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CENTRALES ELÉCTRICAS
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CAPÍTULO V
GENERADORES DIÉSEL
5.1 INTRODUCCIÓN
Los generadores diésel trabajan con la quema de combustible de manera
similar al motor de un automóvil o camión, que tenga un motor diésel. El
combustible diésel quema de manera más caliente y más eficiente que el
combustible normal y puede tener un costo más barato, también es factible
que el combustible sea sustituido por gas natural trabajando con el mismo
ciclo diésel, esto puede representar un beneficio mayor de acuerdo al
precio del gas natural en el mercado. En nuestro país, Bolivia, el precio de
ambos combustibles se encuentra subvencionado y las plantas generadoras
de energía eléctrica, reciben los combustibles a un precio preferencial. El
motor diésel produce un ruido más fuerte al funcionar, es más difícil
controlar la contaminación ambiental, cuando están en buen estado
producen una contaminación reducida, pero ésta puede incrementarse a
falta de un buen mantenimiento.
Fig. 5.1 Generadores con ciclo diésel, Camiri y La Tablada
A causa del aumento de potencia de generadores diésel, a menudo se
utilizan para problemas que exigen más poder y más fuerza. Los
generadores industriales la mayoría de las veces son generadores diésel, ya
que sólo los generadores diésel pueden manejar el tipo de energía
necesaria para atender la variada carga de las aplicaciones industriales.
Los generadores diésel tienen importancia en aplicaciones marinas, desde
pequeñas embarcaciones hasta buques de tamaño considerable. De hecho,
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son cada vez más populares para el uso a bordo de buques de gran calado,
simplemente porque, a diferencia de otras alternativas, los generadores
diésel no necesitan ser colocados cerca de las hélices, esta mayor
flexibilidad libera espacio valioso para un buque de carga, y todavía
genera una potencia fuerte y confiable para todo el buque. Los
generadores diésel a menudo se utilizan también para situaciones que
requieren una gran cantidad de energía fiable, en contraposición del uso
de generadores de combustible normal para trabajos más pequeños y
esporádicos. Un generador de gasolina, por ejemplo, podría utilizarse para
mantener una red de computadoras o el agua caliente de un balneario en
funcionamiento en caso de un apagón.
Algunas plantas hidroeléctricas de Bolivia como las de la Chojlla y
Yanacachi disponen de grupos diésel en varios lugares, para dotarse de
energía en períodos de mantenimiento o emergencias.
Fig.5.2 Grupo diésel en La Chojlla, dique Cacapi
Hospitales de tercer nivel u otros centros de atención médica, requieren
que la energía eléctrica esté disponible aún en caso de un corte de energía
de la red. Las bases militares, especialmente las aisladas, son otro ejemplo,
como también lo son las bases remotas de investigación y otras
instalaciones similares. En algunos casos se exige más de la capacidad de
un generador diésel, en casos como estos, varios generadores industriales
diésel están unidos entre sí con tanques de combustible amplios y de alta
capacidad para obtener un tiempo de generación considerable.
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Como no hay dos generadores diésel que funcionen exactamente igual,
esto puede causar problemas al equipo y, por tanto, los operadores deben
administrarlo y operarlo correctamente, para que las plantas de energía
vinculadas trabajen correctamente, los generadores diésel tienen que estar
sincronizados con el fin de evitar cortocircuitos y el extremo desgaste del
equipo, debido a los ciclos de la dínamo que hace que el generador pueda
producir energía recuerde, un generador funciona exactamente igual que
un motor, pero a la inversa.
5.2 PARTES COMPONENTES DE UN MOTOR DIÉSEL
5.2.1 BANCADA
Construida de fundición, sirve para sostener al cigüeñal, al que va
montado sobre cojinetes. En la parte inferior lleva abulonado el cárter,
destinado a servir de depósito de aceite.
5.2.2 BLOCK DE CILINDROS
Construido también de fundición, va abulonado sobre la bancada,
constituyendo con ella una estructura sumamente rígida. Debido a la alta
compresión que sufre el diesel, la bancada debe constituir una estructura
sumamente sólida, mucho más pesada y fuerte que la del motor a
explosión. En la parte superior del block, se colocan las camisas de los
cilindros, los cuales son intercambiables, y la parte inferior constituye la
cámara destinada a alojar a la biela.
