Pérdida de potencia por temperatura y altitud

La potencia de placa de un grupo electrógeno es válida en determinadas condiciones de referencia. Con una temperatura ambiente elevada, por ejemplo 48 °C a la sombra, un equipo con 500 kVA en su placa puede activar la alarma de alta temperatura del agua con una carga de 420 kVA y desconectar la carga. La causa no es una avería, sino que la temperatura del sitio no se tuvo en cuenta al elegir el equipo.

Lo mismo ocurre a gran altitud. A medida que el aire se enrarece, el motor recibe menos aire, puede quemar menos combustible y genera menos potencia. Esta reducción de potencia se denomina derating. Para elegir el grupo electrógeno adecuado, es necesario conocer la temperatura máxima y la altitud del sitio y, después, consultar los datos de derating del fabricante.

¿En qué condiciones es válida la potencia de la placa?

Las potencias de los motores se indican según unas condiciones de referencia estándar. Condiciones de referencia estándar de la norma ISO 3046-1 (a la que también remite la ISO 8528-1 para grupos electrógenos):

Parámetro	Valor de referencia
Presión barométrica total	100 kPa
Temperatura del aire	25 °C
Humedad relativa	30 %

Además, los fabricantes indican en la hoja de datos hasta qué temperatura y altitud puede suministrarse la potencia sin reducción. Por ejemplo, un motor puede ofrecer plena potencia hasta 40 °C y 1000 m, mientras que otro puede empezar a perder potencia con un límite más bajo. Cuando se supera el límite, se aplica la curva o la tabla de derating.

Las tres causas de la pérdida de potencia

• Motor: Con aire caliente y enrarecido, la masa de aire que entra en el cilindro disminuye. Los motores turboalimentados lo compensan hasta cierto punto; a partir de ese punto, la potencia disminuye. Como el sistema de turboalimentación, el sistema de combustible y el ajuste de emisiones varían de un motor a otro, la pérdida también es distinta.
• Refrigeración: El radiador se diseña para una determinada temperatura ambiente. A gran altitud, al disminuir la densidad del aire, también disminuye la masa de aire que mueve el ventilador. Si la refrigeración no es suficiente, la alarma de temperatura limita el equipo antes que su potencia.
• Alternador: Los alternadores se evalúan generalmente según las condiciones de la norma IEC 60034-1, es decir, aire de refrigeración a 40 °C y 1000 m de altitud. Por encima de estas condiciones, los devanados trabajan a mayor temperatura y el valor en kVA disminuye según la tabla del fabricante del alternador.

La potencia que el equipo puede suministrar en el sitio está limitada por el más restrictivo de estos tres factores.

¿Cómo se lee una tabla de derating de ejemplo?

La siguiente tabla es totalmente hipotética; se ha preparado para mostrar el método y no corresponde a ningún motor ni marca. Los valores reales figuran en la hoja de datos de cada motor.

Altitud / Temperatura	25 °C	40 °C	45 °C	50 °C
≤ 1000 m	100 %	100 %	96 %	92 %
1500 m	97 %	95 %	91 %	87 %
2000 m	93 %	90 %	86 %	82 %
2500 m	88 %	85 %	81 %	77 %

Lectura: localice la temperatura máxima y la altitud del sitio; el porcentaje en la intersección es la relación entre la potencia que el motor puede suministrar en esas condiciones y la potencia de placa.

Cálculo de ejemplo (con valores hipotéticos)

Sitio: 1500 m de altitud, máxima de 45 °C en verano. Potencia necesaria: 400 kW (500 kVA).

1. Motor: Porcentaje en la tabla: 91 % → potencia de placa necesaria ≈ 400 ÷ 0,91 ≈ 440 kW.
2. Alternador: En la tabla del fabricante del alternador, para esta condición, por ejemplo, 94 % → potencia de alternador necesaria ≈ 500 ÷ 0,94 ≈ 532 kVA.
3. Resultado: Un equipo que cumpla ambas condiciones a la vez, en este ejemplo de la clase de aproximadamente 550 kVA, se considera como preselección.
4. Refrigeración: Se verifica por separado que el radiador sea suficiente a 45 °C de temperatura ambiente y a 1500 m.

Fórmula general:

Potencia de placa necesaria = potencia necesaria en el sitio ÷ factor de derating

Para calcular la necesidad de potencia desde el principio, puede utilizar la herramienta de cálculo de potencia y nuestro artículo ¿de cuántos kVA debe ser el grupo electrógeno?.

Errores frecuentes en campo

• Elegir con la temperatura media. El cálculo no se hace con la media anual, sino con la tarde del día más caluroso.
• Olvidar la temperatura en la entrada de aire. El aire dentro de la cabina o de la sala del grupo electrógeno puede estar varios grados más caliente que el exterior, y mucho más con una ventilación deficiente. Lo determinante es la temperatura del aire que entra en el filtro de aire y en el radiador. Véanse sala del grupo electrógeno e instalación y cabina del grupo electrógeno.
• Recirculación de aire caliente. Si el aire caliente que sale del radiador vuelve a aspirarse, el equipo funciona con aire mucho más caliente que la temperatura ambiente.
• Fijarse solo en el motor. El alternador y el radiador también pueden ser limitantes.
• Confundir la frecuencia. Las curvas de derating de un mismo motor a 50 Hz y a 60 Hz pueden ser diferentes; véase diferencia entre grupos electrógenos de 50 Hz y 60 Hz.
• Omitir la clase de potencia. El derating se aplica sobre la clase de potencia elegida (standby o prime); véase diferencia entre potencia standby, prime y continua.

Lista de control

• ¿Se conoce la altitud del sitio?
• ¿Se ha hecho el cálculo con la temperatura máxima del periodo más caluroso?
• ¿Se ha estimado la temperatura real del aire en la entrada del filtro de aire y del radiador?
• ¿Se ha comprobado la tabla o curva de derating de la hoja de datos del motor?
• ¿Se ha comprobado el valor de derating del alternador?
• ¿Se ha verificado la capacidad del radiador a esa temperatura y altitud?
• ¿Se ha calculado sobre la clase de potencia (standby/prime) y la frecuencia correctas?

Siguiente paso

Al elegir un equipo para climas cálidos y sitios de gran altitud, comparta con el equipo de Terex Diesel la altitud del sitio, la temperatura máxima y la información de carga. Evaluemos juntos, según las hojas de datos, la combinación adecuada de motor y alternador: contáctenos.