PLANTAS DE EMERGENCIA

Las plantas de emergencia son de vital importancia dentro de una industria o institución donde se requiere mantener un suministro de energía continuo o donde el equipo o maquinaria no deba suspender su proceso. También pueden ser utilizadas donde no haya suministro de energía. La función primordial de las plantas de emergencia es suministrar energía cuando falla el sistema principal de alimentación eléctrica como el de la Compañía de Luz y Fuerza del Centro o el de la Comisión Federal de Electricidad. Por lo que es importante que por el tipo de actividad o función que desempeña no se interrumpa el servicio, es así como las plantas son comunes en hospitales, hoteles, cines, teatros, centros comerciales, etc.

FIG. 1 EMPRESAS QUE SUMINISTRAN EL SERVICIO ELECTRICO EN EL PAIS

Su empresa y su negocio no pueden depender de la disponibilidad del suministro eléctrico comercial, ya que las ausencias prolongadas de energía eléctrica pueden poner en riesgo su operación y productividad. Cuando la actividad o giro de su negocio lo requiere, es necesario contar con plantas de emergencia, de fácil funcionamiento, confiables y seguras, con una exigencia mínima de mantenimiento, incluso bajo las más extremas condiciones climáticas y ecológicas. La planta o generador de emergencia es sumamente útil, sobre todo cuando usted requiere de tiempos de respaldo prolongados, ya que una de las características principales de la planta es su autonomía. Esto quiere decir que es capaz de generar energía, cuando el suministro falla, durante tiempos prolongados a un costo muy económico. Ahora bien, la planta de emergencia por sí misma, no resuelve los problemas que se llegan a presentar en el suministro eléctrico y que son los causantes de daños severos a equipo especializado, de cómputo, impresoras, servidores; pérdida de información importante y valiosa que se traduce en altos costos.

FIG. 2 PLANTA DE EMERGENCIA TÍPICA

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De la misma manera, cuando hay una falla en la línea comercial la planta tarda en transferir a la carga entre uno o varios minutos. ¿Qué pasa durante ese tiempo? Al sólo tener una planta de emergencia, su equipo delicado e información quedan desprotegidos, sólo bastan unos cuantos segundos para quemar computadoras, discos duros o parar una línea de producción. Es por esto que una solución integral se compone tanto de una planta de emergencia que, ante la ausencia de energía eléctrica, le permita operar durante largos tiempos de respaldo a bajos costos, como de un Sistema de Energía In interrumpida que, ante cualquier eventualidad que se presente en la línea comercial, le proporcione protección y seguridad para sus equipos e información.

Por lo general las plantas de emergencia pueden tener un uso continuo hasta de 8 horas y permitir de forma eventual sobre cargas por lapsos de ½ hasta 1 hora, siempre y cuando no exceda al 10 o 20% de su capacidad. Es importante recordar que las plantas de emergencia solo deben alimentar aquellos servicios de mayor importancia; por lo que se debe hacer un censo sobre las cargas que se deben mantener en operación continua cuando se interrumpe la alimentación de la compañía suministradora.

Como se menciono anteriormente, la función de las plantas de emergencia es la de proporcionar energía a las cargas estrictamente de emergencia o cargas principales instaladas, y por lapsos relativamente cortos. Su capacidad queda comprendida entre 30 y 1000 Kw, y por lo general son accionadas por motores de combustión interna de diesel, gasolina o gas.

El tamaño del generador y el motor de combustión se determina en función del valor de la carga que se debe absorber durante una interrupción en el servicio normal. También el tipo de combustible para el motor impulsor queda determinado por la carga, y las restricciones normativas en el lugar de la instalación, la localización del grupo moto-generador, y algunos otros aspectos.

FIG. 3 PLANTA DE EMERGENCIA A GASOLINA

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La planta de emergencia están constituida principalmente por un grupo motor – generador, el motor normalmente es de combustión interna, el tamaño del motor generador se determinara en base al valor de la carga instalada, también el tipo de combustible para el motor impulsor quedara determinado por la carga; así como la localización de la planta y otros aspectos.

FIG. 4 VISTA DE LAS PARTES PRINCIPALES DE UNA PLANTA DE EMERGENCIA

Los sistemas de emergencia tienen la función de suministrar energía cuando falla el sistema principal de alimentación de energía eléctrica; y es importante que por el tipo de actividad o función que se desempeñe no se interrumpa el servicio; es así como las plantas de emergencia son comunes en: hospitales, hoteles, teatros, cines, industrias de procesos continuos, etc.

Para plantas de emergencia de alta capacidad, dentro de su rango, se prefiere el diesel como combustible, por ser relativamente económico; ser menos inflamable, y tener un mayor poder calorífico que otros combustibles.

Plantas de Emergencia de hasta 100Kw – GasolinaPlantas de Emergencia de hasta 500Kw – GasPlantas de Emergencia hasta 2,000Kw - Diesel

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CARACTERISTICAS PRINCIPALES A ESPECIFICAR DE UNA PLANTA DE EMERGENCIA

1. Potencia (En HP)2. La velocidad, que dependiendo del número de polos del generador da la frecuencia;

pudiendo ser por ejemplo, de 1,200 RPM A 1,800 RPM, para generar a 60 Hz.3. La cilindrada, que se refiere al volumen que admite cada cilindro cuando succiona

aire; multiplicado por el número de cilindros de la máquina.4. El diámetro que tienen los cilindros y su desplazamiento. (Carrera)5. Condiciones ambientales como: Presión atmosférica, temperatura y humedad

CLASIFICACIÓN DE LAS PLANTAS DE EMERGENCIA

a) Por el tipo de combustible: Gas LP, Gasolina, Diesel

b) Por su operación: Automática o Manual

c) Por el tipo de servicio: Continuo y de Emergencia

OPERACIÓN AUTOMÁTICA

Se dice que una planta es automática cuando opera por si sola, realizando cinco funciones: Arrancar, Proteger, Transferir carga, Retransferir carga, Paro, Solo requiere de supervisión y mantenimiento preventivo. Son utilizadas en industrias, centros comerciales, hospitales, hoteles, aeropuertos, etc. Estas plantas se arrancan, paran y se protegen en forma totalmente automática, supervisando la corriente eléctrica de la red comercial. Dichas plantas son utilizadas sólo en servicio de emergencia.

a) Los selectores del control maestro deben estar ubicados en la posición de automático. El control maestro es una tarjeta electrónica que se encarga de controlar y proteger el motor de la planta eléctrica.

b) En caso de fallar la energía normal suministrada por la compañía de servicios eléctricos, la planta arrancará con un retardo de 3 a 5 segundos después del corte del fluido eléctrico. Luego la energía eléctrica generada por la planta es conducida a los diferentes circuitos del sistema de emergencia a través del panel de transferencia, a esta operación se le conoce como transferencia de energía.

c) Después de 25 segundos de normalizado el servicio de energía eléctrica de la compañía suministradora, automáticamente se realiza la retransferencia (la carga es alimentada nuevamente por la energía eléctrica del servicio normal) quedando aproximadamente 5 minutos encendida la planta para el enfriamiento del motor. El apagado del equipo es automático.

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OPERACIÓN MANUAL

Las plantas manuales, son aquéllas que requieren que se opere manualmente un interruptor para arrancar o parar dicha planta. Normalmente estas plantas se utilizan en aquellos lugares en donde no se cuenta con energía eléctrica comercial, tales como: Construcción, aserraderos, poblados pequeños, etc. por lo que su servicio es continuo.

También se utilizan en lugares donde la falta de energía puede permanecer durante algunos minutos, mientras una persona acude al lugar donde está instalada la planta para arrancarla y hacer manualmente la transferencia. Por ejemplo; casas, algunos comercios pequeños e industrias que no manejan procesos delicados.

En esta modalidad, se verifica el buen funcionamiento de la planta sin interrumpir la alimentación normal de la energía eléctrica. El selector de control maestro debe colocarse en la posición de “Manual”. Como medida de seguridad para que la planta eléctrica trabaje sin carga (en vacío), se debe colocar el interruptor principal “Main” del generador en posición de apagado off. Recomendación: El arranque manual es solo para realizar pruebas.

Son aquellas que requieren para su operación que se opere manualmente un interruptor para arrancar o parar dicha planta. Se dice que una planta es manual cuando solo PROTEGE.

SERVICIO CONTINUO.

Son aquellas que operan por varias horas, entre 300 y 500 horas por año. Y se utilizan en lugares alejados donde las Compañías Suministradoras no tienen acceso, en otras palabras donde no hay suministro; por ejemplo, en las estaciones receptoras de radio y televisión, en lugares donde se tengan computadoras (centros de computo), aserraderos, etc. así mismo como en lugares donde es indispensable la continuidad de servicio

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SERVICIO DE EMERGENCIA.

Son aquellas que operan hasta 300 horas por año. Y se utilizan en lugares donde se tienen sistemas de distribución por parte de las Compañías Suministradoras y donde se requiere que nunca falte la energía: Hoteles, Hospitales, Centros Comerciales, Aeropuertos, etc.

Las plantas eléctricas de emergencia, se utilizan en los sistemas de distribución modernos que usan frecuentemente dos o más fuentes de alimentación, debido a razones de seguridad y/o economía de las instalaciones en donde es esencial mantener el servicio eléctrico sin interrupciones, por ejemplo:

Instalaciones de hospitales en las áreas de cirugía, recuperación, cuidado intensivo, salas de tratamiento, etc.

Para la operación de servicios de importancia crítica como son los elevadores públicos.

Para instalaciones de alumbrado de locales a los cuales acude un gran numero de personas  (estadios deportivos, aeropuertos, comercios, transportes colectivos, hoteles, cines, etc.)

En la industria de proceso continuo. En instalaciones de computadoras, bancos de memoria, equipos de procesamiento

de datos, radar, etc.

FIG. 5 VISTA DE UNA PLANTA DE EMERGENCIA

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PARTES DE UNA PLANTA DE EMERGENCIA:

A) Grupo motor generadorB) Tablero de transferenciaC) Conexión del generador al tablero de transferenciaD) Tubería de escape de humos del motorE) Chimenea de escape al silenciador F) Trampa de condensaciónG) Válvula de drenajeH) Tubería de alimentación de combustibleI) Tanque de combustibleJ) Capuchón de ventilación del tanque de combustibleK) Válvula de llenado del tanqueL) Tanque de reservaM) Tubería de retornoN) Tubo de alivioO) Acumuladores para excitación del generador

FIG. 6 COMPONENTES DE UNA PLANTA DE EMERGENCIA

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SISTEMA ELECTRICO Y ELECTRONICO DE LA PLANTA DE EMERGENCIA

El equipo eléctrico de la planta de emergencia comprende, el tablero de control y transferencia, el generador eléctrico, la batería o acumulador, el alternador, además del cableado o arnés correspondiente. La batería almacena energía para alimentar los diferentes sistemas eléctricos. Cuando el motor está en marcha, el alternador, movido por el cigüeñal, mantiene el nivel de carga de la batería.

