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¿Hacia dónde se dirige el desarrollo
tecnológico de los grupos electrógenos?
Por Lautaro Salazar, Ingeniero Civil Eléctrico (Ph.D.). Gerente de SIEC Ltda. y profesor titular de la Facultad de Ingeniería en la Universidad de Concepción.
Para muchas industrias, los grupos electrógenos son el “corazón” de sus plantas, suministrando energía a los procesos productivos cuando así se requiere. Aunque su uso ya está masificado en varios sectores, los fabricantes siguen mejorando las características, no solo para mejorar su eficiencia, sino también para optimizar su gestión.

El uso de grupos electrógenos diésel ha proliferado en la última década como la opción principal para una potencia móvil, estacionaria o temporal confiable en el sitio de trabajo. Sin embargo, el endurecimiento de las regulaciones sobre emisiones, las evaluaciones de impacto ambiental, el calentamiento global y la caída de los costos de las ERNC están ejerciendo una mayor presión sobre esta industria.

Los fabricantes y proveedores de grupos electrógenos actualmente realizan esfuerzos relevantes para adaptarse a este cambiante escenario de sistemas de energía con mayores exigencias ambientales.

Como resultado, están generando una serie de desarrollos tecnológicos clave que desempeñarán un papel crucial en la configuración del uso futuro. Esto incluye nuevas mejoras en los componentes de los grupos electrógenos; computarización de la inyección y optimización de la combustión, con turbo de geometría variable y preenfriamiento; nuevas tecnologías de montaje y minimización de gases de escape; sistemas de control automático más avanzados, con monitoreo y operación a distancia; módulo de gestión inteligente de carga; integración de la batería; generadores sincrónicos sin escobillas, así como también definición de diferentes modos operativos del equipo para adaptar su uso a diferentes industrias, observándose con esto que los futuros desarrollos del mercado variarán según la aplicación.


Los combustibles alternativos

Debido al bajo costo del suministro de gas natural y sus menores emisiones, el uso de los grupos electrógenos de combustibles alternativos, grupos electrógenos a gas y de combustible dual está aumentando. En la actualidad, los grupos electrógenos a gas han mejorado su desempeño con la incorporación de bujías de encendido y con el flujo continuo desde la red de gas natural, no requieren estanques de combustible.

Hace solo unos años, la lógica tradicional para los grupos electrógenos sostenía que el diésel era confiable y barato, pero también ruidoso y desordenado. El gas natural significa caro y temperamental, pero también más silencioso y limpio. Hoy en día, gracias al desarrollo de nuevas tecnologías en motores, cajas y otros componentes, las diferencias entre ambas motorizaciones (diésel y gas natural) ya no están tan claramente definidas.

Los fabricantes de motores industriales con encendido por chispa (gas natural) ahora pueden optimizar las RPM de estos motores para que su respuesta transitoria sea similar a la del diésel. También están produciendo modelos a gas natural que pueden cumplir con el requisito de puesta en marcha de 10 segundos para los sistemas de respaldo que tradicionalmente solo se asocian con los motores diésel.


El futuro

A nivel global y regional, se predicen actividades relevantes en las industrias que comercializan sistemas de respaldo eléctrico con grupos generadores, tales como un permanente desarrollo y análisis de componentes y sistemas a nivel híbrido, consideraciones de diseño y gestión relacionadas con la integración de un grupo electrógeno con energías renovables y/o tecnologías de almacenamiento de energía, así como mejores modelos de negocios y las opciones de financiamiento disponibles.

Más de 15 de los principales fabricantes y proveedores globales de grupos electrógenos se perfilan con estrategias de pruebas futuras generando nuevas patentes.

Las tecnologías alternativas de energía renovable, con y sin almacenamiento de batería, que incluyen energía solar, eólica, de celda de combustible, de olas y de mareas, están generando un impacto global en los desarrollos futuros de los grupos electrógenos. En efecto, los sistemas híbridos diésel/renovables/de almacenamiento, a menudo en un contexto mini híbrido, tendrán una influencia cada vez más significativa en el uso futuro de grupos electrógenos.

En particular, las celdas de combustible que utilizan el hidrógeno son alternativas más eficientes y silenciosas comparadas con los grupos generadores, y no contaminan el medioambiente, sin embargo todavía presentan limitaciones en las capacidades de potencia, respuesta dinámica y regulación de voltaje.


Normativas sobre emisiones atmosféricas de los grupos generadores

Con respecto a los grupos generadores, las normativas nacionales están orientadas principalmente para la Región Metropolitana.

Existe el Decreto 138, modificado con Decreto 90 (del 20 de enero de 2011) que obliga a:

a) Registrar y Declarar el Grupo Electrógeno.

b) Acreditar el cumplimiento de la norma de emisión de Material Particulado, por medio de un muestreo Isocinético CH-5, según lo señalado en la normativa.

c) Analizar si la emisión de Material Particulado y Gases es y será lo suficientemente baja para cumplir una nueva normativa que regule los Grupos Electrógenos.

d) Determinar la mejor alternativa entre adquirir un Grupo Electrógeno que cumpla con la actual y futura normativa, o instalar en los Grupos ya existentes equipos de control de emisiones para cumplir con la normativa ambiental.


