Para dimensionar un generador marino, enumere todas las cargas de corriente alterna que puedan funcionar al mismo tiempo, añada el pico de arranque del motor eléctrico o compresor más grande y elija un grupo cuya potencia principal sitúe la carga normal de funcionamiento aproximadamente entre el 50–80 por ciento de su capacidad. En embarcaciones, esto suele significar unos pocos kW para un pequeño crucero y decenas o cientos de kW para embarcaciones de trabajo y buques, donde normalmente se instalan al menos dos grupos electrógenos auxiliares.
Puntos clave
- Un grupo electrógeno marino es un motor de velocidad constante acoplado a un alternador, con refrigeración marina, escape húmedo o refrigerado por agua, controles y una bancada común.
- Los generadores funcionan a una velocidad fija según su frecuencia: con un alternador de cuatro polos, 1500 rpm producen 50 Hz y 1800 rpm producen 60 Hz.
- La potencia de salida de un grupo electrógeno se expresa en kW con un factor de potencia indicado, normalmente 0.8, por lo que los kVA equivalen a los kW divididos entre 0.8; ISO 8528-1 define las potencias continua, principal y de emergencia.
- Los motores eléctricos con arranque directo en línea suelen consumir momentáneamente unas seis veces su corriente de funcionamiento, lo que a menudo determina el tamaño del generador.
- El diésel es el combustible estándar para los generadores de embarcaciones; los grupos de gasolina necesitan componentes protegidos contra la ignición y presentan un mayor riesgo de monóxido de carbono.
- Los buques sujetos a SOLAS necesitan al menos dos grupos electrógenos principales, dimensionados para que los servicios esenciales continúen si uno de ellos se detiene.
¿Qué es un generador marino?
Un generador marino, también denominado grupo electrógeno marino, es un conjunto de motor y alternador diseñado para producir corriente alterna a bordo. Se diferencia de un generador terrestre por su refrigeración, escape, montaje y elementos de seguridad.
Un generador diésel marino típico incluye:
- Un motor diésel de velocidad constante con un regulador que mantiene estable la frecuencia al variar la carga.
- Un alternador, normalmente sin escobillas, con un regulador automático de tensión.
- Refrigeración por intercambiador de calor o por quilla, con una bomba de agua exterior en los grupos con intercambiador de calor.
- Un colector de escape refrigerado por agua y un codo de escape húmedo, que mantienen temperaturas superficiales seguras en un espacio cerrado.
- Una bancada común sobre soportes antivibratorios, a veces con una envolvente insonorizada.
- Controles y protección, incluidas paradas por baja presión de aceite y alta temperatura.
En los buques, el motor que acciona el generador se denomina motor auxiliar para distinguirlo del motor propulsor principal. Las mismas familias de motores suelen servir para ambas funciones: el motor tipo 6BT para grupos electrógenos y uso marino se fabrica en versiones de propulsión y de velocidad constante para grupos electrógenos, como explica en detalle nuestra comparación entre 6BT y 6CTA8.3.
¿Cómo dimensiono un generador marino?
Dimensione el generador para la mayor combinación de cargas que realmente funcionarán simultáneamente, más los picos de arranque, y deje un margen adicional. Siga estos pasos:
- Enumere todas las cargas de corriente alterna con su potencia de funcionamiento en vatios o kW: aire acondicionado, calentador de agua, cocina, cargadores de baterías, bombas, cabrestantes, refrigeración y equipos electrónicos.
- Decida qué cargas funcionan simultáneamente. Es posible que un calentador de agua y una placa de inducción nunca se utilicen al mismo tiempo que el aire acondicionado a plena carga; un sistema de gestión de cargas puede garantizarlo.
- Añada el mayor pico de arranque. Los compresores y las bombas consumen varias veces su corriente de funcionamiento durante uno o dos segundos al arrancar directamente en línea.
- Procure una carga del 50–80 por ciento. Busque una carga normal de funcionamiento de aproximadamente la mitad a tres cuartas partes de la potencia principal del grupo.
- Evite el funcionamiento prolongado a baja carga. Un generador diésel que funciona durante largos periodos por debajo de aproximadamente el 30 por ciento de carga puede sufrir acumulación de residuos de combustión incompleta, con combustible sin quemar y carbonilla en el escape y el aceite.
