6.-GRUPO ELECTROGENO

En la actualidad se demandan mucho los suministros de energa elctrica que sustituyanal suministro ordinario cuando este falle. Entre los equipos que desempean esta funcin se encuentran los grupos electrgenos.Un grupo electrgeno es una mquina que mueve un generador de electricidad a travs de un motor de combustin internaEstos equipos no utilizan una fuente renovable de energa, pero puede generar electricidad en cualquier momento, en cualquier lugar donde se necesite y con una gama de potencias muy amplia. Es el sistema idneo para funcionar como sistema auxiliar para momentos de dficit de una instalacin, o bien para cubrir determinados consumos que se prefiere que no pasen a travs de la misma. En el primer caso se encontraran, por ejemplo, las viviendas permanentes, y en el segundo, las explotaciones agropecuarias o granjas, con consumos especiales, como aparatos de soldadura elctrica, bombeo de gran potencia, molinos, etc.Los grupos electrgenos permiten disponer de energa elctrica cundo y dnde se necesite, son imprescindibles en lugares donde la suspensin del suministro de energa elctrica puede ocasionar trastornos graves en la produccin o en la integridad de las personas, por ejemplo centros comerciales, instituciones sociales, recreativas y tursticas, hospitales, industrias de alimentacin o agrcolas, viviendas, comunicaciones, etc.A veces los grupos electrgenos pequeos tienen una salida a corriente continua (12 24 V) destinada a la carga de bateras. Sin embargo, hay que tener en cuenta que esta salida es de poca potencia, por lo que no ser prctico cargar bateras de capacidades importantes. Por lo tanto, si se quiere utilizar el grupo electrgeno para esta funcin en una instalacin, habr que utilizar un cargador de bateras que pase la corriente alterna del generador a corriente continua, a la tensin adecuada para la carga. Segn si el grupo es mono o trifsico, el cargador deber ser de uno u otro tipo.La potencia del cargador no debe ser excesiva. Un proceso de carga demasiado rpido puede deteriorar las bateras. La potencia del cargador, por tanto, debera ser el equivalente, como mximo, al 10% de la capacidad de las bateras. Por ejemplo, una bateras de 400 Ah a 48 V tienen una capacidad de 19,2 kWh, resultado de multiplicar ambos valores. En este caso la potencia del cargador podra estar entre 1 y 2 kW.Se puede automatizar la carga de las bateras a partir de un grupo electrgeno mediante un mecanismo que lo ponga en marcha cuando la tensin baje de un determinado voltaje y que se pare cuando llegue a otro. Estos valores se tienen que programar previamente en funcin del tipo de instalacin.

CLASIFICAION DE LOS GRUPOS ELECTROGENOS

Los grupos electrgenos con motores decombustin interna se clasifican comosigue:a) De acuerdo al tipo de combustible:- Con motor a gas (LP) natural.- Con motor a gasolina.- Con motor a diesel.- Sistema Bifuel (diesel/gas)b) De acuerdo a su instalacin.- Estacionarias.- Mviles.c) Por su operacin.- Manual.- Semiautomtica- Automtica (ATS)- Automtica (sincrona/peak shaving)d) Por su aplicacin.- Continua- Principal- Auxiliar- De emergencia

A) De acuerdo al tipo de combustibleLos grupos electrgenos que usan gasoil (diesel) son idneos para potencias a partir de unos 5 kW, aproximadamente, y de utilizacin frecuente y durante perodos largos (varias horas).Los de nafta, que son ms baratos, se usan para potencias por debajo o iguales a 2 kW si se utilizan frecuentemente, o hasta 5 kW si su uso es ms espordico.El gas (propano o butano) es un combustible apropiado para grupos electrgenos de pequea o mediana potencia (hasta 5 kW, por ejemplo) pero con una utilizacin frecuente. Tambin es adecuado convertir un grupo de gasolina a gas si se dispone de gas propano en depsitos grandes, ya que su coste por hora de funcionamiento es menor. El adaptador correspondiente representa un sobrecosto que slo se amortiza si se utiliza frecuentemente o si se dispone de un tanque de propano.En la siguiente tabla se muestra una comparacin de grupos electrgenos refrigerados por aire:

Potencia (Kw)CombustibleConsumo de combustible a plena carga (l/h)Volumen de aire de refrigeracin (m3/min.)