Fig. 5.2 Block de cilindros, pistón, camisa y anillas
1
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5.2.3 CAMISA DE CILINDRO
La camisa del cilindro es cambiable. Están construidas de fundición
especial de alta resistencia al desgaste. Se la coloca en forma tal, que
permita su libre dilatación hacia abajo.
5.2.4 CABEZA DE CILINDRO
Construida una para cada cilindro, lleva dos válvulas destinadas una a la
admisión de aire fresco que ingresa al cilindro y otra al escape de los gases
de combustión. Ambas válvulas son mandadas por balancines accionados
por el árbol de levas. Sobre la cabeza del cilindro se halla colocado el
inyector, destinado a permitir el ingreso del combustible al interior de la
cámara de combustión.
Fig. 5.3 Culata de un motor diesel
5.2.5 CIGÜEÑAL
Es un árbol acodado construido generalmente de acero forjado, de una
sola pieza. Debe ser suficientemente robusto para evitar las deformaciones
producidas por los impulsos que recibe. Debe llevar contrapesos
adecuados, a los efectos de lograse un buen equilibrio dinámico.
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Fig. 5.4 Cigüeñal, bielas y pistones
5.2.6 BIELAS
Construidas de acero forjado, sirven para vincular el pistón, y con el
cigueñal, por medio de un buje especial de bronce. Las articulaciones
llevan cojinetes revestidos interiormente de material antifricción.
Fig. 5.5 Pistón y biela Fig. 5.6 Pistón
5.2.7 PISTÓN
Construido de aluminio, o de aleación liviana a base de este metal, es el
órgano encargado de recibir la fuerza expansiva de los gases que se
producen en los cilindros. Posee aros especiales con el fin de evitar el
desgaste por el rozamiento sobre la camisa del cilindro, el último de los
cuales, llamado aro rascador, posee unas perforaciones destinadas a
impedir que el aceite que lubrica las paredes del cilindro llegue al interior
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de la cámara de combustión. En grandes motores se acostumbra a
refrigerar interiormente a los pistones por medio de aceite que circula a
altas velocidades.
5.2.8 ÁRBOL DE LEVAS
Este árbol recibe el movimiento del cigüeñal. Su objeto es producir la
apertura y cierre de las válvulas de admisión y de escape.
Fig. 5.7 Árbol de levas
5.3 SISTEMA DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE
Está constituido por una o varias bombas, según el tipo de motor,
destinado a producir la presión necesaria para la inyección de combustible
al interior del cilindro. El combustible así comprimido, pasa través de
conductos especiales hasta el inyector ubicado en la tapa del cilindro, el
cual, al abrirse en el momento oportuno, permite el paso del combustible.
Fig. 5.8 Inyectores
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5.4 VOLANTE
Es una rueda pesada, colocada en un extremo del cigüeñal, destinado a
almacenar y distribuir oportunamente la energía para evitar variaciones en
la velocidad de rotación. Se lo construye de fundición.
5.5 BALANCE TÉRMICO
5.5.1 SOBREALIMENTACIÓN Y TURBOCOMPRESOR
La mayoría de los motores diesel son turbo y algunos son turbo y
sobrealimentados. Debido a que los motores diesel no tienen combustible
en el cilindro antes de que la combustión se inicie, más de un bar (100
kPa) de aire puede ser cargado en el cilindro sin pre-ignición. Un motor
turbo puede producir mas potencia que un motor que trabaja a la presión
atmosférica de la misma configuración, como tener más aire en los
cilindros permite más combustible para ser quemado y por tanto más
potencia puede ser producida.
5.6 EL TURBOCOMPRESOR
Tiene la particularidad de aprovechar la fuerza con la que salen los gases
de escape para impulsar una turbina colocada en la salida del colector de
escape, dicha turbina se une mediante un eje a un compresor. El
compresor esta colocado en la entrada del colector de admisión, con el
movimiento giratorio que le transmite la turbina a través del eje común, el
compresor eleva la presión del aire que entra a través del filtro y consigue
que mejore la alimentación del motor. El turbo impulsado por los gases de
escape alcanza velocidades por encima de las 100.000 rpm, por tanto, hay
que tener muy en cuenta el sistema de engrase de los cojinetes donde
apoya el eje común de los rodetes de la turbina y el compresor. También
hay que saber que las temperaturas a las que se va ha estar sometido el
turbo en su contacto con los gases de escape van a ser muy elevadas
(alrededor de 750 ºC).
