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mantenimiento grupo electrógeno

El grupo electrógeno diésel es un sistema fiable y fácil de usar para generar electricidad. Como usuario debes  preocuparte de mantenerlo eficiente y controlado, lo mismo que haces con tu coche cuando lo llevas a las revisiones anuales de mantenimiento. ¿Pero cómo se hace el mantenimiento de un grupo electrógeno?

El mantenimiento de un grupo electrógeno

mantenimiento grupo electrógenoCualquier tipo de usuario, incluidos los menos expertos, adquieren grupos electrógenos para limitar los efectos de los cortes de suministro de la red eléctrica. Sin embargo, puede pasar que cuando el suministro de red falla, el grupo no arranque y no cumpla con su función. Lamentablemente, olvidamos probarlo de vez en cuando, mantenerlo limpio, hacerle el mantenimiento. Imagínate qué pasaría si dejaras tu moto parada durante varios años en el sótano y de repente fueras a arrancarla. ¿Crees que arrancaría al primer intento?

El grupo electrógeno necesita mantenimiento, tanto el motor diésel como el resto de componentes necesitan un cuidado periódico y unas pruebas programadas.

Para el primero, lo más importante es el cambio de aceite y de filtros, mientras que el alternador y el cuadro eléctrico necesitan un examen de los terminales y una limpieza periódica de los mismos. Si el grupo electrógeno está instalado en una carrocería deberás verificar en forma regular el estado de las partes móviles como las bisagras y las sujeciones y de la pintura. Realiza estas operaciones básicas al menos una vez al año.

También es aconsejable realizar un arranque cada semana o por lo menos una vez al mes.

El plan de mantenimiento de un grupo electrógeno

A continuación, te indico un plan de mantenimiento completo para que te sirva de guía al realizar los servicios de tu grupo electrógeno.

El mantenimiento preventivo es el más importante para garantizar que tu equipo se mantenga en condiciones óptimas.

Las operaciones que debes tener en cuenta, abarcan desde una inspección general del estado, hasta un control profundo del sistema de lubricación, del sistema de enfriamiento, del sistema de combustible y de la parte eléctrica incluyendo las baterías y el regulador de velocidad

Hablando de un grupo electrógeno en emergencia, es aconsejable verificar con frecuencia el estado general, para asegurarte que visualmente no haya partes deterioradas, dañadas o que se haya acumulado suciedad.

Todas las semanas podrás controlar el aspecto de tu grupo electrógeno, comprobar que la resistencia de precaldeo esté caliente y echar un vistazo a los niveles de refrigerante, aceite y combustible. Te asegurarás que no hay pérdidas, por ejemplo, a través de un manguito dañado. También te recomiendo que arranques el generador con frecuencia para asegurarte que las baterías y el cargador están en buen estado. El nivel de aceite se comprueba con el motor apagado con la varilla instalada a un lado.

Para el sistema de refrigeración retira la tapa -siempre con motor frio- y si es necesario añade refrigerante hasta donde te indique la marca de llenado o hasta unos diez centímetros por debajo del nivel de la tapa. Usa una mezcla de agua y glycol de 50/50 a no ser que el fabricante te indique otra cosa.

Revisa si el radiador tiene agujeros, daños o pérdidas. Limpia la superficie con aire o agua, y cuidado con tocar las aletas del panel radiante, ¡Cortan! Toca la resistencia de precaldeo y comprueba que calienta correctamente en todo el circuito y que no hay obstrucciones.

Mientras el grupo electrógeno esté arrancado, chequea la presión del aceite -aproximadamente 4…5 bares- y las temperaturas del refrigerante -aproximadamente 70…80ºC-, si detectas algo anómalo, probablemente sea el aviso de un problema futuro. Analiza la causa y soluciónala antes que ocasione daños. Presta atención al ruido del motor y a su apariencia, observa si hay muchas vibraciones o exceso de humo en el escape. Busca alarmas en las centralitas de control.

Siempre con el grupo electrógeno en funcionamiento, inspecciona las mangueras de combustible, tanto las de suministro como las de retorno. Las tuberías deben estar libres y lejos de otros componentes que vibrando y frotando puedan dañarlas. Ayúdate con bridas y soportes para anclarlas y enrutarlas correctamente. Comprueba que los filtros estén bien fijados y que no haya fugas. Si detectas grietas sustituye el componente defectuoso.

¡A veces es suficiente un vistazo para detectar una anomalía!

Comprueba todos los meses las partes mecánicas como la tensión de la correa del ventilador, la fijación del silencioso de escape y de los soportes de motor y alternador. Limpia el polvo de las partes eléctricas. Comprueba la batería y los terminales, las conexiones deben de estar limpias y bien apretadas, Si ves rastros de óxido o ácido remplaza los conectores y limpia bien la zona. Revisa si la batería se ha dañado al soltar ácido.  Con las nuevas baterías de gel no deberás preocuparte mucho, solo asegurate que las conexiones y el chasis no esten dañados. En todo caso, comprueba el tipo de batería y consulta con el fabricante si necesita de cuidados especiales.

Por lo menos una vez al año o cada 500 horas de trabajo cambia el aceite. Un aceite sinténtico 15W40 debería ser adecuado, aunque te aconsejo averiguar que recomienda el fabricante. Sustituye los filtros de combustible, aceite y aire de admisión y vacía las acumulaciones de agua en el depósito. Por último, limpia el radiador y el respiradero del cárter.  Tras cambiar los filtros de aceite y combustible llévalos en un centro de desecho, no los trates como basura convencional pues son muy contaminantes y necesitan un tratamiento especial.

¡OJO! TODAS LAS OPERACIONES DE MANTENIMIENTO SE REALIZAN CON MOTOR APAGADO Y BLOQUEADO. PULSA LA SETA DE EMERGENCIA PARA ASEGURARTE  QUE NO ARRANCARÁ EN CASO  QUE FALLE LA RED ELÉCTRICA.

En todo momento te recomiendo adaptar el plan de mantenimiento de tu grupo electrógeno a las recomendaciones del fabricante y al entorno donde está instalado. Si lo tienes en un ambiente polvoriento, limpia los filtros de aire y el radiador con mayor regularidad. Si el combustible que consigues es de mala calidad o si hay mucha condensación de agua en el depósito, limpia los filtros de gasóleo con más frecuencia y drena la condensación.

También puedes añadir un filtro de gasóleo con separador de agua para asegurarte que el motor no se dañe.

Cuando tu máquina no está en emergencia, sino que trabaja muchas horas al día y tal vez en condiciones de trabajo extremas o expuesta a la intemperie o ambientes polvorientos, te recomiendo consultar con el fabricante o con una empresa especializada para que te pueda hacer un calendario de mantenimiento a medida. Deberás  pedirle  un registro de todas las operaciones y los comprobantes de las piezas que sustituya.

Para saber más

Te dejo un vídeo muy claro que te proporciona información práctica sobre lo que hay que hacer con un grupo electrógeno portátil. Mantenimiento en Youtube.com

No subestimes el peligro de dejar suciedad en el cuadro eléctrico porque pueden ocasionar arcos electricos

Para informarte sobre las baterías libres de mantenimiento mira este Wikipedia.org.

Photo Credit Chris Christian

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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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Gensets Para Dummies: curso sobre generadores eléctricos

A la hora de pedir un grupo electrógeno tienes varias opciones para “vestirlo” de forma que encaje con tu instalación. Puedes dejarlo abierto, sin protección; puedes decidirte por una carrocería para grupo electrógeno de chapa, para protegerlo o puedes pedir una pre-instalación en contenedor.

De todos modos, se debe de tomar una decisión. Pero, ¿Cómo sabes cuál es la mejor opción para ti?

En este artículo verás las distintas opciones y sabrás cuál de ellas elegir en tu próximo proyecto.

Cuáles versiones de grupo electrógenos podemos elegir

La multitud de posibilidades que se tiene a la hora de configurar un grupo electrógeno, puede generar confusión y llevarte a tomar una decisión equivocada que no sirva del todo, o que inclusive  genere problemas a la hora de instalarlo o hacer el mantenimiento.

Por ello, a continuación se explicará cuáles son las configuraciones principales,  cuáles beneficios tiene, y porqué elegir una u otra opción.

Acá se presentan, las distintas versiones de grupo electrógenos en función de si llevan o no envolvente.

¿Qué es un grupo electrógeno abierto?

Carrocería para grupo electrógeno

Fuente: Commons.wikimedia.org

El grupo electrógenos abierto es cuando el motor y el alternador están a la vista. Así de sencillo. 😃

En su versión más básica: motor y alternador fijados sobre una bancada de metal, con un depósito de combustible y un cuadro eléctrico que puede estar incorporado o entregado separado.

El grupo electrógeno abierto no está protegido contra la intemperie ni tiene ninguna atenuación de ruido, por lo tanto, hay que instalarlo obligatoriamente en una sala de máquinas. Ésta, también albergará los sistemas de reducción de ruido en caso de ser necesarios.

Aunque las ventajas más evidentes de un grupo electrógeno abierto son la sencillez y la reducción de coste y peso, no son las únicas. Cuando optamos por esta solución, disponemos también de una total adaptabilidad de la sala a las necesidades de insonorización y ventilación, de la posibilidad de realizar las rutas del cableado en zanjas o pasarelas, de la flexibilidad en el diseño de las salidas de escape, de la facilidad de instalar los sistemas auxiliares como el trasiego de combustibles o los cuadros eléctricos; sistemas que se pueden disponer cómodamente para su operación y conexión con el generador.

Al momento de diseñar la sala para la instalación,  hay que tener ciertas precauciones, las modificaciones sucesivas podrían ser complejas o imposibles.

Finalmente, cuando instalamos un grupo electrógeno abierto en una sala de máquinas dedicada, es buena práctica probarlo en situ una vez terminadas las labores de montaje, para confirmar su compatibilidad con los sistemas auxiliares, de ventilación, escape, módulos de insonorización y cuadros eléctricos.

¿Y por qué instalar un grupo instalado en envolvente?

Cuando al grupo electrógenos abierto le aplicamos una protección, tenemos un grupo instalado en una envolvente.

Antes de seguir, vamos a ver porqué se necesita una envolvente. La misma se necesita principalmente para dos razones:

  • Proteger el equipo ante la intemperie.
  • Reducir el ruido.

Ambas cosas se consiguen a través de una protección instalada encima del generador o instalando el grupo dentro de un contenedor oportunamente modificado, para facilitar la ventilación del motor y alternador.

Por ello, la envolvente, puede ser una carrocería de chapa doblada y moldeada, o un contenedor de tipo ISO que también sirve para el transporte.

Existen envolventes de dos tipos: carrocería o conteiner.

La envolvente, del tipo que sea, puede servir como protección para la intemperie, para reducir el ruido o para las dos cosas a la vez.

A la hora de pedir el generador, es importante especificar cuáles son las características que necesitamos, ya que podríamos tener carrocerías que sirven como protección para la intemperie, pero que no reducen el ruido o, carrocerías que reducen el ruido, pero que no se pueden instalar en exteriores.

¿Qué es una carrocería para grupo electrógeno?

Carroceria para grupo electrogeno

Fuente: Commons.wikimedia.org

Las carrocerías envolventes son fabricadas con chapa metálica doblada y oportunamente moldeada, para acoplarse al generador y a la vez facilitar la ventilación y el enfriamiento de las mismas.

Según estén fabricadas para la instalación en exteriores o en interiores, pueden estar pintadas de distintas formas, normalmente con pintura líquida o en polvo.

Las paredes y el techo se forran con lana de roca o espuma fono absorbente para reducir el ruido del motor y del flujo de aire. Es importante que los materiales sean resistentes al fuego y a las altas temperaturas para evitar que se incendien debido a su proximidad con las tuberías de escape, las que pueden alcanzar temperaturas superiores a los 600ºC.

¿Qué es un conteiner para grupo electrógeno?

carroceria grupo electrogeno

Fuente: flickr.com/photos/usnavyseabeemuseum

El conteiner es más grande que una carrocería y se vuelve insustituible para máquinas de grande potencia, por ejemplo, 1500kVa o más. Es una estructura más robusta y resistente que la carrocería y sirve también para transportes marítimos cuando el mismo está homologado (CSC).

En casos excepcionales, se instalan grupos pequeños en contenedores con el fin de aprovecharlos para el transporte o para alojar otros equipos como compresores, soldadoras, bombas, por dar un ejemplo.

La pintura en este caso siempre será de máxima calidad y preparada para ambientes con elevada salinidad.

En general se da por sentado que un conteiner se instala en exteriores, pues no tendría muchas ventajas instalarlo dentro de una sala de obra.

¿Y qué tienen en común?

Lo primero es la rapidez de instalación. Cuando la envolvente viene preinstalada, el generador se puede poner en servicio en cuestión de horas. La ingeniería para la instalación es muy sencilla, hasta puede que sea suficiente una simple losa de hormigón.  Además, los equipos vienen probados y no necesitan de pruebas en sitio.