1Nafta1,13,9

2,5Nafta1,858,5

3Gas Oil1,3212,5

4Nafta2,6514,25

5Nafta3,3314,25

6Gas Oil2,1216,7

7,5Nafta3,9715,85

12Nafta6,8125,20

12Gas Oil4,5422,65

15Nafta8,5225,20

Los valores de la tabla son modelos normalizados funcionando a 1800 r.p.m., con refrigeracin por aire a presin y con arranque elctrico. Para esta comparacin se han tenido en cuenta los grupos electrgenos de un solo fabricante, por lo que otros fabricantes pueden presentar valores distintos.

B) De acuerdo asu instalacin

Los equipos fijos entre 20 KVA y 344 KVA pueden ser transportados en camiones aptos para cargas desde 1500 kg. hasta 5000 kg. Preferentemente del tipo "playo" o con laterales desmontables para facilitar la carga. Los equipos fijos entre 388 KVA y 500 KVA, requieren camiones aptos para transportar contenedores ISO de 20' de longitud (6 m.). Los equipos fijos de 1100 KVA requieren camiones aptos para transportar contenedores ISO de 40' de longitud (12 m.). Los equipos fijos de 1500 KVA requieren camiones aptos para transportar contenedores ISO de 40' de longitud (12 m.).Estos contenedores tienen la particularidad de ser ms altos que el resto, por lo que el camin tiene que ser de una altura especial para no sobrepasar el lmite admisible de avenidas y rutas.Para equipos mviles, se recomienda el uso de camionetas tipo F100 para grupos hasta 175 KVA inclusive. Desde 250 KVA hasta 344 KVA ser necesario el uso de por lo menos camiones tipo F350. En ambos casos el gancho que deben poseer es el adecuado para ojales de 3". Se recomienda ver los equipos o sus fotografas antes de decidir la forma de traslado.

1)Grupo electrgeno fijo en un estacin deagua potable.

2)Grupo electrogeno mvil, en sitio de construccin

C) Por su operacin

Los grupos electrgenos manuales:Son aquellos que requieren para su funcionamiento que se operen manualmente con un interruptor para arrancar o parar dicho grupo. Es decir que no cuenta con la unidad de transferencia de carga sino a travs de un interruptor de operacin manual (Switch o botn pulsador).Los grupos electrgenos semiautomticos:Son aquellos que cuentan con un control automtico, basado en un microprocesador, el cual les proporciona todas las ventajas de un grupo electrgeno automtico como: protecciones, mediciones, y operacin pero que no cuenta con un sistema de transferencia.Los grupos electrgenos Automticos (ATS): Automatic Transfer SwitchEste tipo de grupos electrgenos cuenta con un control basado en un microprocesador, el cual provee al grupo electrgeno un completo grupo de funciones para: Operacin Proteccin SupervisinContienen funciones estndar y opcionales en su mayora programables por estar basada la operacin en un microprocesador provee un alto nivel de certeza en sus funciones como: mediciones, protecciones, funciones de tiempo, y una alta eficiencia,en su sistema de transferencia.Los grupos electrgenos Automticos para (Sincrona / Peak shaving):Este tipo de grupos cuenta con un control para un grupo electrgeno automtico, el cual es capaz de manejar funciones de sincrona (Abierta o cerrada) que se requieren para realizar un procesoemparalelamiento de grupo y red grupo con grupo. Su operacin es la siguiente:Sincrona Abierta: Cuando ocurre una falla de la red normal, ocasiona dos interrupciones de energa en la carga (transferencia y re transferencia) si contamos con un sistema de sincronaAbierta se elimina la interrupcin de energa en el momento de la re transferencia ya queLa misma se realiza en una forma controlada, sincronizando ambas fuentes yCerrando ambos interruptores simultneamente por un tiempoPredeterminado (paralelo).Sincrona Cerrada o Peak Shaving:Actualmente, la energa elctrica alcanzado niveles de precios altos. Por locual se tiene la alternativa de un sistema de Peak shaving con el cual se reducen suscostos por consumos de energa en horario punta, es decir, sincronizamos el grupo conla red, ya que estn en paralelo tomamos la carga suave, de forma controlada kW/s. dela red dejando la misma sin carga y abriendo el interruptor de la red.Transcurrido el tiempo programado para horario punta, se realiza el mismoprocedimiento en sentido inverso, es decir, se sincroniza el grupo electrgeno con lared, y cuando se encuentran en paralelo se realiza una transferencia suave de carga delgrupo electrgeno a la red, y el grupo electrgeno entra en periodo de enfriamiento.Durante todo el proceso (Peak shaving) no hay corte de energa, lo cual evita la interrupcin en su proceso.