- Compruebe la tensión y la frecuencia de alimentación de los equipos: 230 V/50 Hz o 120/240 V/60 Hz en embarcaciones pequeñas, y 400 V/50 Hz o 440–480 V/60 Hz trifásicos en buques de mayor tamaño.
La tabla siguiente muestra una lista de cargas ilustrativa para un yate a motor o una embarcación de transporte de tripulación de 15–20 m. Los valores reales varían según el equipo, por lo que debe utilizar los valores de la placa de identificación.
| Carga | Potencia habitual de funcionamiento | Comportamiento al arrancar |
|---|---|---|
| Aire acondicionado marino, unidad de 12000 BTU/h | Aproximadamente 1.0–1.3 kW | Pico del compresor de varias veces la corriente de funcionamiento |
| Calentador de agua | 1.2–1.5 kW | Resistivo, sin pico de arranque |
| Placa de inducción, dos zonas | 2–3.5 kW | Resistivo-electrónico, sin gran pico de arranque |
| Cargador de baterías | 0.5–2 kW | Pequeña corriente de irrupción |
| Refrigerador y congelador | 0.2–0.5 kW cada uno | Pico de arranque del compresor en cada ciclo |
| Bomba de alta presión de la desalinizadora | 1–3 kW | Pico de arranque del motor |
En este ejemplo, dos unidades de aire acondicionado, el calentador de agua, los cargadores y los equipos de refrigeración funcionando simultáneamente suman unos 6–8 kW, y el pico de arranque de un compresor añadido a esa carga apunta a un grupo de aproximadamente 10–12 kW. Nuestra guía de dimensionamiento de generadores diésel explica con mayor detalle los cálculos de kW y kVA.
¿Cuál es la diferencia entre kW, kVA y las potencias principal y de emergencia?
Los kW representan la potencia activa que suministra el generador; los kVA son la potencia aparente que debe soportar el alternador, incluida la corriente reactiva que consumen los motores. Con el factor de potencia nominal estándar de 0.8, un grupo electrógeno de 100 kW es un grupo de 125 kVA.
ISO 8528-1 define las potencias nominales utilizadas para los grupos electrógenos:
| Categoría de potencia según ISO 8528-1 | Significado | Uso marino habitual |
|---|---|---|
| Potencia continua (COP) | Carga constante, horas ilimitadas | Generadores de servicios del buque que alimentan una carga base constante |
| Potencia principal (PRP) | Carga variable, horas ilimitadas, carga media durante 24 h no superior al 70 por ciento de PRP | La mayoría de los generadores de buques, donde la carga varía a lo largo del día |
| Potencia de funcionamiento por tiempo limitado (LTP) | Hasta 500 horas al año | Rara vez utilizada a bordo |
| Potencia de emergencia (ESP) | Carga variable, hasta 200 horas al año, durante interrupciones del suministro o pruebas | Generadores de emergencia |
La potencia del motor de un grupo electrógeno suele indicarse por separado, a menudo según ISO 3046-1. Como la eficiencia del alternador suele estar entre el 88–95 por ciento, los kW brutos del motor deben ser superiores a los kW eléctricos de salida del grupo.
¿Debo elegir un generador marino diésel o de gasolina?
Elija diésel para casi todos los buques comerciales y para cualquier embarcación que ya lleve diésel para sus motores principales. Los generadores diésel consumen menos combustible por kWh, duran más a alta carga y evitan almacenar gasolina a bordo.
Un generador marino de gasolina puede ser adecuado en embarcaciones pequeñas propulsadas por gasolina que no quieran utilizar un segundo combustible. Implica dos obligaciones adicionales. En primer lugar, la instalación debe utilizar componentes eléctricos protegidos contra la ignición en el compartimento del motor; en Estados Unidos, esto es obligatorio para las embarcaciones de recreo según 33 CFR 183 y también está establecido en las normas ABYC. En segundo lugar, los motores de gasolina producen mucho más monóxido de carbono que los diésel, por lo que son esenciales los detectores de CO en los espacios habitables (ABYC A-24, detectores ensayados según UL 2034) y la inspección periódica del escape.