Tanto las carrocerías como los contenedores, pueden estar equipadas con sistemas de atenuación del ruido. Las paredes deben estar forradas, así como también los conductos de aire y sistemas de deflectores para romper las turbulencias que las corrientes de aire, de aspiración y expulsión generan.

Además, se pueden instalar sistemas de detección o contención de incendios. Cosa muy útil si utilizamos el equipo en una zona con riesgo de explosión.

El deposito dependerá del espacio que quede disponible una vez instalados todos los equipos. Y estará conectado con el motor principal y, si procede, con un sistema de trasiego desde depósitos externos.

Un aspecto muy importante es el acceso que ambas soluciones deben dejar disponible para el mantenimiento. En ningún caso la envolvente debe perjudicar la posibilidad de acceder al equipo para hacer el mantenimiento, cambio de filtros, aceites y controles de rutina.

Para saber más

Te aconsejo repasar el post sobre el transporte donde se mencionan con detenimiento, los requisitos y características de los contenedores.

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como calcular el precio de un producto

Al igual que otras máquinas, por ejemplo, tu propio coche, un grupo electrógeno necesita de combustible y de mantenimiento para funcionar.

Generalmente, no se suele dar mucha importancia a este aspecto, sobre todo cuando el generador trabaja pocas horas al año.  Sin embargo, si hablamos de grupos electrógenos que suministran energía durante un número importante de horas por semana, mes o año, el gasto de operación -mantenimiento y combustible- es importante.

Pero ¿cómo se calcula el consumo de un grupo electrógeno?

Imagina un generador de 100 kVA, apto para una urbanización, una industria mediana, o un bombeo para riego; esta máquina consume un promedio de 16 litros de gasóleo por hora al 80% de su carga, según los datos del fabricante. Si trabaja 10 horas por día, 5 días por semana, 50 semanas por año, estamos hablando de un total de 10 x 5 x 50 = 2.500 horas.

Multiplícalas por el consumo de 16 lt/h: 2.500 x 16 = 40.000 litros.

Aunque contemos con gasóleo a precio subvencionado, en España podríamos estar en torno a un gasto de entre 25 y 30.000 € por año.

¡40.000 LITROS y 30.000 EUROS, una barbaridad!

¿Qué es el OPEX o gasto de operación?

consumo de un grupo electrógenoPara identificar el gasto de operación de un grupo electrógeno, también se utiliza el término OPEX del inglés OPerational EXpenses, y el mismo, es un parámetro muy importante cuando hablamos de generadores que acumulan muchas horas de trabajo.

Si bien es cierto que el mayor gasto operativo es el combustible, hay otros aspectos que debemos tener en cuenta al tratar el gasto de operación.

El OPEX abarca tanto los desembolsos directos para combustible y aceite como los gastos de mantenimiento ordinario y extraordinario.

El mantenimiento ordinario es el que nos recomienda el fabricante de cualquier equipo: sustitución periódica de filtros, correas, aceite y otros componentes sujetos a usura como bridas y juntas.

El mantenimiento extraordinario es el que nos vemos obligados a hacer y no es previsible: roturas, fallos, accidentes o calamidades naturales que dañan el equipo.

El gasto de mantenimiento total será la suma de las piezas y de la mano de obra necesaria para realizar las tareas ordinarias y extraordinarias.

¿Cómo reducir el consumo de un grupo electrógeno?

Comenzando por la tarea más compleja: analizar lo que podemos hacer para reducir el gasto y optimizar la operación. El consumo de combustible está relacionado con algunos aspectos que hay que tener en cuenta:

  • La temperatura y las condiciones ambientales.
  • La tecnología de inyección del motor.
  • El porcentaje de carga.
  • Los niveles de emisiones de gases contaminantes que el motor cumple.
  • La calidad del combustible.

Temperatura y condiciones ambientales

Los valores de consumo de combustible declarados por los fabricantes se prueban y certifican en condiciones muy concretas indicadas por las normas aplicables;  en este caso, la ISO 3046 marca una temperatura ambiente de 25°C y una presión atmosférica de 100 kPa.

Cuando operamos el generador en condiciones ambientales distintas a las indicadas, especialmente cuando las temperaturas son muy bajas, el consumo se ve afectado y puede aumentar de forma considerable.

Por ello, es aconsejable instalar el grupo electrógeno en un sitio resguardado (caseta o techado) y mantener el espacio limpio y en buenas condiciones.

La tecnología de inyección del motor

Este aspecto ha evolucionado mucho en las últimas dos décadas y ha permitido reducir el consumo de los motores. Resulta evidente que un motor de última generación es más costoso que uno de tecnología más antigua, pero si pensamos usarlo para aplicaciones que requieren muchas horas de trabajo la inversión será justificada.

El ahorro en el gasto de combustible puede alcanzar el 5% y en algunos casos hasta el 10%,  con excepciones donde esta condición no se verifica.

¿Qué regla sería aplicable si no hubiese excepciones?

Si sabes que tu generador trabajará muchas horas, es aconsejable elegir un motor optimizado para un consumo reducido. De esta forma, aunque requiera una inversión inicial mayor, resultará conveniente a largo plazo ofreciendo un mayor beneficio en la reducción de los gastos de operación.

El porcentaje de carga

Este aspecto es importante para poder aprovechar de forma óptima el generador.

El consumo de un motor no se mide solo en litros de combustible quemados por hora, sino también en gramos de combustibles quemados por kWh generado. Sin entrar en detalles técnicos, baste saber que gracias al segundo podemos medir la diferencia de consumo proporcional entre baja carga y máxima carga.

Es decir, cuando un motor trabaja con baja carga consume más que cuando trabaja a plena carga con relación a la potencia que genera.

Este concepto debe servir para: primero, elegir un motor sin que le sobre demasiada potencia respecto al uso que le quieras dar; segundo, utilizarlo siempre a la máxima carga posible teniendo en cuenta el promedio admitido por el fabricante.

¡De esta forma ahorrarás combustible!

Los niveles de emisiones de gases contaminantes

En algunos países y para ciertas aplicaciones, los grupos electrógenos también deben cumplir con ciertas normativas sobre los gases de escape contaminantes.

Debes saber que el mismo motor en su versión que no cumple las emisiones puede tener un consumo inferior a cuando sí las cumple.

Esto se debe a las distintas temperaturas de funcionamiento y a los tiempos de inyección que en el primer caso, se ajustan para una mejor eficiencia y en el segundo, para limitar la formación de gases y materias contaminantes.

La calidad del combustible

Un combustible de mala calidad influye sobre el consumo por dos razones principales: porque el poder calorífico podría ser inferior al marcado por las normativas de referencia y porque podría haber otros componentes como agua, algas, suciedad, que afectarían a la combustión y sobre todo la vida del motor.

No te la juegues y usa siempre gasóleo de calidad, o te arriesgas a tener problemas muy serios en el grupo electrógeno.

consumo de un grupo electrógeno

Otras claves para presupuestos ajustados

Todo lo antes expuesto, tiene un efecto directo en el consumo de combustible, pero también otro en el mantenimiento del motor.

Gasóleo sucio o trabajo a cargas bajas deterioran el motor y hacen que los mantenimientos se multipliquen. Y el desembolso también.

La buena noticia es que si cuidamos los aspectos comentados y aplicamos algunas ideas más, podremos controlar el gasto de mantenimiento y en algunos casos hasta reducirlo.

Mantenimiento predictivo y adaptativo

Es recomendable seguir al pie de la letra las recomendaciones del fabricante sobre mantenimiento y acordar con él, cuando posible, alguna estrategia para adaptarlo a las condiciones reales de trabajo.

Si el generador está instalado correctamente y en un ambiente limpio, probablemente los filtros de aire puedan durar más que las horas teóricamente  recomendadas.

Antes de cambiarlos, haz una prueba de contrapresión o instala indicadores que te avisen cuando es realmente el tiempo de reemplazarlos. Es posible  hacer lo mismo con los filtros de gasóleo y aceite; si se usan fluidos de buena calidad, te podrás plantear el montar sensores de contrapresión y esperar a que los filtros estén realmente obstruidos.

Incluso para el aceite, sobre todo en motores que utilizan mucho, es recomendable realizar un muestreo en lugar de cambiarlo periódicamente. Los aceites de buena calidad pueden tener durabilidad sorprendente.

Mezcla con combustibles gaseosos

Es una solución algo compleja pero efectiva para quien dispone de gas natural, GPL o biogás. Se trata de mezclar el aire de combustión con una cantidad controlada de gas para que contribuya en la combustión y permita ahorrar gasóleo .

Hay soluciones en el mercado que permiten realizar esta instalación y con rendimientos muy bueno. Estos sistemas se llaman comúnmente Bi-Fuel.

Hibridación y almacenamiento de energía

Lo más reciente es la integración o hibridación, de grupos electrógenos con fuentes renovables (solar o eólico) y/o baterías para almacenar la energía cuando ésta sea más económica de producir.

Con estos sistemas se consiguen, entre otras, tres principales ventajas: mantener el grupo electrógeno a su carga óptima ya que las baterías se encargan de suministrar potencia cuando el consumo eléctrico es bajo; aprovechar fuentes a coste cero y mantener la producción con gasóleo para cuando la renovable no está disponible; así como, bajar las horas de trabajo del generador reduciendo el consumo y el gasto de mantenimiento debido a usura.

Si bien es cierto, que este sistema es costoso de realizar, tiene plazos de retorno de inversión interesantes que, en muchos casos, quedan por debajo de los 5 años.

Para saber más

Para completar la información de este post, te recomiendo pasar por otros artículos relacionados con el tema tratado: Motor para grupo electrógeno¿Cómo se hace el mantenimiento de un grupo electrógeno?, Directiva EU 2016/1628 para maquinas móviles no de carretera,

Por otro lado, solo como información (ni tengo beneficios por señalarte estas empresas, ni las considero mejores o peores que otras en el mercado) te dejo un par de enlaces a empresas que realizan sistemas Bi-FuelAltronic Inc es norteamericana, Comap es europea.

 

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refrigeración grupo electrogéno

¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona el radiador de tu coche? Esa caja que solo recuerdas cuando se rompe y la manecilla del salpicadero se vuelve loca.

Tengo el placer de tener en el blog a un experto en refrigeración industrial, Donato Mastrobono, que durante veinte años ha estado luchando con motores y generadores para que puedan trabajar en situaciones realmente difíciles.

En este artículo, D. Mastrobono nos cuenta un caso concreto, en el mismo explicará las principales características de un radiador para grupo electrógeno y las diferencias entre éste y el resto del sistema de refrigeración.

¿Radiador equivocado? o no…

refrigeración grupo electrogénoHace algún tiempo tuve la oportunidad de trabajar en una aplicación bautizada ‘Genset 1000’. Era un sistema en contenedor con dos compartimentos completamente separados entre ellos: uno para el radiador y otro para el motor.

En sí mismo es una solución brillante, ya que permite aislar los dos sistemas térmicos y tratarlos con soluciones dedicadas para optimizar el rendimiento al máximo.

El radiador principal fue diseñado con dos circuitos adyacentes (agua + intercooler) y se instaló en la pared del container. El enfriamiento de la masa radiante se consiguió con dos ventiladores en el techo y regulados por un variador de velocidad.

El compartimiento del motor se enfriaba con dos pequeños ventiladores independientes.

Todo estaba dimensionado para una temperatura ambiente de trabajo de 50 °C.

Ni siquiera era la primera vez que realizaba instalaciones de este tipo, así que todo parecía perfecto y listo para su uso. Sin embargo, durante las pruebas surgió un problema de sobrecalentamiento. Y con una temperatura ambiente de tan solo 25 °C.

Hicimos más tests: puertas abiertas, puertas cerradas, desviación del flujo de aire en el container, y otros cambios en los circuitos. Pero nada.

Algunos pensaron que el problema se debía a un flujo insuficiente de aire al radiador, o que el radiador era demasiado pequeño. Hasta se planteó que ese tipo de solución no fuese compatible con el motor usado.

“El radiador no funciona”, insistió un colega. Sin embargo, esta teoría no me convenció en absoluto.

¡Todas estas hipótesis estaban equivocadas!

¡Inmediatamente me di cuenta de que el problema no era el radiador, sino la temperatura en el compartimento del motor! La solución que propuse fue aspirar el aire de combustión directamente del exterior y no del compartimento del motor del contenedor. Logramos reposicionar los filtros y los conductos de succión.

Dejé que los técnicos hicieran los cambios necesarios y solo al día siguiente pude probar la nueva configuración de las tomas de aire.

Con el asombro de muchos, la situación cambió completamente: ¡el radiador tenía un rendimiento excelente y el sistema funcionaba correctamente!

La solución en pocas palabras

El criterio de dimensionamiento, que debe ser infalible, confirmaba con certeza la bondad del radiador.

El flujo de aire fue confirmado por las mediciones realizadas y también por los datos de dimensionamiento del radiador.

