Escape del grupo electrógeno: tubería, silenciador y contrapresión

La línea de escape es una de las partidas de la instalación de un grupo electrógeno en las que más errores se cometen. Los errores no suelen notarse el primer día. El grupo funciona, pero a plena carga pierde potencia, sube la temperatura de escape y se acumulan hollín y olores en la sala. Unos meses después aparecen daños en el turbo, las juntas o los soportes del tubo. En este artículo tratamos los componentes del sistema de escape, cómo se elige el diámetro del tubo y los puntos a tener en cuenta en la instalación. Para otros aspectos de la instalación, como la ventilación, el combustible y la bancada, consulte nuestro artículo sala e instalación del grupo electrógeno.

Componentes del sistema de escape

Una línea de escape típica de grupo electrógeno consta, a partir de la salida del motor, de los siguientes componentes:

1. Conexión flexible (compensador): absorbe la vibración del motor y la dilatación térmica del tubo. Se monta lo más cerca posible de la salida del motor.
2. Silenciador: reduce el ruido de escape. Puede ser de una o dos etapas.
3. Tubos y codos: conducen el gas al exterior. Los codos de radio amplio reducen la resistencia.
4. Soportes y apoyos: sostienen el peso de la línea y permiten el movimiento en el sentido de la dilatación.
5. Purga de condensados: en el punto más bajo de la línea, evita que el agua acumulada vuelva al motor.
6. Terminal de salida: tapa antilluvia, corte en bisel o sombrerete.

Contrapresión: el criterio de diseño de la línea

Al pasar por el tubo, el gas de escape encuentra una resistencia debida al rozamiento y a los cambios de dirección. Esta resistencia, medida en la salida del motor, se denomina contrapresión (back pressure). Cada fabricante de motores indica en la ficha técnica la contrapresión máxima admisible; el valor se expresa normalmente en kilopascales (kPa) o en milímetros de columna de agua (mmca).

La contrapresión total es la suma de tres partidas:

• Pérdida en tramos rectos: aumenta con la longitud del tubo y disminuye rápidamente al aumentar el diámetro.
• Pérdidas en codos y uniones: cada codo añade una resistencia equivalente a una determinada longitud de tubo. Un codo cerrado genera mucha más resistencia que uno de radio amplio.
• Pérdida del silenciador: es el valor de catálogo del fabricante del silenciador; es mayor en los silenciadores de alta atenuación.

Si al final del cálculo el total supera el límite del motor, hay tres soluciones: aumentar el diámetro del tubo, reducir el número de codos o elegir un silenciador con menor pérdida. En la práctica, la solución más eficaz suele ser aumentar el diámetro del tubo un escalón.

Diámetro del tubo y trazado

Las siguientes reglas facilitan el diseño de la línea de escape:

• Saque la línea al exterior por el trazado más corto posible. Evite los tramos horizontales largos.
• Tome el diámetro de salida del motor como el diámetro mínimo; en ningún punto de la línea se reduce el diámetro.
• Cuando la longitud de la línea supere unos pocos metros o aumente el número de codos, considere el diámetro inmediatamente superior.
• Elija codos de radio amplio; si es posible, utilice dos codos de 45° en lugar de uno de 90°.
• No una en una sola línea los escapes de varios grupos electrógenos. El grupo que no está funcionando se llena de gas caliente y agua de condensación. Cada grupo debe tener su propia línea al exterior.

Selección del silenciador

Los silenciadores se clasifican según su nivel de atenuación acústica. Las denominaciones más habituales son:

Tipo de silenciador	Uso típico
Industrial	Zonas industriales, obras, lugares donde el ruido no es crítico
Residencial (residential)	Instalaciones próximas a zonas habitadas, edificios comerciales
Crítico (critical / hospital)	Hospitales, hoteles, instalaciones dentro de edificios residenciales, lugares con límites de ruido estrictos

Cuanto mayor es la atenuación, más grande es el silenciador y mayor su pérdida. Por eso, el objetivo de ruido debe evaluarse junto con el cálculo de contrapresión. El silenciador de escape solo reduce el ruido de escape; para el ruido del motor y del ventilador se necesita aislamiento de la sala o una cabina para grupo electrógeno.

Calor, aislamiento y seguridad

Los gases de escape de un motor diésel a plena carga alcanzan temperaturas de varios cientos de grados. Por ello:

• Los tubos y el silenciador dentro de la sala deben recubrirse con aislamiento térmico. El aislamiento reduce la temperatura de la sala y el riesgo de quemaduras.
• En los pasos por muros y cubiertas debe dejarse una distancia suficiente respecto a los materiales combustibles y utilizarse un manguito pasamuros.
• El peso de la línea debe transmitirse a los soportes, no al motor. Si la salida del motor soporta carga, pueden dañarse la carcasa del turbo y el colector.
• La salida de escape debe estar alejada de ventanas, tomas de ventilación y zonas peatonales. El gas no debe ser aspirado de nuevo por la toma de aire del propio grupo.

Condensación y agua de lluvia

Cuando el grupo se detiene, el vapor de agua se condensa en la línea de escape. Además, puede entrar lluvia por las salidas verticales. Si esta agua llega al motor, puede causar daños graves en el siguiente arranque. Medidas:

• Coloque una válvula de purga o drenaje de condensados en el punto más bajo de la línea.
• Utilice una tapa antilluvia o un sombrerete en el extremo de las salidas verticales.
• Dé a los tramos horizontales una ligera pendiente desde el motor hacia el exterior.

Escape en grupos insonorizados y en contenedor

En los grupos insonorizados, el silenciador está dentro o encima de la cabina y la salida de escape viene preparada de fábrica. Si el grupo funciona al aire libre, normalmente no se necesita una instalación adicional. Sin embargo, si el grupo se va a colocar en un entrante de un edificio, en un patio de luces o en un aparcamiento cerrado, puede ser necesario conducir los gases de escape hasta una altura segura. En los grupos electrógenos en contenedor de gran potencia, el escape y el silenciador se montan sobre el contenedor; consulte nuestra gama de productos.

Lista de control

• ¿Se han tomado de la ficha técnica del motor el caudal de escape y la contrapresión admisible?
• ¿Se ha calculado la contrapresión total con la longitud de la línea, el número de codos y la pérdida del silenciador?
• ¿Hay un compensador en la salida del motor y el peso de la línea lo soportan los soportes?
• ¿Se han aislado los tubos dentro de la sala y se han utilizado manguitos en los pasos?
• ¿Existen purga de condensados y tapa antilluvia?
• ¿Tiene cada grupo su propia línea de escape?

El diseño de la línea de escape debe realizarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente. Para conocer el caudal de escape y el límite de contrapresión del grupo de su proyecto, basta con indicar el modelo en su solicitud de oferta; le enviaremos la ficha técnica.