D) Por su aplicacin

La clasificacin de potencia continua es aplicable para el suministro continuo depotencia sin reduccin de carga. Una instalacin de potencia continua se apaga slodurante el mantenimiento y reacondicionamientos generales programados.- Salida promedio de potencia: 70-100% de clasificacin de potencia continua- Carga: Sin variacin- Horas tpicas por ao: Ilimitadas- Demanda mxima tpica: 100% de eKW clasificada continua para 100% horas deoperacinLas aplicaciones tpicas de potencia continua incluyen:- Carga base en una planta de energa central- Estacin de bombeo de aguas lluvias- Carga simple impulsada por un grupo electrgeno, como una bomba de desagede una mina

La clasificacin de potencia principal anticipa fluctuaciones normales de la carga. Unainstalacin de potencia principal puede apagarse durante el mantenimiento de rutina yreacondicionamientos generales programados.- Salida promedio de potencia: no debe exceder 70% de clasificacin de potenciaprincipal- Carga: Variable- Horas tpicas por ao: Ilimitadas- Demanda mxima tpica: 100% de ekW clasificadas principal con 10% decapacidad de sobrecarga para uso de emergencia durante un mximo de 1 hora en12. La operacin de sobrecarga no puede exceder 25 horas por ao.

Las aplicaciones tpicas de potencia principal incluyen:- Plantas de energa central que usan reguladores de comparticin de carga- Perforacin de pozos de petrleo costa afuera y plataformas de produccin- Grupos electrgeno de alquiler- Cogeneracin- Plantas industriales- Plantas de asfalto- Trituradores de roca- Unidades militares

La clasificacin de potencia auxiliar es aplicable para reemplazos temporales de lafuente de energa central. En otras palabras, la potencia auxiliar se proporciona paraoperaciones y uso elctrico normales en caso de que falle la corriente elctrica normalproporcionada por la central de energa elctrica. Se esperan horas por ao limitadasde operacin.En muchos casos, los clientes aaden 25% o ms a la suma de cargas auxiliaresexistentes, para acomodar un crecimiento de carga anticipado.- Salida promedio de potencia: no debe exceder 70% de clasificacin de potenciaauxiliar- Carga: Variable- Horas tpicas por ao: 200 horas- Uso mximo esperado: 500 horas/ao

Las influencias climticas, polticas y ambientales mundiales estn haciendo que lasempresas de energa elctrica sean menos fiables y dispuestas. Por ejemplo, en losltimos aos los huracanes, tsunamis y tornados han causado daos a los sistemas dedistribucin de energa elctrica, causando apagones por largo tiempo, lo que dio comoresultado el rpido crecimiento del segmento del mercado de generacin de energaelctrica auxiliar.Las aplicaciones tpicas de potencia auxiliar incluyen:- Residencias de tamao mediano hasta complejos industriales y comercialesgrandes- Almacenes de venta al por menor y centros comerciales- O edificios de apartamentos- Hospitales- Centros de datosCuando se pierde la potencia normal y se reemplaza temporalmente por la potencia

Las clasificaciones de emergencia reemplazan temporalmente la fuente de la centralelctrica que pareca ser confiable. Sin embargo, mientras que la potencia auxiliar estdiseada para proporcionar la energa suficiente para la operacin de los negociosnormales durante un apagn, la potencia de emergencia slo proporciona seguridad yconveniencia por un corto tiempo. La potencia de emergencia proporciona la seguridady orden para permitir la salida del personal del sitio de trabajo, proporciona un apagadocontrolado de las computadoras y de los sistemas vitales y lleva los ascensores conseguridad a nivel del suelo.- Salida promedio de potencia: no debe exceder 70% de clasificacin de potencia deemergencia- Carga: Variable- Horas tpicas por ao: 50 horas- Uso mximo esperado: 200 horas/ao

Las aplicaciones tpicas de potencia de emergencia se presentan en las instalacionesque por una u otra razn optan por parar rpidamente una parte principal de suoperacin en caso de una falla de la central elctrica. Estas son aplicaciones deemergencia especiales.Es importante observar que los hospitales generalmente deben mantener gran parte desus funciones por perodos largos de tiempo (posiblemente una semana o ms) y portanto normalmente no caen en esta categora. Por ejemplo, si las horas defuncionamiento total de la aplicacin de un hospital incluyen prueba de carga, est seestima mayor que 50 horas por ao, y aplicara la clasificacin auxiliar debido a que laclasificacin de emergencia est limitada a un promedio de 50 horas por ao.