También, el 5 de enero de 2016 fue publicado en el Diario Oficial y sometido a consulta pública (cerrada el 30 de marzo de 2016) un documento titulado “Anteproyecto del Plan de Prevención y Descontaminación Atmosférica para la Región Metropolitana de Santiago” (PPDA-RM), cuyo objetivo era dar cumplimiento a las normas primarias de calidad ambiental de aire vigentes, asociadas a los contaminantes Material Particulado Respirable (MP10), Material Particulado Fino Respirable (MP2,5), Ozono (O3), Monóxido de Carbono (CO), Dióxido de Nitrógeno (NO2) y Dióxido de Azufre (SO2), en un plazo de 10 años. Este anteproyecto impone las siguientes normas a las emisiones de grupos generadores:

1) Grupos electrógenos nuevos, deberán cumplir con los límites máximos de emisión que se indican en la tabla. (ver tabla)

2) Los fabricantes de grupos electrógenos o sus representantes legales en Chile, distribuidores o importadores deberán acreditar, mediante un certificado de origen ante la Superintendencia del Medio Ambiente, que el tipo o familia del grupo electrógeno nuevo cumple con lo exigido en la tabla, de acuerdo con el método de prueba en laboratorio “ISO 8178: Motores de combustión interna. Medición de las emisiones de gases de escape. Parte 1: Medición de las emisiones de gas y de partículas en banco de ensayo”.

3) Se establece límite de MP y NOx para grupos electrógenos existentes con potencia > 1 MW con operación mayor a 50 horas entre el 1 de abril al 30 de septiembre, de 1.850 mg/Nm2 para NOx y de 30 mg/Nm2 para MP.


Normativas que regulan las emisiones de ruido de los grupos electrógenos

En Chile la norma de emisión de ruido se establece en el Decreto 38 del Ministerio del Medio Ambiente, vigente desde el 13 de junio de 2014. Esta norma reemplaza el Decreto 146 de 1997 (norma anterior), considerando que la comunidad no debe estar expuesta a niveles de ruido superiores a 40 db(A) durante el período nocturno por su negativo efecto en la salud.

Los nuevos aspectos normativos que incluye el decreto 38 son los siguientes:

a) Definición de fuentes reguladas por la norma. Define el universo de fuentes emisoras de ruido afectas a la normativa y un listado de excepciones, con otras fuentes emisoras de ruido que no están afectas a esta regulación, como las fuentes móviles, las conductas ruidosas, etc. Dichas fuentes emisoras de ruido están reguladas por otras normativas específicas o por normas complementarias, como las ordenanzas municipales.

b) Eliminación del Concepto de Molestia. Se elimina este concepto por los problemas de interpretación a que daban lugar, y porque no está directamente relacionado con un nivel de ruido determinado. Se implementa la acción preventiva de la norma, ya que al no estar vinculada necesariamente a la existencia de una persona molesta que realice una denuncia, se abre la posibilidad de realizar, por ejemplo, Programas de Vigilancia, por parte del organismo fiscalizador.

c) Definiciones. Se incorporaron nuevos conceptos y se revisaron algunos ya existentes, con el propósito de una mejor aplicación de la norma. Destaca la actualización de la terminología asociada a la zonificación, acorde a la Ordenanza de Urbanismo y Construcciones, OGUC.

d) Cambio de límites nocturnos. Se establecen límites más estrictos tanto para el período nocturno, como para las zonas rurales, muchas de las que tienen como principal valor ambiental la tranquilidad y el alejamiento del ruido de la ciudad. Se define un límite absoluto para zonas rurales, para proteger esas zonas de altos niveles de ruido.

e) Simplificación de metodología de medición. Se establece un procedimiento único de medición de niveles de ruido, independientemente del tipo de ruido a evaluar y se clarificó la corrección por ventana abierta y/o cerrada, como también el concepto y utilización del ruido de fondo.

f) Exigencia de Calidad de la Instrumentación. Para asegurar la calidad de los datos medidos, se incorpora exigencias sobre la calidad del instrumental de medición, mediante certificados que avalen que se está midiendo correctamente, de acuerdo con normativas y procedimientos de calidad internacionales.

Como referencia, la siguiente lista indica los niveles de sonido acústico típicos con los cuales los fabricantes en general especifican los grupos generadores (emisiones de ruido a 1 metro en campo abierto). Los generadores con valores menores de 80 dbA requieren gabinetes insonoros.

Niveles de sonido acústicos de grupos generadores

1) Especificación estándar: 80 dbA o menos

2) Especificación silenciosa: 75 dbA o menos

3) Especificación súper silenciosa: 70 dbA o menos

4) Especificación silenciosa extrema: 65dbA o menos

5) Whisper Silent Specification: 60dbA o menos

6) Phantom Silent Specification: 55dbA o menos

Octubre 2018
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