Debe tomarse en cuenta que el turbocompresor es utilizado en los motores
de combustión interna para vehículos, de modo que muchos de los
comentarios de este y los siguientes incisos, se refieren a este tipo de
compresores. No debe olvidarse que, en el caso de generadores, los
mismos deben recibir en su eje, el par motor necesario para que no se
altere la velocidad de rotación, a pesar de las variaciones de la carga.
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Fig. 5.9 Turbocompresor
5.7 CICLOS DE FUNCIONAMIENTO DEL TURBO
Funcionamiento a ralentí y carga parcial inferior: En estas condiciones el
rodete de la turbina de los gases de escape es impulsado por medio de la
baja energía de los gases de escape, y el aire fresco aspirado por los
cilindros no será precomprimido por la turbina del compresor, simple
aspiración del motor.
Funcionamiento a carga parcial media: Cuando la presión en el colector de
aspiración (entre el turbo y los cilindros) se acerca a la atmosférica, se
impulsa la rueda de la turbina a un régimen de revoluciones más elevado y
el aire fresco aspirado por el rodete del compresor es precomprimido y
conducido hacia los cilindros bajo presión atmosférica o ligeramente
superior, actuando ya el turbo en su función de sobrealimentación del
motor.
Funcionamiento a carga parcial superior y plena carga: En esta fase
continua aumentando la energía de los gases de escape sobre la turbina del
turbo y se alcanza el valor máximo de presión en el colector de admisión
que debe ser limitada por un sistema de control (válvula de descarga). En
esta fase el aire fresco aspirado por el rodete del compresor es comprimido
a la máxima presión que no debe sobrepasar los 0,9 bar en los turbos
normales y 1,2 en los turbos de geometría variable.
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10.7 CONSTITUCIÓN DE UN TURBOCOMPRESOR
Fig. 5.10 Partes de un turbocompresor
Los elementos principales que forman un turbo son el eje común (3) que
tiene en sus extremos los rodetes de la turbina (2) y el compresor (1) este
conjunto gira sobre los cojinetes de apoyo, los cuales han de trabajar en
condiciones extremas y que dependen necesariamente de un circuito de
engrase que los lubrica.
Por otra parte el turbo sufre una constante aceleración a medida que el
motor sube de revoluciones y como no hay limite alguno en el giro de la
turbina empujada por los gases de escape, la presión que alcanza el aire en
el colector de admisión sometido a la acción del compresor puede ser tal
que sea mas un inconveniente que una ventaja a la hora de sobrealimentar
el motor. Por lo tanto se hace necesario el uso de un elemento que nos
limite la presión en el colector de admisión. Este elemento se llama
válvula de descarga o válvula waste gate (4).
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Fig. 5.11Esquema de un turbocompresor
5.8 REGULACIÓN DE LA PRESIÓN TURBO
Para evitar el aumento excesivo de vueltas de la turbina y compresor como
consecuencia de una mayor presión de los gases a medida que se
aumenten las revoluciones del motor, se hace necesaria una válvula de
seguridad (también llamada: válvula de descarga o válvula waste gate).
Esta válvula está situada en derivación, y manda parte de los gases de
escape directamente a la salida del escape sin pasar por la turbina.
La válvula de descarga o waste gate está formada por una cápsula sensible
a la presión compuesta por un muelle (3), una cámara de presión y un
diafragma o membrana (2). El lado opuesto del diafragma está
permanentemente condicionado por la presión del colector de admisión al
estar conectado al mismo por un tubo (1). Cuando la presión del colector
de admisión supera el valor máximo de seguridad, desvía la membrana y
comprime el muelle de la válvula despegándola de su asiento. Los gases
de escape dejan de pasar entonces por la turbina del sobrealimentador
(pasan por el bypass (9)) hasta que la presión de alimentación desciende y
la válvula se cierra.
