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grupo electrógeno alta tensión

Cada vez más a menudo encontramos instalaciones de grupos electrógenos con salida de potencia en Alta Tensión. Esto ocurre por varias razones: técnicas, económicas y otras relacionadas con la instalación.

Veremos en este artículo los más importantes aspectos y las soluciones técnicas para grupos electrógenos en baja o en alta tensión.

¿Qué son los grupos electrógenos de alta tensión?

Ante todo, se definirá lo referido a baja y alta tensión. Respecto a sistemas eléctricos en corriente alterna, la baja tensión se refiere a valores hasta los 1.000Vac y la alta tensión a valores a partir de 1.001Vac y sin límite superior.

En algunos casos, encontramos también que el rango intermedio, entre 1.000 y 15.000Vac, se define como media tensión, pero esto depende mucho del país y de otras convenciones más que de razones técnicas.

La baja tensión es la que usamos tanto a nivel doméstico como a nivel comercial o industrial. Los valores más comunes son de 230V monofásicos y 400Vac trifásicos en 50 Hz o de 110 monofásicos y 480Vac trifásicos en 60Hz.

Para la producción y la distribución de la energía eléctrica se recurre a tensiones mayores y esto se debe a la necesidad de transportar potencias elevadas aprovechando corrientes y secciones de conductores reducidos.

Es importante recordar que la potencia es igual a √3 x Tensión x Corriente x Cosϕ, lo que significa que manteniendo la misma corriente (y sección de cable) si aumentamos la tensión también aumenta la potencia de forma proporcional.

Elevar la tensión durante el transporte permite manejar grandes cantidades de energía, la cual corre por los mismos cables aéreos que puedes observar a menudo al lado de la carretera o cruzando las praderas sujetados por torres de gran altura.

grupo electrógeno alta tensión

Fuente: Pexels.com

Por esos cables pasan cientos de miles de voltios para transportar varios megavatios desde el punto de producción hasta el punto de consumo.

¿Cuándo se necesita un grupo electrógeno en alta tensión?

No siempre es suficiente un generador en baja tensión.

A veces las instalaciones requieren conectar el grupo electrógeno directamente con las propias redes de distribución. Por ejemplo, cuando generamos como Peak Shaving y damos soporte a la red pública, es necesario que los generadores sean adecuados para la conexión directa a las subestaciones y su salida sea igual que la de las líneas que van a alimentar.

Además, otro factor importante es la potencia.

A partir de los 6300A sea, 400Vac o 690Vac, las conexiones son costosas y muy complejas disminuyendo la  posibilidad de maniobrar y proteger las líneas, pues este es el máximo tamaño disponible para interruptores y seccionadores.

Según la fórmula de antes, la máxima potencia a 400Vac será aproximadamente 3,5MW. Por lo tanto, para aprovechar la potencia de los motores más grandes o para poder sincronizar varios generadores en paralelo, y con ello  entregar más potencia, no queda más alternativa que elevar la tensión a por lo menos, 5,5kV, 11kV o 15kV; ya que estos son los valores más comunes de trabajo a 50Hz.

En resumen, entre los aspectos más importantes que influyen en la elección entre baja o alta tensión, se encuentra la necesidad de conectarse con redes y la potencia total que queramos generar con los grupos electrógenos.

Otros aspectos de generadores en alta tensión

Hasta aquí hemos visto algunas cuestiones muy generales relacionadas con la tensión de salida del generador.

Pero hay otros aspectos a tener en cuenta.

Incluso cuando ya se ha decidido que nos conviene generar en alta tensión, tenemos varias posibilidades y debemos  elegir si emplear un alternador con salida en alta tensión o acoplar el tradicional generador en baja tensión a un transformador elevador.

Ambas soluciones tienen ventajas e inconvenientes. Vamos a verlas con más detalle.

Grupo electrógenos con alternador en alta tensión

La ventaja más obvia de usar un grupo electrógeno que incorpore un alternador de alta tensión es la dimensión. Al usar el generador en alta tensión no es necesario ningún componente añadido para elevar el voltaje, simplemente remplazamos los interruptores o seccionadores de baja tensión por las celdas de protección y maniobra de alta tensión.

En otras palabras, la huella del generador queda muy similar a uno de la misma potencia, pero en baja tensión.

Esta solución presenta un mayor rendimiento que la que emplea el transformador; de hecho, este último introduce unas pérdidas en el sistema. Además, nos ahorramos costoso cableado entre estos dos componentes, pudiendo conectar directamente las borneras del generador a los interruptores en alta tensión.

Por último, una ventaja a nivel técnico es una mayor corriente de corto circuito (la cual dependerá exclusivamente del alternador), lo que permite conectar el generador a sistemas de distribución sin perjudicar la coordinación de las protecciones; y otra ventaja, es una mejor respuesta de tensión y frecuencia que resulta en una mayor estabilidad del sistema en su conjunto.

Grupos electrógenos en baja tensión acoplado a transformador elevador

Es importante señalar que también la versión con transformador tiene sus ventajas en determinadas situaciones.

Ante todo, permite tener doble salida de tensión en la misma máquina; la de baja tensión se podrá aprovechar para sistemas auxiliares, mientras que la de alta tensión, tras el transformador, servirá para entregar la potencia máxima.

El alternador de baja tensión es una maquina eléctrica más sencilla y más común que la de alta tensión, por lo tanto, no necesitará de técnicos especializados para el mantenimiento, sino que cualquier persona competente en grupos electrógenos podrá intervenir.

Igualmente, gracias al trasformador elevador podremos alcanzar niveles de tensión hasta 30kV, siendo estos limitados a 15kV en caso de alternador e incluso tensiones no comerciales o especiales fabricando transformadores a medida.

Por último, teniendo un transformador entre alternador y cargas, tendremos un aislamiento galvánico que protegerá al alternador en caso de perturbaciones o fallos en la línea y en caso de cargas con elevadas distorsiones.

Para saber más

Espero que ahora tengas las ideas más claras respecto al uso de un grupo electrógeno en alta tensión.

Hay muchos aspectos en juego: técnicos, económicos y relacionados con la instalación. Es necesario tenerlos en cuenta a la hora de escoger la mejor solución para tu caso.

Para profundizar las tensiones y frecuencias más comunes en baja tensión te recomiendo este artículo de Wikipedia.org mientras que la definición formal de Alta Tensión la puedes encontrar aquí.

Para finalizar, si no tienes del todo claro a qué me refiero con Peak Shaving, te sugiero leer el artículo de este blog sobre paralelo.

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actuador hidraulico o electrico

El presente artículo no es como otros que has leído.

Me ha parecido interesante estudiar sobre las aplicaciones tradicionalmente dominadas por la hidráulica y la electromecánica.

Quiero compartir contigo lo que he aprendido y es tan extensa la materia que he preferido separarla en dos entradas.

Espero que este estudio sea de utilidad en tu área de trabajo y sirva de inspiración para otros  aportes y mejoras.

Actuadores Hidráulicos y Eléctricos: mantenimiento y funcionamiento.

actuador hidraulico o electrico

Fuente: Pexels.com

El usuario final de maquinarias industriales es cada vez más atento a lo que se indica como “Coste Total de Propiedad”, (del inglés “Total Cost of Ownership” -TCO).  En consecuencia, resulta importante analizar como los dos sistemas influyen en este aspecto a largo plazo.

Respecto a un sistema hidráulico: motores, bombas y válvulas experimentan desgaste; los filtros requieren un reemplazo periódico; las juntas tóricas y los sellos requieren monitoreo para evitar fugas y derrames. Asimismo, el fluido hidráulico está sujeto a contaminación, lo que causa un efecto dominó a través del sistema dañando a más componentes, cada uno de los cuales puede necesitar ser reparado o reemplazado.

En general, con los sistemas hidráulicos, son muchas las cosas que pueden salir mal, que pueden interrumpir o detener las operaciones de la máquina. Sin embargo, los actuadores eléctricos garantizan una operación casi sin mantenimiento y por lo tanto, son menos propensos a fallar debido a la falta de previsión.

En máquinas totalmente eléctricas, el flujo de corriente eléctrica reemplaza el fluido sin producir desgaste apreciable. Más allá de la simple lubricación de rodamientos y engranajes, el mantenimiento típico de un sistema eléctrico incluye una inspección, limpieza y reajuste periódico de los conectores eléctricos.

Por lo anterior, se eliminan los gastos recurrentes tanto de la mano de obra para el mantenimiento, como de los consumibles y las piezas.

Cuando múltiples ejes están controlados por un solo sistema hidráulico, un problema puntual puede afectar a diversas áreas del equipo. Del revés, los actuadores eléctricos funcionan de forma independiente y cada eje está impulsado por un motor diferente; esto significa que los fallos no afectan al sistema en su conjunto y permiten una reparación y vuelta a servicio de forma más rápida y económica.

¿Cómo se ve afectado el medio ambiente?

