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Montaje y disposición de los grupos electrógenos

Los grupos electrógenos se dividen en varias categorías en función de cómo y dónde los montemos. Te explicamos cuáles son.

Equipos móviles para obras o proyectos en zonas aisladas, generadores de emergencia estáticos situados en el interior de fábricas, grupos electrógenos exteriores operando en áreas densamente pobladas… Todos ellos necesitan cumplir diferentes requisitos, que acaban marcando su diseño y su tipo de montaje.

Aunque esos requisitos pueden ser diversos y numerosos, se puede decir que hay 3 variables básicas que acabarán caracterizando a un generador:

  • En primer lugar, la movilidad que requerirá el equipo. ¿Es un generador que va a instalarse en un lugar fijo para no volver a moverse o es un equipo al que se le va a dar uso en varios emplazamientos?
  • En segundo lugar, su aislamiento ante el entorno. ¿Se instalará el grupo electrógeno en el interior de un edificio o se situará al aire libre?
  • Finalmente, los requerimientos acústicos del entorno en que se instala. ¿Va a ser crítico mantener un nivel de decibelios bajo, o por contra no existirán restricciones en cuanto a presión acústica?

Una vez contestadas esas preguntas, ya podremos escoger qué tipo de grupo electrógeno se amolda más a las exigencias de nuestro proyecto.

Los tipos básicos de montaje

Pese a que las opciones de personalización son infinitas, existen 3 tipos de montaje en función de los parámetros comentados anteriormente:

1. El montaje estático abierto

Este tipo de montaje está previsto para proyectos en que el generador se instala en el interior de un edificio y no debe desplazarse una vez instalado. Por ello, el equipo no lleva ningún tipo de envolvente que lo proteja de las inclemencias climáticas, ni ningún dispositivo de movilidad.

El grupo va instalado sobre una bancada de acero (con o sin depósito integrado), preparada para soportar las exigencias mecánicas estáticas y las vibraciones a las que el equipo se ve sometido a lo largo de su vida útil.

2. El montaje insonorizado estacionario

Cuando el generador debe situarse en la intemperie, mantenerse estático y producir un bajo nivel sonoro, este es el tipo de montaje ideal.

El grupo electrógeno va encapsulado en una cabina de acero galvanizado que lo protege de las inclemencias meteorológicas. El interior de la capota está recubierto con material fono-absorbente, lo que permite reducir el nivel sonoro emitido. Es por ello que, en aplicaciones donde el ruido es un factor determinante, este es el montaje adecuado.

3. El montaje insonorizado móvil

Este es el tipo de equipo que se suele ver habitualmente en obras o en instalaciones provisionales (eventos, rodajes cinematográficos, etc.). Su característica diferencial es que el grupo electrógeno debe poder desplazarse hasta donde se requiera la energía, por lo que éste va montado sobre un remolque.

El equipo se dispone sobre unos tacos anti-vibratorios especiales, preparados para soportar los esfuerzos a cizallamiento (o deformación lateral) que se pueden dar durante la circulación factores como las frenadas, aceleraciones o los baches. De este modo, se consigue proteger el monoblock (conjunto motor-alternador) y se asegura el funcionamiento y la durabilidad del generador.

En Genesal Energy proveemos generadores adaptados a estas tres categorías genéricas de montaje y disposición. Éstos pueden acabar de personalizarse para ajustarse al máximo a la aplicación específica que nuestro cliente necesite.

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Regulación de velocidad. Potencia sin altibajos.

Lo que le pedimos a un grupo electrógeno es una entrega de potencia estable. Y una velocidad constante del motor es clave para conseguirla.

Decía el célebre arquitecto suizo Le Corbusier que las máquinas son “un útil extraordinario de perfección”. No obstante, la experiencia nos dice que ni siquiera las máquinas más sofisticadas son perfectas. Aunque los sistemas mecánicos estén diseñados para ser equilibrados y rendir en base a unos parámetros óptimos, hay que tener en cuenta que siempre existen factores que pueden alterar su efectividad.

La velocidad de un motor, por ejemplo, puede verse afectada por caídas de tensión o sobretensiones. Y en el caso de los grupos electrógenos, estas variaciones son críticas ya que la velocidad del motor condiciona directamente la frecuencia de funcionamiento del mismo.

Como es lógico esto puede suponer un problema, ya que lo que nos interesa de un generador es que éste sea capaz de mantener la potencia lo más estable posible entorno a un valor determinado.

¿La buena noticia? Todo está previsto, y la tecnología nos ofrece soluciones para que los motores no pierdan nunca el compás.

Regulando una respuesta sólida

Actualmente, los motores que montan los grupos electrógenos incorporan un regulador de velocidad. 

La función de este regulador es detectar cualquier desequilibrio en la velocidad del motor y hacer que ésta vuelva rápidamente a su régimen óptimo.

Gracias a este dispositivo, el motor de nuestro equipo mantendrá siempre una cadencia constante. De este modo, el grupo electrógeno será capaz de atender siempre a los requisitos de la carga y nos proporcionará la potencia que necesitamos obtener.

Aparte, el regulador de velocidad actúa como dispositivo de seguridad, ya que protege al motor de regímenes de revoluciones excesivos que pueden causar averías en el motor.

Genesal Energy: motores fiables

En GENESAL ENERGY proporcionamos grupos electrógenos diésel equipados con motores regulados de tres tipos:

  • Motores con regulación mecánica.
  • Motores con regulación mecánica y regulación electrónica incorporada.
  • Motores electrónicos.

Todos ellos están diseñados para recuperar la frecuencia de funcionamiento, tanto después de una aplicación de un impacto de carga, como de una caída repentina de la misma.

La respuesta a la caída de frecuencia dependerá:

  1. De la inercia del propio motor.
  2. De la inercia del alternador.
  3. De las características que le conceda el AVR (Automatic Voltage Regulator) instalado.

Así mismo, en los motores de regulación de velocidad mecánica aplicamos un parámetro llamado “caída de velocidad” o “droop”. Este parámetro representa el porcentaje de sobrevelocidad que el motor lleva cuando está operando sin carga con respecto a la velocidad nominal (a plena carga). Una vez lo hemos calculado, podemos configurar el motor para que éste se estabilice rápidamente cuando se le aplica una carga.

Todo regulador exige un periodo de tiempo definido para actuar. En Genesal Energy realizamos todos los ajustes y test necesarios para asegurar que los reguladores controlan correctamente el régimen del motor y la frecuencia del generador. De ese modo, damos una respuesta fiable a las solicitaciones de nuestros clientes.

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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 perfil de carga 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 sobre calentamiento 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 perfil 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 perfil 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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