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Fig. 5.12 Funcionamiento de la válvula bypass
La presión máxima a la que puede trabajar el turbo la determina el
fabricante y para ello ajusta el tarado del muelle de la válvula de descarga.
Este tarado debe permanecer fijo a menos que se quiera
intencionadamente manipular la presión de trabajo del turbo, como se ha
hecho habitualmente. En el caso en que la válvula de descarga fallase, se
origina un exceso de presión sobre la turbina que la hace coger cada vez
mas revoluciones, lo que puede provocar que la lubricación sea
insuficiente y se rompa la película de engrase entre el eje común y los
cojinetes donde se apoya. Aumentando la temperatura de todo el conjunto
y provocando que se fundan o gripen estos componentes.
5.9 TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO
Como se ve en la figura las temperaturas de funcionamiento en un turbo
son muy diferentes, teniendo en cuenta que la parte de los componentes
que están en contacto con los gases de escape pueden alcanzar
temperaturas muy altas (650 ºC), mientras que los que están en contacto
con el aire de aspiración solo alcanzan 80 ºC.
Estas diferencias de temperatura concentrada en una misma pieza (eje
común) determinan valores de dilatación diferentes, lo que comporta las
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dificultades a la hora del diseño de un turbo y la elección de los materiales
que soporten estas condiciones de trabajo adversas.
El turbo se refrigera en parte además de por el aceite de engrase, por el
aire de aspiración cediendo una determinada parte de su calor al aire que
fuerza a pasar por el rodete del compresor. Este calentamiento del aire no
resulta nada favorable para el motor, ya que no solo dilata el aire de
admisión de forma que le resta densidad y con ello riqueza en oxígeno,
sino que, además, un aire demasiado caliente en el interior del cilindro
dificulta la refrigeración de la cámara de combustión durante el barrido al
entrar el aire a una temperatura superior a la del propio refrigerante
líquido.
Fig. 5.13 Temperaturas de funcionamiento
Los motores de gasolina, en los cuales las temperaturas de los gases de
escape son entre 200 y 300ºC más altas que en los motores diesel, suelen
ir equipados con carcasas centrales refrigeradas por agua. Cuando el motor
está en funcionamiento, la carcasa central se integra en el circuito de
refrigeración del motor. Tras pararse el motor, el calor que queda se
expulsa utilizando un pequeño circuito de refrigeración que funciona
mediante una bomba eléctrica de agua controlada por un termostato. En
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un principio cuando se empezó la aplicación de los turbocompresores a los
motores de gasolina, no se tuvo en cuenta la consecuencia de las altas
temperaturas que se podían alcanzar en el colector de escape y por lo tanto
en el turbo que esta pegado a el como bien se sabe. La consecuencia de
esta imprevisión fue una cantidad considerable de turbos carbonizados,
cojinetes defectuosos y pistones destruidos por culpa de la combustión
detonante. Hoy en día los cárteres de los cojinetes de los turbocompresores
utilizados para sobrealimentar motores Otto se refrigeran exclusivamente
con agua y se han desarrollado y se aplican materiales más resistentes al
calor. Los fondos de los pistones de los motores turbo casi siempre se
refrigeran por medio de inyección de aceite. Con estas medidas se han
solucionado la mayor parte de los problemas que tienen los motores de
gasolina sobrealimentados por turbocompresor, eso si, siempre teniendo
presente que si por algún motivo la temperatura de escape sobrepasa
durante un tiempo prolongado el limite máximo de los 1000ºC el turbo
podrá sufrir daños.
Fig. 5.13 Turbocompresor refrigerado por agua
5.10 INTERCOOLER
Para evitar el problema del aire calentado al pasar por el rodete compresor
del turbo, se han tenido que incorporar sistemas de enfriamiento del aire a
partir de intercambiadores de calor (intercooler). El intercooler es un
radiador que es enfriado por el aire que incide sobre el coche en su marcha
CENTRALES DIESEL
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normal. Por lo tanto se trata de un intercambiador de calor aire/aire a
diferencia del sistema de refrigeración del motor que se trataría de un
intercambiador agua/aire.
Con el intercooler (se consigue refrigerar el aire aproximadamente un 40%
desde 100°-105° hasta 60°- 65°). El resultado es una notable mejora de la
potencia y del par motor gracias al aumento de la masa de aire
(aproximadamente del 25% al 30%). Además se reduce el consumo y la
contaminación.