La principal preocupación respecto al medio ambiente es el riesgo de derramar líquidos peligrosos que poseen los sistemas hidráulicos. Los accidentes de fugas de fluidos son costosos, perjudiciales y pueden suponer multas o suspensión de las operaciones según las reglamentaciones locales.

Una bomba hidráulica emite mucho ruido. En aplicaciones militares o de investigación, el ruido puede suponer un problema y convertirse en una limitación importante al comprometer el éxito de la misión.

En zonas residenciales el nivel máximo de ruido está limitado y en algunos casos es muy estricto.

El ruido se puede limitar, aunque las medidas de aislamiento se conviertan en un añadido costoso. Es posible contener los efectos del ruido con equipos de protección individual, pero aun así, lo que se irradia al medio ambiente no es controlable.

El uso de accionamientos totalmente eléctricos supone una reducción de contaminación acústica tangible que se traduce en beneficios para la salud, la comodidad del operador y por extensión al medio ambiente.

Consideraciones sobre el coste de actuadores hidráulicos y eléctricos

El coste relacionado con la instalación de equipos eléctricos frente a equipos hidráulicos puede tener una diferencia significativa.

La instalación de tuberías, accesorios y componentes hidráulicos es generalmente más costosa que el despliegue de cables y conductos. La simplicidad de los actuadores eléctricos también los hace sustancialmente menos complejos al momento de instalar.

Aunque calcular los costes de instalación de las distintas opciones no siempre es sencillo, al comparar el precio de los sistemas totalmente eléctricos o hidráulicos,  al operar uno, dos o tres ejes, la opción con actuadores eléctricos es la de menor coste.

Por otro lado, el coste operativo de los actuadores eléctricos suele ser considerablemente menor que el de los sistemas hidráulicos, ya que los actuadores eléctricos solo requieren energía cuando se mueven, considerando que hasta  los sistemas hidráulicos más eficientes generan pérdidas continuas al mantener el circuito presurizado.

Cuando se tiene que elegir entre sistemas hidráulicos o eléctricos, la decisión debe abarcar diferentes aspectos: diseño, instalación, operación y mantenimiento,  y no sólo tener en consideración el coste de los equipos.

Ventajas en el revamping con actuadores eléctricos

El reacondicionamiento o la ampliación de instalaciones hidráulicas en máquinas existentes puede ser un trabajo muy costoso.

Los actuadores eléctricos suelen ser más convenientes en aplicaciones donde se deba agregar una bomba adicional para gestionar nuevos ejes y actuadores.

En sistemas hidráulicos existentes, un factor importante es la cantidad de tomas disponibles. Normalmente, se requiere una toma para cada accesorio y agregar tomas adicionales es costoso debido a la necesidad de instalar válvulas, mangueras, tuberías y conectores, sin mencionar la capacidad adicional necesaria para la bomba de aceite.

Los actuadores eléctricos se pueden usar para agregar accesorios sin ocupar o añadir ninguna toma.

Los actuadores eléctricos también proporcionan ventajas cuando el eje que debemos añadir se encuentra a una gran distancia de la bomba. En este caso, se puede eliminar el costo de los materiales y la mano de obra necesaria para llevar una manguera desde la bomba hasta al cilindro hidráulico. En su lugar, es suficiente un cable.

Conclusiones sobre el uso de actuadores hidráulicos y eléctricos

Una vez analizados todos los aspectos, resulta evidente que los actuadores eléctricos representan una válida alternativa en relación a los hidráulicos en muchas aplicaciones industriales.

La robustez de los actuadores eléctricos ha mejorado en los últimos años al  punto que los mismos son tan duraderos y fiables como los actuadores hidráulicos.

El coste de un sistema eléctrico depende de la aplicación y generalmente es más bajo que el sistema hidráulico en aplicaciones de uno, dos y tres ejes.

Finalmente, los actuadores eléctricos integrados de última generación son muy simples de diseñar en cualquier tipo de equipo industrial.

Para saber más

Si quieres profundizar sobre el tema, te recomiendo  algunas fuentes de información y comparación que se han empleado en el presente estudio.

CHOOSING BETWEEN ELECTRIC AND HYDRAULIC POWER FOR MODERN WINCH APPLICATIONS, Markey Machinery Company, Inc.

Debunking the Myths of Hydraulic to Electric Actuator Conversion, (Al Wroblaski). Thomson Industries, Inc.

Engine Electrification for Leaner, Greener Vehicles. Generating Insight | Edition 2, Cummins Inc.

Además, no dudes en dejar tus preguntas u observaciones en los comentarios para ampliar o enriquecer el trabajo presentado.

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actuador hidraulico o electrico

Este artículo no es como los demás.

Me ha parecido interesante estudiar cuáles son las aplicaciones tradicionalmente dominadas por la hidráulica y las de la electromecánica.

Quiero compartir lo que he aprendido contigo, y tan extensa es la materia que he preferido separarlo en dos entradas.

Espero que este estudio te pueda ser útil en tu trabajo y sea de inspiración para más aportes y mejoras.

En la fabricación de equipos industriales y maquinarias, crece la tendencia a reemplazar cilindros hidráulicos por actuadores eléctricos para eliminar bombas, mangueras, válvulas y hacer que los vehículos sean más pequeños,  livianos y silenciosos.

En la actualidad, se están aprovechando las ventajas de los sistemas de control eléctrico, para proporcionar una nueva gama de funciones y características.

Por ejemplo, los actuadores eléctricos pueden interactuar fácilmente con un controlador para gestionar movimientos complejos o cíclicos, lo que resulta en un mejor rendimiento y productividad.

Hoy en día, los beneficios de los actuadores eléctricos se pueden aplicar a trabajos donde las cargas alcancen hasta los 14kN  de fuerza continua y los 24kN de fuerza máxima, es decir, unos, 2450kgf (larraioz.com).

Y estos valores mejoran rápidamente año tras año.

En conveniente acotar que todavía se requieren cilindros hidráulicos para cargas muy elevadas o en los casos que demandan ciclos de trabajos muy duros y con esfuerzos constantes.

Está muy extendido cierto conocimiento erróneo sobre los actuadores eléctricos. Esto ha frenado su adopción en muchas aplicaciones en las que podrían ofrecer importantes ventajas para el fabricante y el usuario final.

En este estudio se analizan las ventajas de integrar actuadores eléctricos en vehículos y maquinarias tales como: máquinas de jardinería, construcción, agricultura, entre otras.

¿Cuál es mejor: actuador eléctrico o hidráulico?

¿Cómo se ve afectado el diseño según el uso de actuadores hidráulicos o eléctricos?

Muchos vehículos y maquinarias industriales no usan actuadores eléctricos, simplemente porque ha habido pocas o malas experiencia con estos dispositivos. Puede que los ingenieros hayan conocido la generación anterior o el producto no adecuado, y esto, ha provocado la idea de que los actuadores eléctricos aumentan la complejidad del proceso de diseño.

Esto no es así.

En la actualidad, los actuadores eléctricos se han simplificado hasta el punto de que son considerablemente más fáciles de especificar y diseñar que los actuadores hidráulicos. Solo se requieren tres pasos para determinar el tamaño de un actuador para una aplicación:

  1. Medir la carga.
  2. Determinar el ciclo de trabajo.
  3. Especificar el recorrido y la longitud de retracción.

Aunque las cargas exactas sobre un actuador sean difíciles de calcular debido a los efectos de los mecanismos intermedios, hay software que simulan sistemas mecánicos o realizan mediciones empleando, si es necesario, celdas de carga reales.

Los actuadores eléctricos pueden ser configurados fácilmente por el fabricante para ajustarse a los requisitos de cualquier aplicación. Basta con cambiar las relaciones de transmisión, las articulaciones mecánicas, el motor y algunos parámetros de control electrónico que afectan de manera predecible las variables de funcionamiento.

El principio “un actuador para cada eje” de los actuadores eléctricos elimina las dificultades que se originan por las interacciones presentes en sistemas multi-actuador; esto permite a los ingenieros enfocar su trabajo en el eje que están diseñando. Sin embargo, trabajando con actuadores hidráulicos, hay que preocuparse por cómo los fenómenos de pérdida de potencia en un eje concreto afectarían a los demás.

Consideraciones sobre la robustez

actuador eléctrico o hidráulico

Fuente: Wikimedia.org

La tecnología hidráulica se ha utilizado en máquinas industriales durante muchas décadas y el sector se ha familiarizado con su robustez en entornos con altos niveles de golpes, vibraciones, polvo, agua, productos químicos corrosivos y un largo etc.  Además, los actuadores hidráulicos han tenido una ventaja en la densidad de potencia sobre sus homólogos eléctricos, lo que se ha traducido en un mejor rendimiento en las aplicaciones más duras.

En la última década los actuadores eléctricos han mejorado sustancialmente.

La densidad de potencia se ha incrementado debido a los avances en los materiales magnéticos, la mayor eficiencia de los componentes mecánicos, la construcción, las técnicas de fabricación y la electrónica.

Uno de los beneficios más importantes es la capacidad de entregar más potencia manteniendo altos niveles de eficiencia. También se han introducido mejoras adicionales en la transmisión de potencia a través de diseños de caja de engranajes optimizados para los actuadores eléctricos.