Excluido, por lo tanto, el sobrecalentamiento del radiador, las anomalías detectadas llevaron de vuelta al compartimento del motor: la temperatura alcanzó 70 °C con 25 °C de temperatura ambiente. Esto se debía a un flujo de aire insuficiente para la eliminación de la pérdida de calor por irradiación

Mi hipótesis fue confirmada: las anomalías en el compartimento del motor causaron un mal funcionamiento del radiador.

De hecho, el motor aspiraba aire de combustión a una temperatura de 70 °C a los filtros. Esto generaba un fuerte derating y una importante crisis del balance térmico del motor.

Supuse que tomar aire de combustión desde el exterior hubiera evitado este problema. Además, para reducir aún más la temperatura en el compartimento del motor aconsejé revisar la trayectoria del aire en la entrada del container (la aspiración estaba solo en un lado, opuesto a los filtros de aire), y realizar un orificio de unos pocos centímetros de diámetro para ayudar a los pequeños ventiladores a enfriar mejor el compartimento del motor. Este orificio estaba en la pared de separación entre compartimentos.

Resultado: reducción de la temperatura del aire del motor, radiador con un rendimiento óptimo hasta 50 °C ambiente. Se confirmó que el sistema era correcto.

Entonces, ¿el radiador solo no es suficiente?

El radiador es una parte importante del circuito de refrigeración del motor, pero no la única.

El sistema está formado por un circuito de enfriamiento dentro del motor atravesado por el fluido refrigerante, que lleva el calor a un radiador que a su vez evacua este calor al ambiente exterior utilizando el flujo de aire forzado por el ventilador.

Un elemento más es la válvula termostática, que regula la cantidad de calor intercambiado entre el motor y el radiador en función de las condiciones de funcionamiento.

Por lo tanto, es importante comprender que el radiador es una parte del circuito de refrigeración, y se debe prestar mucha atención a todos los aspectos, parámetros y datos tomados que giran alrededor del sistema en su conjunto.

Comenzando por el aire de combustión que entra a los filtros del motor, pasando por el flujo hacia los ventiladores del radiador, concluyendo con el resto de los fluidos: refrigerante, aceite del motor, retorno del combustible diésel, gases de escape.

Todos los parámetros, temperaturas y presiones deben estar dentro del estándar establecido por el fabricante del motor para garantizar el correcto funcionamiento de todo el sistema, incluido el circuito de refrigeración.

El análisis de este caso nos ayuda a analizar algunos aspectos:

  • La necesidad de evaluar en la fase de diseño la diferencia de rendimiento entre un radiador acoplado al motor y uno separado.
  • La importancia del cálculo correcto del flujo de aire mínimo para garantizar la eliminación de las potencias térmicas en juego.
  • La necesidad de tener un ajuste individual de la velocidad y la potencia del ventilador.
  • La importancia de la temperatura del aire para el ventilador y los riesgos asociados con el uso de ventiladores eléctricos.
  • La necesidad de llevar a cabo una prueba térmica que, incluso para un grupo destinado a 50 °C de temperatura ambiente, se puede lograr a condiciones normales.

Una recomendación: ¿radiador acoplado al motor o separado?

El radiador mecánico colocado frente al motor aprovecha el flujo de aire movido por un ventilador accionado por un conjunto de transmisión mecánica acoplada al eje del motor.

Esto es, por lo general, capaz de disipar el calor del circuito de refrigeración primario y también el calor desarrollado por la irradiación de alternador y motor.

El radiador remoto, ya sea horizontal o vertical, puede separarse del motor y relegarse a compartimentos especiales. En este caso, se necesitan ventiladores adicionales para eliminar las potencias térmicas irradiadas por el alternador y el motor.

¿Cómo dimensionar estos ventiladores? ¿Cuáles son los caudales mínimos?

Los datos de cálculo para los balances térmicos son proporcionados, por regla general, por el fabricante del motor. Pero no son suficientes, es importante contar con la experiencia de un experto de radiadores que sabe cuáles son las diferencias y peculiaridades de cada motor y cada circuito.

Desde mi experiencia, he podido confirmar que conocer los valores característicos de los motores es esencial para garantizar la fiabilidad del sistema.

Por lo general, los datos necesarios son:

  • Calor total a disipar;
  • densidad del aire a una temperatura de referencia;
  • Característica constante de K;
  • Diferencia de temperatura entre el ambiente y el aire en el ventilador, aguas abajo de la unidad del motor + alternador. Usualmente entre 5 y 10 °C.

Usando estos valores y aplicando las fórmulas apropiadas, se determinan las características térmicas y mecánicas de los radiadores y del sistema de enfriamiento completo.

En conclusión…

Permiteme dar un consejo a los que necesitan usar un radiador para el grupo electrógeno:

Siempre compara los datos provistos por el radiador con los datos característicos del motor.

Pide ayuda a un profesional, alguien bien informado y con experiencia específica, que pueda evaluar la bondad del sistema de enfriamiento.

Especialmente cuando se trata de aplicaciones especiales, este paso es esencial para evitar problemas serios en sito y para garantizar una experiencia satisfactoria al usuario final.

refrigeración grupo electrogéno

Donato Mastrobono es un experto en refrigeración industrial con 20 años de experiencia en Grupos electrógenos. Nacido en Apulia (Italia), se gradúa en Ingeniería Industrial especializándose en mecánica. Deja los estudios de Ingeniería Superior para enfocarse en las oportunidades profesionales que se le ofrecen en los años siguientes. Comienza su carrera como responsable de operación del generador de vapor en el centro estratégico de Enichem en Ferrara; de allí se traslada a Verona, donde entra en contacto con el sector del grupo electrógeno. Aquí comienza su experiencia en una importante empresa de referencia en el diseño y suministro de sistemas de refrigeración para generadores industriales: Tecno Group SRL. Durante los 12 años siguientes, adquiere sólidas habilidades de diseño, pero también de gestión y comerciales. En 2014 inicia una carrera, primero como consultor  y luego como emprendedor. La trayectoria de Donato Mastrobono evoluciona hoy, en nuevas oportunidades profesionales con las principales empresas de refrigeración industrial.

Vive en Verona desde 2002,  y esta casado con Emilia, con quien tiene dos hijos: Lorenzo y Emma.

Photo Credit Donato Mastrobono

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industria 4.0

Todas las mañanas, en el trayecto entre mi casa y la oficina paso delante de una obra. La misma es una obra extraña.

No se ven las mismas excavadoras de siempre, sino robot que trabajan de manera autónoma; tampoco hay grúas, se observan unos drones que levantan las cargas a los pisos más altos.

Y eso no es todo, lo más extraño es que los albañiles  dejan palas y cubos al suelo y empuñan mandos y tabletas con los que manejan los equipos a distancia.

¿Te parece imposible?

La cuarta revolución industrial o industria 4.0 ha llegado también a la construcción. Este sector, como muchos otros, está pasando por una fase de modernización, digitalización y adaptación a las nuevas tecnologías. Por supuesto, la descripción de arriba aún no es real, pero lo será mucho antes de lo que se espera.

El futuro de la construcción en la Industria 4.0

industria 4.0El pasado jueves 12 de octubre se ha celebrado en Bruselas el Summit de CECE, la Asociación de fabricantes europeos de maquinaria para la construcción. Durante una mañana de ponencias y debates se han tratado muchos de los temas que preocupan el sector y se han perfilado algunos de los rasgos que marcarán la evolución tecnológica.

Nos espera una construcción muy distinta a la que conocemos.

En primer lugar, se ha analizado la situación de incertidumbre geopolítica en la que vivimos, hechos como el Brexit o la cuestión catalana no favorecen un entorno de inversión y seguridad en el sector, y lo condenan a un crecimiento muy por debajo de las posibilidades.

Esta fase de modernización se conoce como Industria 4.0 o Cuarta Revolución Industrial

 

industria 4.0

Fuente: Wikipedia

En otro orden de ideas, la digitalización abrirá paso en las obras de tal forma, que todas las maquinarias estarán equipadas con sensores capaces de recopilar información sobre el funcionamiento y las incidencias que poco a poco irán surgiendo durante las distintas fases del trabajo.

Este proceso es inevitable e indetenible y es importante que los fabricantes europeos lideren el cambio, de lo contrario, habrá que adaptarse a las decisiones que otros tomen en nuestro lugar.

CECE subraya la importancia de comunicar y compartir información y conocimiento entre todos los actores del sector; lo anterior, para poder hacer frente a los cambios que nos esperan y a la competencia que viene muy fuerte de los países del bloque BRICS.

 

 

¿Y cómo es de grande el negocio de la construcción?

Para comprender el impacto de estos cambios, es importante conocer los números del sector, y para ello nos ayuda la infografía a continuación: 40 Billones de facturación para 300.000 empleados repartidos en 1.200 empresas.

industria 4.0

Fuente: CECE 2017, McKinsey 2016

La Cuarta Revolución Industrial

La recuperación más lenta de la historia

La industria de la construcción, como todas dentro de la economía europea, se enfrenta a unos hechos que dificultan su desarrollo. Algunos de estos hechos son: la caída de las exportaciones hacia Rusia, los casos del Brexit y de Cataluña y la creciente integración de un bloque político-económico centroeuropeo liderado por Alemania. Estos aspectos, unidos a la situación de escasa cohesión entre los países de la UE, dificultan obtener una posición de liderazgo en el escenario geopolítico global.

Existe también cierta preocupación acerca de la evolución del Euro y de la política de austeridad. Esta última, penaliza el consumo interno y las inversiones públicas en infraestructuras, ocasionando que la industria de la Eurozona dependa demasiado de la exportación.

De igual forma, la creciente desigualdad en la distribución de la riqueza tras las últimas crisis financieras, induce a una recuperación extremadamente lenta; en la historia nunca hubo una recuperación tan pausada y esta situación podría incluso causar un nuevo colapso del sistema económico.

Una industria renovada

La industria de la construcción cambiará pronto y habrá un considerable aumento en el uso de prefabricados en lugar de edificación in situ, esto se debe a la introducción de nuevos materiales y tecnologías de fabricación que facilitarán el proceso.

Veremos drones sobrevolar las obras, tendrán funciones de vigilancia e incluso levantarán y posicionarán cargas moderadas. También los robots tendrán su lugar desempeñando trabajos repetitivos y tareas peligrosas.

Digitalización de los equipos de construcción

Digitalizar significa recopilar datos, almacenarlos, interpretarlos e interconectarse con otros dispositivos. Por ello se está trabajando con modelos específicos denominados BIM (Building Information Models) capaces de integrar toda la información procedente de los ensayos geológicos, de las máquinas de movimiento tierra, las hormigoneras, las compactadoras, los sistemas de bombeo y por supuesto, los grupos electrógenos.

El BIM, a su vez, se integrará con el sistema BMS (Building Management System) empleado para gestionar el edificio una vez construido y gracias al conjunto de los dos, se podrá obtener y gestionar valiosa información para el mantenimiento y la operación.

Los trabajos evolucionarán con las máquinas y necesitaremos operadores de drones y robot, habrá menos trabajos manuales y la automatización se hará cargo de las tareas más peligrosas.

El albañil como lo conocemos hoy, cambiará en sus funciones y sus especializaciones;  deberá interactuar con maquinarias grandes o pequeñas a través de mandos a distancia o pantallas táctiles.

Atractivo y empleo

Otro aspecto a destacar es el atractivo del sector. Los jóvenes miran de reojo la construcción y en la EU, a menudo esto genera que los trabajadores se desplacen de un país a otro, dejando algunas regiones sin mano de obra y otras con un exceso de la misma.

La industria de la construcción se plantea transformar esta tendencia apostando por una mayor sensibilidad ecológica y ética junto con el despliegue de una infraestructura digital. Esta combinación será atractiva para los jóvenes más sensibles a estos aspectos y capacitados para interactuar con los equipos tecnológicos del futuro.

Si todavía no te imaginas como podrían ser los robots obreros, mira este vídeo:

 

Estandarización

Los representantes del CEN/CENELEC confirman que el proceso de digitalización será regulado por organismos europeos. Sin embargo, la industria deberá comenzar a integrar una capa de ciberseguridad en sus sistemas y herramientas de recolección de datos.

¿Y qué pasará con el grupo electrógeno?

Volvemos ahora al grupo electrógeno; si bien puedo confirmar las intuiciones ya descritas en el post Futuro del grupo eletrógeno, debo ahora afinar algunos aspectos:

La digitalización y la recopilación de datos serán destinadas a integrarse en los sistemas BIM disponibles para toda la cadena de valor de la industria; desde la obra, hasta la sucesiva gestión del edificio.

La interfaz y el sistema de control deberán adecuarse a nuevas normas y ser atractivos y fáciles de usar para un nuevo perfil de trabajadores, más jóvenes y con marcadas habilidades tecnológicas.

Por último, no podremos descuidar la ciberseguridad, o un hacker podría dejar la obra sin energía y así retrasar los proyectos y causar importantes daños.

¿Has pensado ya en un nuevo proyecto donde implantar estas novedades? Será mejor que lo vayas buscando o de lo contrario la competencia lo hará por ti.