Fig. 5.14 Intercooler
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5.11 INYECTORES, VERIFICACIÓN Y CONTROL DE
MOTORES DIESEL
5.11.1 SÍNTOMAS DE MAL FUNCIONAMIENTO
La comprobación de los inyectores se debe hacer cuando se detecte un
funcionamiento deficiente de los mismos. Los síntomas de mal
funcionamiento de los inyectores son: la emisión de humos negros por el
escape, la falta de potencia del motor, calentamiento excesivo, aumento
del consumo de combustible y ruido de golpeteo del motor. Puede
localizarse el inyector defectuoso haciendo la prueba de desconectarle el
conducto de llegada de combustible mientras el motor está en
funcionamiento. En estas condiciones se observa si el humo del escape ya
no es negro, se cesa el golpeteo, etc., en cuyo caso, el inyector que se ha
desconectado es el defectuoso. Hay que tener en cuenta que si
desconectamos un inyector el motor tiene que disminuir su velocidad, esto
demuestra, que el inyector si está funcionando.
Fig. 5.15 Apertura del inyector
5.12 VERIFICACIÓN Y LIMPIEZA DEL INYECTOR
Si sabemos que el inyector tiene algún tipo de problema en su
funcionamiento, deberá procederse al desmontaje del mismo para verificar
CENTRALES DIESEL
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el estado de sus componentes y realizar la oportuna limpieza de los
mismos, la cual se efectúa con varillas de latón con punta afilada y
cepillos de alambre, también de latón. Con estos útiles se limpian las
superficies externas e internas de la tobera y la aguja, para retirar las
partículas de carbonilla depositadas en ellas, sin producir ralladuras que
posteriormente dificultarían el funcionamiento.
Las incrustaciones fuertes en lugares poco accesibles, como el taladro de
la tobera, pueden ablandarse sumergiendo está en agua mezclada con sosa
cáustica y detergente. Posteriormente debe ser limpiada y secada, para
sumergirla a continuación en gasóleo hasta el momento del montaje.
CENTRALES ELÉCTRICAS
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5.13 GRUPO ELECTRÓGENO1
Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador de
electricidad a través de un motor de combustión interna. Son comúnmente
utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de
algún lugar, o cuando son frecuentes los cortes en el suministro eléctrico.
Así mismo, la legislación de los diferentes países pueden obligar a instalar
un grupo electrógeno en lugares en los que haya grandes densidades de
personas (Hospitales y clínicas, Centros comerciales, restaurantes,
cárceles, edificios administrativos...)
Una de las utilidades más comunes es la de generar electricidad en
aquellos lugares donde no hay suministro eléctrico, generalmente son
zonas apartadas con pocas infraestructuras y muy poco habitadas. Otro
caso sería en locales de pública concurrencia, hospitales, fábricas, etc.,
que a falta de energía eléctrica de red, necesiten de otra fuente de energía
alterna para abastecerse.
5.14 DESCRIPCIÓN GENERAL
Un grupo electrógeno consta de las siguientes partes:
Motor. El motor representa nuestra fuente de energía mecánica
para que el alternador gire y genere electricidad. Existen dos tipos
de motores: Motores de gasolina y de gasoil (diesel).
Generalmente los motores diesel son los más utilizados en los
grupos Electrógenos por sus prestaciones mecánicas, ecológicas y
económicas.
Regulación del motor. El regulador del motor es un dispositivo
mecánico diseñado para mantener una velocidad constante del
motor con relación a los requisitos de carga. La velocidad del
motor está directamente relacionada con la frecuencia de salida
del alternador, por lo que cualquier variación de la velocidad del
motor afectará a la frecuencia de la potencia de salida.
1De Wikipedia, la enciclopedia libre
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Sistema eléctrico del motor. El sistema eléctrico del motor es de
12 voltios corriente continua, excepto aquellos motores los cuales
son alimentados a 24 voltios corriente continua, negativo a masa.
El sistema incluye un motor de arranque eléctrico, una/s batería/s
libre/s de mantenimiento (acumuladores de plomo), sin embargo,
se puede instalar otros tipos de baterías si así se especifica, y los
sensores y dispositivos de alarmas de los que disponga el motor.