Control Maestro: Monitorea el rendimiento del motor y la salida de corriente alterna.controla el encendido y apagado de la planta de emergencia.

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Control Maestro Power ComandControl

Control Maestro Power Control Maestro Power ComandComandControlControl

MOTORMOTOR GENERADORGENERADOR

AJUSTEAJUSTE

PORCENTAJE DE CARGAPORCENTAJE DE CARGA FRECUENCIA EN HZFRECUENCIA EN HZ VOLTAJE DE C.A.VOLTAJE DE C.A.PORCENTAJE DE PORCENTAJE DE

CORRIENTECORRIENTE

SELMECSELMEC

En el Generador Monitorea el Voltaje, Amperaje, kw/hora, Velocidad y Frecuencia

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Tablero de Control y Transferencia: Cuando falla el servicio de alimentación de energía eléctrica de la compañía suministradora, la planta de emergencia puede entrar en forma manual o automática, lo ideal es que sea automáticamente, para evitar interrupciones de servicio en casos de urgencias, se usan los interruptores de transferencia, estos son trifásicos y están dentro de un gabinete con la función de alimentar a la carga cuando falle el suministro de la compañía. El tablero de transferencia es un equipo que permite que la planta eléctrica opere en forma totalmente automática supervisando la corriente eléctrica de la red comercial.

FIG. 7 TABLERO DE TRANSFERENCIA

La capacidad del motor impulsor, y del generador de la planta de emergencia, debe ser suficiente para absorber las cargas definidas como de emergencia; si se trata de transferir la carga total al generador, el diagrama de conexiones, es como el mostrado en el diagrama siguiente:

DIAGRAMA 1. CONMUTACIÓN DE SERVICIO DE ALIMENTACIÓNG.- Terminales del Generador N.- Terminales del Servicio de la Compañía Suministradora

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Cuando solo se trata de transferir cargas esenciales al generador de la planta de emergencia, como por ejemplo alumbrado, aire acondicionado, elevadores, centros de procesamiento de datos, etc. se usa una conexión como la mostrada en el siguiente diagrama:

DIAGRAMA 2. ARREGLO BÁSICO DE GENERADOR DE EMERGENCIA Y SWITCH DE TRANSFERENCIA.

Circuito de Control de Transferencia y Paro

Al frente señalización luminosa (lámpara verde de alimentación normal y roja de alimentación de emergencia) para indicar el estado de suministro o alimentación a la carga.

El tablero de transferencia, es un gabinete metálico, el cual tiene integrado:

Una tarjeta de estado sólido, que cumple con la función de detectar voltaje en rangos ajustables a diferentes valores para la protección de equipos contra voltajes (variaciones) incorrectos de operación tanto en bajo como en alto voltaje, con operación de contactos e indicación luminosa.

Una tarjeta de estado sólido, que tiene la función de procesar 2 tiempos independientes, ajustables a diferentes valores de cero a cinco minutos para retardar la retransferencia y paro del motor. Un cargador de baterías, que está diseñado para cargar baterías del tipo plomo ácido.

Una unidad Básica de Transferencia (UBT) para alimentar a la carga desde la fuente de suministro normal o la de emergencia, que dependiendo del voltaje, capacidad de corriente, tipo de operación, puede ser de varios modelos, entre ellos: Contactores, Termomagnéticos, Electromagnéticos.

Un interruptor de prueba, para simular fallas de energía normal. Un reloj programador a base de un control electrónico de tiempo que proporciona

un sencillo y económico control de la planta eléctrica, con un programa de horario y día. El control puede utilizarse como un control de 24 horas o de 7 días, para arrancar a la planta eléctrica de manera automática y programada.

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Circuito de Control de Transferencia y Paro

Circuito de Control de Transferencia y Circuito de Control de Transferencia y ParoParo

SENSOR DE SENSOR DE VOLTAJEVOLTAJE

TEMPORIZADOR TEMPORIZADOR DEDE

RETRANSFERENCIA RETRANSFERENCIA Y PAROY PARO

PROTECCIONESPROTECCIONES

MANTENEDORMANTENEDOR

DE BATERIASDE BATERIAS

INTERRUPTOR DE INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA TRANSFERENCIA

EMERGENCIAEMERGENCIANORMALNORMAL

VOLTMETROVOLTMETRO

FRECUENCIMETROFRECUENCIMETRO

AMPERMETROAMPERMETRO

NORMALNORMAL EMERGENCIAEMERGENCIA

HzHzVV AA

SELMECSELMEC

Funciones del Tablero de Transferencia

Censar el voltaje de alimentación. Dar señal de arranque a la planta cuando se presenta una ausencia, bajo o alto

voltaje sobre el nivel adecuado. Dar señal al interruptor de transferencia para que haga su cambio (transferencia) Retardar la retransferencia para dar tiempo de normalización por parte de la

compañía suministradora. Dar señal al interruptor de transferencia para que haga su cambio cuando se

normaliza la alimentación (retransferencia). Retardar la señal de paro del motor para lograr un buen enfriamiento del mismo. Programar el arranque de la planta para ejercitarla. Permitir un simulacro de falla de la compañía suministradora. Realizar la transferencia de la carga de la red comercial a la planta y viceversa.

(Esta función se realiza a través de la unidad de fuerza, que puede ser del tipo contactores o interruptores, según la capacidad requerida)

Dar la señal a la unidad de fuerza para que haga el cambio cuando se normaliza la alimentación (retransferencia)

Retardar la retransferencia para dar tiempo a la compañía suministradora de normalizar su alimentación.

Retardar la señal de paro al motor para lograr su enfriamiento. Mandar la señal de paro al motor a través del control maestro. Mantener cargado el acumulador. Permitir un simulacro de falla de la compañía suministradora.

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Batería o Acumulador: La batería es un generador electroquímico y no guarda electricidad. La energía guardada es energía química que se transforma en energía eléctrica cuando a través de las terminales de la batería se completa el circuito.

Una batería esta formada por cierto número de celdas, normalmente cada celda esta encerrada en una caja de hule duro conteniendo placas negativas y positivas. Las placas están separadas por divisores y sumergidas en un líquido llamado electrolítico. En un extremo de las celdas, cada placa negativa tiene un tirante de metal; en el otro extremo cada placa positiva tiene su propio tirante metálico. Como cada placa produce 2.2 Volts, los tirantes de cada celda están conectados en serie por eslabones conectores de celdas.

Los materiales activos de las placas positivas y negativas son diferentes. El electrodo positivo es de cobre o de un material activo en las placas de peróxido de plomo y el electrodo negativo es de cinc o de oxido de plomo. El electrolito consiste en una mezcla de agua destilada y ácido sulfúrico.

FIG. 8 ACUMULADOR

Bobina de Ignición: Es un pequeño transformador con un devanado primario y un secundario para producir una nueva tensión que es necesaria para brincar la abertura de los electrodos de la bujía. La corriente de la batería es tan débil que no puede brincar el espacio del grueso de una hoja de papel. La bobina esta formada por alambrados primario y secundario, un conductor laminado de acero suave, una cubierta protectora, las terminales de conexión, un envolvente de baquelita con tapa y aceite enfriador.

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Generador Eléctrico: Esta es una de las partes más importantes de la planta de emergencia, ya que es la que produce el voltaje requerido. Un generador eléctrico es una máquina eléctrica rotativa que transforma la energía mecánica en energía eléctrica, un generador produce electricidad por la rotación de un grupo de conductores dentro de un campo magnético. La energía mecánica que entra puede provenir de motores de combustión interna, turbinas de vapor, reactores ó motores eléctricos. A la salida del generador se obtiene una FEM que se induce en los conductores cuando estos se mueven a través del campo magnético.

Cuando un conductor, como por ejemplo un cable metálico, se mueve a través del espacio libre entre los dos polos de un imán, los electrones del cable, con carga negativa, experimentan una fuerza a lo largo de él y se acumulan en uno de sus extremos, dejando en el otro extremo núcleos atómicos con carga positiva, parcialmente despojados de electrones. Esto crea una diferencia de potencial, o voltaje, entre los dos extremos del cable; si estos extremos se conectan con un conductor, fluirá una corriente alrededor del circuito. Éste es el principio que da base a los generadores eléctricos rotatorios, en los que un bucle de hilo conductor gira dentro de un campo magnético para producir un voltaje y generar una corriente en un circuito cerrado.

FIG. 9 GENERADOR TÍPICO

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CAPACIDADES DE GENERADORES DE 60Hz PARA PLANTAS DE EMERGENCIA

CORRIENTE MAXIMA EN AMPERSPOTENCIA KW 240V 480V

30 90 4550 150 7575 226 113100 300 150125 376 188150 452 226200 600 300250 752 376300 904 452350 1054 527400 1204 602500 1500 750750 2260 11301000 3000 1150

TABLA 1. CAPACIDADES DE GENERADORES

DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERISTICAS DE LOS GENERADORES PARA PLANTAS DE EMERGENCIA

Parte de la información que se debe proporcionar para la selección de las características de las plantas de emergencia, es la relacionada con los datos de placa del generador, que es básica cuando se diseña, instala y mantiene, ya sea para aplicaciones comerciales o industriales. Los datos básicos a proporcionar son:

Nombre del fabricanteLa frecuencia de operaciónEl número de fasesEl factor de potenciaLa capacidad en KVA o KWla velocidad nominal en r.p.mEl tipo de aislamiento y temperatura ambiente

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LOS GENERADORES ELECTRICOS EN APLICACIONES INDUSTRIALES Y DE EMERGENCIA

Para las plantas de emergencia, dependiendo de su tamaño, los generadores de C.A. se pueden construir monofásicos y trifásicos, accionados por motores de combustión interna, pueden generar con los siguientes niveles de voltaje;

A) 600 Volts ó menos Monofásicos120 Volts, 3 conductores120/240 Volts 3 fasesVolts 3 conductores

B) Mayores de 600 Volts Trifásicos 2,400 Volts 4,160 Volts12,470 Volts13,800 Volts

SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO PARA GENERADORES ELECTRICOS

El método de aire enfriado

Toman el aire del exterior a la temperatura ambiente como medio de enfriamiento, el aire circula en el interior del generador por medio de impulsores en ambos extremos. El aire caliente se extrae por la parte trasera donde solo circula una vez.

Cambiador de calor aire – aire

Cuenta con un intercambiador de calor, constantemente recircula el mismo aire a través del estator, este método conserva limpios los aislamientos, ya que el aire se cambia constantemente y con esto se elimina la necesidad de los filtros de aire en el sistema.

Cambiador de calor aire – agua

El calor del generador se circula a través de un enfriador que consiste de un cierto número de tubos de cobre con perforaciones de circulación alrededor del diámetro exterior de los tubos. Es necesaria una fuente de agua que se debe hacer circular a través de estos. Este sistema evita que se introduzcan al generador, contaminantes para los devanados.