Como resultado, los actuadores eléctricos proporcionan una densidad de potencia suficiente para muchas aplicaciones, lo que resulta en una instalación simplificada y una reducción considerable del peso del vehículo o maquinaria.

Actualmente, los actuadores eléctricos diseñados para aplicaciones industriales están preparados para resistir  entornos hostiles. El diseño del actuador eléctrico ha migrado desde conceptos propios de los sistemas modulares a conceptos que priorizan la robustez contra golpes y vibraciones.

De igual forma, la fiabilidad de los actuadores eléctricos ha mejorado aprovechando tecnologías electrónicas altamente seguras y con porcentajes de fallo mínimos.

En fin, se puede afirmar que los modernos actuadores eléctricos diseñados para aplicaciones industriales son tan resistentes como los actuadores hidráulicos.

Tecnología de actuadores hidráulicos y eléctricos

Los actuadores eléctricos, que consisten principalmente en un motor, un engranaje y un embrague; son mucho más simples que sus equivalentes hidráulicos que como mínimo necesitan un depósito de aceite u otro fluido, una bomba, un motor con relé de mando, electroválvulas, uno o más cilindros hidráulicos y una botonera de mando.

Al necesitar una motobomba o una bomba eléctrica, el depósito de fluido y demás componentes, el sistema hidráulico ocupa más espacio que la alternativa electromecánica y se le agrega más peso, aún cuando considerásemos actuador y transmisión.

Los actuadores eléctricos de hoy en día se proporcionan como sistemas integrados que sólo requieren conectar dos cables y un interruptor de tipo Doble tiro / Doble polo (DPDT).

Cuando se trata de maquinarias móviles, los componentes eléctricos utilizan la energía proporcionada directamente por grupos electrógenos.

El empleo de generadores diésel tiene la ventaja de producir directamente la energía eléctrica desde el alternador, eliminando la necesidad de bombas y fluidos como vectores de la energía.

Se elimina un paso de conversión y se aumenta la eficiencia del sistema en su conjunto.

Con lo que respecta a los sistemas de control, en cualquier maquinaria destaca el nivel de digitalización: pantallas táctiles, tele gestión, software y PLC, protocolos de comunicación BUS. Es fácil notar que los sistemas de control modernos son totalmente electrónicos, aun si los actuadores son accionados hidráulicamente.

Los sistemas hidráulicos, por lo tanto, añaden un nivel de complejidad y costes innecesarios, que los sistemas totalmente eléctricos no tienen.

La eliminación de la hidráulica y la implementación de sistemas eléctricos simplifican la interfaz hombre-máquina y permiten que los controles automatizados funcionen de manera más rápida, fiable y efectiva.

 actuador eléctrico o hidráulico

Fuente: Wikimedia.org

¿Dónde se usan los actuadores eléctricos?

Observando la industria de vehículos industriales, es un hecho que los fabricantes migran hacia la electrificación.

El coste del combustible y leyes cada vez más estrictas sobre las emisiones de escape, están obligando a los operadores de vehículos industriales a buscar alternativas más eficientes y ecológicas respecto a los sistemas convencionales con motores diésel.

Los vehículos comerciales diésel-eléctricos ofrecen muchas ventajas sobre sus equivalentes solo de diésel: lo más evidente es la mejora en el ahorro de combustible y la reducción de emisiones contaminantes.

Al tener disponibilidad de energía eléctrica en el vehículo, es posible eliminar las bombas auxiliares para los circuitos hidráulicos de a bordo y reemplazar el conjunto por sistemas totalmente eléctricos.

Por ejemplo, en el sector portuario, en muchas maquinarias de manejo de contenedores, se ha visto como mecanismos de accionamiento completamente eléctrico han reemplazado el tradicional sistema hidráulico. Uno de estos equipo es la grúa a pórtico, o RTG -Rubber Tyred Gantry-. Este es un importante paso en la tecnología de las RTG que hoy proporcionan hasta un 30% de mejora en el consumo de combustible y utiliza menos componentes que una máquina accionada hidráulicamente, lo que la hace más confiable y fácil de mantener.

actuador eléctrico o hidráulico

Fuente Wikimedia.org

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Cómo se instala un grupo electrógeno

La instalación de un grupo electrógeno es un ejercicio complejo porque abarca varias disciplinas de la ingeniería.

A continuación verás algunas pautas básicas que te permitirán instalar con seguridad un generador. Recuerda que, si no respetas las indicaciones proporcionadas por el fabricante, te arriesgas a causar daños, así como a situaciones peligrosas.

Cómo se instala un grupo electrógeno

¿Cómo se instala un grupo electrógeno?

Para instalar un generador eléctrico hay que tener en cuenta algunos aspectos claves:

  • El montaje mecánico, incluyendo la obra civil.
  • La instalación eléctrica.
  • La instalación de combustible.
  • La ventilación.

Cualquiera de estos aspectos es fundamental para que el resultado final sea fiable y sobre todo, seguro.

Este artículo sirve a modo indicativo. 

Para cualquier operación de instalación que debas realizar, dirígete a un profesional adecuadamente formado y certificado y/o al fabricante del grupo electrógeno.

El montaje mecánico

Cimentación y posicionamiento

La cimentación es la base de hormigón armado sobre la cual se apoya y ancla el grupo electrógeno, debe  soportar como mínimo una vez y media el peso del generador, incluyendo líquidos como el aceite, combustible y refrigerante, así como sus accesorios y el cuadro eléctrico.

Las dimensiones de la cimentación deben exceder las del generador, al menos 200 mm., en los dos sentidos de longitud y anchura.

Para limitar la cimentación es conveniente poner una capa de aislante entre la cimentación y el suelo alrededor de la misma.

La altura de la cimentación se podrá calcular con una fórmula y depende del peso que deba sostener y de la calidad del hormigón que se vaya a emplear.

Dejo una fórmula a modo de ejemplo:

como se instala un grupo electrogeno

El espacio donde se instale el grupo electrógeno, debe estar preparado para éste y preferiblemente para su uso exclusivo.

Será conveniente instalar en la misma sala, tanto los accesorios como las transferencias automáticas o las bombas de trasiego para facilitar la labor de mantenimiento y operación.

La sala debe de estar suficientemente despejada y con accesos adecuados para introducir el grupo y poder instalarlo con seguridad.

Es recomendable dejar al menos un metro y medio alrededor del generador. Teniendo en cuenta que si el grupo ya lleva una carrocería, se  debe dejar suficiente espacio para poder abrir totalmente las puertas de la misma.

En el caso de realizar la instalación del grupo electrógeno en interiores, salas de máquina o sótanos, se prestará especial atención al sistema de ventilación y a la evacuación de los gases de escape.

Si se posicionará más de un generador en la misma sala, además de las pautas anteriores, recuerda dejar suficiente espacio entre uno y otro para acceder, abrir puertas y realizar el mantenimiento.

Si no tienes salas y vas a posicionar el generador en exteriores, intenta dejarlo lo más aislado posible. Ten cuidado con garantizar espacio para la circulación de aire de refrigeración, así como la expulsión de gases de escape.

Consulta si hay reglamentos en tu ayuntamiento para evitar denuncias de vecinos sensibles al ruido.

Presta atención a que el suelo esté estable y firme, si no fuese así, podrás realizar una cimentación como se ha indicado en el apartado anterior.

Insonorización

En caso de instalar un generador abierto, podrás aplicar sistemas de insonorización y reducción de ruido en la misma sala. Esto afecta tanto al aislamiento de las paredes como al acondicionamiento de las entradas y salidas de aire de refrigeración.

A través de estos sistemas fijos, puedes obtener niveles de reducción muy altos, incluso más que las tradicionales carrocerías.

Sistema de escape

A la hora de realizar la tubería de escape para un generador, lo mejor es hacerla lo más recta posible y lo más vertical posible. Evita codos y en los tramos horizontales, aplica una inclinación del 5% hacia arriba, previendo una toma en el punto más bajo para descargar la condensación que se pueda crear.

Si atraviesas paredes, aísla la tubería con lana de roca o algo similar para que no trasmita calor. Emplea siempre tubos de acero lisos y sin soldadura.

En la conexión con el motor, emplea un tramo flexible para no transmitir las vibraciones del mismo a la tubería, y soporta el peso de esta última con enganches adecuadamente distribuidos a lo largo de su recorrido.

Los gases de escape son perjudiciales para la salud y además  pueden causar quemaduras, ten cuidado con alejar la tubería de salida de puertas o ventanas y de dejar bien despejado el recorrido de las tuberías. Coloca la salida a favor de viento para evitar que éste empuje los gases hacia las ventanas o zona concurridas.

Es importante respetar medidas y distancias concretas para el posicionamiento de las tuberías. Es recomendable consultar reglamentos locales, aunque suele ser lo correcto, no bajar de los 2,5 m., de altura en caso de dejar la salida en una pared o en vertical.