Para saber más

Para saber más sobre CECE puedes visitar su web.  También te dejo el link de Anmopyc que es la correspondiente Asociación Española de Fabricantes Exportadores de Maquinaria para Construcción, Obras Públicas y Minería.

Por último, te recomiendo profundizar sobre el concepto de Industria 4.0 aquí.   Y si lo tuyo son las excavadoras, mira este concepto de Hyundai…. ¡Te sorprenderá!

 

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motor grupo electrogeno

Motor para grupo electrógeno

Seguro que sabes muy bien lo que es un motor diésel y que los hay para coches, camiones y muchas otras  aplicaciones más.

Sin embargo, un motor para grupo electrógeno es algo distinto, lo más importante es que trabaja a velocidad fija, pero no es lo único.

Vamos a aprender a continuación cómo funciona un motor y cuáles son las peculiaridades de un motor para generador.

¿Qué sabes de un motor para generador?

El motor diésel es una máquina que quema combustible y convierte energía térmica en energía mecánica, ésta a su vez se convierte en eléctrica por el alternador.

Combustible ⇒ energía térmica ⇒ energía mecánica ⇒ electricidad

Los motores diésel de 4 tiempos se conocen sobre todo por su popularidad en el sector de la automoción, sin embargo, tienen muchas aplicaciones más como la náutica deportiva o comercial, ferrocarril y por supuesto, la generación eléctrica.

motor grupo electrogeno

A nivel constructivo para grupo electrógeno, la configuración más común en pequeña y mediana potencia es la configuración en línea. La configuración en V es frecuente en motores de mayor potencia, aunque haya excepciones.

Destacar que en todas las potencias se recurre abundantemente a la sobrealimentación, es decir, montan un turbo para poder entregar mayor potencia con la misma cilindrada.

A continuación, expongo en detalle las características más importantes de un motor para grupo electrógeno:

  1. El tipo de combustible empleado puede ser:
    1. Gasolina o Diésel.
    2. Gas Natural o gas licuado del petróleo (GLP).
    3. Combustibles especiales con Jet (JP8), Aceite Pesado (HFO).
    4. Bio-combustibles como Biodiesel o Biogas.
  2. El régimen de rotación o velocidad:
    1. 1500 o 3000 RPM para generación a 50Hz.
    2. 1800 o 3600 RPM para generación a 60Hz.
    3. Otros regímenes menos comunes como 720, 1000 RPM empleados en motores de potencia elevada.
  3. El tipo de aplicación, Ref. ISO 8528:
    1. Potencia Principal (PRIME).
    2. Potencia Continua (CONTINUOUS).
    3. Potencia de Emergencia (STAND-BY).
  4. Sistema de refrigeración:
    1. Agua o Aire.
    2. Radiador mecánico o eléctrico.
    3. Radiador acoplado o remoto.
    4. Torres de refrigeración.
  5. Tipo de inyección:
    1. Directa o Indirecta.
    2. Inyector bomba.
    3. Bomba inyectora.
    4. Common-rail.
  6. Tipo de Aspiración:
    1. Natural, Turbo o Turbo Posrefrigerado.

Un poco de historia…

Rudolf Diésel deposita en Berlín en 1892 la patente # 67207, pero solo 44 años después, en 1936 se inicia la producción de motores para coches. Será Mercedes Benz quien utiliza este motor para automóviles en grandes series.

Características de un motor para grupo electrógeno

El Combustible

En generación eléctrica el diésel es sin duda el combustible más común, pero también se emplean otros tipos de combustibles.

Veámoslos.

La gasolina sirve sobre todo para generadores de potencia pequeña hasta los 5 kw. Tiene la ventaja que los motores son más económicos y el mantenimiento es más sencillo. Puede ser una buena opción para bricolaje o camping.

El gas natural y LPG se emplean sobre todo en plantas de generación estacionarias y de cogeneración.

El JP8/JET (¡Sí! El de los aviones), lo suelen usar los militares para poder aprovechar las reservas almacenadas en los aeropuertos. En caso de conflicto, es un requisito importante.

Aceites de origen vegetal como el biodiésel se abren camino para casos de generación continuada, pero siguen siendo necesarias algunas adaptaciones al motor para poder garantizar una cierta durabilidad. Estos combustibles suelen ser más agresivos y también requieren un mayor mantenimiento.

El aceite pesado HFO se usa exclusivamente en plantas de generación de potencia elevada, requiere de un sistema de pretratamiento complejo y costoso, aunque el precio del combustible en si sea menor que el diésel u otras opciones.

motor grupo electrogeno

El ciclo diésel

El funcionamiento del motor diésel se basa en el concepto de que un gas comprimido se calienta. El motor aprovecha esta propiedad y comprime aire a valores tan altos, que ocasiona que el combustible inyectado se encienda espontáneamente.

Esto pasa porque el aire presente durante la compresión alcanza una temperatura superior a la temperatura de encendido del diésel. Por lo tanto, se define ‘encendido espontáneo’, mientras que la gasolina o el gas necesitan un encendido controlado por bujías.

El régimen de rotación o velocidad

El régimen de 1500 Revoluciones por minuto RPM es el más común para generar corriente a 50Hz, 1800RPM corresponden a 60Hz.

También encontramos 3000/3600RPM para motores pequeños de diésel y gasolina. Esto tiene la ventaja de reducir coste y tamaño de motor, pero también reduce la vida útil del mismo.

Para plantas de generación se usan motores de media o baja rotación como 720 o 1000 RPM que reducen los consumos y extienden hasta el doble la vida útil.

La regulación de velocidad se delega a un sistema de control independiente. Puede ser un control mecánico que actúa por masas e inercias, o un sistema electrónico. Dentro de los sistemas electrónicos tenemos varias opciones.

Controladores que actúan sobre levas que simplemente ‘meten’ más o menos gasoil por medio de un actuador y una bomba en línea, o sistemas totalmente electrónicos como el Common-rail.

En los modernos motores Common-rail, la velocidad se regula con un módulo electrónico. Se llaman ECM -Engine Control Module- o ECU – Engine Control Unit- y son pequeños ordenadores que miden todos los paramentos de funcionamiento del motor, a la vez que establecen cuándo y cuánto combustible vaporizar en los cilindros.

La cantidad de combustible se define por mapas.

Los mapas, simplificando, son tablas en las que tras oportunas pruebas, están establecidas las cantidades exactas de combustible en función del esfuerzo y las revoluciones. En un mismo motor podemos tener mapas para calibrar más o menos potencia y más o menos contaminación.

El tipo de aplicación. ISO 8528

Todo grupo electrógeno se puede dimensionar para trabajar en regímenes distintos: Potencia Principal (PRIME); Potencia Continua (COP); Potencia de Emergencia (LTP y ESP).

Cuando empleamos un motor diésel disponemos de cierta cantidad de potencia. Dependiendo de las variaciones de intensidad y la duración del esfuerzo, determinaremos su vida útil.

Por ello, aunque se trate del mismo equipo tenemos distintas formas de medir la potencia. Para profundizar este tema te remito a otra entrada del blog Gensets para dummies/La potencia de un grupo electroógeno donde se explica detenidamente la diferencia entre las distintas definiciones de potencia.

Sistema de refrigeración

La refrigeración de un motor para grupo electrógeno se puede hacer de varias formas: a través de un radiador, una torre de refrigeración o un intercambiador de placas.

El radiador es el más común.

Se trata de un sistema a circuito cerrado en el que un fluido (agua o agua más glicol) pasa a través de una masa radiante que puede ser de cobre o de aluminio. El radiador puede ser vertical u horizontal, acoplado al motor o separado.

La ventilación es forzada y se hace con un ventilador directamente acoplado al motor, montado sobre poleas y conectado al cigüeñal con correas, o separado y conectado a un motor eléctrico alimentado por el alternador.

El material y tamaño de la masa radiante, la dimensión, el perfil de aspas del ventilador, la potencia y el número de revoluciones, determinan el poder de refrigeración.

Para verificar la refrigeración máxima se suele realizar una prueba ATB.  La prueba ATB (Air To Boil) permite averiguar a qué temperatura el motor se calienta y nos confirma si el sistema de refrigeración está correctamente dimensionado.

Para saber más sobre las pruebas ATB puedes consultar este post Gensets para dummies/Pruebas de un grupo electrógeno

Las torres de refrigeración, son sistemas de refrigeración a circuito abierto donde una pequeña parte del agua evapora y en ese proceso se lleva el calor del motor. Tienen el inconveniente de necesitar mantenimiento y un continuo tratamiento del agua para evitar la aparición de hongos y bacterias. También hay que tener en cuenta que hay un desgaste de agua continuo.

En los casos donde no es posible instalar un radiador a una distancia razonable del motor, un generador instalado en un sótano por ejemplo, se recurre a intercambiadores de placas.

Estos nos permiten crear circuitos secundarios fáciles de llevar hasta la azotea o el techo. Este sistema necesita de una ingeniería más detallada y hay que tener mucho cuidado en el caso de motores con intercooler de tipo aire/aire.

Tipo de inyección

Cuando tenemos inyección indirecta, el gasóleo se inyecta en una precámara de combustión que se encuentra en la cabeza del cilindro. En el inyector solo hay un nebulizador y trabaja a una presión de unos 150 bares. En la pre-cámara hay una bujía eléctrica que calienta las paredes metálicas, así como el gasóleo. La bujía sirve para facilitar el arranque y desminuir el retraso en la combustión reduciendo ruido y estrés mecánico.

La inyección indirecta ha sido la única disponible hasta que se han introducido las bombas de alta presión.

Así nació la inyección directa.

Gracias a las bombas de alta presión se han podido eliminar las precámaras. Se han comenzado a emplear juntos con inyectores o multiinyectores. Estos sistemas tenían inconvenientes debidos a la variabilidad de la presión en función del régimen de rotación.

Se pasó entonces a almacenar combustible presurizado: nace el Common-rail.

También se ha utilizado un sistema, el inyector bomba, donde cada inyector tiene su propia bomba de alta presión.

Hay varios sistemas de inyección directa utilizados en los motores diésel.

Inyección directa significa que el combustible entra directamente en la cámara de combustión (sin precámara). En este caso, el sistema de alimentación debe funcionar a presiones mucho más altas del sistema de inyección indirecta (además, los inyectores suelen tener tres o más orificios, de diámetro más pequeño).

La inyección directa se hace con diferentes tecnologías, la más popular es la llamada Common rail, pero también hay otras como los inyectores-bomba donde en el mismo inyector hay una bomba que presuriza el combustible.

Una cosa importante es que la inyección se reparte en distintas fases: Pre-inyección, comienza la combustión; Inyección, es la combustión principal; Pos-inyección, para ayudar los sistemas de reducción de contaminantes.

Tipo de Aspiración

La aspiración es la introducción de aire en las cámaras de combustión del motor. Cuanta más potencia necesitamos, más aire se debe introducir.

Los motores de aspiración natural o atmosféricos, están limitados por la presión ambiental pues no hay un sistema que fuerce la entrada de aire. Para motores de aspiración natural solo se puede aumentar potencia aumentando la cilindrada.

Para subir potencia pero sin aumentar cilindrada, se puede recurrir a la aspiración forzada. Esta se realiza con turbocompresores que aprovechan el flujo de gases de escape para mover una turbina que comprime el aire en el circuito de aspiración. De esta forma, tendremos más aire en el mismo volumen a una presión mayor.

A niveles extremos, la compresión introduce un problema de sobrecalentamiento del aire que puede causar varios efectos negativos (detonación, autoencendido, eficiencia, entre otros). La solución a este problema es el inter-cooler que refrigera del aire comprimido optimizando la temperatura y densidad del mismo.

En los motores de grupo electrógeno encontramos el inter-cooler Aire/aire que intercambia calor entre el aire comprimido y el aire externo; y el Aire/agua que intercambian calor entre el aire comprimido y un fluido, normalmente agua, que a su vez se refrigera con un radiador.

Otros Aspectos de un motor para grupo electrógeno

Mantenimiento

Para cualquier motor lo más importante son el cambio de aceite y de filtros, aunque son necesarios más ajustes periódicos. Te remito a la entrada sobre mantenimiento que puedes encontrar aquí Gensets para dummies/Mantenimiento de un grupo electrógeno

Impactos de carga

Un impacto de carga es una subida repentina de carga que le aplicamos al motor.

La respuesta del motor depende en gran mayoría de la cilindrada y de la capacidad de reacción del turbo. En el caso de tener dos motores de igual volumen, responderá mejor el que tenga mayor relación de compresión y Presión Media Efectiva.

Sistema de Escape

Los gases de escape se canalizan en una tubería hasta un silencioso. Esto sirve para reducir el ruido que sale por este medio y, dependiendo del nivel de emisiones, hacen también la función de catalizador. Además, podríamos encontrar filtros de partículas o apaga chispas. Todos estos son accesorios que no dependen directamente del motor sino más bien de la aplicación.