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SISTEMA MECANICO DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

Principio de Funcionamiento

El motor de combustión interna trabaja en 4 tiempos que son la admisión, la compresión, la explosión y el escape. En el primer tiempo o admisión, el cigüeñal arrastra hacia abajo el émbolo, aspirando en el cilindro la mezcla carburante que está formada por gasolina y aire procedente del carburador.

FIG. 10 LOS 4 TIEMPOS DEL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA

En el segundo tiempo se efectúa la compresión. El cigüeñal hace subir el émbolo, el cual comprime fuertemente la mezcla carburante en la cámara de combustión.

En el tercer tiempo, se efectúa la explosión cuando la chispa que salta entre los electrodos de la bujía inflama la mezcla, produciéndose una violenta dilatación de los gases de combustión que se expanden y empujan el émbolo, el cual produce trabajo mecánico al mover el cigüeñal.

Por último, en el cuarto tiempo, los gases de combustión se escapan cuando el émbolo vuelve a subir y los expulsa hacia el exterior, saliendo por el mofle de la planta de emergencia.

Naturalmente que la apertura de las válvulas de admisión y de escape, así como la producción de la chispa en la cámara de combustión, se obtienen mediante mecanismos sincronizados en el cigüeñal. De acuerdo a la descripción anterior, comprendemos que si la explosión dentro del cilindro no es suave y genera un tirón irregular, la fuerza explosiva golpea al émbolo demasiado rápido, cuando aún está bajando en el cilindro.

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COMBUSTIÓN:

Proceso de oxidación rápida de una sustancia, acompañado de un aumento de calor y frecuentemente de luz. En el caso de los combustibles comunes, el proceso consiste en una reacción química con el oxígeno de la atmósfera que lleva a la formación de dióxido de carbono, monóxido de carbono y agua, junto con otros productos como dióxido de azufre, que proceden de los componentes menores del combustible.

Los elementos necesarios para la combustión y para que ella se produzca a base de una reacción química, son los siguientes:

El combustibleLa presencia de oxígenoUn medio para iniciar la reacción química

FIG. 11 LA CAMARA DE COMBUSTIÓN ES PRODUCIDA EN EL INTERIOR DEL CILINDRO

CARBURACIÓN:  En el carburador se mezcla aire con gasolina pulverizada. La bomba de gasolina impulsa el combustible desde el depósito hasta el carburador, donde se pulveriza mediante un difusor. El pedal del acelerador controla la cantidad de mezcla que pasa a los cilindros, mientras que los diversos dispositivos del carburador regulan automáticamente la riqueza de la mezcla, esto es, la proporción de gasolina con respecto al aire. La conducción a velocidad constante por una carretera plana, por ejemplo, exige una mezcla menos rica en gasolina que la necesaria para subir una cuesta, acelerar o arrancar el motor en tiempo frío. Cuando se necesita una mezcla extremadamente rica, una válvula conocida como estrangulador o ahogador reduce drásticamente la entrada de aire, lo que permite que entren en el cilindro grandes cantidades de gasolina no pulverizada.

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EL MOTOR A GASOLINA

Los motores de gasolina pueden ser de 2 y 4 tiempos. Contrariamente a los motores diesel, los motores de gasolina presentan otro tipo de encendido, en el tiempo de la compresión se inicia la combustión de la mezcla comprimida de combustible y aire, mediante una chispa eléctrica que genera la bujía. La chispa se produce a una tensión correspondiente alta generada por la bobina de encendido. En un momento exactamente definido salta la chispa entre el electrodo central y el de masa. Partiendo de la chispa se expande un frente de llamas por toda la cámara de combustión hasta que se ha quemado la mezcla. El calor liberado aumenta la temperatura, la presión en el cilindro crece rápidamente, presionándose así el émbolo hacia abajo. El movimiento es transmitido por la biela al cigüeñal.

FIG. 12 EXPLOSION PRODUCIDA POR LA BUJIA

El movimiento alternativo de los pistones se convierte en giratorio mediante las bielas y el cigüeñal, que a su vez transmite el movimiento al volante del motor, un disco pesado cuya inercia arrastra al pistón en todos los tiempos, salvo en el de explosión, en el que sucede lo contrario. En los motores de cuatro cilindros, en todo momento hay un cilindro que suministra potencia al hallarse en el tiempo de explosión, lo que proporciona una mayor suavidad y permite utilizar un volante más ligero.

El cigüeñal está conectado mediante engranajes u otros sistemas al llamado árbol de levas, que abre y cierra las válvulas de cada cilindro en el momento oportuno.

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FIG. 13 CAMARA DE COMBUSTIÓN

Encendido: El dispositivo que produce la ignición es la bujía, un conductor fijado a la pared superior de cada cilindro. La bujía contiene dos hilos separados entre los que la corriente de alto voltaje produce un arco eléctrico que genera la chispa que enciende el combustible dentro del cilindro. La bujía se atornilla en la cabeza del cilindro o bloque del cilindro, con su extremo inferior sobresaliendo en la cámara de combustión. La bujía resiste oleadas de tensión de 10,000 a 30,000 Volts, presiones mayores de 800 lb/plg2 y temperaturas hasta de 4,400o

FIG. 14 BUJIA DE IGNICIÓN

Actualmente se usa cada vez más el sistema de encendido electrónico. Hasta hace poco, sin embargo, el sistema de encendido más utilizado era el de batería y bobina, en el que la corriente de la batería fluye a través de un enrollado primario (de baja tensión) de la bobina y magnetiza el núcleo de hierro de la misma. Cuando una pieza llamada ruptor o platinos abre dicho circuito, se produce una corriente transitoria de alta frecuencia en el enrollado primario, lo que a su vez induce una corriente transitoria en el secundario con una tensión más elevada, ya que el número de espiras de éste es mayor que el del primario. Esta alta tensión secundaria es necesaria para que salte la chispa entre los electrodos de la bujía. El distribuidor, que conecta el enrollado secundario con las bujías de los cilindros en la secuencia de encendido adecuada, dirige en cada momento la tensión al cilindro correspondiente. El ruptor y el distribuidor están movidos por un mismo eje conectado al árbol de levas, lo que garantiza la sincronización de las chispas.

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EL MOTOR DIESEL

El motor diesel funciona de forma semejante al motor de gasolina. La principal diferencia que hay entre ellos consiste, en que el motor diesel, se emplea un grado de comprensión bastante más elevado. En esta comprensión hay una gran elevación de la temperatura, por lo que no hay necesidad de una chispa eléctrica. Además, este motor es más económico, puesto que funciona con combustibles más pesados. La combustión tiene lugar a un volumen constante en lugar de a una presión constante. La mayoría de los motores diesel tienen también cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina. En la primera fase se absorbe solamente aire hacia la cámara de combustión. En la segunda fase, la de compresión, el aire se comprime a una fracción mínima de su volumen original y se calienta hasta unos 440 ºC a causa de la compresión. Al final de la fase de compresión el combustible vaporizado se inyecta dentro de la cámara de combustión y arde inmediatamente a causa de la alta temperatura del aire. Algunos motores diesel utilizan un sistema auxiliar de ignición para encender el combustible para arrancar el motor y mientras alcanza la temperatura adecuada. La combustión empuja el pistón hacia atrás en la tercera fase, la de potencia. La cuarta fase es, la fase de expulsión de la mezcla de los gases y de la combustión.

Por lo tanto en los motores diesel no existe ninguna chispa para la combustión, la iniciación de este proceso se establece por un procedimiento de autoencendido basado en la alta temperatura que el aire alcanza cuando se ve sometido a compresión. Así pues la temperatura alcanzada será la que determine el inicio de la combustión. Esta situación se presenta en el gasóleo a una temperatura mínima de 270oC. De hecho, en la práctica, la temperatura que debe alcanzar el aire debe ser del orden de los 500oC.

FIG. 15 VALORES MEDIOS DE LAS TEMPERATURAS EN EL INTERIOR DEL CILINDRO, MEDIDOS EN GRADOS CENTÍGRADOS.

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La eficiencia de los motores diesel es mayor que en cualquier motor de gasolina, llegando a superar el 40%. Los motores diesel suelen ser motores lentos con velocidades de cigüeñal de 100 a 750 revoluciones por minuto, pero esta desventaja se compensa con una mayor eficiencia y el hecho de que utilizan combustibles más baratos.

Los motores diesel siguen el mismo ciclo de cuatro tiempos explicado en el motor de gasolina, aunque presentan notables diferencias con respecto a éste. En el tiempo de admisión, el motor diesel aspira aire puro, sin mezcla de combustible. En el tiempo de compresión, el aire se comprime mucho más que en el motor de gasolina, con lo que alcanza una temperatura extraordinariamente alta.

En el tiempo de explosión no se hace saltar ninguna chispa, los motores diesel carecen de bujías de encendido, sino que se inyecta el gasoil o gasóleo en el cilindro, donde se inflama instantáneamente al contacto con el aire caliente. Los motores de gasoil no tienen carburador; el acelerador regula la cantidad de gasoil que la bomba de inyección envía a los cilindros.

FIG. 16 PARTES DE UN MOTOR DIESEL DE CUATRO CILINDROS EN LÍNEA

PARTES DEL MOTOR

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1. Cadena de distribución.2. Eje de levas.3. Tapón de la tapa de balancines.4. Conducto de aire – acción.5. Tapa de balancines.6. Inyector.7. Paredes de los cilindros.8. Pistón.9. Cámara de refrigeración del bloque.10. Corona dentada del volante.11. Volante de inercia.12. Contrapeso del cigüeñal.13. Cuello del cigüeñal.14. Bulón.15. Biela.16. Muñequilla del cigüeñal.17. Prefiltro de aceite.18. Bomba de aceite.19. Aceite en el cárter.20. Puntos de anclaje.21. Polea del cigüeñal.22. Marcas de puesta a punto. 23. Ventilador.24. Eje de accionamiento de la bomba de aceite.25. Piñón de accionamiento de la bomba de inyección.26. Válvula.27. Muelle de válvula.28. Semi balancín.

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FIG. 17 SECCIÓN LONGITUDINAL DE UN MOTOR DE DIEZ CILINDROS EN V

FIG. 18 VISTA FRONTAL DE UN MOTOR EN V

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ALGUNOS TAMAÑOS COMERCIALES DE MOTORES DE CUMBITION, PARA GENERADORES EN PLANTAS DE EMERGENCIA (DIESEL)

Potencia Generador(KW)

Potencia del Motor(HP)

Velocidad (RPM)

Presión Media

Efectiva

Cilindrada (Litros)

(kg/cm2)

Número de Cilindros

75 * 112 1800 7 8.1 4100 115 1800 6.4 12.17 6125 202 1800 8 12.17 6150 235 1800 10 12.17 8200 315 1800 10 16.2 8250 505 1800 17 14.6 6350 660 1800 17 19.5 8400 790 1800 18 32.2 8600 1190 1800 18 48.3 12900 1570 1800 18 64.5 16

TABLA 2 TAMAÑOS DE MOTOR DE COMBUSTIÓN

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

La potencia en HP. Las potencias para motores más comunes van desde 112HP hasta 1570HP.