Se deben utilizar tuberías de diámetro generoso (siempre mayor que el de salida del motor) y calcular la contrapresión del sistema de escape para asegurarse de cumplir con los requisitos del motor. Cuando utilices codos, emplea radios de curvatura amplia, de tres o más veces el diámetro del tubo.

No es un cálculo complicado, pero necesitarás datos proporcionados por parte del fabricante. A continuación, se suministra una fórmula para tu conocimiento:

La contrapresión que debe tener el tubo, te la debe de dar el fabricante del mismo, y es un dato conocido por éstos.

La tubería se puede calcular de la siguiente manera:

C:Usersesbromascomo se instala un grupo electrogeno

El caudal de gases en m3/s y la temperatura de los gases en ºC los cuales puedes encontrar en la ficha técnica del generador.

La longitud equivalente de cada tramo de tubería y el diámetro interior de la misma dependen de las características de las tuberías que se vayan a diseñar o realizar.

La instalación eléctrica

Antes de comenzar con las conexiones eléctricas de tu grupo electrógeno, se deben consultar los esquemas y asegurarse de la función de cada cableado. Respeta las instrucciones y observa escrupulosamente las conexiones de borneras y cables de maniobra.

El fabricante debe indicar la distancia máxima entre los cuadros y el generador, si no, las mismas se pueden relacionar; se deben seguir las instrucciones sobre cómo actuar y probablemente se necesiten fuentes de alimentación o relés para duplicar las señales.

Los cables de potencia deben ser dimensionados por un profesional para evitar caídas de tensión, así como sobrecalentamiento o incendios.

Se debe tener especial cuidado con el orden de fase y respetar los bornes de fase y el neutro.

Emplea los registros de entrada y salida de cable predispuestos por el fabricante y sujeta las mangueras con bridas y soportes para evitar que su peso caiga sobre el interruptor y pueda hacerle daño. Al utilizar canaletas o rejillas para llevar las mangueras a destino, se deben dejar ordenadas y respetar una separación entre potencia y señal.

Puesta a tierra

La seguridad de la instalación depende también de una correcta puesta a tierra de las partes metálicas del equipo.

Se encontrará una toma de tierra en el cuadro que corresponde al punto central de la estrella del alternador (en un generador trifásico) y uno o varios bornes en el chasis o carrocería.

Según el tipo de instalación y de distribución (TT, TN, IT) se deben conectar los bornes en modo diferente, si no estás seguro, consúltalo con un profesional.

La puesta a tierra se realiza con unas picas de cobre específicas, sus dimensiones y la profundidad de enterramiento dependen del suelo y de la distribución.

Los requisitos para las instalaciones de tierra pueden variar de manera considerable entre un país y otro, siempre será mejor consultar la legislación local y los reglamentos apósitos.

La instalación de combustible

Los generadores incorporan un tanque de combustible que puede estar instalado en la bancada o suministrado suelto. Éste, alimenta directamente al motor y sólo requiere de una monitorización de nivel para que no se quede vacío en ningún momento.

En caso de necesitar largas autonomías se podrá añadir un depósito nodriza externo al grupo electrógeno. Se conectará al depósito estándar por una bomba de trasiego automático que de forma autónoma, llenará el depósito principal.

También, en este caso, existen normativas estrictas que será necesario consultar para evitar problemas administrativos, peligros o incendios.

La ventilación

Siempre que se quiera instalar y exista una ventilación adecuada, se requiere cumplir con algunos requisitos:

  • Asegurar el flujo de aire para la combustión y para el sistema de refrigeración principal, radiador o intercambiador.
  • Tener en cuenta los elementos altitud y temperaturas para corregir la densidad del aire en los cálculos.
  • Tener en cuenta la orientación de los vientos para evitar recirculación de aire.
  • Evacuar el calor generado por irradiación, por motor y alternador u otras fuentes de calor en la sala.

Las dimensiones de las ventanas de ventilación deberán ser por lo menos 1,3 veces más grandes que las de entrada y salida del grupo. Si se trata de un grupo abierto, se considerarán las dimensiones de la masa radiante.

Como regla general, calcula una velocidad del aire entre 2 y 3 metros por segundo:

como se instala un grupo electrogeno

Los datos del caudal, estarán en la ficha técnica mientras la superficie será la de las ventanas que definas.

En caso de situar el grupo en zonas extremadamente frías, la sala deberá ser acondicionada y calentada para que la temperatura no baje de 5 grados. Esto evitará la cristalización del combustible y facilitará el arranque.

Puedes consultar el artículo sobre climas fríos para más instrucciones.

¿Y ahora qué?

Con la instalación mecánica no se acaba la labor de puesta en servicio de un generador, también hay que gestionar ciertas tareas administrativas.

En España, este tipo de instalaciones generadoras de baja tensión, deben cumplir con la instrucción técnica ITC-BT 40 del Reglamento Eléctrico de Baja Tensión (REBT).

Igualmente, la empresa que instala el grupo electrógeno debe cumplir con los requisitos establecidos en el Real Decreto 842/2002 REBT, concretamente en su ITC-BT 03. Esto significa que también quien alquile o realice mantenimientos, debe registrarse como empresa especializada y su personal cumplirá con los requisitos y certificados correspondientes.

Además, una vez instalado, el generador necesita de un proceso de legalización, que suele ser distinto en función de la potencia.

Para saber más

Para profundizar los procedimientos administrativos te aconsejo el artículo de FEMPA y si no estás en España, infórmate en tu ayuntamiento o con un profesional del sector.

Además, para más detalles técnicos sobre el cálculo de la tubería de escape puedes ver este enlace, donde se explica el método de las pérdidas de carga equivalentes.

Por último, los sistemas de distribución son un concepto muy importante de la instalación eléctrica que debes conocer a la hora de instalar un equipo. Si no conoces sobre el tema puedes tener una idea del mismo aquí o consultarlo con un profesional.

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transición energética

Seguramente has escuchado el término transición energética. Tanto si  te encuentras un poco perdido y te preguntas qué es, como si conoces de qué se trata, has llegado al sitio correcto.

En este artículo te contaré como la transición energética, concepto ‘de moda’ en la industria de la energía, afectará a nuestras vidas.

Responderé a preguntas como: ¿Qué esperar de la factura de la luz dentro de 10 años? ¿Cómo cambiarán nuestros hábitos de consumo? ¿De dónde vendrá la energía eléctrica en el futuro? Y sobre todo, ¿cómo encaja el grupo electrógeno en este nuevo escenario?

Hoy en día, estas y otras interrogantes son planteadas con mucha frecuencia. Sabemos que algo está cambiando, intuimos que dentro de 15 o 20 años el suministro eléctrico no será como lo es hoy. Sin embargo, resulta difícil concretar una imagen sobre cómo será el entorno para entonces.

Qué es la transición energética

La transición energética en tu día a día

Redes inteligentes, digitalización, Internet de las cosas (IoT), energía renovable, e-mobility; vamos a ver cómo evolucionarán y cómo se acoplarán a la infraestructura eléctrica actual.

Hasta ahora, el sistema eléctrico se ha caracterizado por dos rasgos fundamentales: la centralización de la generación y la unidireccionalidad de la distribución.

En otras palabras, las infraestructuras energéticas de países y regiones se han estructurado pensando en grandes centrales (térmicas o nucleares, por ejemplo) localizadas en puntos estratégicos y desde las cuales una red de distribución radial alcanza todos los usuarios, o la mayoría de ellos.

Baste pensar que en muchos casos la red eléctrica es tan capilar que supera la de telefonía, aunque a menudo no tomemos conciencia en observarlo.

¿Qué puedes esperar entonces?

Vivirás una evolución hacia nuevos modelos que afectarán tanto a los usuarios como a las compañías eléctricas.

Los usuarios seremos activos y partícipes, productores y consumidores a la vez. Los cálculos tarifarios deberán tener en cuenta la variabilidad de las renovables y la posibilidad de autoconsumo. Smartphones y Apps servirán de soporte para gestionar la demanda y optimizar la eficiencia. La generación será descentralizada, así como la gestión de la infraestructura aprovechando tecnologías blockchain para gestionar el intercambio de energía entre los actores del sistema.

El trasporte será eléctrico: coches, camiones (como el TESLA ), trenes e incluso aviones. Esto demandará un fuerte aumento de electricidad para las cargas, pero permitirá descarbonizar la generación aprovechando las fuentes renovables.

Esta transición energética nos ofrece la oportunidad de desarrollar tecnología exportable y nuevo empleo, pero para ser practicable necesita de una sostenibilidad económica y técnica. Por ejemplo, para que las renovables sean operables hacen falta autoconsumo, flexibilidad, distribución y gestión de la demanda.

Las 3 D

Las macrotendencias abarcan 3 ámbitos fundamentales, las llamadas 3D:

  • Digitalización.
  • Descentralización.
  • Descarbonización.

Digitalización: se trata de la introducción de tecnologías que permitan aumentar la eficiencia a través de IoT y Smart metering o mediciones inteligentes. De forma que se optimice la generación, se eliminen las pérdidas y la gestión de la demanda se haga más efectiva e interactiva.