Normalmente, un motor dispone de un manocontacto de presión
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
batería.
Sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración del motor
puede ser por medio de agua, aceite o aire. El sistema de
refrigeración por aire consiste en un ventilador de gran capacidad
que hace pasar aire frío a lo largo del motor para enfriarlo. El
sistema de refrigeración por agua/aceite consta de un radiador, un
ventilador interior para enfriar sus propios componentes.
Alternador. La energía eléctrica de salida se produce por medio de
una alternador apantallado, protegido contra salpicaduras,
autoexcitado, autorregulado y sin escobillas acoplado con
precisión al motor, aunque también se pueden acoplar
alternadores con escobillas para aquellos grupos cuyo
funcionamiento vaya a ser limitado y, en ninguna circunstancia,
forzado a regímenes mayores.
Depósito de combustible y bancada. El motor y el alternador están
acoplados y montados sobre una bancada de acero de gran
resistencia La bancada incluye un depósito de combustible con
una capacidad mínima de 8 horas de funcionamiento a plena
carga.
Aislamiento de la vibración. El Grupo Electrógeno esta dotado de
tacos antivibrantes diseñados para reducir las vibraciones
transmitidas por el Grupo Motor-Alternador. Estos aisladores
están colocados entre la base del motor, del alternador, del cuadro
de mando y la bancada.
CENTRALES ELÉCTRICAS
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Silenciador y sistema de escape. El silenciador de escape va
instalado en el Grupo Electrógeno El silenciador y el sistema de
escape reducen la emisión de ruidos producidos por el motor.
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
información detallada del sistema que está instalado en el Grupo
Electrógeno.
Interruptor automático de salida. Para proteger al alternador, se
suministra un interruptor automático de salida adecuado para el
modelo y régimen de salida del Grupo Electrógeno con control
manual. Para grupos Electrógenos con control automático se
protege el alternador mediante contactores adecuados para el
modelo adecuado y régimen de salida.
Otros accesorios instalables en un Grupo Electrógeno. Además de
lo mencionado anteriormente, existen otros dispositivos que nos
ayudan a controlar y mantener, de forma automática, el correcto
funcionamiento del mismo. Para la regulación automática de la
velocidad del motor se emplean una tarjeta electrónica de control
para la señal de entrada "pick-up" y salida del "actuador". El pick-
up es un dispositivo magnético que se instala justo en el engranaje
situado en el motor, y éste, a su vez, está 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 través del campo magnético 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 automática el régimen 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.
CENTRALES DIESEL
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Cuando el grupo se encuentra en un lugar muy apartado del operario y
funciona las 24 horas del día es necesario instalar un mecanismo para
restablecer el combustible gastado. Consta de los siguientes elementos:
Bomba de Trasiego. Es un motor eléctrico de 220 VCA en el que
va acoplado una bomba que es la encargada de suministrar el
combustible al depósito. Una boya indicadora de nivel máximo y
nivel mínimo. Cuando detecta un nivel muy bajo de combustible
en el depósito activa la bomba de trasiego.
Cuando las condiciones de frío en el ambiente son intensas se dispone de
un dispositivo calefactor denominado Resistencia de Precaldeo que ayuda
al arranque del motor. Los grupos Electrógenos refrigerados por aire
suelen emplear un radiador eléctrico, 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
refrigeración, esta resistencia se alimenta de 220 V ca y calienta el agua de
refrigeración para calentar el motor. Esta resistencia dispone de un
termostato ajustable; en él seleccionamos la temperatura adecuada para
que el grupo arranque en breves segundos.
5.15 MANTENIMIENTO DEL MOTOR
Aunque cada motor incluye un manual de operación para su correcto
mantenimiento, se destacan los aspectos principales para un buen
mantenimiento del motor.
Controlar el nivel de aceite. El motor debe estar nivelado
horizontalmente, se debe asegurar que el nivel está entre las
marcas MIN y MAX de la varilla. Si el motor está caliente se
habrá de esperar entre 3 y 5 minutos después de parar el motor.
