Grupos Electrógenos: Implementación como solución energética

Un Grupo Electrógeno es una máquina compuesta por motor, alternador, y panel de control, que en su conjunto realizan conversión electromecánica de energía, vale decir, transforma energía mecánica en eléctrica, a través de un motor de combustión interna que, acoplado a un alternador, entrega energía eléctrica.

El uso de Grupos Electrógenos es bastante amplio, y se aplica fundamentalmente como una alternativa a la generación de electricidad con la Red Eléctrica. Así, tenemos tres aplicaciones genéricas que pueden definirse como:
• Respaldo de emergencia, corresponde al uso de Grupos Electrógenos ante cortes inesperados de energía.
• Horas Punta, corresponde al uso de Grupos Electrógenos para trabajar entre las 18:00 y las 23:00 hrs. en el período Mayo – Septiembre.
• Fuente Única, corresponde al uso del Grupo Electrógeno como única fuente de energía
Los Grupos Electrógenos son clasificados técnica y comercialmente de acuerdo a la aplicación requerida. Así, tenemos los dos siguientes grupos: Portátiles: Están destinados para trabajar en faena o en aplicaciones domésticas. Tienen limitación en las horas de funcionamiento continuo, por no contar con sistema de enfriamiento.
• Estacionarios: Están destinados a trabajar en faena o como respaldo de procesos productivos. No tienen limitación de horas de funcionamiento continuo.
Estos últimos, son los que tienen una mayor aplicación industrial, ya que, precisamente, cumplen con la posibilidad de funcionar de manera continua, gracias a su sistema de enfriamiento autónomo, basado en el radiador tropicalizado, permitiendo emplearlos en aplicaciones de alta demanda de energía eléctrica.

LA CORRECTA ELECCIÓN DEL GRUPO ELECTRÓGENO: EVALUACIÓN EN TERRENO
Normalmente, la elección del Grupo Electrógeno que se requiere para una aplicación, depende de diversos factores. Para respaldar una instalación, se toman las siguientes consideraciones en las evaluaciones en terreno para dimensionar la potencia:
Potencia instalada: Entrega información del rango de potencia para la proyección del Grupo Electrógeno.

• Consumo máximo registrado: En instalaciones existentes, es un antecedente a considerar para el dimensionamiento, dando pié a la evaluación de alternativas ofertadas.

• Factor de demanda proyectado: Para instalaciones en desarrollo, permite, una vez conocida la potencia instalada, dimensionar el generador en base al factor de demanda proyectado, generalmente por Ingenieros asociados al proyecto.

• Proyecciones de crecimiento futuro: Es un porcentaje de potencia que se considera ante la eventualidad o certeza de crecimiento en demanda de energía en el mediano plazo.

• Existencia de Banco de Condensadores: Permite corregir el factor de potencia de las instalaciones. Debe quedar fuera de la alimentación suministrada por el Grupo Electrógeno, a fin de evitar conflictos con alzas de tensión.

• Motores y tipo de partidas asociadas: Los motores cuando arrancan a plena carga, el bobinado tiende a absorber una cantidad de corriente muy superior a la nominal, lo que hace que las líneas de alimentación incrementen considerablemente su carga y como consecuencia directa se produzca una caída de tensión. La intensidad de corriente durante la fase de arranque puede tomar valores entre 6 a 8 veces mayores que la corriente nominal del motor. Por ello, es importante conocer el tipo de partida (directa, estrella – triángulo, suave) para contrastarla con la capacidad de impacto de carga del Grupo Electrógeno a suministrar.

• Cargas no lineales a respaldar: Es importante considerar la existencia de cargas no lineales, las cuales generan componentes armónicos. El Grupo Electrógeno si es mal dimensionado, podrá exhibir mala regulación del voltaje de salida debido al sensado de la retroalimentación de fluctuación de voltaje, o cruces de ceros múltiples causados por las armónicas del rectificador.

• Cargas críticas: Existen casos en que el cliente no requiere el respaldo de toda la instalación, sino sólo de algunos sectores, denominados “cargas críticas”.
En este caso, se debe habilitar una barra de emergencia, donde se conectan las cargas críticas, y el Grupo Electrógeno alimenta exclusivamente dicho sector.

Si bien, en la práctica, se cree que el requerimiento de un Grupo Electrógeno pasa solamente por entregar la potencia requerida, esto no es suficiente. Es indispensable, si se requiere una “solución energética”, que se evalúe correctamente el requerimiento funcional solicitado por el cliente.
Por ello, Lureye cuenta con Ingenieros Eléctricos especializados, que llevan a cabo visitas a terreno y realizan el levantamiento del requerimiento junto al cliente. Además de considerarse todos los puntos mencionados anteriormente para dimensionar el Grupo Electrógeno en su potencia, se debe determinar si lo que requiere el cliente es respaldar en emergencia, para lo cual se debe instalar un Tablero de Transferencia Automática, con contactores o conmutador motorizado, que permite dar arranque al grupo ante la inestabilidad de la Red eléctrica o bien ante la ausencia de ésta.
Si lo que requiere es respaldar procesos críticos, que no deben percibir cortes de energía, se instala un Tablero de Transferencia, con Breakers Motorizados, en conjunto con un cuadro de sincronismo. El Sincronismo, realiza la igualación de parámetros eléctricos entre red y grupo (voltaje, fase y frecuencia), y realiza traspaso de cargas, de modo que el usuario no percibe corte. Estos cortes son programados, y son utilizados comúnmente en Horas Punta.