La velocidad. Esta depende del número de polos del generador de la planta.

La cilindrada. Se refiere al volumen que admite cada cilindro cuando succiona aire; se multiplica por el número de cilindros de la máquina.

El diámetro de los cilindros y su desplazamiento (carrera).

Condiciones ambientales, tales como presión atmosférica, temperatura y humedad.

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SISTEMAS MECANICOS AUXILIARES O SUBSISTEMAS DE PLANTAS DE EMERGENCIA

FIG. 19 SUBSISTEMAS DE UNA PLANTA DE EMERGENCIA

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SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

Cuando el motor está funcionando, la temperatura de todas sus piezas se eleva debido al calor de la combustión en la cámara de combustión. Si dejamos esta condición, el motor podría rápidamente sobrecalentarse y dañarse. El equipo de enfriamiento enfría las partes del motor a fin de prevenir el sobrecalentamiento, Dependiendo del método usado, un motor puede ser enfriado por aire o por agua. Sin embargo, el sistema de enfriamiento generalmente más utilizado es el sistema de enfriamiento por agua. Un sistema de enfriamiento por agua es complejo, pero no sólo entrega enfriamiento estable, además, actúa para controlar el ruido del motor.

Los motores de combustión interna se enfrían por dos fluidos que son el aire y el agua. El calor que se genera en la cámara de combustión es aproximadamente de 4,500oF y 1/3 del calor producido se debe alejar por el sistema de enfriamiento, si esto no fuera así, las partes metálicas se expanden y el aceite se quema. La refrigeración del motor; que tiene por objeto mantener dentro de los límites de seguridad la temperatura de sus órganos. El refrigerante más empleado es el agua, y el sistema de refrigeración utilizado es el de la circulación forzada mediante bomba. La refrigeración por aire es mucho más simple; consiste en hacer circular una corriente de aire entre los cilindros, que van provistos de aletas para aumentar la superficie de refrigeración.

FIG. 20 TRAYECTO DEL REFRIGERANTE EN EL MOTOR

En el momento de la explosión, la temperatura del cilindro es mucho mayor que el punto de fusión del hierro. Si no se refrigeraran, se calentarían tanto que los pistones se bloquearían.

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Por este motivo los cilindros están dotados de camisas por las que se hace circular agua mediante una bomba impulsada por el cigüeñal. Para que el agua no hierva, el sistema de refrigeración está dotado de un radiador que tiene diversas formas, pero siempre cumple la misma función: permitir que el agua pase por una gran superficie de tubos que son refrigerados por el aire de la atmósfera con ayuda de un ventilador.

Las plantas de emergencia que usan como impulsor los motores de combustión interna pierden, por radiación de calor, aproximadamente la tercera parte del poder calorífico del combustible. Este calor se tiene que disparar por medio de los sistemas de refrigeración, que básicamente son agua circulante, que pasa alrededor de los cilindros. El líquido se enfría de distintas formas, como por ejemplo:

Para plantas de potencia no mayores de 1,000 Kw, se usa un radiador y un ventilador incorporado al propio motor; como es el caso del enfriamiento de los motores de autos.

Para plantas de potencia mayores de 1,000 Kw, se puede usar las llamadas torres de enfriamiento, o bien, hacer circular el agua hacia un río cuando se tiene cerca la planta.

FIG. 21 ESQUEMA SIMPLIFICADO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR CIRCULACIÓN FORZADA POR BOMBA, CON TERMOSTATO Y CLIMATIZACIÓN. 1, BOMBA

DE AGUA. 2, RADIADOR. 3, VENTILADOR. 4, TERMOSTATO. 5, SERPENTÍN DEL CLIMATIZADOR. 6, INDICADOR DE TEMPERATURA EN LA CULATA.

Enfriamiento por Aire: El aire está dirigido alrededor de cada cilindro y cabezas del cilindro por unas laminas de metal llamadas cubiertas que envuelven el motor, la cantidad

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de aire es controlada por un soplador o una válvula controlada termostaticamente, El soplador es un ventilador centrífugo impulsado por una banda de una polea unida al cigüeñal. Cuando el motor adquiere la temperatura normal de trabajo, la válvula se expande operando un sistema mecánico de varillas que abre la válvula por lo que si se encuentra abierta circulara aire.

Enfriamiento por Líquido: Se controla por un termostato que se encuentra en la manguera superior y que se conduce a los cilindros. Si el motor está frío el agua no circula, si el motor está caliente circula agua, el agua es mandada por una bomba unida al cigüeñal; el agua proviene de la manguera superior que es alimentada por el radiador.

Radiador: El radiador enfría al refrigerante cuando este alcanza una temperatura elevada. Es hecho de muchos conductos con aletas sobre ellos, a través de los cuales el refrigerante fluye antes de que retorne al motor. El radiador es enfriado por el aire que es aspirado por el ventilador o por el viento que golpea a este en el frente mientras que el vehículo se está moviendo.

Es un intercambiador de calor que esta ensamblado por 3 elementos que son: tanque superior, central ó núcleo y tanque interior. El núcleo está formado por tubos pequeños colocados en hileras que van del tanque superior al tanque inferior. Son mantenidos en posición por aletas de distancia de una a otra de 1/8”. Cuando el agua caliente entra al núcleo se divide en varios pequeños chorros. Las mangueras utilizadas son de hule para evitar fugas debido a la vibración. Existe un ventilador en la parte posterior del radiador impulsado por una banda y polea conectada al cigüeñal para mejorar el proceso de enfriamiento.

FIG. 22 RADIADOR

Anticongelante o Refrigerante: La importancia es evitar que se congele el líquido a temperaturas frías y evitar la oxidación de los materiales debido al agua circulando entre

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otros. Algunos anticongelantes son compuestos de glicol, etileno, glicerina y pequeñas cantidades de alcohol. (etilenglicol, metanol, etanol).

FIG. 23 GARRAFA DE ANTICONGELANTE

Bomba de Agua: Esta bomba circula el refrigerante. Está montada en el frente del bloque de cilindros y es conducida por una correa en V desde el cigüeñal. La función de esta es el de hacer circular el refrigerante por todo el sistema de enfriamiento del motor. La bomba de agua es la piedra angular de los componentes que forman el sistema de enfriamiento por líquido refrigerante en el motor de combustión interna. Le corresponde la tarea de proporcionar e impulsar el flujo de líquido enfriador a través del sistema de enfriamiento, permitiéndole al motor operar con eficiencia. La bomba de agua y el ventilador del motor generalmente están montados en la misma flecha y son impulsados por una banda conectada al motor.

La bomba aspira el refrigerante del fondo del radiador por medio de una manguera conectada ahí y lo hace circular a presión por los conductos que hay al rededor de las áreas calientes: los cilindros, las cámaras de combustión, las válvulas y las bujías. Las camisas de agua en el bloque y en las cabezas del motor le proporcionan un camino al refrigerante para que fluya entre las paredes de los cilindros y a través de las culatas a fin de enfriar el motor .  

De ahí, el refrigerante pasa por medio de una manguera a la parte superior del radiador y fluye por una serie de tubos conectados a las aletas de enfriamiento que están expuestas al aire libre. El calor es transferido del refrigerante al aire que pasa forzado por los conductos del radiador al ser aspirado.

Cuando el refrigerante llega a la parte inferior del radiador ya se ha enfriado lo suficiente para volver a circular. Son muchos los requisitos que debe cumplir para desarrollar su

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función por un periodo prolongado y con el menor desgaste. Para ello es necesario que tenga entre otras propiedades:

1) Garantía de un buen sellado2) Poco desgaste para una larga vida

3) Transmisión de flujo eficiente para evitar sobrecalentamiento del motor

4) Sea silencioso bajo cualquier condición de trabajo

5) Tenga solidez suficiente para resistir esfuerzos, presiones y temperatura.

El desarrollo de motores cada vez más eficiente obliga a la búsqueda de diseños y materiales que cumplan satisfactoriamente con los nuevos requisitos. La bomba de agua no se substrae de esta evolución. Durante este tiempo los materiales, la máquina y equipos necesarios para su fabricación y los instrumentos de medición, se van desarrollando paralelamente para dar como resultado una pieza altamente sofisticada y eficiente.

FIG. 24 BOMBA DE AGUA

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Termostato: El termostato trabaja automáticamente para mantener la temperatura del refrigerante constante. Este es instalado en el circuito del refrigerante, entre el radiador y el motor. Cuando la temperatura del refrigerante está baja, el termostato cierra la válvula, permitiendo al refrigerante circular alrededor del interior del motor. Cuando la temperatura del refrigerante viene a ser alta, el termostato abre la válvula, permitiendo al refrigerante circular hacia el radiador.

FIG. 25 TERMOSTATO

Ventilador: La velocidad del ventilador eleva el flujo de aire que pasa a través del radiador para la eficiencia de enfriamiento del mismo. El ventilador es montado justo en la parte posterior del radiador. Algunos ventiladores son conducidos por una banda que viene desde el cigüeñal y otros son conducidos por un motor eléctrico.

FIG. 26 VENTILADOR

Tanque de Reserva: Cuando el nivel del refrigerante en el radiador disminuye, el refrigerante automáticamente es rellenado desde este tanque.

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SISTEMA DE LUBRICACIÓN

Los motores necesitan ser lubricados para disminuir el rozamiento o desgaste entre las piezas móviles. El aceite, situado en el cárter, o tapa inferior del motor, salpica directamente las piezas o es impulsado por una bomba a los diferentes puntos.

Un lubricante es una sustancia aplicada a las superficies de deslizamiento, contacto de las máquinas para reducir el rozamiento o fricción entre las partes móviles. La lubricación es la capa de aceite o grasa sobre metales que tiene como propósito principal hacer que deslicen uno sobre de otros sin fricción; el efecto de la lubricación es el reemplazar la fricción sólida por una fricción líquida.

Todo lubricante deberá tener una viscosidad conveniente, oleosidad para asegurar la adherencia a película delgada y para menor fricción y desgaste. Alta resistencia de la película para evitar el contacto metal – metal; Un bajo punto de fluidez para permitir el flujo del lubricante a bajas temperaturas hacia la bomba de aceite. Que no tenga tendencia a corroer o atacar cualquier parte del motor. Sin tendencia a formar depósitos al unirse con el aire, agua, combustible o los productos de combustión. Capacidad limpiadora para quitar residuos al motor. Capacidad de dispersión para disolver y transportar cuerpos extraños en el aceite. Características de no formación de espumas.