Aceite y filtros de aceite. Respete siempre el intervalo de cambio
de aceite recomendado y sustituya el filtro de aceite al mismo
tiempo. En motores parados no quite el tapón inferior. Utilice una
bomba de drenado de aceite para absorber el aceite.
o Limpie las fijaciones del filtro para que no caiga dentro
suciedad al instalar el filtro nuevo.
CENTRALES ELÉCTRICAS
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o Quite el tapón inferior con una junta nueva.
o Quite el/los filtro/s. Compruebe que no quedan las juntas
en el motor.
o Llene los nuevos filtros con aceite del motor y pulverice
las juntas. Atornille el filtro a mano hasta que la junta
toque la superficie de contacto. Después gire otra media
vuelta. Pero no más.
o Añada aceite hasta el nivel correcto. No sobrepasar el
nivel de la marca MAX.
o Arranque el motor. Compruebe que no hay fugas de
aceite alrededor del filtro. Añada más si es necesario.
o Haga funcionar el motor a temperatura normal de
funcionamiento.
Filtro del aire. Compruebe/sustituya. El filtro del aire debe
sustituirse cuando el indicador del filtro así lo indique. El grado
de suciedad del filtro del aire de admisión depende de la
concentración del polvo en el aire y del tamaño elegido del filtro.
Por lo tanto los intervalos de limpieza no se pueden generalizar,
sino que es preciso definirlos para cada caso individual.
Correas de elementos auxiliares. Comprobación y ajuste. La
inspección y ajuste deben realizarse después de haber funcionado
el motor, cuando las correas están calientes. Afloje los tornillos
antes de tensar las correas del alternador. Las correas deberán
ceder 10 mm entre las poleas. Las correas gastadas que funcionan
por pares deben cambiarse al mismo tiempo. Las correas del
ventilador tienen un tensor automático y no necesitan ajuste. Sin
embargo, el estado de las correas debe ser comprobado.
Sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración debe llenarse
con un refrigerante que proteja el motor contra la corrosión
interna y contra la congelación si el clima lo exige. Nunca utilice
agua sola. Los aditivos anticorrosión se hacen menos eficaces con
el tiempo. Por tanto, el refrigerante debe sustituirse. El sistema de
CENTRALES DIESEL
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refrigeración debe lavarse al sustituir el refrigerante. Consulte en
el manual del motor el lavado del sistema de refrigeración.
Filtro de combustible. Sustitución. Limpieza: no deben entrar
suciedad o contaminantes al sistema de inyección de combustible.
La sustitución del combustible debe llevarse a cabo con el motor
frío para evitar el riesgo de incendio causado al derramarse
combustible sobre superficies calientes. Quite los filtros. Lubrique
la junta del filtro con un poco de aceite. Enrosque el filtro a mano
hasta que la junta toque la superficie de contacto. Después apriete
otra media vuelta, pero no más. Purgue el sistema de combustible.
Deshágase del filtro antiguo de forma apropiada para su
eliminación.
5.16 MANTENIMIENTO DEL ALTERNADOR
Durante el mantenimiento rutinario, se recomienda la atención periódica al
estado de los devanados (en especial cuando los generadores han estado
inactivos durante un largo tiempo) y de los cojinetes.
Para los generadores con escobillas se habrá de revisar el desgaste de las
escobillas y la limpieza de los anillos rozantes. Cuando los generadores
están provistos de filtros de aire, se requiere una inspección y
mantenimiento periódico de los mismos.
Estado de los devanados. Se puede determinar el estado de los devanados
midiendo la resistencia de aislamiento a tierra, es decir, la resistencia
óhmica que ofrece la carcasa de la máquina respecto a tierra. Esta
resistencia se altera cuando hay humedad ó suciedad en los devanados, por
lo tanto, la medición de aislamiento del generador nos indicará el estado
actual del devanado. El aparato utilizado para medir aislamientos es el
megóhmetro o Megger. La AVR (regulador automático del voltaje) debe
estar desconectado en el caso de que el generador sea del tipo
autoexcitado. Para que las medidas tengan su valor exacto la máquina
debe estar parada. Es difícil asegurar cuánto es el valor de la resistencia de
aislamiento de un generador, pero como norma a seguir se utiliza la
fórmula:
R(MegaOhmios) = V(Voltios) / P(Potencia nominal KW + 1000)
CENTRALES ELÉCTRICAS
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Siempre y cuando la máquina esté caliente, es decir, en pleno
funcionamiento.
