Zurich, Switzerland: 4E Electric Motor Sys-tem-EMSA, Austrian Energy Agency, IEA, bmvit.

  • 7/25/2019 Normas de Eficiencia Energtica de motores de induccion.pdf

    29/31

    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [145]

    Leonardo Energy. (1 de sep de 2009). Testing Centres, Task of the IEA 4E

    Electric Motor Systems Annex (EMSA). Recuperado el 2011, de Leo-nardo energy - The Global Community for Sustainable Energy Profes-sionals: http://www.leonardo-energy.org/testing-centres-motor-efficiency

    Lutz, W. F. (2011). Programas de Normas y Etiquetado de EficienciaEnergtica de Artefactos y Equipos en Latinoamrica y el Caribe.Armonizacin, Convergencia o Alineacin? III Seminario Latinoame-ricano y del caribe de Eficiencia Energtica, (pg. 24). Ciudad de Pa-nam.

    Mahla A., I. (2009). Proyecto piloto de reemplazo de motores elctricos en

    la minera de cobre - Chile. Santiago de Chile: Hernn SierraltaWortsman - International Copper Association, Ltd.

    Maruszczyk, J., Lhenry, M., Helinko, M., & Korendo, Z. (03 de 2009). Enarmona. Definicin de normas mundiales de eficiencia energtica. (A.A. Ltd., Ed.) Revista ABB, 50-55.

    Maruszczyk, J., Lhenry, M., Helinko, M., & Korendo, Z. (03 de 2009). Enarmona. Definicin de normas mundiales de eficiencia energtica. (A.A. Ltd., Ed.) Revista ABB.

    McKane, A., & Hasanbeigi, A. y. (2010). Motor Systems Efficiency Supply

    Curves. Vienna, Austria: United Nations Industrial Development Or-ganization (UNIDO).

    McNeil, M., Cava, M., Blanco, J., Quiros, K., & Lutz, W. (2007). ReferenceDocument for MEPs en Central America. CLASP/BUN-CA.

    NEMA. (2004). NEMA Standards Publication ANSI/NEMA. MG 1-2003,Revision 1-2004. Motors ans Generators. Rosslyn, USA: NationalElectrical Manufacturers Association.

    Quispe, E., & Castrillon, R. (2008). Anlisis comparativo de los mtodosindirectos propuesto en las normas IEC60034-2-1 y IEEE112 para de-

    terminar la eficiencia de motores de induccin. III Congreso interna-cional sobre URE, CIUREE 2008. Medelln, Colombia.

    Ruchanski, B., & Acquatella, J. (2010). Eficiencia energtica y desarrollosustentable: Una propuesta metodolgica para la evaluacin de laspolticas pblicas en eficiencia energtica. III Seminario Latinoameri-cano Y del Caribe de Eficiencia Energtica. Panam.

    Ruchansky, B., de Buen, O., Januzzi, G., & Romero, A. (2011). Eficaciainstitucional de los programas nacionales de eficiencia energtica: los

  • 7/25/2019 Normas de Eficiencia Energtica de motores de induccion.pdf

    30/31

    [146] Londoo C. & Ramrez J. / Normas de Eficiencia Energtica de Motores de Induccin,Est Prepa-rada Latinoamrica?

    Tecno Lgicas

    casos del Brasil, Chile, Mxico y el Uruguay. Santiago de Chile: Na-

    ciones Unidas.SENER. (2010). Reporte del Foro sobre Eficiencia Energetica y Acceso en

    America Latina y el Caribe. Organizadores: Secretara de Energa deMxico (SENER), Banco Mundial, Banco Interamericano de Desarro-llo (BID). Ciudad de Mxico: Secretara de Energa de Mxico, BID,Banco Mundial.

    Walde, P., & Brunner, C. (2011). Energy efficiency policy opportunities forelectric motor-driven systems. France: InternatIonal energy agency-OECD/IEA.

    Walde, P., & Harrington, L. (2011). Success and CO2 Savings from Appli-ance Energy Efficiency Harmonisation Part2. London, UK: Collabora-tive Labeling and Appliance, (CLAPS).

    Walde, P., & Harrington, L. (2011). Success and CO2 Savings from Appli-ance Energy Efficiency Harmonisation. Part 2: An Assessment of TestProcedures and Efficiency Metrics. London, UK: Collaborative Label-ing and Appliance, (CLAPS).

    WEC. (2004). Eficiencia Energtica: Estudio Mundial. Indicadores, Polti-cas, Evaluacin. Informe del Consejo Mundial de la Energa en cola-boracin con ADEME, Julio 2004. London, UK: World Energy Coun-

    cil.WEG. (2011). Polticas de Eficiencia Energtica alrededor del mundo.

    Recuperado el 23 de octubre de 2011, dehttp://www.weg.net/green/us/global-efficiency-regulations.html#

    Werle, R., Brunner, C., Nielsen, S., Hatch, S., Falkner, H., Kulterer, K., &Klerck, R. (2011). Global effort for efficient motor systems: EMSA.EEMODs'11 Energy efficiency in motors driven systems. Alexandia,VA (USA): EMSA.

    Wiel, S., & McMahon, J. (2005). Energy Efficiency Labels and Standards:

    A Guidebook for Appliances, Equipment and Lighting (2 ed.). Wash-ington, D.C., USA: Collaborative Labeling and Appliance StandardsProgram (CLASP).

    Wucherer, K., Aleshin, B., & Tour, H. (2011). Mensaje del Da Mundialde la Normalizacin. 14 de octubre de 2011.

    Yaksic, F. (2011). PTB Workshop. Rio de Janeiro, Brasil: COPANT.

    Yamazaki, K., & Haruishi, Y. (2004). Stray load loss analysis of inductionmotor-comparison of measurement due to IEEE standard 112 and di-

  • 7/25/2019 Normas de Eficiencia Energtica de motores de induccion.pdf

    31/31

    Tecno. Lgicas., No. 30, enero-junio de 2013 [147]

    rect calculation by finite-element method. IEEE Transactions on In-

    dustry Applications, vol.40, no.2, March-Apri, 2004, 543- 549.