La lubricación a película delgada es la que se emplea para émbolos, cilindros, levas, pivotes de balancines. Esta se basa principalmente en las atracciones intermoleculares que se presentan cuando dos cuerpos cualesquiera entran en contacto. En este sistema de alimentación a presión el aceite es obligado por la bomba a pasar en todas las partes móviles del motor rociándolas, el aceite escurre y cae nuevamente hasta su deposito o cárter y es recogido para que nuevamente la bomba de aceite lo aviente a presión.

Propiedades de un Lubricante: Baja volatilidad bajo condiciones de operación, características de flujo satisfactorias en el rango de temperatura a usar, estabilidad superior o habilidad para mantener características deseables por un periodo razonable de uso, compatibilidad con otros materiales del sistema.

Viscosidad: Es la propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. La viscosidad es una medida de la resistencia a fluir del flujo del aceite, debida al espesor del aceite a ciertas temperaturas.

Factores que Afectan la Estabilidad del Aceite: La estabilidad de los lubricantes es afectada por el ambiente en el cual opera. Tales factores como la temperatura, potencial de oxidación y contaminación con agua, combustible no quemado, o ácidos corrosivos, limitan la vida útil del lubricante.

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DATOS TÉCNIOS DEL ACEITE

Distintas organizaciones cooperan para proveer estándares y sistemas de clasificación para que el funcionamiento del aceite de los motores pueda ser probado y clasificado:

SAE (Society of Automotive Engineers) - Sociedad de Ingenieros Automotrices API (American Petroleum Institute) – Instituto Americano del Petróleo ASTM (American Society for Testing Materials) - Sociedad Americana de Prueba

de Materiales

El grado SAE de viscosidad indica como es el flujo de los aceites a determinadas temperaturas. API Categoría de Servicios. Los rangos de servicio API definen la calidad mínima que debe de tener el aceite. Los rangos que comienzan con la letra C (Compression (compresión) – por su sigla en ingles) son para motores que trabajan con diesel mientras que los rangos que comienzan con la letra S (Spark (chispa) - por su sigla en ingles) son para motores que trabajan con gasolina. La segunda letra indica el nivel de calidad API. Cuanto mayor es la letra alfabéticamente, más avanzado es el aceite y por lo tanto mayor es la protección para el motor. Por ejemplo, el aceite SH puede usarse en cualquier motor que requiera un aceite SB, SF, SG, etc.

FIG. 27 LUBRICACIÓN CON ACEITE A MOTOR

Selección de AceitesUsted podrá seleccionar el aceite de su preferencia utilizando los siguientes criterios: 1. Determine la viscosidad del aceite recomendada basándose en la temperatura ambiente esperada durante el período de cambios de aceite. 2. Interprete la nomenclatura de API, y seleccione el aceite adecuado. Todos los aceites certificados por la API deberán de traer este símbolo de registro.

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Denominación del Aceite: El sistema SAE (Sociedad de Ingenieros Motrices) clasifica el aceite según su viscosidad, mientras mas bajo es el número más baja es la viscosidad del lubricante; la industria del petróleo ha desarrollado aceite que tiene baja viscosidad para permitir el arranque de los motores durante las temperaturas bajas del invierno. Estos aceites son los de grado SAE 10 y 20 W que significa Winter, porque cubre ambas especificaciones, la viscosidad del invierno y la de la clasificación SAE. Los refinadores han aumentado una clasificación más, SAE 10W – 30; este aceite tiene una viscosidad, estando en frío, igual al del aceite SAE 10, y estado caliente, una viscosidad igual a la del aceite SAE 30, en otras palabras cuando la temperatura aumenta, el aceite no se vuelve tan delgado como normalmente es el aceite 10, sino que conserva una viscosidad comparable a la de un aceite 30. El aceite se engruesa en tiempo frío dificulta el arranque ya que no fluye perfectamente por los lugares reducidos; y si el aceite es muy delgado será comprimido rápidamente entre las partes móviles causando fricción y desgaste. Por lo tanto se deberá usar el aceite con el grado de viscosidad correcto. Existen dos tipos de aceites para motores que son los monogrados y los multigrados.

FIG. 28 NIVELES DE TEMPERATURA DE OPERACIÓN DE ACEITES

Símbolo de Servicio de API

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La parte superior describe el nivel de desempeño del aceite La parte central describe la viscosidad del aceite La parte inferior nos dice si el aceite ha demostrado tener propiedades de

conservación de energía

Interpretación del Símbolo API:

FIG. 29 SIMBOLO LUBRICANTE

Parte Superior: CF-4C = Para Motores DieselF = Letra de orden alfabético según el desarrollo4 = Motor de cuatro tiempos

Parte Superior: SHS = Para Motores de GasolinaH = Letra de orden alfabético según el desarrollo

Parte Central: 15W-40Grado SAE de Viscosidad 15 = Entre más bajo sea este número indica que el Motor arrancará más rápido en invierno y que el aceite fluirá en forma satisfactoria a las partes críticas del Motor a bajas temperaturas.40 = La temperatura alta de viscosidad (segundo número) provee espesor y cuerpo en el aceite para tener una buena lubricación en la temperatura de operación.

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Características API Tipo de Motor Descripción

SJ Motores de gasolina en modelos desde 1997 de automóviles de pasajeros y camiones livianos

Aceite diseñado para este servicio provee mayor ahorro de combustible, baja volatilidad y niveles bajos de fósforo

SH Motores de gasolina en modelos desde 1994 de automóviles de pasajeros y camiones livianos

Provee niveles mayores de calidad y rendimiento en las áreas de control de depósitos, oxidación, desgaste, herrumbre y corrosión

B Servicio de motores de gasolina bajo servicio minimo

Para motores operados bajo condiciones que requiren solo mínima protección. Aceites sin detergentes.

CF, CF-2 Servicio de motores diesel de inyección indirecta y Servicio de motores diesel de dos tiempos

Los aceites CF proveen el control efectivo de los depósitos en el pistón, del desgaste y de la corrosión de los cojinetes en una amplia gama de tipos de combustibles utilizados fuera de carretera. Los aceites CF-2 proporcionan un control altamente efectivo sobre el frotamiento y los depósitos en los cilindros y las caras de los anillos en motores de dos tiempos.

CD Servicio de motores diesel bajo servicio severo

Para motores diesel sobrealimentados de altas revoluciones, alta potencia, trabajo pesado, que requieren un control altamente eficaz contra la corrosión de cojinetes y depósitos a altas temperaturas cuando se utilizan combustibles de una amplia gama de calidades.

TABLA 3 CARACTERISTICAS API PARA MOTORES

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Grados de Viscosidad

Arranque en Frío Descripción

5W-30 -13° F / -25°C Proveen excelente economía de combustible y un mejor rendimiento a bajas temperatura en la mayoría de los automóviles. Se recomiendan para motores que no están equipados con sobre alimentador. Son recomendados especialmente para automóviles nuevos.

10W-30 0° F / -18°C La viscosidad recomendada más frecuentemente para la mayoría de los motores automotrices, entre ellos, los multivalvulares de alto rendimiento y los sobrecargados

10W-40 0° F / -18°C El primer aceite multigrado que salió al mercado. Una buena selección para controlar el desgaste del motor y prevenir la descomposición del aceite debido a la oxidación. Nota: siempre consulte el manual del propietario del vehículo o requisitos de garantía antes de usar este grado.

20W-50 15° F / -9°C Proporciona máxima protección y alto rendimiento en motores de altas revoluciones. Una excelente elección para altas temperaturas y cargas pesadas.

SAE 30SAE 40

15° F / -9°C32° F / 0°C

Para automóviles y camiones ligeros según las recomendaciones de los fabricantes de motores. Su uso no es recomendado cuando se requiere arranque en frío.

TABLA 4 GRADO DE VISCOSIDAD PARA MOTORES

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Sistema de Lubricación

FIG. 30 CIRCUITO DE ENGRASE DE UN MOTOR DIESEL. 1, BOMBA DE ACEITE. 2, TOMA DE ACEITE DEL CÁRTER. 3, VÁLVULA DE DESCARGA. 4, INTERCAMBIADOR DE CALOR. 5, VÁLVULA DE BY – PASS DEL INTERCAMBIADOR. 6, FILTROS. 7, VÁLVULA BY – PASS DE

FILTROS. 8, CONDUCTO DE ENGRASE A LA BOMBA DE INYECCIÓN Y AL TURBOCOMPRESOR. 9, SURTIDOR DE ENGRASE DE LA PARTE BAJA DEL PISTÓN. 10,

VÁLVULA DE CONTROL DE LA PRESIÓN DEL SURTIDOR. 11, BOMBA DE INYECCIÓN. 12, TURBOCOMPRESOR. 13, INDICADOR DE LA PRESIÓN DEL ACEITE EN EL CIRCUITO. 14,

TOMA DEL INDICADOR DE PRESIÓN.

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Bomba de Aceite: La función de la bomba de aceite es hacer alcanzar al aceite a la superficie presión como para conseguir la circulación del mismo en todo el circuito y a una velocidad adecuada. Esta aspira hacia arriba el aceite almacenado en el cárter de aceite, entregándolo a los cojinetes, pistones, eje de levas, válvulas y otras partes. La bomba recoge el aceite desde el fondo del cárter a través de un filtro que impide el paso de impurezas hacia la bomba. Estas bombas van siempre dotadas de una válvula de descarga mediante la cual se consigue mantener presión determinada de salida de la bomba ya que, cuando la presión aumenta de valor, la válvula de descarga se abre de una forma automática y retorna al cárter parte del aceite. Con ello se consigue rebajar inmediatamente el valor de la presión.

En un motor de combustión pueden emplearse dos tipos de bombas de engrase, las cuales se distinguen porque trabajan por procedimientos diferentes; estas bombas son llamadas de tipo Eaton o trocoide (también conocidas con el nombre de bombas excéntricos o de lóbulos) y las de engranajes que son las más empleadas.

FIG. 31 BOMBA DE ACEITE DE ENGRANAJES

FIG. 32 BOMBA DE ACEITE DE LÓBULOS

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Filtro de Aceite: A medida que se usa el aceite del motor, este se contamina gradualmente con partículas de metal, carbón, suciedad aerotransportada, etc. Si las piezas del motor que están en movimiento fueran lubricadas por dicho aceite sucio, ellas se desgastarían rápidamente y como resultado el motor podría agarrotarse. Para evitar esto, se fija un filtro de aceite en el circuito de aceite que remueva esas sustancias indeseables. EI filtro de aceite es montado a la mitad del camino del circuito de lubricación. Este remueve las partículas de metal desgastadas de las piezas del motor por fricción, así como también la suciedad, carbón y otras impurezas del aceite. Si el elemento del filtro de aceite (papel filtrante), el cual remueve las impurezas, llega a obstruirse, una válvula de seguridad está colocada en el filtro de aceite, luego este flujo de aceite no será bloqueado cuando intente pasar a través del elemento obstruido.