Se podrán tener en cuenta en tiempo real factores contingentes como el tiempo atmosférico (que influye en generación renovable), hábitos de consumo, eventos naturales y más.

A nivel técnico, la implementación masiva de contadores inteligente se enfrenta al reto de gestionar una gran cantidad de información. Hoy, las redes de media y alta tensión (MT/AT) son más controladas que las de baja tensión (BT) porque son más sencillas, menos extensas y con menos interconexiones o nudos. Si pretendiéramos controlar una red BT tal y como hacemos con las MT/AT, generaríamos una gran cantidad de información: la BT tiene más nudos y más variables como la existencia del conductor de neutro y los acoplamientos de fases que en AT no existen.

Si se habla de evolución de hábitos y nuevas tecnologías, no se puede olvidar aprovechar apps y smartphones. Éstos nos ofrecerán un ecosistema ideal para movernos en un entorno nuevo y complejo, a través de herramientas sencillas y user friendly.

En el llamado “New Policies Scenario” diseñado por la Agencia Internacional de la Energía, entre hoy y 2040 las necesidades energéticas mundiales aumentarán en un 30%. La mejora de la eficiencia en la producción de la energía es fundamental, pues sin ella, el aumento proyectado sería más del doble.

Descentralización:  la introducción de nuevas necesidades relacionadas con la disponibilidad de combustibles fósiles, la contaminación y el avance tecnológico, están marcando un cambio hacia modelos de generación y distribución alternativos. Se trata de la deslocalización de la generación: cada usuario podrá invertir en equipos para generar, auto consumir y a la vez verter energía a la infraestructura con el fin de ponerla a disposición de otros usuarios.

Lo más probable es que en 15 o 20 años, se cambie hacia sistemas descentralizados, donde cada usuario pueda ser a la vez consumidor y productor y donde la red y la infraestructura asuman el papel de vector bidireccional y plataforma de intercambio.

Descarbonización: este reto es el motor de la transición energética que nos espera. Es necesario reducir la contaminación a través de la reducción de consumo de combustible fósiles. Esto no solo se refiere a la generación eléctrica, sino también a un cambio radical del modelo energético del transporte.

Aquí entra en juego el papel de la e-mobility. La electrificación del transporte, permitirá limitar el impacto del petróleo y aprovechar la energía renovable solar y eólica generada e introducida en la red eléctrica. Es evidente el papel de las renovables que deberán sustituir la actual producción procedente de combustibles fósiles.

Las energías renovables variables (solar y eólica) alcanzarán aproximadamente el 19% de la generación total de electricidad neta en el 2020, el 25% en el 2030 y el 36% en el 2050, lo que demuestra la creciente necesidad de flexibilidad en el sistema eléctrico.

Qué es la transición energética

Fuente: EU Reference Scenario 2016 Energy, transport and GHG emissions Trends to 2050 Main results

El papel de Europa

En este contexto, es necesario recordar el programa europeo de medidas sobre clima así como el marco para energía y clima del 2030 que ponen ambicioso objetivos a la industria energética europea.

Industria impulsada por el proyecto Horizon 2020 que constituye un ecosistema propicio a la innovación tecnológica.

En este ecosistema se están desarrollando multitud de proyectos de investigación. En el pasado Congreso Smart Grids 2017 se discutieron casos concretos que demuestran que esta transición es posible.

Qué es la transición energética

A continuación, algunos de los proyectos más interesantes

P2P SMARTEST

Gracias a este proyecto se ha construido una verdadera red con generación distribuida donde se realiza el intercambio de energía entre usuarios grandes y pequeños. Los retos principales del sistema son la estabilidad y la seguridad. Para poder comprobar el funcionamiento exhaustivamente, se ha realizado una combinación de redes reales y simuladas. Con este modelo de gestión se podrá realizar un trading de energía en tiempo real o con un plazo de 24h.

Un algoritmo de gestión y cálculo de tipo Peer 2 Peer tiene en cuenta el diagnóstico de la infraestructura, las solicitudes de los usuarios, la gestión de la demanda, las consignas de potencias. Todo de forma totalmente transparente y sin privilegiar a ningún consumidor.

ELECTRIFIC 

Este ambicioso proyecto plantea soluciones para una electro movilidad sostenible con una actitud futurista visualizada entre 10 y 15 años.

En 2035, según un estudio de ING, el 100% de los nuevos coches vendidos en Europa serán eléctricos.

Qué es la transición energética

Fuente TheGuardian.com

El cambio de la movilidad plantea retos importantes:

  • Primero, necesitaremos entre un 5 y un 15% más de energía para cargarlo (recuerda que estamos electrificando el transporte).
  • Segundo, los cargaremos de forma descoordinadas y según patrones desconocidos y (casi) impredecibles.
  • Tercero, la energía renovable será para entonces una parte importante del mix energético y por ello también aumentará la variabilidad de la disponibilidad.

ELECTRIFIC coloca todos estos factores en una coctelera y saca una app para móviles que nos sirve de guía optimizando recorridos y patrones de carga.

Imagina que en un día de semana tienes que dejar tu hijo a la guardería, acercarte al trabajo y de vuelta pasar por el supermercado o el gimnasio. Y por supuesto, ¡recoger a tu hijo! 🙂

Si tú le dices a la app tus destinos y tus horarios, ella te devuelve unos itinerarios optimizados por economía, ecología o tiempo de recorrido. Siguiéndolos podrás cargar tu coche aprovechando las electrolineras más económicas, los horarios donde hay renovable disponible o las estaciones de carga más rápidas.

Todo esto sin olvidar, la vida de la batería de tu coche.

El proyecto se dirige tanto a usuarios de coches como gestores de flotas o gestores de estaciones de carga. Para poder actuar a través de todo el ecosistema del coche eléctrico.

SHAR-Q

El coche eléctrico es protagonista igualmente en el proyecto SHAR-Q.

Para aprovechar la potencialidad de la generación distribuida, sostener las necesidades de nuestras viviendas o devolver energía a red en un momento en el que esta lo necesite, no hay que olvidar la capacidad de almacenamiento de los vehículos que tendremos.

En otras palabras, es necesario coordinar la generación distribuida con la capacidad de almacenamiento, baterías, tanto estacionaria como móvil.

El modelo de intercambio V2G Vehicle to Grid es un recurso que abre nuevas oportunidades y modelos de negocio para operadores y usuarios:

  • Se intensifican las relaciones entre actores que gestionan el intercambio de energía.
  • Se diversifica la propiedad de equipos e infraestructuras que pueden ser propias o no.
  • Se generan necesidades de gestión de servicios complementarios como seguros, mantenimiento, explotación de las herramientas.

En este escenario se podría recurrir a plataformas de intercambio basadas en tecnologías blockchain para descentralizar las infraestructuras y la información.

Para que estos modelos alternativos despeguen, será necesario que cambie el marco legislativo permitiendo favorecer el nuevo papel del usuario/productor y la entrada de nuevos actores y servicios.

Blockchain y ciberseguridad en la transición energética

El blockchain permite compartir información y valor sin necesidad de un sistema centralizado. Es un sistema cifrado que garantiza la inmutabilidad de la base de datos a la par de los más seguros métodos tradicionales.

¿Entonces cuál es la Diferencia?

Que no necesita centralizar la información.

El Blockchain admite gestionar cualquier transacción que se pueda virtualizar: energía, barriles de petróleo, harina, documentos, entre otros.

Gracias a su versatilidad, este sistema encaja en la transición energética para gestionar intercambio de energía en forma de alquiler, transacciones p2p entre productores y consumidores o entre prosumidores  al mismo nivel.

Sin embargo, el intercambio de tanta información y la ausencia de un ente central, plantea también algunos inconvenientes como la necesidad de gestionar las comunicaciones garantizando la privacidad.

En otras palabras, podrás comprar y vender energía en tu microgrid de referencia, pero no será del conocimiento de los demás la compra que tú realices en cualquier momento del día.

Otro gran reto de la digitalización e informatización es la ciberseguridad.

Hoy en día no existen normas o leyes claras al respecto, solo la NIS y su toolkit , sin embargo, éstos no proveen a los operadores de una herramienta completa y exhaustiva.

Para ser más efectiva la ciberseguridad ,se debe otorgar al operador más participación. El fabricante debe diseñar tomando en consideración todos los elementos. El integrador debe entender la aplicación, el usuario debe ser capaz de sensibilizarse sobre necesidades y beneficios.

¿Cómo encaja el grupo electrógeno en este nuevo escenario?

Si bien elementos como IoT, volatilidad, islas energéticas, revisión de tarifas y almacenamiento determinarán cambios importantes en el paradigma de la generación, también es cierto que la época del combustible fósil no ha terminado aún.

El gas natural crecerá hasta cubrir la cuarta parte de la demanda mundial de energía en 2040 (“New Policies Scenario” de Agencia Internacional de la Energía), convirtiéndose en el segundo combustible más importante después del petróleo.