Emisiones

El nivel de emisión de gases y otros contaminantes depende del tipo de inyección y de la regulación. Especialmente, el nivel de NOx y de partículas depende en gran medida de los tiempos de la combustión. Cada motor se ha de ajustar para poder reducir al mínimo estas emisiones.

Además, los motores para grupo electrógeno deben de respetar normativas específicas del sector. En concreto, en los EEUU se debe cumplir con los requerimientos de la Environment Protection Agency EPA, mientras que en Europa es la Comisión Europea quien regula este aspecto.

Te remito a un artículo específico sobre emisiones para una información más exhaustiva sobre la normativa europea: Gensets para dummies/Directiva EU 2016/1628.

Motores Switchables

En algunas situaciones muy concretas se hace uso de motores capaces de trabajar tanto a 1500RPM – 50Hz como 1800RPM – 60Hz.

El cambio de régimen de trabajo se hace normalmente a través de un switch conectado al ECU del motor. A nivel mecánico no hay mayor problema, solo a nivel de homologaciones de niveles de emisiones hay que tener cuidado. Un motor podría estar homologado a 50Hz, pero no a 60Hz.

Esta funcionalidad se usa especialmente en puertos, donde los generadores pueden dar servicio tanto a barco europeos como norteamericanos por ejemplos. Dependiendo de las cargas necesitaremos una u otra configuración de suministro.

Condiciones climáticas

El rendimiento del motor siempre se ve influenciado por las condiciones meteorológicas, de hecho, los valores de potencia se refieren a unas condiciones estandarizadas.

Para proporcionar un arranque óptimo, incluso en condiciones adversas, se utilizan dispositivos que preparan el motor. Por ejemplo, el precalentamiento del refrigerante sirve para minimizar los efectos adversos del frío.

Te aconsejo revisar este artículo para obtener más información sobre las condiciones ambientales: Gensets para dummies/Qué grupo electrógeno necesito en alta montana o cuando hace calor

Para saber más

Hemos mencionado la Agencia de protección medioambiental de los EE. UU., puede resultar interesante visitar su sitio web.

Si quieres entender mejor la mecánica del motor, te recomiendo estas páginas muy didácticas y bien organizadas acerca del Motor diésel y del Turbocompresor.

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Directiva EU 2016/1628 y grupos electrógenos

Directiva EU 2016/1628 para máquinas móviles no de carretera (Non Road Mobile Machineries)

Las emisiones de gases contaminantes de los grupos electrógenos están reguladas por una directiva específica emitida por la Comisión Europea: Directiva Emisiones para máquinas móviles no de carretera EU 2016/1628 (NRMM).

Premisa

Directiva EU 2016/1628 y grupos electrógenosEn primer lugar, es necesario distinguir entre máquinas de carretera, como coches y camiones y máquinas que no son de carretera (off-road); las últimas no están homologadas para circular en la vía pública, sino que se deberán transportar por medio de otro vehículo.

El grupo electrógeno entra en la categoría de las off-road, junto con máquinas agrícolas, de construcción o de jardinería, por ejemplo.

En segundo lugar, debemos tener en cuenta que la directiva afecta a las máquinas móviles y excluye a las ‘estacionarias’. Esto significa que cualquier grupo para instalaciones fijas y que se transporta e instala una sola vez durante su vida útil, no entra en el campo de aplicación de la directiva. Por lo tanto, sí se ven afectados los grupos electrógenos para construcción o alquiler. De hecho, estos se transportarán a menudo y se instalarán y desinstalarán varias veces.

Un poco de historia

A partir del año 1997, con la publicación de la Directiva EU 97/68 (modificada por EU 2002/88) la Comisión regula los valores de monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC), nitratos (NOx), partículas (PM y PN) presentes en los gases de escape de maquinarias off-road.

Directiva EU 2016/1628

Tabla 1. Niveles de gases contaminantes admitidos por EU 2016/1628 Stage V

Estos valores se han restringido de una manera escalonada en el tiempo mediante la introducción del concepto de Stage (etapa). 2005 fue el año de introducción del Stage 1, el Stage 2 llegó en 2007, en el 2011 entró en vigor el Stage 3A y sigue siendo válido. Sin embargo, en 2016 la Comisión emitió una nueva directiva, la UE 2016/1628, que deroga la anterior y prevé la introducción de una nueva etapa: Stage V desde el 1 de enero del año 2019.

Directiva EU 2016/1628

Tabla 2. Introducción Stage V

Resumiendo...

La nueva Directiva obliga a usar motores Stage V para todos los generadores destinados a alquiler o cualquier otra aplicación móvil (sin instalación fija) a partir del 1 de enero 2019 (1 de enero de 2020 para potencias entre 56 y 130kW). La Directiva permite un período de transición de dos años durante el cual se puede utilizar los motores Stage 3A fabricados antes de la fecha de aplicación de la nueva Directiva.

Otros aspectos de la directiva UE 2016/1628

La directiva UE 2016/1628, que entró en vigor el 1 de enero de 2017, establece los procedimientos que los fabricantes de motores y fabricantes de equipos OEM tendrán que seguir para cumplir con la misma. Además, exige nuevos y más estrictos límites sobre las emisiones e introduce el control del número de partículas y se amplía el campo de aplicación a nuevos segmentos de potencia respecto a la anterior Directiva UE 97/68. La Directiva se complementa con otras tres publicaciones: UE 2017/654, UE 2017/655, UE 2017/656, éste último centrado en el proceso de implementación.

La Directiva UE 2016/1628 regula todos los motores de combustión interna: cualquier sistema de inyección, cualquier combustible, cualquier velocidad de régimen, instalados en máquinas móviles no de carretera. No se aplica a los sectores agrícolas y forestales y para ciertos tipos de máquinas tales como barcos, aviones, coches de carreras y estacionarias.

La máquina estacionaria es cualquier máquina destinada a ser instalada y mantenida en el mismo lugar a lo largo de toda su vida útil y cuya desinstalación debe llevarse a cabo con el auxilio de herramientas. Esta categoría incluye los generadores de emergencia.

LOS GRUPOS ELECTRÓGENOS DE EMERGENCIA INSTALADOS DE FORMA ESTACIONARIA NO ENTRAN EN EL CAMPO DE APLICACIÓN DE LA DIRECTIVA 2016/1628 EC NRMM.

La Directiva UE 2016/1628 reúne a los motores en diferentes categorías:

  • Uso genérico con potencia de hasta 560kW a velocidad constante (NRE).
  • Potencia mayor de 560kW para grupo electrógeno (NRG).
  • Otros motores de gasolina o para otras aplicaciones (NSR) y NSRh.

Como se ha mencionado, la gran novedad de esta publicación ha sido la inclusión de dos categorías de motores hasta ahora no considerados: aquellos con potencia inferior a 19kW y aquellos con potencia superior a 560kW. Para determinar la inclusión del motor siempre se considera la potencia declarada en condiciones nominales según la norma ISO 14396, normalmente, la potencia principal o Prime.

Motores de transición

La nueva Directiva no permite planes Flex, como ocurrió con la introducción de motores de Etapa 3A, sin embargo, prevé un período transitorio en el que los motores Stage 3A fabricados y colocados en el mercado antes del 31 de diciembre 2018, se pueden montar en una máquina hasta el 30 junio 2020 y distribuir hasta el 31 diciembre 2020 (las fechas cambian en 31 diciembre 2019, 30 junio 2021 y 31 de diciembre 2021, respectivamente, para potencias entre 56 y 130kW).

La tecnología

Los requisitos de estos nuevos motores Stage V son extremadamente restrictivos y obligan a los fabricantes a utilizar sistemas costosos y complejos como los que se usan en los camiones. En los motores de menor potencia (hasta 50kW y 3lt aproximadamente) será suficiente aplicar la tecnología common-rail, la válvula de recirculación de gases de escape EGR y el filtro de partículas DPF. En motores de mayor potencia se deberán utilizar también sistemas catalizadores SCR o DOC y/o turbocompresores de geometría variables VGT. La instalación de estos motores será mucho más compleja que los actuales, debido a la cantidad de componentes y la necesidad (en algunos casos) de depósitos de AdBlue.

El precio del motor podría casi duplicarse, como pasó en los EE.UU. con la introducción de la EPA Tier IV, cuyos requisitos son muy similares a los del Stage V, con la excepción de masa de partículas PM para los que la Comisión es más exigente  respecto al número de partículas PN que la EPA no controla.

Responsabilidad

Es importante señalar, que las responsabilidades a cumplir con la Directiva UE 2016/1628 se distribuyen a lo largo de toda la cadena de suministro mediante la identificación de diversos actores.

El fabricante de motores pondrá en marcha las prácticas de aprobación de tipo, al no hacerlo sus motores no se podrán comercializar a partir del 2019 (2020 para el segmento intermedio).

El OEM, el integrador, debe asegurarse de que los motores han sido aprobados y marcados; además, si los sistemas de post-tratamiento se entregan separados del motor, tiene la responsabilidad de integrarlos y certificar que se siguieron las instrucciones adecuadas.

En el caso de motores fabricados fuera de la UE, el importador debe asumir la responsabilidad de producir la documentación que demuestre la conformidad y hacer que ésta, esté disponible. También debe informar a las autoridades en caso de cualquier posible incumplimiento.

Por último, el distribuidor tendrá que verificar que tanto el fabricante del motor como el importador, hayan cumplido con las prácticas previstas.

Es importante señalar que incluso los motores vendidos como piezas de repuesto, deben cumplir con algunos procedimientos específicos y ser reconocido como tales.

Para saber Más

Por último, dejo alguna información adicional que puede resultar interesante. En Wikipedia encontramos la evolución de la normativa europea sobre emisiones Normativa europea sobre emisiones.

En este enlace encuentras la publicación oficial de Eur-lex.europa.eu mientras que este último es la publicación en el Boe.es que oficializa la Directiva UE 2016/1628 en ámbito español.

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futuro grupo electrógeno
El pasado miércoles tuve la oportunidad de hablar al Genset Meeting sobre las tendencias que hoy en día observamos en el mercado del grupo electrógeno, sin embargo, hay algo que no logré tratar con profundidad durante el evento: el futuro del grupo electrógeno. Es decir, el análisis que debe preocupar a los profesionales del sector. Usaré este espacio para desarrollar el tema y exponer mi visión sobre el futuro que  podemos esperar para el grupo electrógeno.

Las tendencias actuales del sector y el futuro del grupo electrógeno

futuro grupo electrógenoDurante la ponencia del Genset Meeting he tratado sobre las tendencias más destacadas que estamos revelando en nuestro sector, agrupándolas en tres vertientes principales:
– Una creciente sensibilidad para el medioambiente y la sostenibilidad.
– La necesidad de concebir nuestros equipos como parte de sistemas más complejos, especialmente a la hora de integrarlos en infraestructuras de red.
– Un continuo acercamiento de tecnologías de recopilación de datos y gestión remota.

Sensibilidad medioambiental

Comenzando por los aspectos relacionados con la sostenibilidad, es evidente como la sensibilidad que se ha desarrollado hacia el medioambiente requiere de adoptar nuevas tecnologías, tanto para lograr la reducción de emisiones contaminantes (limitaciones más estrictas en las emisiones de motores o empleo de motores de gas), como para la reducción del ruido (mejoras en los sistemas de refrigeración, conducción del aire, sistema de escape).
La Comisión Europea marca la introducción del nuevo Stage V con la Directiva EU 2016/1628 NRMM para motores de grupos electrógenos móviles, para ello es necesaria la adopción de tecnologías como válvulas de recirculación de gases de escape (EGR), filtro de partículas (DPF), catalizadores (SCR), turbocompresores de geometría variable (VGT). Estas medidas determinarán un mayor tamaño de motor y una consecuente mayor complejidad de la instalación.
Inevitablemente, también el precio final del equipo se verá afectado. La nueva Directiva afecta a todos los grupos electrógenos móviles, principalmente alquiler, obras y eventos  a partir del 1 de enero 2019 (1 de enero de 2020 si la potencia mecánica del motor está entre 56 y 130kW). No obstante, está permitido un período de transición de dos años durante el cual se pueden utilizar motores 3A fabricados antes de la fecha de entrada en vigor de la nueva Directiva.
Considerando las novedades que introduce la Comisión, se vuelve más interesante el uso del combustible gaseoso con el que será más fácil cumplir con los requisitos de emisiones, incluso para soluciones móviles se podrán tomar prestadas soluciones típicas de automoción para dotar a los generadores de depósitos móviles de gas.
La contaminación acústica también está jugando un papel fundamental en los criterios de diseño de los nuevos generadores. Tanto para instalaciones fijas en cascos urbanos, como para eventos o alquiler, se están necesitando cada vez más soluciones con emisiones acústicas reducidas. El ruido es molesto y las máquinas se deben adecuar.

