¿Es su UPS adecuado para Ambientes Industriales?

¿Es su UPS adecuado para Ambientes Industriales?

A continuación se analiza a detalle lo que se debe de buscar cuando se selecciona un UPS para operar en ambientes sumamente adversos. Las condiciones ambientales extremas que se presentan en aplicaciones industriales exigen el uso de un UPS diseñado específicamente para cubrir estos requerimientos. Además, para satisfacer las expectativas del retorno sobre la inversión (RSI) típicos de empresas industriales, el UPS debe continuar operando de 10 a 15 años sin problemas y con un mínimo costo de mantenimiento. Esto es todo un reto, considerando el amplio rango de condiciones ambientales que pueden encontrarse en el campo.

La temperatura es el parámetro más destacado de cualquier  ambiente industrial sin embargo, cuando se selecciona un UPS para ambiente industrial es el más ignorado. La temperatura  promedio que se encuentra en la industria puede variar de –20°C a 55°C y en algunas aplicaciones extremas de -35°C a 65°C.

Entonces, ¿Por qué seleccionar para aplicaciones industriales un UPS para oficina o equipo de cómputo con una   temperatura ambiente de operación de 0°C a 40°C? Siendo una realidad que las temperaturas para uso industrial exceden este rango.

Consideraciones para elegir el UPS adecuado para una aplicación industrial

  1. TEMPERATURA:

  • Vida útil de la batería: La mayoría de los UPS están diseñados para aplicaciones comerciales (oficina y cómputo) con una especificación de temperatura de operación de 0°C a 40°C. Estos equipos no están diseñados para operar fuera del rango de dicha temperatura por largos periodos de tiempo. Si esto sucede la vida esperada de la batería se reduce notablemente. Esto se debe a que los UPS comerciales incorporan baterías de plomo ácido reguladas por válvula (VRLA) de bajo costo con 5 años de vida útil. La especificación de temperatura de operación del fabricante es típicamente de -5°C a 55°C y la certificación de seguridad que evalúa los UPS del fabricante se obtiene usando el mismo rango de temperatura. Es por esta razón que el fabricante indica claramente que la vida esperada de 5 años se obtiene cuando la batería opera a temperaturas menores de 25°C y que la vida de la batería se reduce si se almacena u opera a temperaturas por encima de los 25°C. Ver Fig. 1

Fig. 1 Tiempo de vida útil de baterías comerciales

La historia es diferente en UPS industriales en donde se usan baterías diseñadas para soportar altas temperaturas. Ya que la vida útil de operación de las mismas a 25°C es de 10 años y a 50°C es de 4 años. Ver Fig. 2

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Fig. 2 Tiempo de vida útil de baterías industriales

  • Certificaciones: Durante la evaluación del UPS por una agencia de seguridad (UL o CE) se verifica que la elevación de temperatura de ciertas componentes críticas se mantenga dentro de los límites máximos permitidos, estas pruebas se llevan a cabo a plena carga y a la temperatura máxima y mínima especificada por el fabricante. La instalación de UPS para cómputo u oficinas en ubicaciones fuera del rango de temperatura especificado puede dar lugar a problemas de confiabilidad, seguridad y hasta legales si el equipo afecta otros equipos o mobiliario. Para aplicaciones donde la temperatura ambiente predominante excede el   rango de temperatura típico, es preferible seleccionar un UPS en línea grado industrial, el cual está diseñado para operar de manera continua a temperaturas extremas.Actualmente, ya están disponibles UPS de grado industrial de nivel medio con una especificación de rango de temperatura de operación de -20°C a 55°C con certificaciones UL1778 y cUL, también se encuentran disponibles equipos que tienen la certificación UL1718 para operar a temperaturas de -30°C a 65°C y cuya vida útil de la batería puede variar de 9 meses a 4 años a 50°C.