El gas natural se podrá aprovechar en generadores, reduciendo la contaminación y generando energía de forma ecocompatible y continua. Podríamos usarlos en nuestras casas, aprovechándolos también para la calefacción y usar el agua calentada por el motor. Además, el uso de grupos electrógenos domésticos nos permitirá reducir el almacenamiento e incrementar nuestro aporte de energía a la red, generando así ingresos.

Estabilidad, reducción del almacenamiento, alimentación por gas, cogeneración, autoconsumo y exportación.

Todavía quedan muchas buenas razones para seguir contando con grupos electrógenos.

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funcionamiento grupo electrogeno

Con Genset Fácil has aprendido que hay muchas formas de utilizar un grupo electrógeno: desde el camping, hasta los hospitales, desde el riego hasta los primeros auxilios en caso de desastres naturales.

Esta versatilidad se consigue gracias a los modos de funcionamiento: la posibilidad de emplear cada equipo de forma distinta, según el uso que le queramos dar. Un mismo equipo puede servir para distintas aplicaciones, solo con cambiar un parámetro de su controlador.

¿Cuáles son los modos de funcionamiento de un grupo electrógeno?

A continuación se exponen los modos de funcionamiento de un grupo electrógeno:

Manual: Cuando el equipo arranca y se detiene por mano de un operador.

Semiautomático, o semimanual: En este caso la centralita dispone de una entrada programable. No es inteligente por si solo, pero a través de un componente externo puede arrancar y parar sin el auxilio humano.

Automático por fallo de red: Los controladores más completos disponen de la capacidad de detectar en forma  autónoma cuando la red eléctrica falla y se requiere arrancar el generador. Este modo es completamente automático, no se necesitan componentes añadidos, ni la actuación de un operador.

Paralelo: Por encima de lo mencionado hasta aquí, cada grupo, sin importar que sea automático o manual, puede trabajar en paralelo, es decir, al mismo tiempo y junto con otro grupo o con la red. En este caso tenemos más posibilidades aún: trabajo a potencia fija, potencia repartida y recorte de picos.

Los modos de funcionamiento en detalle

El modo Manual

Este modo de funcionamiento es el que se utiliza siempre y cuando exista un operador que pueda o deba, controlar el grupo.

La necesidad de operar manualmente puede ser por razones de seguridad o de simplicidad. Por seguridad, cuando hay la necesidad de vigilar por la ausencia de personas o que las condiciones de la instalación sean las adecuadas. Por simplicidad, por la equipación del generador (para mencionar un ejemplo), bien para evitar fallos a componentes sofisticados, o bien, para hacerlo sencillo de usar para operadores no calificados.

En breve: un grupo electrógeno funciona en modo manual siempre y cuando necesite una persona, calificada o no, para arrancar, entrar en funcionamiento y parar.  El operador accionará botones dispuestos en el cuadro eléctrico y con ellos controlará las funciones disponibles del grupo electrógeno.

Algunos ejemplos típicos de este modo de funcionamiento son la construcción, donde las máquinas arrancan y paran controladas por los mismos albañiles o mecánicos de la obra; el riego, donde el usuario acciona manualmente el motor cuando lo necesita; la recuperación de desastres naturales, donde los mismos bomberos u operadores de la protección civil operan el generador.

También entran en esta categoría los generadores portátiles para el tiempo libre y el camping.

funcionamiento grupo electrogeno

El modo Semiautomático

El modo semiautomático, o semimanual, tienen características similares al modo manual. En este caso, el generador no puede discriminar de forma autónoma si comienza a trabajar o no, pero sí es posible añadir un componente externo para desarrollar esta función, esto sin necesidad que exista una persona siempre presente.

Un grupo electrógeno funciona en modo semiautomático cuando su controlador admite una entrada programable y esta entrada se conecta con un dispositivo externo que detecta la condición por la que queremos arrancar.

Imagina que se presenten desperfectos en una finca donde no hay disponibilidad de energía eléctrica, sería conveniente un grupo electrógeno que permita iluminar el área durante la noche, activar una alarma y prevenir que los vándalos accedan. Podrías conectar el generador a un sensor de luz para que detecte cuando baja la noche y a través de la entrada programable pueda arrancar. De la misma forma, parará el generador cuando vuelva la luz del día.

Otro ejemplo, tratándose de riego, sería cuando se emplea un sensor de nivel de agua colocado en una balsa. Este sensor se conecta al generador para que cuando la balsa se vacíe, arranque el generador y vuelva a llenar el depósito.

Ultimo caso y muy común, es el de conectar un reloj programador, de esta forma, podremos disponer del generador en días y horas concretas, sin necesidad de acceder al grupo, aunque este no sea automático.

El modo Automático

El modo automático es el que se utiliza cuando queremos que el generador sea completamente independiente. Por lo general, nos referimos al control de presencia del suministro eléctrico cuando tenemos el grupo electrógeno funcionando en emergencia.

El mismo cuadro de control y la misma centralita del generador son capaces de detectar que falta la red y tomar la decisión de arrancar, sin que sean necesarios los operadores y sin dispositivos externos.

Un grupo electrógeno funciona en modo automático por falta de red cuando su central de control es capaz de monitorizar y detectar la ausencia de la red electrice y por ello activar el grupo electrógeno y comandar el dispositivo de conmutación.

La conmutación, un doble interruptor que corta el grupo y activa la red o viceversa, puede encontrarse en el generador o externamente. Sin embargo, cuando el grupo es automático es éste que la controla y le indica cómo operar: trabajo grupo o trabajo red.

Ejemplos de esta aplicación son los generadores de emergencia empleados desde las grandes infraestructuras como hospitales, aeropuertos o estaciones de bombeo de agua, hasta edificaciones más comunes tales como colegios, las oficinas de una empresa o un chalet.

El funcionamiento en Paralelo

Por encima de los modos de funcionamiento principales hay otro tipo de funcionamiento que es el paralelo, o sincronismo.

Un grupo electrógeno trabaja en paralelo, o sincronismo, cuando no es la única fuente de alimentación de una carga sino que se suma a otro grupo o a la misma red.

Un generador puede trabajar conjuntamente a otra fuente de energía si previamente se ha sincronizado con ella. Es decir, replica la señal de corriente y tensión para tener los mismos valores eléctricos. Ejemplo de ello es un tren que debe alinear su velocidad a la del tren que le precede, para no alcanzarle y chocar.

Los principales modos de paralelo son:

Potencia fija: Cuando el generador está conectado a una red eléctrica y transfiere siempre la misma potencia, generando ininterrumpidamente 24/7.

Repartición de carga: Cuando todas las fuentes de energía reparten y suministran la carga por igual, adaptándose a sus variaciones.

Recorte de picos de consumo: Cuando la otra fuente genera a potencia fija y nuestro generador varía su potencia en función de la variación de la carga. Se puede trabajar al revés, cuando nuestro generador produce siempre la misma potencia mientras la otra fuente se adapta a las variaciones de la carga.

Para saber más

En este artículo se ha tratado sobre aplicaciones y cuadros eléctricos. Ambos temas han sido abordados con anterioridad y te invito a visitar los posts correspondientes para profundizar sobre esos conceptos. Encontrarás las  aplicaciones aquí y los cuadros eléctricos aquí.

 

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Qué directivas debe de cumplir un grupo electrógeno
Todos los objetos y herramientas que tenemos alrededor tienen que cumplir con unas normas concretas para su diseño y fabricación. Estas normas recogen criterios que satisfacen a directivas y estas a su vez, se aplican en cada país a través de leyes tales como el Real Decreto.
Normas, directiva, real decreto… ¿Qué quiere decir todo eso? ¿Qué es el marco CE? y ¿Qué directiva debe cumplir un grupo electrógeno?

¿Qué directiva debe cumplir un grupo electrógeno?

Qué directivas debe de cumplir un grupo electrógeno
Muy a menudo se confunden los conceptos relacionados con el marcado CE, las directivas EU y las normas. En realidad todas estas herramientas, tienen rasgos y funciones muy concretas y diferentes entre sí. Todas sirven para que lo que se diseñe, fabrique o construya se haga bajo unos criterios comunes que garanticen la seguridad de los usuarios, el correcto funcionamiento y la ausencia de perturbaciones a otros sistemas.
Existen distintos organismos que se encargan de que esto ocurra, cada unos de ellos dispone de equipos de expertos, cuya función es la de marcar pautas para que diseñadores, ingenieros y/o fabricantes tengan referencias e instrucciones concretas a la hora de fabricar algo.
La reglamentación abarca absolutamente todos los objetos que usamos diariamente, desde las viviendas, hasta los juguetes; desde los ordenadores, hasta los alimentos.

Haz una prueba: busca la Marca CE en los objetos que usas a diario, quedarás sorprendido de verla tan a menudo.