Los grupos electrgenos Cat pueden usarse en muchas de las aplicacionesmencionadas anteriormente; sin embargo, es importante observar que:- Una clasificacin muy agresiva (por ejemplo, una clasificacin auxiliar en unaaplicacin continua) puede resultar en desgaste acelerado y tiempo de inactividadno planeado.- Una clasificacin muy conservadora (por ejemplo, una clasificacin continua en unaaplicacin auxiliar) no proporciona al cliente un valor ptimo y, en casos extremos,puede afectar la vida til del motor debido a la baja carga.COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS GRUPO ELECTROGENOSLos grupos electrgenos automticos estn compuestos principalmente de:- Un motor de combustin interna.- Un generador de corriente alterna.- Una unidad de transferencia.- Un circuito de control de transferencia.- Un circuito de control de arranque y paro.- Instrumentos de medicin.- Control electrnico basado en un microprocesador.- Tanque de combustible.- Silenciador.Motor. El motor representa la fuente de energa mecnica para que el alternador gire y genere electricidad. Existe dos tipos de motores: motores de gasolina y de gasoil (disel). Generalmente los motores disel son los ms utilizados en los grupos electrgenos por sus prestaciones mecnicas, ecolgicas y econmicas.Regulacin del motor. El regulador del motor es un dispositivo mecnico diseado para mantener una velocidad constante del motor con relacin a los requisitos de carga. La velocidad del motor est directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador, por lo que cualquier variacin de la velocidad del motor afectar a la frecuencia de la potencia de salida.Sistema elctrico del motor. El sistema elctrico del motor es de 12 V o 24 V, negativo a masa. El sistema incluye un motor de arranque elctrico, una/sbatera/s, y los sensores y dispositivos de alarmas de los que disponga el motor. Normalmente, un motor dispone de un manocontacto de presin de aceite, un termocontacto de temperatura y de un contacto en el alternador de carga del motor para detectar un fallo de carga en la batera.Sistema de refrigeracin. El sistema de refrigeracin del motor puede ser por medio de agua, aceite o aire. El sistema de refrigeracin por aire consiste en un ventilador de gran capacidad que hace pasar aire fro a lo largo del motor para enfriarlo. El sistema de refrigeracin por agua/aceite consta de unradiador, un ventilador interior para enfriar sus propios componentes.Alternador. La energa elctrica de salida se produce por medio de unaalternadorapantallado, protegido contra salpicaduras, autoexcitado, autorregulado y sin escobillas acoplado con precisin al motor, aunque tambin se pueden acoplar alternadores con escobillas para aquellos grupos cuyo funcionamiento vaya a ser limitado y, en ninguna circunstancia, forzado a regmenes mayores.Depsito de combustible y bancada. El motor y el alternador estn acoplados y montados sobre una bancada de acero de gran resistencia La bancada incluye un depsito de combustible con una capacidad mnima de 8 horas de funcionamiento a plena carga.Aislamiento de la vibracin. El grupo electrgeno est dotado de tacos antivibrantes diseados para reducir las vibraciones transmitidas por el grupo motor-alternador. Estos aisladores estn colocados entre la base del motor, del alternador, del cuadro de mando y la bancada.Silenciador y sistema de escape. Elsilenciadorva instalado al motor para reducir la emisin de ruido.Sistema de control. Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de control para controlar el funcionamiento y salida del grupo y para protegerlo contra posibles fallos en el funcionamiento. El manual del sistema de control proporciona informacin detallada del sistema que est instalado en el grupo electrgeno.Interruptor automtico de salida. Para proteger al alternador, se suministra un interruptor automtico de salida adecuado para el modelo y rgimen de salida del grupo electrgeno con control manual. Para grupos electrgenos con control automtico se protege el alternador mediante contactores adecuados para el modelo adecuado y rgimen de salida.Otros accesorios instalables en un grupo electrgeno. Adems de lo mencionado anteriormente, existen otros dispositivos que nos ayudan a controlar y mantener, de forma automtica, el correcto funcionamiento del mismo. Para la regulacin automtica de la velocidad del motor se emplean una tarjeta electrnica de control para la seal de entrada "pick-up" y salida del "actuador". El pick-up es un dispositivo magntico que se instala justo en el engranaje situado en el motor, y ste, a su vez, est acoplado al engranaje del motor de arranque. El pick-up detecta la velocidad del motor, produce una salida de voltaje debido al movimiento del engranaje que se mueve a travs del campo magntico de la punta del pick-up, por lo tanto, debe haber una correcta distancia entre la punta del pick-up y el engranaje del motor. El actuador sirve para controlar la velocidad del motor en condiciones de carga. Cuando la carga es muy elevada la velocidad del motor aumenta para proporcionar la potencia requerida y, cuando la carga es baja, la velocidad disminuye, es decir, el fundamento del actuador es controlar de forma automtica el rgimen de velocidad del motor sin aceleraciones bruscas, generando la potencia del motor de forma continua. Normalmente el actuador se acopla al dispositivo de entrada del fuel-oil del motor.Cuando el grupo se encuentra en un lugar muy apartado del operario y funciona las 24 horas del da es necesario instalar un mecanismo para restablecer el combustible gastado. Consta de los siguientes elementos:Bomba de trasiego. Es un motor elctrico de 220 VCA en el que va acoplado una bomba que es la encargada de suministrar el combustible al depsito. Una boya indicadora de nivel mximo y nivel mnimo detecta un nivel muy bajo de combustible en el depsito y activa la bomba de trasiego.Cuando las condiciones de fro en el ambiente son intensas se dispone de un dispositivo calefactor denominado resistencia de precaldeo que ayuda al arranque del motor. Los grupos electrgenos refrigerados por aire suelen emplear un radiador elctrico, el cual se pone debajo del motor, de tal manera que mantiene el aceite a una cierta temperatura. En los motores refrigerados por agua la resistencia de precaldeo va acoplada al circuito de refrigeracin, esta resistencia se alimenta de 220 VCA y calienta el agua de refrigeracin para calentar el motor. Esta resistencia dispone de un termostato ajustable; en l seleccionamos la temperatura adecuada para que el grupo arranque en breves segundos