Para medir la resistencia de aislamiento se conecta el polo positivo del
megóhmetro a uno de los bornes del motor y el negativo a su masa
metálica; y se observará que la aguja se mueve hacia una posición de la
escala hasta que se nota que resbala y en ese mismo momento se lee
directamente la resistencia de aislamiento en la escala del aparato. Durante
la medida, el generador debe separarse totalmente de la instalación,
desconectándose de la misma. Si la resistencia de aislamiento resulta
menor que la propia resistencia del devanado, sería imprescindible secarlo.
Se puede llevar a cabo el secado dirigiendo aire caliente procedente de un
ventilador calentador o aparato similar a través de las rejillas de entrada
y/o salida de aire del generador, aunque otro método rápido y eficaz seria
el secado mediante un horno por calentamiento de resistencias.
Alternativamente, se pueden cortocircuitar los devanados del estator
principal, provocando un cortocircuito total trifásico en los bornes
principales con el grupo electrógeno en marcha. Con este método se
consigue secar los bobinados en muy poco tiempo, aunque para ello debe
consultar el método y la forma de realizarlo según el tipo de alternador en
su correspondiente manual.
Cojinetes. Todos los cojinetes requieren engrase permanente para un
funcionamiento óptimo. Durante una revisión general, se recomienda,
comprobar el desgaste o pérdida de aceite y reemplazarlos si fuese
necesario. También se recomienda comprobar el calentamiento de los
cojinetes o si producen excesivo ruido durante su funcionamiento. En caso
de verificar vibraciones excesivas después de un cierto tiempo, se puede
colegir un desgaste del cojinete, en cuyo caso conviene examinarlo por
desperfectos o pérdida de grasa y reemplazarlo si fuese necesario. En todo
caso se deben reemplazar los cojinetes después de 40.000 horas en
servicio.
Los cojinetes de generadores accionados por polea están sometidos a más
esfuerzos que los cojinetes de generadores accionados directamente. Por
lo tanto, los cojinetes deben ser reemplazados después de 25.000 horas en
servicio.
CENTRALES DIESEL
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Anillos rozantes y Escobillas. Muy a menudo el chisporreteo en las
escobillas se debe a la suciedad en los anillos rozantes, o alguna otra causa
mecánica. Hay que examinar la posición de las escobillas de manera que
han de tocar los anillos rozantes en toda su superficie, asimismo deben
reemplazarse cuando se ha gastado una cuarta parte de su longitud. Se han
de limpiar a fondo los anillos rozantes de forma cíclica, quitándoles todo
el polvo o suciedad que los cubra, y en especial cuando se cambian las
escobillas.
5.17 MANTENIMIENTO DE BATERÍAS
Llenado. Se tendrá que añadir electrolito, previamente mezclado,
el cual se suministra junto con el Grupo Electrógeno. Quitar los
tapones y llenar cada celda con el electrolito hasta que el nivel del
mismo esté a 8 mm por encima del borde de los separadores.
Dejar reposar la batería durante 15 minutos. Comprobar y ajustar
el nivel si fuese necesario. Transcurridos 30 minutos después de
haber introducido el líquido electrolítico en la batería está se
encuentra preparada para su puesta en funcionamiento.
Rellenado. El uso normal y la carga de baterías tendrá como
efecto una evaporación del agua. Por lo tanto, tendrá que rellenar
la batería de vez en cuando. Primero, limpiar la batería para evitar
que entre suciedad y después quitar los tapones. Añadir agua
destilada hasta que el nivel esté a 8 mm por encima de los
separadores. Volver a colocar los separadores.
Comprobación de la carga. Para comprobar la carga de una batería
se emplea un densímetro el cual comprueba la densidad del
electrolito; esté deberá medir de 1,24 a 1,28 cuando está
totalmente cargada; de 1,17 a 1,22 cuando está medianamente
cargada, y de 1,12 a 1,14 cuando está descargada.
1 Gualtieri Pablo, Motores diésel, nuevas tecnologías. HASA 2005
Argentina pag.29