FIG. 33 FILTRO DE ACEITE

El caudal de aceite salido de la bomba de engrase pasa en primer lugar a un filtro donde la función de este componente será el proteger al motor de impurezas en el aceite, los materiales dañinos, externos, nocivos para el motor son alojados en el corazón del filtro que es de micro fibras celulosas y sintéticas. El cuerpo del filtro es de acero con esmalte anticorrosivo y es montado sobre el monobloque con una cuerda de montaje que es una rosca interior y sellado con un empaque.

FIG. 34 ESQUEMA DEL RECORRIDO INTERIOR DEL ACEITE A TRAVÉS DEL FILTRO. 1, FILTRO. 2, VÁLVULA DE SEGURIDAD. A, ENTRADA DEL ACEITE SUCIO. B, SALIDA AL

INTERIOR DEL FILTRO. C, SALIDA DEL ACEITE FILTRADO HACIA SU UTILIZACIÓN EN EL MOTOR.

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Cárter o Depósito de Aceite: El cárter de aceite recolecta y almacena el aceite de motor. Muchos cárters de aceite son hechos de láminas de acero prensado, con una zona hueca profunda y una placa divisora construida en previsión al oleaje del aceite para adelante y para atrás. Además, un tapón de drenaje está provisto en la parte inferior del cárter de aceite para drenar el aceite cuando sea necesario.

FIG. 35 CARTER O DEPÓSITO DE ACEITE

SISTEMA DE ESCAPE Y VENTILACIÓN

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Como se sabe, todas las llamadas máquinas de combustión interna, producen gases producto de la combustión; pero también es necesario para quemar el combustible, proporcionar suficiente aire, que lleve el oxigeno al combustible. El aire que se inyecte al motor, debe estar excento de impurezas; ya que si tiene polvo o partículas corrosivas, se puede perjudicar; esto significa que el local en donde se aloje la planta de emergencia, debe estar provisto de una buena dotación de aire, por medio de ventanas y ductos amplios y filtros, cuando se considere necesario.

De la energía generada, aproximadamente el 15 ó al 25% se transforma en calor, mismo que se debe extraer del local donde se halle la planta, por lo que se debe disponer de un sistema de ventilación apropiado; para esto se estima que la cantidad de aire necesario (En m3 / seg), para evacuar el calor de las perdidas, se obtiene por un factor de 0.166; multiplicado por la potencia de la planta de emergencia expresada en KVA.

El aire necesario para la combustión del motor, se estima que es del orden de 5.5 a 6.8 m3/Kwh. Se considera que es pequeño, en comparación con el necesario para la ventilación; y por lo mismo, no se considera en los cálculos. El escape de los gases de combustión se debe llevar a la atmósfera en forma rápida y silenciosa. Por ello estos motores están provistos de un escape apropiado con silenciador.

Como una medida orientada a los tamaños de locales, para plantas de emergencia en función de su potencia; se dan los datos siguientes:

FIG.36 DIMENCIONES DEL LOCAL PARA PLANTAS

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DIMENSIONES GENERALES DE LOCALES PARA PLANTAS DE EMERGENCIA

DIMENSIONES POTENCIA DE LA PLANTA DE EMERGENCIAGENERALES m 20 – 60 KW 100 – 200 KW 250 – 550 KW 650 – 1500 KW

L 5.0 6.0 7.0 10.0B 4.0 4.5 5.0 5.0H 3.0 3.5 4.0 4.0b 1.5 1.5 2.2 2.2h 2.0 2.0 2.0 2.0

TABLA 5 MEDIDAS LOCAL

Humos de Escape: Es un compuesto químico de carbono y oxígeno, se forma al quemar carbono o sustancias compuestas de carbono con una cantidad insuficiente de aire. En otras palabras se produce el smog por una mala combustión y que dará origen a un material contaminante para la atmósfera y dañino para el ser humano y peligroso al no tener color, sabor e inodoro.

Silenciador: El sonido del motor es una onda formada por pulsos alternativos de alta y baja presión que se pueden amortiguar con un silenciador de escape. Cuando la válvula de escape se abre y el gas se precipita hacia el múltiple, golpea la masa de gas de menor presión que está detenida allí. Esto genera una onda que se propaga hasta la atmósfera por el sistema de escape. La velocidad de la onda es mayor que la del propio gas.

FIG. 37 SILENCIADOR

En un silenciador de escape estándar, el gas ingresa a el y se desplaza hasta el fondo del tubo de entrada para luego ser reflejado hacia la cámara principal. Posteriormente sale atravesando pequeñas perforaciones practicadas en el tubo de salida del silenciador. Al mismo tiempo, la cámara principal se mantiene conectada con otro compartimiento denominado resonador.

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Convertidor Catalítico: Es un dispositivo simple, efectivo diseñado para reducir las emisiones contaminantes a niveles aceptables. El convertidor catalítico contiene un elemento recubierto de un catalizador. Un catalizador es algo que hace que tenga reacción química, que normalmente no podría ocurrir. En los convertidores se emplean 3 tipos de catalizadores básicos que son: de platino, de paladio y de rodio.

El convertidor catalítico contiene uno o dos elementos cerámicos monolíticos o del tipo de pastilla. Las superficies están recubiertas de material catalítico. Una malla de acero inoxidable protege los elementos contra golpes y una carcaza de acero inoxidable encierra todo el conjunto.

El convertidor catalítico funciona conjuntamente con el sistema de inyección del aire. Al arrancar el motor el aire es inyectado en los puertos de escape.La combinación de calor de la combustión, vapores no quemados debido a mezclas ricas, y el aire fresco empieza un proceso de oxidación en el puerto de escape o en el múltiple.Cuando esta mezcla caliente, oxidante, entra en el convertidor, los gases fluyen a través de aperturas del tipo panal.

El catalizador aumenta la reacción gran parte del HC y del CO se convierte a H2O y a CO2. En un convertidor de tres vías también reacciona el catalizador de Rodio: elimina el oxígeno de los diversos óxidos de nitrógeno que se forman durante la combustión.

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SISTEMA DE ALIMENTACION

Como se sabe, los motores impulsores (máquinas de combustión interna), producen gases y a la vez requieren de aire para producir la combustión. El aire que se inyecta al motor debe estar exento de impurezas para evitar perjudicar a la máquina; por ello el local debe estar provisto de una buena ventilación y un filtro de aire, si se considera necesario.

FIG. 38 ESQUEMA DE UN CIRCUITO DE INYECCIÓN EN UN MOTOR DIESEL. 1, TANQUE DEL COMBUSTIBLE. 2, TUBERÍA DE ACCESO A LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN. 3, BOMBA DE ALIMENTACIÓN. 4, BOMBA DE INYECCIÓN. 5, TUBERÍA HACIA EL FILTRO. 6, FILTRO.

7, TUBO DE IMPULSIÓN. 8, INYECTOR. 9, CONDUCTO DE REBOSE DE LA BOMBA DE INYECCIÓN. 10, REGULADOR. 11, CONDUCTO DE REBOSE DEL INYECTOR.

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FIG. 39 ELEMENTOS QUE FORMAN EL CIRCUITO DE INYECCIÓN DE UN MOTOR DIESEL. 1, BOMBA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE. 2, FILTRO PRINCIPAL. 3, BOMBA DE

INYECCIÓN. 4, INYECTOR. 5, DISPOSITIVO VARIADOR DE AVANCE DE LA INYECCIÓN. 6, CONJUNTO DEL REGULADOR.

Tanque de Combustible:

En cualquier planta de emergencia, es necesario disponer del tanque de combustible, que permita generar la potencia requerida durante un lapso de tiempo especificado para esto por lo general se usan dos tanques, uno se denomina tanque de almacenamiento de combustible, que por lo general se instala fuera del área donde se instala la planta; normalmente se instala enterrado, y es de lámina negra (no debe ser galvanizado); el otro tanque se denomina tanque de diario o auxiliar, es de pequeña capacidad; también debe ser junto con los tubos y conexiones de hierro negro, ya que el diesel produce una reacción con el fierro galvanizado, que desprende partículas que pueden ensuciar al motor, y provocar mala operación. El tamaño de este tanque se determina por el mínimo tiempo de operación de emergencia; considerando la carga mínima de servicio, y la de la duración típica de una interrupción de servicio.

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Filtro del Combustible: El combustible una vez bombeado del tanque pasa por el conducto y se dirige hacia el conjunto de filtros en donde se produce no solamente una labor de microfiltrado del combustible sino también una separación de las partículas de agua que pudieran contener el combustible y así mismo también las impurezas del mismo

FIG. 40 VISTA EXTERIOR DE UN FILTRO DE COMBUSTIBLE

FIG. 41 VISTA INTERNA DE UN FILTRO DE COMBUSTIBLE

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Bombeo de Gasolina: El sistema de bombeo de combustible de un motor a gasolina consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo que vaporiza o atomiza el combustible líquido llamado carburador. En este se mezcla aire con gasolina pulverizada. La bomba de gasolina impulsa el combustible desde el depósito hasta el carburador, donde se pulveriza mediante un difusor. La bomba de combustible bombea el combustible desde el tanque de combustible. Esta puede ser mecánica o eléctrica

Bomba de Combustible Mecánica: Este tipo de Este tipo de bomba es conducida por la rotación del eje de levas. Un diafragma interior de la bomba mueve arriba y abajo, aspirando el combustible y bombeándolo a través de la línea de combustible.

Bomba de Combustible Eléctrica: Esta es una bomba tipo engranaje que opera usando un motor. Algunas bombas de combustible son instaladas en el tanque de combustible y algunas en la cañería de combustible.

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Bomba de Inyección: Este componente del motor diesel aspira el combustible y se halla adosada a la misma bomba de inyección. Una vez filtrado el combustible de impurezas pasa a la bomba de inyección desde donde inunda las cámaras de cada uno de los cilindros de la bomba a la espera de ser bombeado, a elevada presión, para ser lanzado, por medio de cada uno de los tubos de impulsión hacia el inyector, cuya punta inyectora se encuentra en contacto directo con la misma cámara de combustión.

FIG 42 VISTA INTERIOR DE UNA BOMBA DE INYECCIÓN EN LINEA PARA MOTOR DIESEL CILINDROS. 1. EJE DE LEVAS, 2. EMPUJADOR DE RODILLOS, 3. PISTÓN, 4. VÁLVULA DE

IMPULSIÓN, 5. MUELLE DE PRESIÓN, 6. VARILLA DE REGULACIÓN, 7. PALANCA DE ACCIONAMIENTO DE VARILLA, 8. REGULADOR, 9. CAMISA DE REGULACIÓN, 10.