Cuando diseñas un grupo electrógeno deberás indagar sobre las directivas que se deben cumplir considerando todos los posibles aspectos que éste abarca:
  • El grupo electrógeno es una maquinaria, un conjunto de elementos que sirve para desarrollar una función y que puede -o no- ser operado por un usuario; por lo tanto, deberá cumplir la Directiva 2006/42/EC, Seguridad de las Maquinarias.
  • El grupo electrógeno entrega corriente eléctrica en baja tensión (menor de 1000 Vac), por lo tanto, deberá  cumplir la Directiva 2014/35/EU (sustituye 2006/95/EC), Equipos de Baja Tensión.
  • Además, emite campos electromagnéticos. Recuerda que el alternador es una máquina eléctrica que aprovecha un campo magnético para generar corriente, por lo tanto, debe cumplir con Directiva 2004/108/EC, Compatibilidad Electromagnética.
  • El grupo electrógeno tiene un motor diésel que, como todos los motores, emite gases de escape; por ello debemos contar con la Directiva 97/68/EC, modificada por la Directiva 2012/46 / UE y sucesivamente derogada por la 2016/1628 EU, de emisión de gases y partículas contaminantes de motores empleados fuera de carretera.
  • Siempre el mismo motor genera ruido, que puede ser escuchado por las personas que estén alrededor, por ello es regulado también por la Directiva 2000/14/EC, modificada por la Directiva 2005/88 / CE, sobre emisión de ruido de los equipos al aire libre.
Para cumplir con todo lo que estas directivas nos indican, es importante apoyarse en las normas armonizadas, especialmente la EN ISO 8528 que se refiere al grupo electrógeno y abarca todo lo relacionado con el Genset, desde el diseño hasta las pruebas.
Solo tras haberse diseñado y fabricado cumpliendo con las directivas y normas aplicables, los grupos electrógenos se entregan con una declaración de conformidad CE.

¿Qué es el Marcado CE?

El Marcado CE -también se puede llamar Marca CE- es una marca que se aplica a algunos productos industriales. Está regularizado por la Directiva 93/68/EEC.
Lo primero que hay que destacar es que el Marcado CE no garantiza ni calidad, ni prestaciones por sí mismo. Es una declaración, una promesa, por parte del fabricante que el producto satisface los requisitos mínimos legales de seguridad según las directivas y normas aplicables descritas antes. En ningún momento interviene una tercera parte a comprobar el cumplimento de las mismas. Es necesario aplicarlo físicamente a cada producto que esté dentro del marco de las Directivas denominadas ‘New Approach‘ y se vaya a comercializar en cualquiera de los países miembros de la Unión Europea. Aún fabricándose fuera de la misma, un producto no se puede rechazar en Europa si el Marcado CE se ha aplicado.
Sin embargo, aunque demos por sentado que el Marcado CE ha de ser aplicado a un grupo electrógeno comercializado en nuestro país, debemos averiguar si hay otros reglamentos o leyes locales que pueden ser aplicables. Autoridades regionales o locales pueden sumarse a los requisitos de la UE en temas como el ruido o las emisiones contaminantes.
Por ejemplo, en España es fundamental respetar y aplicar el Reglamento Eléctrico de Baja Tensión. Un documento aprobado por Real Decreto, que establece los requerimientos y los criterios de proyecto y ejecución de cualquier sistema eléctrico de baja tensión realizado en el país.

Las directivas y normas, ¿qué diferencia hay?

Es muy importante aclarar la diferencia existente entre los términos que hasta aquí hemos empleado.
Las Directivas Europeas, son herramientas jurídicas que permiten trasladar a las naciones, las decisiones tomadas en las instituciones europeas. Grupos de expertos procedentes de los países miembros, realizan propuestas de Directivas a través de la Comisión Europea y éstas deben ser aprobadas por el Parlamento Europeo. Una vez aprobadas, cada estado miembro deberá asumirlas y aplicarlas con una ley nacional, (por ejemplo un Real Decreto). Solo entonces estas directivas toman significado y valor para los ciudadanos.
Las Normas, son especificaciones técnicas aprobadas por un organismo reconocido (ISO, UNE, ANSI, BS, etc…) cuya observancia no es obligatoria. Sin embargo, nos sirven de referencia y garantía, para actuar en cumplimiento con las directivas para las que sirven. Son documentos redactados conjuntamente por miles de expertos de todo el mundo, que definen las características (tamaño, rendimiento, seguridad, organización, etc.) de un producto, como también proceso o servicio de acuerdo con el estado del arte. Las Normas, para poder definirse así, deben cumplir con cuatro requisitos: ser consensual, ser democrática, ser transparente y ser voluntaria.
Una norma es armonizada y es válida en toda la Unión Europea cuando recibe el código de EN (Norma Europea) por las autoridades correspondientes: CEN, CENELEC o ETSI.
Voy a poner un ejemplo: imagina que debes diseñar y fabricar un secador de pelo; ante todo debes consultar las directivas aplicables, que son como mínimo las 2004/108/EC Electromagnetic compatability (EMC) y la 2006/95/EC Low Voltage (LVD). Éstas te darán indicaciones genéricas sobre como garantizar la seguridad de las personas. Simplificando, encontrarás recomendaciones para evitar la electrocución o que el peso excesivo provoque daños a músculos o articulaciones.
Pero ¿cómo conseguir que la gente no se electrocute? De manera específica, puedes buscar normas puntuales para tu equipo, por ejemplo, la IEC 60335-1:2010+AMD1:2013+AMD2:2016 CSV Version consolidada de aparatos eléctricos, domésticos y similares.
En la norma encontrarás instrucciones técnicas exactas para solventar el problema de la electrocución, doble aislamiento, protecciones diferenciales y otras tecnologías aplicables para garantizar la seguridad. Siguiendo la norma armonizada aplicable,  garantizas el cumplimiento con la Directiva por la que está armonizada. En tu certificado CE deberás indicar la Directiva que cumples, así como las Normas que has seguido, esto sustentará tu certificado con elementos y criterios objetivos.

Este ejemplo es una simplificación extrema del proceso descrito, en ningún caso debe de servir como caso de estudio o referencia.

Marcado CE de grupos electrógenos antiguos

El marcado CE ha entrado en vigor en Europa en el año 1996, antes no era un requisito necesario. Sin embargo, hay muchas maquinarias y grupos electrógenos fabricados antes de esa fecha que aún siguen en uso. En estos casos ¿es necesario que lleven marco CE?
Por lo general, si el grupo electrógeno, o la maquinaria, es de nuestra propiedad y no vamos a vender o ceder la máquina a terceros, no tenemos obligación de cumplimiento, siendo la ‘Directiva Máquinas’ posterior al año de fabricación del equipo y no teniendo efectos retroactivos.
Por otro lado, si queremos vender el grupo electrógeno o cederlo a terceros, debemos asegurarnos que cumpla con y en todo caso mejore, los requisitos de seguridad vigentes en el año de fabricación. Es aconsejable solicitar un examen profesional por parte de un experto, éste deberá recomendarnos las medidas necesarias para que el equipo se ponga en seguridad empleando materiales y técnicas propias del estado del arte. Será bueno conservar todos los informes, facturas y justificantes de los trabajos realizados.
No olvides que en caso de accidentes y consecuentes perjuicios a cosas o personas, la responsabilidad será del propietario del grupo electrógeno.

Para saber más

Para los lectores españoles será fundamental profundizar el conocimiento del REBT. También dejo un enlace a un sitio web muy completo sobre la Directiva Maquinas.
Respecto a la organización de la Unión Europea sugiero utilizar este enlace, mientras que para consultar sobre cuáles son los ámbitos de aplicación de las directivas New Approach consulta aquí.
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Están por todos lados: en el restaurante de los domingos, en el hospital donde tu hermana acaba de dar a luz, en el aeropuerto donde te subes al avión hacia el caribe y en la estación de Renfe de camino a la Uni. Podrías seguir más y más líneas engordando la lista de los sitios donde podríamos encontrar un grupo electrógeno. Solo en 2013 se produjeron mas de 380 mil unidades!*

Es cierto, los usos para estos equipos son muy numerosos y muy variable. Pero, ¿cómo podríamos describir y catalogar todos estos usos, estos lugares, estas funciones?

El suministro eléctrico se da por sentado, es difícil imaginar situaciones en las que la energía eléctrica no esté disponible. Estamos acostumbrados a que simplemente solicitando una acometida a cualquiera de las más de 300 comercializadoras de Energía Eléctrica registradas en España, ya estamos automáticamente conectados. Sin embargo, pueden ocurrir fallos en la red de distribución o eventos naturales que interrumpen el suministro de forma inesperada. Además, si vamos a países en desarrollo veremos que hay zonas completamente aisladas donde cualquier servicio necesita de generadores para poder funcionar.

¿Para qué y donde se necesita un grupo electrógeno?

En todos estos sitios veremos diferentes tipos de operativas y funciones, para reunirlos y describirlos de una forma organizada, introducimos el concepto de aplicación.

La aplicación indica el destino final del generador, describe el sector de la empresa o del ejercicio del usuario final, aporta información acerca del modo de trabajo y con buena aproximación nos dice el número de horas de funcionamiento diario.