Integración con sistemas complejos

La segunda tendencia que se analizará, es la integración de los generadores con redes e infraestructuras. Debido al crecimiento de la demanda energética y a la tendencia a integrar fuentes renovables con convencionales, vamos hacia un modelo donde el generador diésel (o gas) se debe poder integrar cada vez más en un sistema de generación complejo.
Factores como el marco regulador local, serán fundamentales para favorecer la integración de los sistemas, tanto que en espacios donde se han creado condiciones favorables, la hibridación está muy extendida y se ve como un pasaje intermedio previo a una total migración hacia un modelo energético 100% (o casi…) renovable. Esta transición pasará por todos los sectores aunque en diferentes medidas: el industrial lidera con una mayor tasa de crecimiento prevista, sigue la electrificación rural de aldeas e islas conectadas a red y la generación en isla completamente aisladas. Desde el punto de vista de la integración, podremos encontrar varios escenarios: power plants convencionales con generación solar o eólica, sistemas multimegavatios, plantas industriales de pequeña o mediana potencia. Todos estos sistemas deberán tener en cuenta la necesidad de comunicar con la red, con la infraestructura, adaptándose a modelos de generación tipo Micro-Grid.
Asimismo, la llegada de los coches eléctricos y las necesidades de distribuir puntos de carga por el territorio, causarán una modificación del modelo de generación actual, una vez que las electrolineras constituyan una carga importante para la red eléctrica deberán preocuparse por generar su propia electricidad. El grupo electrógeno integrado con fuentes renovables es una de las soluciones más realistas que se están bajando en estos momentos; en esta transición no cabe duda, que los grupos electrógenos serán cruciales para mantener cierto nivel de fiabilidad y disponibilidad de energía mientras las tecnologías renovables no puedan garantizar suministros más estables.

Comunicaciones remotas y gestión de datos

Por último, el avance del fenómeno BIG DATA afecta a los grupos electrógenos en varios aspectos.
En todos los ámbitos de la vida cotidiana podemos observar como se vuelve todo “más remoto” (encender la calefacción a distancia o ver una cámara de seguridad por IP), esto significa que dotamos las cosas de sensores que serán nuestros ojos o manos allí donde no estemos. Todos estos sensores generan un tráfico de información asombroso que a su vez se traduce en la necesidad de gestionar inmensas bases de datos que favorezcan la comunicación inalámbrica entre terminales. Por ello, el mercado de los Centros de Procesamiento de Datos está creciendo de forma importante y requiere una gran cantidad de energía que en parte se suministra por grupos electrógenos. Este tráfico de información necesita también de redes inalámbricas estables, que a su vez necesitan grupos electrógenos para suministrar energía a las BTS, a través de las antenas de transmisión de señales móviles.

Pero, ¿cuál será la innovación verdadera?

El grupo electrógeno es un producto maduro, constituido por otros componentes tecnológicamente antiguos: motores endotérmicos y alternadores síncronos. Sin embargo, si miramos a otros sectores que también parecían estancados como la automoción o la maquinaria industrial, no podemos evitar imaginar un futuro de innovación también para el grupo electrógeno. Nadie puede prever con seguridad lo que va a pasar, pero cabe imaginar escenarios donde se integren más y más los sistemas que vemos introducirse en otros ámbitos.
Se descubren con frecuencia nuevos materiales que mejoran las prestaciones de los actuales, desde las mangueras de combustible hasta las pinturas, podemos pensar que los generadores se vuelvan más robustos y resistentes. Estos nuevos materiales podrán facilitar las tareas de reducir ruido y en el transporte reducen tamaño y peso. Los sistemas de refrigeración podrán ser más eficientes y de tamaño reducido aprovechando los avances en tecnologías de ventilación. El almacenamiento de energía será mucho más común, las baterías (más económicas) serán un componente habitual de los generadores para optimizar los ciclos de trabajo y mejorar la eficiencia. Incorporaremos los avances del sector automoción, con la tecnología de Tesla en primera fila.
Los viejos alternadores se verán mejorados en eficiencia y su respuesta ante estrés eléctrico será perfectamente compatible con los Grid Codes, como si de red eléctrica se tratara. A nivel de potencia, podremos gestionar todo con electrónica y relés de estado sólido. Los interruptores magnetotérmicos desaparecerán en pequeñas y mediana potencia. Pero la gran revolución será a nivel de control. Imagino un grupo electrógeno con nuevos sistemas de interfaz de usuario: nos olvidaremos de las centralitas y lo haremos todo por touch screen que además permitirá interactuar a través de voz y gestos. Con los mandos vocales podremos realizar diagnósticos, llamar el servicio técnico, organizar el repostaje o pedir repuestos. Los operadores no necesitarán tener llaves ni contraseñas, un reconocimiento dactilar sustituirá estos métodos. El control estará conectado con el tapón de combustible y las puertas del grupo para que nadie pueda acceder sin autorización ni haya peligro de perder el llavero. Todos los grupos estarán conectados a una central de supervisión para que especialistas puedan monitorear la máquina y sustituirse al usuario final en la gestión del mantenimiento.

¿Hasta dónde podremos reinventar el futuro del grupo electrógeno?

En el párrafo anterior, se muestran solo algunas ideas que hoy parecen estar muy lejos, sin embargo, se basan en tecnologías y prácticas más que comprobadas en otros sectores.

El grupo electrógeno no evolucionará cuando el mercado lo demande sino cuando algún fabricante tenga el valor de reinventarse y educar el usuario a una nueva forma de entender el generador.

Para saber más

El Genset Meeting es un evento de referencia del sector de la generación que se celebra en Madrid todos los años, lo organiza Energetica XXI. La Directiva 2017/1628 modificará de forma importante los generadores. Puedes aprender más sobre ella en este enlace. Los Base Transceiver Station son las comunes antenas de transmisión móvil. Los Grid Codes son reglamentos internacionales para armonizar el comportamiento y la infraestructura de la red eléctrica.

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Gensets Para Dummies: curso sobre generadores eléctricos

Genset Fácil es un curso sobre generadores eléctricos

Tanto si tu profesión está relacionada con este mundo como si no, Genset Fácil te ayuda a comprender el uso y las aplicaciones del generador eléctrico.

curso sobre generadores eléctricosGenset Fácil es una idea de Massimo Brotto.
Massimo lleva más de 15 años en la industria del grupo electrógeno y de los generadores eléctricos. En este tiempo ha tenido la oportunidad de dar formaciones tanto a nivel técnico como a nivel comercial con el fin de transmitir sus conocimientos en el ámbito de la ingeniería y aplicaciones. El reto de Genset Fácil es el de simplificar conceptos de ingeniería para quien no sea un ingeniero, está publicado en forma de blog con un estilo amigable y  práctico.
La primera parte de este curso sobre generadores eléctricos, está constituida por 11 entradas y cada una abarca un aspecto concreto relacionado con el grupo electrógeno. Puedes leer todos los artículos  en el orden propuesto o saltar entre los que más te interesan. ¡A tu ritmo!

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Genset Fácil, curso sobre generadores eléctricos

 

 

Qué es un generador eléctrico

que es un generador electrico

Genset Fácil comienza con una introducción muy sencilla para comprender las bases sobre “Qué es un grupo electrógeno”.  Leyendo este artículo comprenderás cuáles son los componentes que forman parte de un generador eléctrico, así como sus principales funciones.

Dónde se usa un generador

Este artículo te ofrece un abanico de ejemplos muy concretos de situaciones donde se usan los generadores eléctricos. El grupo electrógeno se emplea en una multitud de situaciones: industrias, eventos, hospitales, telecomunicaciones y más. ¡Te llevarás más que una sorpresa!

La potencia

La potencia de un generador eléctrico se puede medir de distintas formas según se use para emergencia o para un servicio continuo. Aprenderás algunas pautas importantes para poder elegir bien y comprender los distintos tipos de potencias que se pueden encontrar en un grupo electrógeno.

Estabilidad de tensión y frecuencia

Como sabemos si nuestro grupo electrógeno es buenoLo que hace mejor o peor un generador eléctrico son sus componentes, el diseño y la fabricación. Todo esto influye en la fiabilidad y robustez del grupo electrógeno y también en la calidad de la energía que éste genera. En este artículo comprenderás cómo se clasifican los grupos electrógenos en función de la calidad de la energía eléctrica producida y como ésta se mide.

 Cómo dimensionar un generador eléctrico

CÓMO SE CALCULA LA POTENCIA DEL GRUPO ELECTRÓGENOYa has leído mucho sobre grupos electrógenos, sabes reconocer uno y reconocer sus componentes y entiendes los criterios que usan los fabricantes para declarar sus características. Sin embargo, cuando vamos a elegir un generador eléctrico para nuestro uso, lo primero que debemos conocer es la potencia. Con algunos ejemplos prácticos y una herramienta muy sencilla, comprenderás cómo se puede establecer exactamente el tamaño de nuestro generador eléctrico.

Impacto de las condiciones ambientales en el funcionamiento

como influyen las condiciones ambientales el funcionamientoTanto si necesitas el grupo electrógeno para la fiesta en la playa como si lo necesitas para tu casa en el monte, tienes que saber cómo las condiciones ambientales afectan su rendimiento. En este artículo aprenderás que el entorno puede afectar el óptimo funcionamiento del generador eléctrico y podrás revisar cuáles son las medidas que se pueden tomar para garantizar un uso correcto.

Derating

¿QUÉ ES EL DERATING?Las condiciones extremas de temperatura, humedad y altitud causan una pérdida de potencia en cualquier grupo electrógeno. Aprende cómo calcularla y cómo tenerla en cuenta a la hora de dimensionar tu generador eléctrico.

Las pruebas en fábrica y en situ

¿A qué pruebas se somete un grupo electrógeno?

Un generador eléctrico, antes de ser entregado a su dueño, se somete a una serie de pruebas en fábrica. Este artículo te ofrece una descripción de cuáles son y para qué sirven. ¿Sabías que puedes asistir a las pruebas o pedir que se hagan pruebas específicas para tu caso concreto? Aquí descubrirás cómo hacerlo.

Transporte y manipulación

¿CÓMO SE TRANSPORTA E INSTALA UN GRUPO ELECTRÓGENO?En esta última parte del curso no tratamos aspectos técnicos aunque siempre relacionados con el grupo electrógeno. En este artículo aprenderás como preparar un generador eléctrico para estar almacenado durante mucho tiempo, además de otros aspectos básicos de la logística. Sabrás cómo un generador eléctrico se puede transportar por carretera o por barco. Descubrirás cuáles son los aspectos que se deben considerar para el transporte, cuánto puede costar y cómo organizar la manipulación del grupo electrógeno para ponerlo finalmente en su lugar de instalación.

Mantenimiento

mantenimiento grupo electrógenoUna vez que el grupo electrógeno esté funcionando es necesario prever y organizar su mantenimiento. Si no sabes cómo hacerlo, aquí tienes una guía muy práctica y sencilla con todo lo que tienes que saber para que tu grupo electrógeno sea duradero y eficiente.

Marco Normativo

Qué directivas debe de cumplir un grupo electrógenoPor último, se consideran los aspectos normativos. ¿Sabes la diferencia entre normativas, directiva y REBT? Con este artículo comprenderás las diferencias y sobre todo sabrás cuáles se aplican al grupo electrógeno. Esta guía te será útil tanto si quieres información a nivel general, como si tienes que vender o comprar un generador eléctrico de segunda mano.
Se cierra aquí la primera parte de este curso sobre generadores eléctricos y grupos electrógenos. Seguirá una segunda parte para tratar más en detalle los distintos componentes y analizar con profundidad el funcionamiento eléctrico.
Veremos las distintas tecnologías que emplean los motores para grupo electrógeno, analizaremos el funcionamiento de un alternador, estudiaremos el cuadro eléctrico y las funcionalidades que puede gestionar, desde la carga de la batería hasta la comunicación con el motor, desde el paralelo hasta la gestión de la parada de emergencia.

Antes de despedirme me permito pedirte un gran favor: que dejes un comentario o una sugerencia. Cuéntame tus curiosidades, lo que te gustaría aprender en la siguiente parte y también lo que no te ha gustado. Tus palabras serán una gran ayuda para seguir y mejorar Genset Fácil.

Espero que hayas disfrutado con Genset Fácil, curso sobre generadores eléctricos. Solo te queda compartirlo en tus redes sociales, para que también tus amigos puedan aprender sobre grupos electrógenos y generadores eléctricos. ¡Hasta pronto!

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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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¿QUÉ ES EL DERATING?
Las condiciones ambientales como la temperatura o la altitud, así como, algunas características eléctricas propias de las cargas que vamos a conectar al grupo electrógeno, pueden perjudicar la prestación del mismo. Por lo tanto, la potencia que el generador es capaz de suministrar se puede ver afectada. Esta influencia ha de tenerse en cuenta a la hora de dimensionar nuestra máquina, pero ¿cómo podemos saber de antemano los efectos del entorno donde instalaremos nuestro grupo electrógeno?
¿QUÉ ES EL DERATING?