SU APLICACIN EN LA INDUSTRIA

El sector minero a nivel mundial depende en gran medida de los grupos electrgenos para alimentar la maquinaria y los recursos de la explotacin ante cualquier tipo de fallo en el sistema de energa.En las minas se llevan a cabo el conjunto de labores necesarias para explotar un yacimiento, la mayora de las veces en lugares subterrneos aunque tambin los hay a cielo abierto.Los grupos electrgenos mejor preparados para este sector son los de la firma Kaiser, que se fabrican con la ltima tecnologa alemana.La minera dependiendo de su actividad y de su ubicacin, tiene diferentes necesidades, pueden requerir generadores para trabajo continuo(las 24 horas del da los 365 das del ao)o para trabajo en emergencia (slo como medida de seguridad ante un hipottico fallo en la red comercial).En la mayora de los casos las minas precisan generadores mayores a 700KW efectivos en alturas superiores a 3000m, para esto se tienen que disear una potencia mayor ya que estos equipos sufren una bajada de potencia por la disminucin de aire cuando estn trabajando arriba de los 1500 m.HIMOINSA es una multinacional especializada en la fabricacin de grupos electrgenos y torres de iluminacin, cuya poltica de internacionalizacin le ha llevado a posicionarse en ms de 100 pases de los cinco continentes. Sus centros de produccin se ubican en Brasil, Estados Unidos, Espaa, China, India y Francia, y cuenta con filiales comerciales en Mxico, Panam, Argentina, Portugal, Angola, Reino Unido, Alemania, Polonia, Emiratos rabes y Singapur.

Lafilial de HIMOINSA en Mxicoexperiment en 2013 un importante crecimiento en el mercado del alquiler donde su volumen de ventas alcanz una subida del 90%. En estos momentos, el pas est experimentando un incremento considerable en la demanda, a raz de la reforma energtica y se estima un aumento del 50 % en las ventas de HIMOINSA en el sector del alquiler a lo largo de este ao en el pas suministrado generadores de 25 y 375 KVA para dotar de energa a las bombas que permitirn la cementacin de los pilotes faldn de cada plataforma de ocho patas.