Riesgos y consecuencias de utilizar grupos electrógenos a baja carga

¿Cómo podemos detectar que algo va mal?

Los grupos electrógenos están diseñados para trabajar a su máxima potencia y por eso su correcto cuidado y mantenimiento es esencial para que lo hagan de forma óptima. Todos los equipos deben trabajar, al menos, al 50% de su carga de energía, y su uso continuado a porcentajes inferiores –a baja carga– es contraproducente y puede tener graves consecuencias.

“Hemos visto motores trabajando 24 horas de forma continuada a una décima parte de su carga y colectores de escape con huecos de seis centímetros reducidos a un centímetro por la carbonilla y el aceite acumulados”, explica Guillermo Docampo, director técnico de Genesal Energy.

¿Por qué el funcionamiento a baja carga de un modo repetido y continuo causará un aumento del consumo de aceite? En realidad, cuando un motor funciona con poca carga no llega a alcanzarse la temperatura ideal de operación del motor. De este modo, se favorece el paso de aceite a la parte alta del pistón al no realizarse un buen ajuste entre el conjunto pistón-aros-camisa debido a la falta de dilatación, con el consiguiente aumento de consumo de aceite, pasando más fácilmente entre las guías de válvulas y los vástagos debido a una mayor holgura al no calentarse lo suficiente.

Principales síntomas de que algo va mal

Hay que estar en alerta cuando:

  1. El motor desprende aceite mezclado con combustible por el colector de escape –incluso por la salida del escape– o por el silenciador.
  2. Hay derrame de aceite, goteo de aceite muy oscuro como quemado.
  3. Cuando el escape expulsa humo blanco, se aprecia más humo del habitual o sale hollín por la salida del escape al exterior directamente.
  4. Las válvulas y tuberías están atascadas por la suciedad (presencia de carbonilla).

Efectos negativos de la baja carga:

  1. Grandes acumulaciones de hollín (carbonilla) en los pistones, en los surcos de los aros de los pistones, las válvulas y el turbocargador. Si después el motor funciona a carga completa los pistones pueden bloquearse por un mal engrase.
  2. Las bajas temperaturas darán como resultado una insuficiente combustión del combustible que causará la dilución del aceite lubricante y pérdida de propiedades del mismo, al bajar parte del combustible al aceite.
  3. Pulido de las camisas de los cilindros. Desgaste excesivo.
  4. El combustible no consumido y el aceite lubricante penetrarán también en el múltiple de escape y eventualmente saldrán a través de las juntas de este, siendo muy evidente –casi escandaloso- por su aspecto quemado, por lo que mancha bastante.  (fotografía interior)

Cómo prevenir los fallos más habituales y reducir al máximo los riesgos.

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La importancia del perfil de carga y consumo de un grupo electrógeno

Conocer bien el tipo de cargas que necesitamos alimentar es fundamental para dimensionar la potencia de un grupo electrógeno.

La energía que maneja un grupo electrógeno no es un valor absoluto y estático. Su nivel tiende a fluctuar acorde con determinados factores y procesos, y lo hace de un modo distinto en cada tipo de equipo.

De ahí que calcular la potencia que necesita un grupo para funcionar no sea una operación simple. Hay que contemplar variables que, si no se tienen en cuenta, pueden ocasionar problemas serios en nuestra instalación.

Por ejemplo, una sobrecarga en alguna de las fases podría provocar sobrecalentamiento y desequilibrios de tensión. Y esto puede ocasionar daños en el generador y en los equipos conectados a éste.

Arranque: el primer escalón de carga

Hay que tener en cuenta que un grupo electrógeno se verá limitado durante su arranque por lo que denomina first step load o primer escalón de carga, o sea: la carga inicial total transitoria que es capaz de sobrellevar el grupo electrógeno hasta alcanzar su régimen estable con unas variaciones transitorias de voltaje y frecuencia.

Por eso es importante verificar la placa de características de los equipos conectados al grupo electrógeno, y conocer los posibles efectos transitorios que éstos puedan sufrir durante sus procesos de arranque.

Algunos equipos como bombas o motores con variadores, por ejemplo, pueden incrementar temporalmente su intensidad durante su puesta en marcha.

Así mismo, elementos como los SAI (sistemas de alimentación ininterrumpida), pueden generar distorsiones armónicas que deben estar contempladas en nuestros cálculos.

¿Qué parámetros influyen a la hora de dimensionar las cargas?

  1. El primer parámetro a contemplar es el tipo de carga.
 Como hemos señalado, algunos equipos experimentan subidas de intensidad transitorias durante el arranque. Con esto en mente, pondremos especial atención en las siguientes cargas:
  • Sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS/SAI). 
La potencia nominal de su alternador se sobredimensiona dependiendo de la instalación.
  • Grandes cargas de motores. Pueden incrementar la potencia de arranque hasta 6 veces, dependiendo del tipo de arranque.
  • Cargas de iluminación (con especial atención al alumbrado de vapor de sodio y halogenuros metálicos).
  • Sistemas con variadores de frecuencia (VFD). Éstos pueden provocar un sobredimensionamiento desde un 40 a un 100%.
  • Otras cargas especialmente sensibles a transitorios y variaciones de tensión y frecuencia.
  1. Otro factor que tendremos en cuenta es el tipo de arranque del motor en cuestión. Esto se debe a que cada tipo de arranque exige una corriente de arranque determinada, superior a la corriente nominal del equipo. Así encontramos que:
  • Motores eléctricos con arranque estrella triángulo: su “corriente de arranque” será igual a 3 veces la corriente nominal o de trabajo.
  • Motores de arranque directo: demandan 6 veces la corriente nominal.
  • Motores de arranque con variador de frecuencia: hay que prestar especial atención a su hoja de características ya que normalmente es configurable la rampa y el incremento de velocidad.

Otros aspectos importantes a valorar

Para acabar de realizar todo este cálculo de potencia con la máxima exactitud, se debe prestar también atención a otras variables como:

  • El factor de potencia en el arranque.
  • La potencia en el arranque.
  • El factor de potencia nominal.
  • La potencia nominal
  • La eficiencia
  • El número de arranques.

En definitiva, este es un cálculo en el que debemos ser muy rigurosos. Para no tener sorpresas, es vital conocer perfectamente el tipo de carga que manejamos y su comportamiento. Todo, con el objetivo de que el grupo electrógeno alimente siempre a una carga equilibrada, que no genere picos inesperados.  

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