Además de esto, son evaluadas las condiciones del entorno, como la necesidad de insonorización mayor a la incorporada en el grupo, si éste estará cercano a un sector residencial o bien, cerca de oficinas. En estos casos, normalmente se utiliza un Gabinete Insonorizado, cuya principal función es de Insonorizar el grupo electrógeno, proteger de manipulación no autorizada, y permitir su mantención en intemperie. Actualmente, los gabinetes importados SDMO cuentan con mayor tecnología en diseño e ingeniería acústica desarrollada, por lo que tienen mejor insonorización y resistencia que los de fabricación nacional. Están en el orden de los 65 a 70 dBA a 7 metros de distancia. También se utilizan silenciadores. Dependiendo de la necesidad de reducir el ruido del escape, es posible reducir en 40 dBA con silenciadores críticos. Los gabinetes insonorizados, por defecto, incluyen silenciador residencial, que reduce en 29 dBA el ruido de escape.

Para la ejecución de un proyecto de Generación con Diesel, es importante considerar los siguientes puntos:
• Instalación y Puesta en Marcha de Grupo Electrógeno: Es muy importante la evaluación en terreno para dimensionar correctamente las distancias, tipos de canalización, sección transversal de conductores, requerimiento de instalación de estanque de combustible y conexiones de piping, entre otros, para evitar errores, como el error generalizado de “cotizar instalaciones eléctricas telefónicamente”. Además, el desarrollo de una instalación eléctrica debe ser acorde a la norma NCH ELEC 4/2003 de Electricidad, Instalaciones de consumo en Baja Tensión. Como recomendación, se establece que el Grupo Electrógeno quede cercano al Tablero General que se desea respaldar, con la finalidad de optimizar insumos de instalación, como los conductores.

• Construcción de Sala de Máquinas: En nuestra experiencia, hemos detectado errores comunes en la habilitación de salas para Grupo Electrógeno, lógicamente por desconocimiento de las necesidades de confección, para un óptimo funcionamiento. Es importante tener en cuenta los siguientes aspectos:

• Dimensiones de la Sala: Debe haber un espacio mínimo de un metro alrededor del Grupo, verificando que las puertas de los grupos con Gabinete Insonorizado se puedan abrir por completo para poder realizar mantenimiento.

• Construcción: Si el nivel de ruido no es primordial en la elección, se puede instalar bajo una estructura sencilla, que lo proteja de la intemperie. En el caso de estar en una zona sensible al ruido, se deberá otorgar una atención especial al local, que se realizará en obra de hormigón de un mínimo de 20 cm, revestido de material absorbente, resistente al fuego y aislante.

• Asentamiento de Grupo: Un grupo electrógeno en funcionamiento genera cierta cantidad de energía vibratoria. Esta energía vibratoria se transmite al pavimento a través del chasis. Los grupos electrógenos están montados sobre soportes elásticos y, en principio, no precisan de un pavimento especial. Sin embargo, el pavimento deberá tener la suficiente resistencia, tener una superficie uniforme y no estará unido directamente al resto de la construcción.

• Accesos y Ventilación: Es necesario e imprescindible equipar la sala con accesos de entrada y salida de aire, adaptadas a las condiciones de uso y al sistema de refrigeración. Una ventilación insuficiente provocaría un aumento de la temperatura ambiente, que a su vez podría causar, desde una pérdida de potencia del motor, hasta la parada del grupo, por sus sistemas internos de protección. El aire debe circular, en la sala que contenga el grupo, en el sentido alternador – motor – radiador, debiendo existir aberturas con grandes dimensiones, y lo más directas posibles. Es recomendable que el sistema de refrigeración sea comunicado a una funda o a la protección de la salida para evitar que el aire caliente se mantenga en la sala. Esta circulación permite, al mismo tiempo, conseguir la cantidad de aire necesaria para la combustión.
Así, una correcta evaluación en terreno, por un Ingeniero especialista, permite entregar la correcta solución al cliente, cambiando la visión tradicional de adquisición de un Grupo Electrógeno por soluciones que entreguen valor a los negocios de los clientes, entregando una experta asesoría basada en el conocimiento, compromiso, y calidad.

Agradecimientos a Fuente: Rodolfo Veloz Pérez, Ingeniero Electrónico, Diplomado en Gestión de Empresas y Magíster en Administración de Empresas MBA. Ingeniero Especialista en Evaluación de Proyectos en Generación Eléctrica, Lureye Generación S.A. rveloz@lureye.cl