Las aplicaciones principales son:

  • Emergencia.
  • Contraincendio.
  • Industria.
  • Construcción.
  • Eventos.
  • Alquiler.
  • Marino.
  • Recuperación desastres.
  • Telecomunicaciones.
  • Data Centers.
  • Defensa.

Cada una de estas aplicaciones se distingue de las otras en aspectos importantes que afectan el modo de funcionamiento del equipo, el equipamiento del mismo y las cantidad de horas de funcionamiento, es decir, la vida útil.

Las aplicaciones del grupo electrógeno en detalle

Emergencia. Es la aplicación más común en los países desarrollados. Se trata de generadores que deben suministrar energía solo en el caso de que falle el suministro principal. Esta aplicación recoge un amplio abanico de casos: desde hospitales y aeropuertos, hasta tiendas, hoteles y restaurantes. Desde casas particulares, hasta instalaciones deportivas y de ocio. El trato en común es evitar que los usuarios del establecimiento se vean afectados por el apagón.

El objetivo del grupo electrógeno es el de estar disponible en caso de que el suministro normal falle por cualquier razón. En este caso, el genset arranca y suministra el establecimiento de la energía que necesita.

Contraincendio, provee alimentación a los sistemas de bombeo de agua en caso de incendio. Imagina que haya un incendio y a la vez falte el suministro eléctrico, en este caso, necesitaremos de grupo electrógeno para la misma seguridad del establecimiento y de las personas que en él estén.

Industria. El sector industrial puede necesitar generadores en tres casos: emergencia -se asimila al caso anterior- para no dejar procesos de fabricación a medio en caso de corte del suministro; mantenimiento, para cortes de red programados debidos a mantenimientos o ampliaciones; falta de potencia, cuando la red eléctrica no esté distribuida hasta la fábrica o no pueda entregar suficiente potencia.

Construcción. Las obras son sitios muy duros para un grupo electrógeno, extensas horas de trabajo y mucha variación de cargas como grúas y compresores. Además, el ambiente de trabajo es polvoriento, el cuidado suele ser escaso y la manipulación se descuida. Las máquinas para construcción deben ser fuertes y resistentes, aptas para ser arrastradas por la obra y fáciles de conectar. Las instalaciones son temporales -para la duración de la obra- así que esta operación debe ser ágil y fácil de ejecutar.

Minería. Parecido a la construcción por el ambiente, se diferencia de aquél por las condiciones de contaminación del aire que pueden llegar a ser peor y por la instalación que en este caso es de largo plazo. Se pueden emplear depósitos externos conectados al principal del grupo electrógeno para garantizar una autonomía extensa y usar filtros de aire específicos -heavy duty- que aumentan la protección del motor.

Eventos. Ferias, conciertos, grabaciones de cine o de televisión, fiestas de boda o convenciones de empresas. En todos estos casos se recurre a generadores para dar suministro a los sistemas eléctricos necesarios para el desarrollo del acontecimiento. Las particularidades de esta aplicación son la extrema necesidad de reducir el ruido, la posibilidad de alimentar cargas no lineales, la necesidad de larga autonomía y fiabilidad extrema. El ruido del grupo no se puede mezclar con la música del concierto o la voz de conferenciante. Amplificadores de voz, instumentos musicales, luces estroboscopicas, son carga muy delicadas desde el punto de vista eléctrico, que perjudican el funcionamiento del grupo electrógeno si no se dimensionan correctamente.

La autonomía debe ser suficiente para garantizar un funcionamiento sin interrupciones durante todo el tiempo del evento. Es absolutamente imprescindible que no hayan fallos durante el evento. Imagina un apagón en medio de un festival o durante una directa televisiva de una final de fútbol: seria imperdonable, para evitarlo, se emplean varios grupos iguales trabajando juntos, si fallase uno, el resto del sistema podría asumir la carga y nadie se daría cuenta del inconveniente. Bueno, los técnicos sí.

Alquiler. Aunque el utilizador final de un grupo electrógeno alquilado sea en efecto una industria, un evento o una obra, en este caso habrá que tener en cuenta sobre todo las necesidades propias del alquilador. Estos generadores por lo tanto se diseñan para ser versátiles, adaptarse a cualquier uso final, ser fáciles de transportar, tener autonomía elevada para no depender de instalaciones complejas de gasóleo, incorporar modos de funcionamiento válidos tanto para emergencia como par trabajos continuos y en paralelo con otros genset.

Marino. También en los barcos hay electricidad, ésta se genera con grupos electrógenos instalados en el mismo buque. Las peculiaridades en este caso son el sistema de refrigeración del motor que emplea agua de mar, una serie de certificaciones específicas que estos equipos requieren para poder navegar y que el sistema de distribución (y puesta a masa/tierra) es distinto para garantizar la protección de las personas y evitar fenómenos de electrolisis que deteriorarían la quilla de forma acelerada. En efecto, en alta mar no hay tierra.

Recuperación de desastres. Tras un desastre natural – huracán,  terremoto, una aluvión  se ejecuta un plan de contingencia que abarca todos los ámbitos de asistencia primaria necesarios para asistir a los afectados. Entre ellos, recordamos hospitales de campaña, estructura de asistencia médica de urgencia, estructura de hospitalización de los evacuados, puesta en seguridad de las áreas afectadas, achique de aguas y por supuesto, necesidades eléctricas par desarrollar todas estas funciones. Un grupo electrógeno empleado en un plan de contingencia, debe ser ante todo rápido de poner en servicio, fiable y apto para cualquier tipo de carga se necesite alimentar.

Telecomunicación. La creciente difusión de aparatos móviles conectados a internet, ha generado la necesidad de mejorar la red de difusión de la señal. Te habrá ocurrido, que te encuentras en un sitio aislado, sin casas ni almas, pero tienes cobertura móvil.  Esto pasa sobre todo en países en desarrollo donde el tiempo de implantación de la infraestructura eléctrica, no va al mismo ritmo que la imparable industria de las telecomunicaciones. Así es que las antenas móviles -llamadas Base transceiver station (BTS)- se proveen de grupos electrógenos para la alimentación de los equipos de transmisión. Los equipos TLC deben  estar preparados para funcionar en ambientes muy distintos por temperatura, humedad, cantidad de lluvia. Además, deben ser capaces de suministrar cargas muy variables y no lineales, estar protegidos ante posibles robos de combustible y estar aptos y optimizados para reducir los interventores de mantenimiento.

Centros de Procesamiento de Datos (CPD). El Big Data no es una definición abstracta, es una realidad que necesita de una imponente infraestructura de almacenamiento de datos. Esta infraestructura constaba en 2016 de más de medio millón** de datacenter por el mundo, mas de 50 solo en España***. Los data center se diferencian por el nivel de seguridad que depende satisfacer: los datos procesados por un banco o por una clínica, no tienen la misma criticidad que aquellos almacenados por empresas de publicidad o proveedores de plataformas de blogueo. A cada uso corresponde una exigencia distinta y se encarga un instituto americano, el Up-Time Institute, a distinguir y definir los requerimientos de seguridad y las tecnologías para conseguirlos. Además, este define un rateo de potencia distinto denominado Data Center Continuous (DCC) específico para los CPDs. En cualquier caso, se necesita de generadores para garantizar el funcionamiento del Data Center en caso de fallo del suministro eléctrico principal.

Defensa. Fuerzas armadas y fuerzas de policía desarrollan continuamente misiones en el extranjero desplegando repartos enteros en zonas angustias y totalmente privas de infraestructuras. De la misma manera que despliegan estructuras para alojar las tropas, cocinas y hospitales de campaña, construyen centrales de suministro de energía empleando grupos electrógenos. Indudablemente, estos generadores deben ser fiables, aptos para  trabajar 24/7 y preparados para el funcionamiento en paralelo.

En otros casos, se emplean genset como componentes de equipos de defensa, algunos tanques o vehículos blindados incorporan generadores para suministrar los aparatos eléctricos necesarios a los dispositivos de defensa comunicación. Otros vehículos empleados para operaciones de inteligencia emplean generadores para radares y sistemas de vigilancia.

Para saber más

Ahora sabes lo que es una aplicación y puedes distinguir las principales.

Sin embargo, hay algunos temas que puedes profundizar. Para entender mejor quién y cómo comercializa la energía eléctrica en España, puedes consultar la Comisión Nacional de los Mercados y la Competencia Cnmc.es que nos proporciona información acerca de los actores de este sector.

Si el big data  y las TLC te ha despertado curiosidad, la podrás satisfacer con un excelente e-book de Leandro Zanoni, Futuro Inteligente, mientras para entender la ingeniería de una BTS te aconsejo Wikipedia.org.

Si te quieres dedicar al diseño de CPDs empieza por el Uptimeinstitute.com.

Para ver ejemplos de carros de combate y vehículos blindados, mira las web de este fabricante de Emiratos Nimr.ae o de este de Suiza General Dynamics.com: disponen de información técnica de sus productos.

Notas:

  1. *Fuente Frost & Sullivan
  2. **Fuente Emerson
  3. ***Fuente Datacentermap.com

Photo Credit: Pexels.com

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