VARIADOR DE AVANCE, 11. ENTRADA DE COMBUSTIBLE, 12. VÁLVULA DE DESCARGA DEL COMBUSTIBLE, 13. TOPE DE SOBRECARGA, 14. MASAS CENTRÍFIGAS DEL

REGULADOR.

La bomba inyectora establece el orden en que se han de producir las inyecciones de acuerdo con el orden de encendido del motor, de modo que cada cilindro reciba la aportación de combustible en el momento en que su pistón se encuentre a punto de alcanzar su P.M.S. en el tiempo de ciclo de compresión. La bomba esta formada por un núcleo determinado de pequeños cilindros inyectores, constituyen, pues, la parte principal de la bomba inyectora ya que en ellos se ha de conseguir la presión necesaria para la inyección del diesel y la dosificación de la cantidad de combustible que se alcanzará desde los inyectores.

FIG. 43 ASPECTO EXTERIOR DE UN INYECTOR

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Gasolina: La gasolina es un conjunto de hidrocarburos (constituidos por hidrógeno y carbono). Esos compuestos se encienden en hidrógeno y carbono al arder la gasolina, los que a su vez, se unen al oxigeno presente para que la combustión pueda realizarse. La gasolina es uno de los productos que se obtiene tras un complejo proceso de refinación de petróleo. Una propiedad de la gasolina es la volatilidad, que se refiere a la facilidad con que un líquido se vaporiza. Para arrancar fácilmente el motor de combustión interna estando el motor frío, la gasolina debe ser muy volátil, de modo que no se vaporice deprisa a baja temperatura.

FIG. 44 DISTINTOS TIPOS DE COMBUSTIBLES

La capacidad antidetonante de las gasolinas se expresa por medio del número de octano, que significa la detonación en la cámara de combustión producida por la elevación de presión en los cilindros; las ultimas porciones de mezcla no quemada explota violentamente provocando un fenómeno llamado golpeteo por lo que las partes móviles estarán propensas al mayor desgaste. El golpeteo puede ser producido también por agentes externos como bujías de mala calidad, combustible de mala calidad, aceites de lubricación no adecuados o de mala calidad.

Gas Lp: El gas licuado de petróleo es un combustible integrado por una mezcla, esencialmente de propano, y en algunos casos butano debidas a una refinación del petróleo. El gas LP se encuentra en estado gaseoso a condiciones normales, sin embrago, para facilitar su almacenamiento y transporte, se licua y se maneja bajo presión para mantenerlo en ese estado. La licuación se logra separando en el refinado dos partes, una gaseosa básicamente formada por metano y otra líquida

Diesel: El gasóleo es una mezcla de hidrocarburos obtenida por destilación fraccionada del petróleo crudo, el gasoil es un combustible que es pulverizado en el seno del aire comprimido que llena la cámara de combustión, al final de la carrera de compresión. El calor de compresión provoca el encendido del combustible y se produce la carrera de expansión. El gasoil es ligero, con viscosidad pequeña y un adecuado número de cetano que se refiere a la facilidad con que este compuesto entra en combustión, un combustible con un alto número de cetano se quemará con facilidad. El poder calorífico del gasóleo es de unas 10,500 kilocalorías por cada Kg consumido y su peso específico es de unos 855 gramos por litro. El hecho de que este combustible se presente a temperatura ambiente en estado líquido tiene enormes ventajas de almacenamiento y facilita su transporte así como su desvanecimiento, una vez consumido sin dejar residuos sólidos.

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Aditivos de la Gasolina: Los aditivos son materiales que imparten nuevas propiedades o mejoran las existencias del lubricante o combustible así como quitar depósitos de plomo. Estos se utilizan para Inhibir la oxidación, para evitar la formación de gomas en la gasolina almacenada. Inhibidores de procesos catalíticos, que tienen como finalidad proteger a la gasolina de los efectos catalíticos de ciertos metales activos, presentes en ella, debido al proceso de metales. Antioxidantes, para proteger el deposito de combustible. Anticongelantes, para evitar la formación de hielo en el carburador y líneas de conducción. Detergentes para mantener al carburador limpio. Compuestos de fósforo para evitar el encendido superficial y el ensuciamiento de la bujía. Tinte para identificación y aumento del número de octano.

Consumo del Combustible: El rendimiento del combustible se determina por el número de cilindros del motor, por las condiciones climatológicas, por la calidad del combustible y por la calidad de los aceites lubricantes.

DATOS DE CONSUMO Y TANQUE DIARIO DE COMBUSTIBLEPotencia G. En KW Potencia M. En HP Consumo H / hrs Volumen del tanque

Lt.75 112 14.6 200100 125 21 200125 202 26.5 200150 233 31 200200 315 41 200250 505 69 500350 660 100 500400 790 114 500600 1190 180 1000900 1570 260 1000

TABLA 6 CONSUMO DE COMBUSTIBLE

El tamaño del tanque de combustible (Gasolina ó Diesel), se determina por el mínimo tiempo de operación en emergencia; considerando la carga mínima de servicio, y el de la duración típica de una interrupción de servicio.

Oxígeno: No seria posible la combustión si no se cuenta con una cantidad abundante de oxígeno. Es necesario que el carbono se combine con el oxígeno para que de este modo se pueda producir la liberación de la energía calorífica. Por esto es necesario un comburente como el aire que es rico en oxígeno, abundante y seguro.

El oxígeno esta compuesto por: Oxígeno 20.99%, Nitrógeno 78.03%, Argón y gases raros 0.94%, Bióxido de carbono 0.03%, Hidrógeno 0.01%

Podemos establecer que la presencia de oxígeno puede considerarse del 21% con respecto a todos los demás gases. Cabe mencionar que esta proporción corresponde a los valores de volumen y no a su peso. Así pues puede decirse que en un litro de aire hay un 21% de oxígeno.

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Filtro del Aire: La función de este elemento es quitar las impurezas del aire y alojarlas en el para poder efectuar una buena combustión.

FIG. 45 FILTRO DE AIRE

LOCALIZACION Y MONTAJE DE UNA PLANTA DE EMERGENCIA

Un buen servicio de una planta de emergencia, depende en parte de una buena localización en la proximidad del centro de carga eléctrico; con fácil forma de abastecimiento de combustible, buena ventilación e iluminación, y un correcto montaje; lo que requiere de una cimentación apropiada.

EJEMPLO DE CALCULO DE PLANTA DE EMERGENCIA

En la instalación eléctrica de un hospital, se efectuó el censo de las cargas de emergencia que no se deben interrumpir; encontrándose en las distintas áreas de la instalación las siguientes cargas:

a) Alumbrado de 60 lámparas de 100 Watts c/u……….6,000Wb) Equipo de rayos X, transformador de………. 2,000Wc) Sala de quirófano alimentador..........2,000Wd) 2 Motores J.A. de 20 HP f.p = 0.8……….2,984We) 1Motor J.A. de 10 HP f.p = 0.8……….7,460Wf) 2 Motor J.A. de 5 HP f.p = 0.8..........7,460W

TOTAL 70,760 WATTS

Solución:De acuerdo con los datos de las cargas, se puede seleccionar de los los datos de la tabla 2 una planta de emergencia con generador de 75 Kw, accionado por motor de 112 HP, a 1,800 RPM, para generar a 60 Hz.

La potencia de la planta, se debe especificar a la altura de operación correspondiente, y a la temperatura máxima ambiente, ya que los fabricantes garantizan sus datos de placa, a una altura de hasta 460m sobre el nivel del mar, y 32oC de temperatura; lo que significa que se deben aplicar factores de corrección dados en tablas o nomogramas por los fabricantes de plantas, cuando el lugar de la instalación tenga condiciones distintas a las indicadas.

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VENTAJAS DE PLANTAS DE GAS VS PLANTAS DIESEL Y DE GASOLINA

Costo de operación por KW/hora: En un año el promedio de ahorro en combustible es de aproximadamente 40% (Este dato se basa en un promedio de 800horas al año de operación).Bajo mantenimiento: Al no tener bomba de inyección, inyectores o componentes en el carburador, se reduce al mínimo ya que no requiere mano de obra calificada.Eficiencia al arranque: Al no tener componentes sofisticados en su sistema de carburación, nos permite el paso directo de gas a la cámara de compresión haciendo 100% seguro el suministro de combustible.Costo de instalación: La caseta del tipo intemperie permite reducir considerablemente este costo al no requerir cuarto de máquinas, cimentación y blindajes especiales para evitar vandalismo.Contaminantes: Al ser carburación a gas, la emisión es muy baja haciéndola ecológica y baja en ruido.Ruido: La carburación a gas por ser más suave proporciona menores decibeles de ruido.Suministro de combustible: Al tener tanque estacionario, no hay compromisos con operarios y riesgos de derrame de diesel o gasolina, ya que la empresa gasera suministra por medio de un contrato.Programador semanal: Permite mantener en óptimas condiciones todos los componentes del motor. Esto se programa para que arranque una vez a la semana el día y la hora que usted lo requiera.Caseta intemperie o acústica: Extiende la vida útil de la unidad, protegiendo el equipo de manos ajenas, polvo, arena, etc. Incluye el silenciador dentro del mismo equipo. Tiene puertas que se pueden asegurar con llave también para evitar el vandalismo en las unidades. La pintura es aplicada en polvo, electrostáticamente y horneada, retardando el daño del equipo por razones ambientales.}

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MANTENIMIENTO PREVENTIVO A PLANTAS DE EMERGENCIA

1. Antes de encender la planta eléctrica revisar:a) Nivel de agua en el radiadorb) Nivel de aceite en el cárterc) Nivel de agua en celdas de bateríad) Nivel de combustible en tanque diarioe) Verificar limpieza en terminales de batería.

2. Colocar el interruptor principal del generador “MAIN “en OFF

3. Colocar los selectores de operación en el modo manual para arrancar la planta eléctrica.

4. Se pone a funcionar de esta manera por unos 10 minutos y se revisa lo siguiente:a) Frecuencia del generador (60 a 61Hz).b) De ser necesario se ajusta el voltaje al valor correcto por medio del potenciómetro de ajuste.c) Durante todo el tiempo que tarde la planta trabajando se debe estar revisando la temperatura del agua (180ºF) presión de aceite (70 PSI) y la corriente de carga del acumulador (1.5 amp.)Si todo está correcto se acciona el interruptor en la posición de apagado "off” para que el motor se apague.