  1. PARTÍCULAS CONTAMINANTES EN EL AIRE

El problema de partículas contaminantes en el aire en muchos ambientes industriales puede ser una consideración muy importante cuando se selecciona e instala un UPS; el tipo y cantidad de partículas suspendidas deben de ser identificadas antes de seleccionar el UPS, si las partículas son conductoras, el UPS al igual que cualquier otro equipo electrónico debe de instalarse en un área sellada libre de estas partículas o también, puede incorporarse dentro de un gabinete sellado NEMA 4 tan lejos de la fuente de contaminación como sea posible.

Dado que el gabinete NEMA 4 está sellado, debe ser lo suficientemente grande para disipar por convección el calor generado por el UPS. Así mismo se puede considerar el uso de un aparato de aire acondicionado aprobado para esta aplicación al interior del gabinete. Como una precaución adicional se puede incluir el sellado de las tarjetas electrónicas con un agente que las proteja del polvo, la humedad y los hongos. Si el agente contaminante es inflamable, combustible o explosivo, debe de usarse solamente un UPS que cumpla con las certificaciones NFPA, EX o IECEx.

  1. CONTAMINACIÓN ELÉCTRICA

Los ambientes industriales padecen de problemas muy localizados de contaminación eléctrica generados por una amplia variedad de equipos que utilizan para su operación, como son: motores, bombas, soldadoras, etc., los cuales operan bajo el mismo suministro eléctrico que el resto de las cargas. Las computadoras industriales, servidores, PLCs y controladores de velocidad variable sufren con frecuencia este tipo de contaminación y pueden resultar dañados con el paso del tiempo. Estas perturbaciones eléctricas se manifiestan como picos y/o caídas rápidas de tensión, ruido, caídas momentáneas de tensión, distorsión armónica y fallas totales del suministro. Estos eventos son acumulativos y deterioran los equipos eléctricos.

Un UPS grado industrial de doble conversión no sólo proporciona respaldo de batería en caso de falla total del suministro eléctrico, sino que también – y quizá más importante- limpia de manera continua y permanente de toda contaminación que proviene de la línea comercial a la carga crítica y provee una fuente de corriente alterna continua, limpia y regulada bajo condiciones ambientales sumamente adversas.

En el caso de que no se requiera el respaldo de batería, existe la disponibilidad de acondicionadores de línea grado industrial de doble conversión que llevan a cabo las mismas funciones evitando de esta manera los costosos tiempos muertos asociados con los cambios de baterías. Cualquier otro tipo de UPS que no sea para uso grado industrial en línea de doble conversión no es aceptable para aplicaciones industriales, únicamente proporcionan una limitada protección transitoria, respaldo de batería y una primitiva regulación de tensión, dejando pasar una cantidad importante de perturbaciones provenientes del suministro comercial.

  1. VIDA ESPERADA DEL EQUIPO DE PROTECCIÓN

Otra consideración, es la vida esperada del equipo de protección: acondicionador de línea o UPS. Los UPS comerciales están diseñados para ofrecer una vida esperada similar a la de los equipos a proteger y dado que las computadoras y servidores comerciales se vuelven obsoletos en 5 años, entonces los UPS están diseñados con componentes que tienen una vida promedio de 5 a 8 años. Por otro lado, la vida promedio del equipo industrial con un RSI aceptable es de 10 a 15 años, en consecuencia un UPS verdaderamente industrial esta diseñado con componentes electrónicos robustos para una vida de servicio libre de problemas de mantenimiento de 10 a 15 años.

En procesos industriales de alto volumen, aún paros de pocas horas al año se traducen en pérdidas millonarias. La adquisición de un SEI o acondicionador de línea que no está diseñado para esta aplicación específica se traducirá en paros y mantenimientos no programados, fallas prematuras del equipo de control y por lo tanto en menores utilidades.

El equipo de protección grado industrial es el corazón de los procesos clave de manufactura.

El costo de adquisición de un UPS en línea de grado verdaderamente industrial compensa ampliamente el costo inicial, ya que sólo éste mantendrá los procesos funcionando en forma continua y sin paros de producción no programados.

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