Antes de que la electrónica se hiciese tan popular entre los motores de coche, cuando todavía circulaban los Simca 1000 y los Peugeot 205, todos recordamos con una sonrisa aquellas experiencias por el monte. Esos motores aspirados escalaban con fatiga los puertos de montaña y cuando íbamos toda la familia en el coche, siempre llegaba un momento en el que alguien se tenía que bajar.

¡El motor está caliente! ¡Que alguien baje y vuelvo a recogerlo luego!

Solía decir el conductor cuando el coche no podía más. El monte es un entorno que pone a prueba un motor y no solo por las cuestas, sino también por la falta de aire debida a la altitud. Esta falta de aire hace que el motor pierda potencia.

¿Qué es el derating?

En otro post hemos aprendido cómo la temperatura y la altitud afectan al grupo electrógeno. Además, hay otros fenómenos eléctricos característicos de algunos tipos de cargas que reducen la potencia del generador.

La buena noticia es que para cada condición negativa, tenemos la posibilidad de prever y apaciguar los efectos. Los fabricantes de motores y alternadores nos dan tablas y reglas para calcular la potencia que perdemos.

El fenómeno de pérdidas de potencia debido a factores característicos del entorno donde se instala el grupo electrógeno, se llama derateo o derating. Las instrucciones para calcular las pérdidas, se llaman tablas de derating.

Efectos en el motor

En general, la temperatura afecta el motor a partir de los 40 ºC. Siendo escaso el aire caliente que llega a la admisión, hay menos cantidad de oxígeno disponible para la combustión en la camera del cilindro. En un motor tipo inyector-bomba, la pérdida de potencia puede llegar a más de 10 % por cada 10 ºC de temperatura, mientras que en los modernos common rail gestionados electrónicamente, la pérdida se reduce de forma importante o se elimina.

Por otro lado, la temperatura afecta la eficiencia de los sistemas de refrigeración. Cuando el radiador no es capaz de sacar el calor del motor, bien habrá que bajar potencia, bien habrá que poner un radiador más grande. El radiador deberá estar adecuadamente sobredimensionado para la temperatura de trabajo. Se toman estas medidas para evitar que el controlador del grupo electrógeno pare el motor por sobretemperatura de agua. El disparo por sobretemperatura suele ocurrir gracias a un sensor de temperatura instalado en el radiador y ajustado entre los 100 y los 110 ºC dependiendo del motor.

La temperatura afecta también al combustible. Si éste llega al motor demasiado caliente -por encima de 40 ºC- la combustión no tendrá las condiciones óptimas y se deberá aplicar un derateo de hasta 3 % por cada 10 ºC.

La altitud afecta mayormente a los motores aspirados con respectos a los turboalimentados, ya que la turbina compensa, hasta cierto punto, la escasez de aire. La falta de oxígeno afecta a la calidad de la combustión y la prestación del motor como hace la temperatura. Siendo aplicable derateo a partir de los 1000 msnm para motores pesados y 500 msnl para motores ligeros, se puede tomar en cuenta un valor de 4 % por cada 500 m para un motor aspirado y de un 2 % por cada 500 m para un turbo.

Efectos en el alternador

El alternador también se ve afectado por la temperatura. Los bobinados están diseñados para trabajar a 25 ºC o 40 ºC ambiente según la clase de aislamiento. Si esta temperatura se alcanza, habrá que reducir la potencia para evitar que el aislamiento se dañe y ocurran accidentes. Para prevenir inconvenientes, la temperatura de los devanados se puede controlar con sensores específicos: cuando éstos detectan temperaturas peligrosas, envían una alarma para desconectar el grupo electrógeno. La pérdida de potencia por temperatura en un alternador es del orden del 3 % por cada 5 ºC por encima de los 40 ºC ambiente.

También en este caso hay que tener en cuenta los efectos de la altitud. La escasez de aire afecta el intercambio térmico y en el alternador se produce un sobrecalentamiento. Es correcto considerar una reducción de potencia del 3 % por cada 500 m de altitud por encima de los 1000 msnm.

No solo las condiciones ambientales afectan al rendimiento del alternador. También un factor de potencia -FdP- excesivamente bajo nos obliga a limitar la potencia. Esta pérdida aumenta si el FdP es capacitivo en lugar de inductivo. Por esta razón hay que tener extrema precaución cuando se alimenta un banco de condensadores con un grupo electrógeno pues éstos generan una pérdida importante.

Por ejemplo, se pierde el 5 % de potencia con FdP 0,7 y hasta un 15 % con FdP 0,3. Estos valores son válidos si se trata de desfase inductivo, si no fuese así, habría que considerar pérdidas mayores.

La información y los datos de arriba sirven como nociones generales acerca del derateo de grupos electrógenos. Los valores que se han dado son indicativos. Cada marca y modelo especifico de motor y alternador tiene características únicas en función del diseño y de las tecnologías empleadas. Sería imposible resumir en un post toda la información de todos los fabricantes. Para solicitar una información más especifica puedes usar los comentarios abajo. Estaré encantado de ayudarte.

Para saber más

Aquí te dejo un artículo muy práctico sobre las pérdidas por temperatura que afectan turismos Autofacil.es, no está demás tener algún conocimiento al respecto. También puedes estudiar la importancia del enfriamiento de alternadores, con esta noticia del blog de CGT, una autoridad al respecto Stamford-avk.com.

Photo Credit Nico Quatrevingtsix

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Como sabemos si nuestro grupo electrógeno es bueno

Las diferencias más evidentes entre grupos electrógenos, son las dimensiones y la potencia.

Sin embargo, cuando tenemos dos generadores de igual forma constructiva, de igual potencia y de igual frecuencia y tensión,  ¿cómo sabemos cuál es mejor?

¿Cómo se comporta un grupo electrógeno?

Imagina que estás conduciendo tu coche por un camino a 50 kilómetros por hora. No puedes subir ni bajar la velocidad. Tienes que mantenerte constante todo el tiempo. Mientras estés por un camino recto y en buenas condiciones no será tan difícil, pero ¿qué pasará cuando alcances una curva o una cuesta? ¿Y si alguien se subiera de repente al coche, conseguirías mantener la velocidad constante?

Seguramente sí, aunque existan unas pequeñas variaciones entre el momento en el que te encuentres el obstáculo, y en el que consigas corregir y estabilizar la velocidad de nuevo. Los obstáculos, son asimilables a fenómenos eléctricos que obligan a los sistemas de regulación del grupo electrógeno a actuar tanto sobre la frecuencia como sobre la tensión. Estos fenómenos serán, por ejemplo, impacto de carga, transitorios de arranque o paradas.

Dejando a un lado (de momento), las consideraciones sobre construcción mecánica, nos centramos en lo que se refiere a las características eléctricas. A igualdad de potencia, tensión y frecuencia, la capacidad de reacción ante variaciones de carga no siempre es igual. Así que dos generadores con las mismas características eléctricas podrían responder de formas muy distintas a los mismos estímulos.

Estas diferencias en el comportamiento, afectan de forma palpable  la estabilidad de frecuencia y tensión y hasta al funcionamiento del mismo motor.  Podemos observar subidas o bajadas repentinas de frecuencia y tensión hasta causar daños a las cargas conectadas a nuestro genset.

La calidad de la respuesta del grupo electrógeno

La magnitud de las variaciones de frecuencia y tensión y la rapidez de reacción del motor y alternador para volver a estabilizar el sistema, son los parámetros que nos indican la calidad de la respuesta del grupo electrógeno.

La norma ISO 8528, parte 5, nos ayuda. Define cuatro distintas clases de regulación, cada una de ellas recoge 22 parámetros de funcionamiento e indica un umbral de variación admisible. Estos parámetros comprenden desde la variación de frecuencia y tensión en régimen estabilizado, hasta los porcentajes de intercambio de potencia activa y reactiva en caso de funcionamiento en paralelo.

Las clases de regulación en más detalle:

  • G1, la más tolerante: aplicada a grupos electrógenos equipados con motores de regulación mecánica y reguladores de tensión analógicos. Sirve para cargas genéricas no electrónicas y sin componentes sensibles a las oscilaciones. Ej. bombas, hornos, molinos.
  • G2, la más común:  aplicada a grupos electrógenos equipados con motores de regulación electrónica (no common rail) y reguladores de tensión analógicos o digitales. Sirve para casos genéricos donde haya variedad de cargas incluyendo sistemas electrónicos poco sensibles. Ej. residencias, procesos industriales, hospitales, aeropuertos.
  • G3, la más exigente: aplicada a grupos electrógenos equipados con motores de regulación common rail y reguladores de tensión  digitales. Sirve para casos específicos donde haya elevada presencia de cargas electrónicas muy sensibles. Ej. centros de procesamiento de datos, procesos químicos, equipos militares de comunicación.
  • G4, el traje a medida: aplicada cuando hay un acuerdo específico entre el fabricantes de grupos electrógenos y el cliente. Puede precisar sobredimensionado de componentes o reguladores especiales. Sirve para casos muy puntuales donde los equipos alimentados no sean compatibles con la clase G3. Ej. equipos de vigilancia, robot industriales, superordenadores.

Parámetros que afectan la calidad de la respuesta del grupo electrógeno

Algunos parámetros tienen efectos más evidentes que otros en el funcionamiento del genset. A continuación explicaré los principales y más significativos. La lista completa está disponible seguidamente  en inglés.

  • Caída de frecuencia -droop-: se trata de la máxima caída porcentual admitida entre vacío y carga.

  • Estabilidad de frecuencia y tensión en régimen estabilizado: se trata de la máxima variación porcentual admitida a régimen nominal y sin variaciones de carga.

  • Variación de frecuencia y tensión y tiempos de recuperación en régimen transitorio: se trata de las variaciones ante una variación de carga. El tiempo de recuperación es el tiempo que transcurre entre la variación y la vuelta de tensión y frecuencia dentro de los parámetros de régimen estable.

En esta tabla puedes ver los valores límites dados para cada parámetro explicado en lo gráficos:

Parámetro

Unidad

Clase de regulación

G1

G2

G3

G4

Caída de frecuencia -droop-

%

≤8

≤5

≤3

según acuerdos específicos

Estabilidad de frecuencia en régimen estabilizado

%

≤2,5

≤1,5

≤0,5

según acuerdos específicos

Estabilidad de tensión en régimen estabilizado

%

≤5

≤2,5

≤1

según acuerdos específicos

Variación de frecuencia en régimen transitorio

%

≤15

≤10

≤7

según acuerdos específicos

Variación de tensión en régimen transitorio

%

≤25

≤20

≤15

según acuerdos específicos

Tiempos de recuperación de frecuencia en régimen transitorio

s

≤10

≤5

≤3

según acuerdos específicos

Tiempos de recuperación de tensión en regimen transitorio

s

≤10

≤6

≤4

según acuerdos específicos

La tabla es un extracto de ISO 8528-5:2005, la información está resumida y simplificada para facilitar su comprensión a título informativo. Si necesitas estos datos para fines de diseño e ingeniería te recomiendo consultar la versión original y completa de ISO 8528-5:2005 o sus más recientes ediciones.

Para saber más

En otro artículo ya se trataba la norma ISO 8528. Es una norma muy importante para fabricantes y usuarios de grupos electrógenos porque recoge valiosa información sobre como diseñar, fabricar, probar y operar cualquier generador. Puedes visitar la web del International Organization for Standardization ISO a la dirección Iso.org.

Para saber más sobre el common rail y por qué es más eficiente, te sugiero ver este artículo en Bolido.com, muy didáctico y detallado, a parte de la infalible Wikipedia.org

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¿Te acuerdas de aquella vez en la que acabaste sin aliento después del partido, mientras tu amigo decía que no era para tanto? En ese caso, el esfuerzo de cada uno no fue el mismo, aunque tal vez el resultado sí lo fuera. La potencia que cada uno empleó fue diferente, tendría distintos altibajos y el esfuerzo máximo tendría intensidades distintas. Los dos sabéis que ha sido un gran partido, pero ¿cómo podríamos medir el esfuerzo -o la potencia- de cada uno?

potencia de un grupo electrógeno

Un grupo electrógeno es una máquina capaz de generar una energía, dependiendo de cómo usemos esa energía, las variaciones de intensidad y los tiempos, determinaremos la  vida útil del generador. Exactamente como cuando tenemos que dosificar nuestras fuerzas de formas muy distintas antes de una larga carrera o un sprint de cien metros. En el caso del deporte, se establecen criterios objetivos de medición: las reglas, las líneas, los cronometrajes por ejemplo. En el caso de las máquinas, tenemos la misma necesidad de unificar criterios para poder medir de la misma forma todos los equipos que queremos comparar.

Las clasificaciones de potencia del grupo electrógeno

Clasifican las declaraciones de potencia y unifican los criterios de medición, son los especialistas del organismo internacional conocido como International Organization for Standardization (ISO), que en la norma ISO 8528 recoge los criterios que los fabricantes de grupos electrógenos de todos el mundo deben emplear para medir la potencia de los genset que fabrican.