5. Luego de la revisión preliminar y si todo está correcto simular falla del fluido eléctrico y revisar lo siguiente:a) Corriente, voltaje y frecuencia del generador según los parámetros de operación (que pueden variar de un sistema a otro).b) Si alguno de estos valores está fuera de su rango de operación, notifique de inmediato al Departamento de Mantenimiento.c) Si la temperatura del agua es muy alta, con mucha precaución quitar el tapón al radiador, revisar el nivel del agua y reponerla en caso de necesidad (sin parar el motor) si el nivel del agua se encuentra bien, buscar la manera de ventilar el motor por otros medios. También conviene verificar si el generador está muy cargado, ya que esa puede ser la causa, y si ese es el caso, se deberá disminuir la carga eléctrica hasta llegar a la corriente nominal de placa del generador. En caso de obstrucción de las celdas del radiador lavarlo a vapor para retirar la suciedad.d) Si la presión del aceite es muy baja para el motor, esperar que se enfríe, luego revisar el nivel de aceite y reponerlo en caso de ser necesario (con el motor apagado). Después volver a encender el motor. Si la presión no estabiliza, llamar al personal de Mantenimiento.e) Si el amperímetro que señala la carga del alternador al acumulador proporciona una señal negativa, significa que el alternador no está cargando. En este caso se debe verificar el estado del alternador, regulador de voltaje y conexiones.f) Si la frecuencia del generador baja a un punto peligroso, personal autorizado debe calibrar al generador del motor a fin de compensar la caída de frecuencia, es normal que el generador trabajando a plena carga baje un poco su frecuencia.g) Si el voltaje del generador baja su valor, es posible recuperarlo girando el potenciómetro del regulador de voltaje.

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6. Si en el trabajo de la planta llegaran a actuar las protecciones, debe verificar la temperatura del agua y presión del aceite. Si actúa la protección por alta temperatura de agua dejar que el motor enfríe y después reponer el faltante.

7. Para detener el motor, desconecte la carga manualmente y deje trabajar el motor durante tres minutos al vacío.

8. Conviene arrancar el motor por lo menos una vez a la semana por un lapso de 30 minutos, para mantener bien cargado el acumulador, cuando no existe cargador de baterías conectado a la planta; y para mantener el magnetismo remanente del generador en buen rango. También para corregir posibles fallas.

9. Cualquier duda o anomalía observada reportarla al personal de mantenimiento.

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PUNTOS IMPORTANTES DEL MANTENIMIENTO

1. Verificar diariamente:a) Nivel del agua en el radiador.b) Nivel de aceite en el cárterc) Nivel de combustible en el tanque.d) Válvulas de combustible abiertas.e) Nivel de agua destilada en las baterías y limpieza de los bornes.f) Limpieza y buen estado del filtro de aire.g) Que no haya fugas de agua, aceite y/o combustible.h) Observar si hay tornillos flojos, elementos caídos, sucios o faltantes en el motor y tableros.

2. Semanalmente, además de lo anterior:a) Operar la planta en vacío y si se puede con carga para comprobar que todos sus elementos operan satisfactoriamente, durante unos treinta minutos por lo menos.b) Limpiar el polvo que se haya acumulado sobre la planta o en los pasos de aire de enfriamiento, asimismo los tableros.

3. Mensualmente: Comprobar todos los puntos anteriores, además:a) Comprobar la tensión correcta y el buen estado de las fajas del ventilador, alternador, etc.b) Limpiar los tableros y contactos de relevadores si es necesario.c) Observe cuidadosamente todos los elementos de la planta y tableros para corregir posibles fallas.

4. Cada 150 horas de trabajo, además de lo anterior:a) Cambiar filtro de aceite.b) Si el motor está equipado con filtro de aire o tipo húmedo cambiarle el aceite.

5. Cada 300 horas de trabajo, además de lo anterior:a) Cambiar el elemento anticorrosivo del agua.b) Cambiar los filtros de combustible.

6. Cada año:a) Si el filtro de aire es tipo seco, cambiarlo.

7. Para tiempos mayores, consultar el manual de operación y mantenimiento del motor en particular.

NOTA: Los cambios regulares de aceite se deben hacer a las 150 horas de trabajo o a los 6 meses, lo que ocurra primero.

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RECOMENDACIONES GENERALES PARA OPERAR LAS PLANTAS DE EMERGENCIA

Diez reglas que deben observarse:

1. Procure que no entre tierra y polvo al motor, al generador y al interior de los tableros de control y transferencia.

2. Cerciórese de que esté bien dosificado el combustible para el motor sin impurezas y obstrucciones

3. Compruebe que al operar la planta se conservan dentro de los valores normales las temperaturas del agua del radiador, de los embobinados del generador, de los tableros, del motor del interruptor de transferencia, etc.

4. Los motores nuevos traen un aditivo que los protege de la corrosión interna. Al igual que en los motores usados, después de algún tiempo necesitan protegerse con aditivos, los cuales duran períodos determinados. Después hay que suministrarle otro que los proteja. Además hay que evitar fugas y goteras sobre partes metálicas; en general hay que evitar la corrosión a todos costos.

5. Se debe procurar que se tengan siempre los medios de suministro de aire, por ejemplo:• Aire limpio para la operación del motor.• Aire fresco para el enfriamiento del motor y generador.• Medios para desalojar el aire caliente.

6. Compruebe siempre que la planta gira a la velocidad correcta por medio de su frecuencímetro y tacómetro.

7. Conozca siempre el buen estado de la planta en general.

8. Reportar al personal de mantenimiento las fallas en cuanto aparezcan, por muy sencillas que se vean.

9. Cuando el motor del interruptor de transferencia derrame lubricante, éste deberá sustituirse por grasa nueva.

10. Recurra al personal de Mantenimiento para implantar un programa de mantenimiento. Abra un expediente para anotar todos los datos en la ficha de vida de la planta y por medio de ella compruebe la correcta aplicación del mantenimiento.

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MANTENIMIENTO DE BATERIAS - ACUMULADORES

QUE ES UNA BATERIA ELECTRICA O ACUMULADOR 

Una batería es un dispositivo electroquímico, que permite almacenar energía en forma química. Una vez cargada, cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica, revertiendo el proceso químico de carga.  

 La mayoría de las baterías son similares en su construcción y están compuestas por un determinado número de celdas electroquímicas. El voltaje o tensión de la batería vendrá dada por el número de celdas que posea, siendo el voltaje de cada celda de 2 v.

   TIPOS DE BATERIAS

 Baterías no recargables. Son Conocidas como PILAS, dado que la reacción química que se produce durante su uso es IRREVERSIBLE. Su vida dura lo que tarde en descargarse, y no son susceptibles de Mantenimiento, excepto normas básicas de conservación: evitar calores o fríos excesivos, evitar el sol y la humedad, sacarlas de su alojamiento si no van a utilizarse para evitar que una posible corrosión dañe el aparato, etc.

Baterías Recargables - Acumuladores. Salvo las de pequeño tamaño, prácticamente todas las baterías recargables son del tipo plomo-ácido. Muy pocas son de otros tipos por su elevado costo. Existe una gran diversidad de sistemas: níquel-cadmio, níquel-zinc, zinc-aire, sodio-azufre, hidruro metálico de litio, ion de litio, litio-polímero, etc.

BATERIA ACUMULADOR DE PLOMO ACIDO

En una carcasa colocan unas placas de plomo. Entre ellas hay una disolución de ácido sulfúrico y agua (electrolito). En la operación de carga, sobre las placas de plomo, conectadas al polo positivo, se forma sulfato de plomo. Este conjunto, una vez cargado, es capaz de proporcionar corriente hasta que dicho sulfato de plomo se descomponga. Durante el funcionamiento se elimina agua, que hay que reponer de cuando en cuando, cuidando su nivel siempre.

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CAPACIDAD DE UNA BATERIA O ACUMULADOR

Se llama capacidad de un acumulador, a la cantidad de electricidad (carga eléctrica) que es capaz de almacenar y, por tanto, de suministrar. Se expresa en AMPERIOS-HORA (Ah) y tiene el significado siguiente: 

Una batería de 60 Ah puede suministrar 60 A. durante una hora. Puede suponerse que, por la misma razón, podría suministrar en media hora , el doble de corriente es decir 120 A. ó en 10 minutos 360 A. Este cálculo no es exacto, porque la capacidad depende del régimen de trabajo, que puede hacerla variar bastante.

COMPROBACION DE BATERIAS O ACUMULADORES

Un método de diagnóstico para baterías eléctricas de plomo-ácido puede ser: Comprobación visual exterior de las conexiones, cargador, etc. Comprobación de fugas al exterior de electrolito. Comprobación del nivel del electrolito. Jamás debe dejar al aire parte de las placas. Comprobación de la densidad del electrolito. Debe comprobarse tanto el valor de cada celda, como que los valores entre celdas no sean dispares. Comprobar partículas de suciedad u otras en el electrolito.  Efectuar una pequeña prueba de descarga y voltaje. 

NORMAS PARA EL MANTENIMIENTO DE BATERIAS – ACUMULADORES

Detallamos unas normas básicas, para que sean útiles a la mayoría de las instalaciones: Mantener el lugar donde se coloquen las baterías entre 15 y 25 grados. El frío ralentiza las operaciones tanto de carga como de descarga. El calor por su parte, aumenta la evaporación del agua del electrolito, y promueve la oxidación de las placas positivas. Siempre que sea posible, fijar bien las baterías, evitando su movimiento. Mantener los terminales de conexión, limpios, apretados ( no en exceso ) y seca la carcasa de la batería. Mantener el nivel del electrolito adecuado, añadiendo agua destilada en caso de necesidad, evitando tanto dejar las placas al aire como el llenado excesivo que provoque el desbordamiento del electrolito.  Evitar la descarga completa de las baterías.  Calcule adecuadamente las baterías que necesite en su instalación, para evitar darles un uso excesivo que limite su vida útil.  Compruebe el funcionamiento del Cargador de la Batería; las cargas excesivas o insuficientes pueden disminuir su vida útil.  Evite siempre que pueda las CARGAS RAPIDAS DE LAS BATERIAS, las hacen sufrir mucho.  Compruebe que no hay diferencias de carga entre las distintas celdas de la batería, y si fuera así, efectúe una carga de nivelación. 

MANTENIMIENTO PREVENTIVO EN PLANTAS DE EMERGENCIA

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La vida útil de los equipos se prolonga con un buen mantenimiento preventivo, que puede ser por horas de trabajo o por tiempo. Se recomienda por lo menos cada 200 horas de operación o 6 meses, lo que ocurra primero.

Este mantenimiento preventivo consiste en:

Cambio de aceite y filtros Cambio de anticongelante Revisión y medición de densidad en electrolito de baterías Revisión y/o cambio de mangueras y bandas Reapriete de conexiones mecánicas y eléctricas Ajuste de voltaje y frecuencia así como prueba de protecciones Ajuste y reapriete de conexiones eléctricas al tablero de transferencia Limpieza en general (lavado con hidrolavadora) Pruebas en vació, con carga, en manual y automático

MANTENIMIENTO CORRECTIVO

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Cuando un equipo falla es necesario tener un stock de refacciones y/o personal capacitado para resolver cualquier contingencia a cualquier hora, cualquier día, en cualquier lugar.

Normalmente se presenta que la planta:

no arranca no genera no transfiere, etc.

Sin mantenimiento Con mantenimiento

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