Esta norma describe 4 distintas clases de potencia, según el uso -o aplicación- que queramos darle al generador:

  • Continuous Power (COP) es la potencia de la que dispondremos continuamente para un tiempo ilimitado de horas al año.
  • Prime Power (PRP) es la potencia máxima disponible para un número ilimitado de horas al año, siempre que la carga sea variable.
  • Limited Time Power (LTP) es la potencia disponible de forma continua para un número limitado de horas, quinientas al año.
  • Emergency Stand-By (ESP) es la potencia disponible de forma continua para un número limitado de horas, doscientas al año, siempre que la carga sea variable.

Imagina si tuvieras que utilizar tu coche para competir en una carrera de velocidad -¡solo una vez!-, seguramente pisarías a fondo para sacar la máxima potencia y después de la carrera tu coche acabaría chatarra. Sin embargo, si lo usas todos los días para ir al trabajo, de compras y de viaje con la familia, harás muchísimos más kilómetros pero de una forma más moderada y controlada, mezclando carreteras principales y callejeo. El símil nos ayuda para entender la diferencia entre las potencias descritas antes: el ESP sería el modo carrera, lo damos todo durante poco tiempo;  mientras el COP sería el uso día a día: sacamos menos potencia pero de forma continua, sin parar. Entre el uno y el otro extremo tenemos la LTP, otra carrera pero más larga donde habrá que dosificar mejor la potencia; y la PRP, una rutina más variada que la anterior con viajes en autovía donde iremos al límite de vez en cuando, siempre que lo compensemos con otro tramo más moderado.

¿Qué es la potencia COP?

La Potencia Continua -COP-, se define como la máxima potencia que el generador es capaz de entregar suministrando una carga constante durante un número ilimitado de horas al año, bajo las condiciones estipuladas y ejecutando las operaciones de mantenimiento descritas por el fabricante.

Esta potencia se emplea para definir grupos electrógenos que trabajan 24/7 a potencia constante, inyectando a red -o compañía- una potencia siempre igual. En ocasiones, las productoras de energía eléctricas, refuerzan ciertas líneas de suministro con grupos electrógenos allí donde ha crecido muy rápidamente la demanda y la red de transporte se ha quedado insuficiente. Siempre se trata de genset conectados a red porque sería imposible tener una carga constante todo el tiempo, solo la red es capaz de absorber una potencia constante y redistribuirla donde haga falta. También puede ocurrir que el grupo electrógeno para un hospital, una industria o un hotel, necesite integrar el suministro de compañía.  En este caso, el generador entrega siempre una potencia constante, potencia base, y la red se utiliza para suministrar los picos, es decir, la diferencia entre la demanda real y la suministrada por el grupo electrógeno.

¿Qué es la potencia PRP?

La Potencia Prime -PRP-, se define como la máxima potencia que el generador es capaz de entregar suministrando una carga variable durante un número ilimitado de horas por año, bajo las condiciones estipuladas y ejecutando las operaciones de mantenimiento descritas por el fabricante. El promedio de carga admisible en un período de veinticuatro horas, no debe superar el setenta por cien de la potencia PRP, salvo que el fabricante del motor especifique otra cosa. Para el cálculo de este valor promedio, los intervalos a potencias menores del 30 % se considerarán como si fuesen 30 % igualmente, y los intervalos de tiempo con motor apagado no se cuentan en el cálculo.

La potencia PRP es la que se considera en la mayoría de los casos, siendo la carga variable, la mas común. Puede ser un generador en isla o en paralelo con la red pero siempre suministrando cargas variables en el tiempo con picos puntuales hasta la potencia máxima PRP declarada.

¿Qué es la potencia LTP?

La potencia -LTP- se define como la máxima potencia que el generador es capaz de entregar durante un número limitado de 500 horas por año, bajo las condiciones estipuladas y ejecutando las operaciones de mantenimiento descritas por el fabricante.

¿Qué es la potencia ESP?

La potencia -ESP-, se define como la máxima potencia que el generador es capaz de entregar suministrando una carga variable durante un corte de compañía o una sesión de pruebas para un número limitado de 200 horas por año, bajo las condiciones estipuladas y ejecutando las operaciones de mantenimiento descritas por el fabricante. El promedio de carga admisible en un periodo de 24 horas, no debe superar el 70 % de la potencia ESP, salvo que el fabricante del motor especifique otra cosa. Para el cálculo de este valor promedio, los intervalos de potencias menores del 30 % se considerarán como si fuesen 30 % igualmente, y los intervalos de tiempo con motor apagado no se cuentan en el cálculo.

Tanto la potencia LTP como la ESP son adecuadas para la mayoría de instalaciones de emergencia en países desarrollados. Cada año en Europa, según Eurelectric.org, sufrimos cortes de red entre quince minutos y siete horas* dependiendo del país, en todo caso son tiempos muy por debajo de las 500 o 200 horas admitidas por las clasificaciones LTP y ESP. La razón principal por la que todavía se emplean grupos clasificados con potencia PRP en aplicaciones de emergencia destinadas a trabajar no más de un puñado de horas al año, es el desconocimiento de las reales diferencias entre las clasificaciones disponibles. Además, un exceso de prudencia y la costumbre, han cimentado la práctica de sobredimensionar los grupos electrógenos en la mayoría de las instalaciones. Solo en estos últimos años de recortes de  presupuestos, se ha prestado más atención a este aspecto.

Sin embargo, hay una situación muy distinta en los países en desarrollo. Aquí los cortes de compañía son tan frecuentes que las horas de funcionamiento superan sobradamente las quinientas al año. En África, el suministro eléctrico se corta todos los días durante varias horas, en Burundi han habido cortes hasta acumular 144 días al año**, mientras que el promedio de fallos de la región sub-sahariana, es de unas 1350 horas al año**. Esto genera una situación donde el generador acumula muchas horas de trabajo. En estos casos es mejor optar por un genset PRP.

Para saber más.

Hablamos de países desarrollados y en desarrollo, pero, ¿ cuál es la diferencia? Básicamente el producto interno bruto (PIB), los ingresos per cápita, el nivel de industrialización, de instrucción y de seguridad. Hay varios organismos como Las Naciones Unidas, el International Monetary Fund (IMF) o la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE)  que establecen sus propios criterios detallados y sus informes. Además para saber más sobre el nivel de desarrollo de un país concreto, puedes consultar el World Factbook de la CIA.

Para saber más acerca del International Organization for Standardization ISO, puedes visitar Iso.org,mientras te sugiero leer este artículo sobre las aplicaciones del grupo electrógeno.

Notas:

  1. *Fuente Eurelectric.org
  2. **Fuente Worldbank.orgWikipedia.org

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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

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El Grupo Electrógeno que también se puede llamar Generador Eléctrico, Generador Diésel, Generador Gas o Genset, es una máquina muy común en nuestras ciudades. El Grupo Electrógeno suministra electricidad a hospitales, aeropuertos, obras e industrias. Sirve para macro-conciertos y festivales y a menudo se emplea en grabaciones de cine, eventos publicitarios y hasta en bodas.
El Genset siempre es el mismo y siempre hace lo mismo: suministrar energía eléctrica. Pero, ¿cómo lo logra?

Generador Eléctrico

A lo largo de la historia la energía eléctrica se ha hecho indispensable, al punto que hoy en día está distribuida y disponible en cualquier rincón de cualquier país avanzado. Sin embargo, hay situaciones donde el suministro no existe o se interrumpe por razones ajenas a la producción o al transporte. Imagina zonas extremadamente remotas, aldeas aisladas, zonas de montaña o de campo: si quisiéramos disponer de electricidad en estos entornos, debemos recurrir a un Generador Eléctrico.

Imagina una fuerte tormenta eléctrica,  un terremoto, un huracán o una inundación: a menudo estos desastres naturales causan daños y desperfectos a la red eléctrica y en consecuencia extensas áreas se quedan desconectados en un momento de extrema necesidad. Entre 1981 y 2010, un promedio anual de 25 entre tormentas y huracanes, han afectado las costas americanas del Pacífico. Ante estos desastres, la única forma de restaurar rápidamente el suministro eléctrico es emplear un genset. El grupo electrógeno también forma parte del plan de contingencia para la recuperación tras un desastre -Disaster Recovery en inglés- junto con la medicina de emergencia por ejemplo.
Caso diferente es el de los países subdesarrollados: allí las infraestructuras eléctricas son insuficientes y ni siquiera las ciudades más importantes pueden prescindir de generadores.

¿Qué es un Generador Eléctrico?

El Grupo electrógeno es una máquina que genera electricidad a partir de combustible fósil. Emplea un motor a combustión interna y un generador eléctrico  o alternador.

El Grupo electrógeno se instala sobre una bancada de metal y un sistema de soportes que absorben las vibraciones generadas por la rotación del motor. Puede llevar una carrocería de protección que también reduce el ruido producido. En ocasiones, se emplean contenedores de carga marítima previamente transformados para garantizar refrigeración y protección.
Se completa con un cuadro eléctrico de control y uno de potencia. El primero, gestiona maniobra (arranque, parada, test, emergencia) y protecciones (de motor y alternador), el segundo, sirve como dispositivo de corte y protección de la salida de energía. Suele ser un interruptor automático o circuit breaker en inglés.
Las características principales de un generador son la potencia, la tensión y la frecuencia de trabajo.
 

 ¿Cómo funciona un Generador Eléctrico?

El motor principal desarrolla y entrega potencia mecánica y estas se convierte en eléctrica por el alternador. Suele ser un motor de combustión interna alimentado por gasóleo, gasolina, gas (GPL o Gan Natural) u otros combustibles menos comunes como Jet-fuel, aceite pesado o bio-combustibles. La procedencia de estos motores depende de la gama de potencia. Para potencias hasta 100kVA,  se emplean motores normalmente derivados de la aplicación náutica deportiva como lanchas o maquinarias agrícolas. En mediana potencia, hasta aproximadamente 600kVA, se emplean motores del automoción, camiones predominantemente. En el caso de potencias mayores, se emplean motores para maquinarias movimiento tierra y de propulsión naval como aquellos que empujan lujosos buques de cruceros o más humildes porta-contenedores.

El régimen de rotación del motor, influencia directamente la frecuencia del suministro eléctrico generado, pues éste depende en igual medida del motor y del alternador.
Como en el caso de la automoción, disponemos de motores de inyección directa o common rail, y cuyo sistema de aspiración puede ser natural, turbo-alimentado o turbo-alimentado con pos-refrigeración.
La forma en que los fabricantes declaran la potencia está normalizado (ISO 8528) y se expresa según la aplicación: tenemos Potencia Principal (PRIME); Potencia Continua (CONTINUOUS); Potencia de Emergencia (STAND-BY).
El funcionamiento del motor está influenciado por las condiciones climáticas. Todos los valores de potencia se refieren a unas condiciones normalizadas y repetibles.
Para favorecer el arranque y el correcto funcionamiento en condiciones climatológicas adversas, se recurre a dispositivos, como el pre caldeo de agua, que sirven para minimizar los efectos nefastos del frio.
La máquina eléctrica, o alternador, es el encargado de convertir la energía mecánica generada por el motor en energía eléctrica.
Se fabrica con la misma tecnología que los motores eléctricos (un ventilador o la bomba del filtro de una piscina), de hecho, es un motor que funciona al revés: en lugar de transformar energía eléctrica en mecánica, transforma energía mecánica en eléctrica.
Del alternador dependen la tensión y el sistema de distribución (trifásico, monofásico, bifásico), según la necesidad deberemos dimensionar el generador para suministrar la tensión adecuada. Hay cierto margen de ajuste para cubrir un abanico de tensiones con la misma máquina, sin embargo hay que averiguar previamente la compatibilidad del sistema. Por otro lado, el mismo equipo puede funcionar a 50Hz o a 60Hz, solo depende de la velocidad de rotación que le transmita el motor.
La salida eléctrica está controlada por un regulador de tensión (Automatic Voltage Regulator en inglés) que puede ser digital o analógico. Solo en las unidades mas pequeñas se usa un sistema denominado compound.
La vida y las prestaciones del alternador pueden verse comprometidas tanto por factores ambientales, una elevada humedad ambiental o presencia de polvo y arena en el aire, como por factores eléctricos, es decir, presencia de cargas conocidas como no lineales. Se trata de cargas con elevadas distorsiones armónicas y ruido.  Sin embargo se dispone de medidas de atenuación de estos efectos tales como dispositivos anti condensación, filtros de aire, sistemas de exitación y control inmunes a las distorsiones armónicas.

Para saber más.

Para comprender mejor la necesidad de emplear grupos electrógenos, se podrán profundizar los conceptos de producción y transporte de energía eléctrica. La compañía Red Eléctrica de España se encarga de gestionar el suministro en España y en su página web ree.es nos proporciona valiosas informaciones acerca del desempeño de estas funciones.
Para entender por qué se recurre a generadores tras un desastre natural, podemos consultar Wikipedia.org que nos explica de forma muy accesible las clases de eventos que pueden ocurrir,  sus efectos y su frecuencia.

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