¿Cómo se disponen los motores auxiliares en los buques?
En los buques sujetos al capítulo II-1 de SOLAS, la fuente principal de energía eléctrica debe constar de al menos dos grupos electrógenos, dimensionados de modo que, si cualquiera de ellos se detiene, los restantes puedan seguir alimentando los servicios necesarios para la propulsión y la seguridad. Una fuente de emergencia autónoma, normalmente un generador de emergencia situado por encima de la cubierta continua más alta y fuera del espacio de máquinas principal, sirve de respaldo.
Las disposiciones prácticas en embarcaciones de trabajo y buques pequeños incluyen:
- Dos o tres grupos idénticos, de modo que uno funcione, otro permanezca en reserva y otro pueda estar en mantenimiento.
- Un grupo de puerto más pequeño para la baja carga nocturna, que evita hacer funcionar un generador grande a baja carga.
- Generadores de eje accionados desde el motor principal o la reductora en buques que realizan travesías largas a régimen constante.
- Funcionamiento en paralelo con reparto de carga, para poder arrancar y detener los grupos a medida que cambia la demanda.
En buques clasificados, el motor auxiliar, el alternador y el cuadro eléctrico normalmente necesitan aprobación de clase, y los motores de más de 130 kW en buques sujetos al anexo VI de MARPOL necesitan un certificado EIAPP. Estandarizar una misma familia de motores para la propulsión y los grupos electrógenos simplifica los repuestos, un enfoque utilizado en el proyecto de suministro de motores para un ensamblador de grupos electrógenos.
¿Qué ocurre con los generadores para embarcaciones pequeñas y veleros?
Los generadores marinos pequeños para embarcaciones de menos de unos 12 m suelen tener potencias de aproximadamente 2 a 8 kW. Los generadores diésel marinos más pequeños son unidades compactas de uno a tres cilindros que caben bajo el piso de la bañera o en un pañol de popa.
Antes de instalar un generador en una embarcación pequeña, considere si las cargas lo justifican. El generador de un velero se utiliza principalmente para cargar baterías, y un alternador de motor de alta capacidad, paneles solares y un banco de baterías de litio con inversor pueden cubrir la misma necesidad con menos peso y mantenimiento. El aire acondicionado, la cocina eléctrica y las desalinizadoras son las cargas que suelen justificar un generador.
Para embarcaciones más grandes y de trabajo, los diésel marinos compactos de la categoría de 40–75 kW, como el motor marino TD226B-3C de 40 kW, ilustran el tamaño de motor necesario; confirme en la ficha técnica si un modelo determinado se suministra como variante de propulsión o de velocidad constante para generador.
¿Cuánto cuesta un generador marino?
El precio de un generador marino depende principalmente de su potencia, el tipo de refrigeración, la inclusión de una envolvente insonorizada, las funciones de control y funcionamiento en paralelo, la certificación de clase y el nivel de emisiones. La instalación, el escape, las tuberías de combustible y los trabajos en el cuadro eléctrico pueden aumentar considerablemente el costo del equipo, por lo que debe comparar cotizaciones con el mismo alcance.
MARS suministra motores diésel para fabricantes de grupos electrógenos y para uso auxiliar marino, realiza pruebas de funcionamiento de los motores con un informe escrito y un video antes del envío, y despacha FOB o CIF Shanghái. Para dimensionar y cotizar un grupo, envíe su lista de cargas y los detalles de la embarcación.
Preguntas frecuentes
¿Qué tamaño de generador marino necesito?
Sume la potencia de funcionamiento de todas las cargas que operan simultáneamente, añada el mayor pico de arranque de motor y elija un grupo cuya potencia principal sitúe la carga normal aproximadamente entre el 50–80 por ciento. Los cruceros pequeños suelen necesitar 4–8 kW; las embarcaciones con varias unidades de aire acondicionado suelen necesitar 10–25 kW.
¿Cuál es la diferencia entre un generador marino y un generador convencional?
Un grupo marino utiliza refrigeración por intercambiador de calor o por quilla, escape refrigerado por agua, materiales resistentes a la corrosión y paradas de seguridad adecuadas para una sala de máquinas cerrada. Un generador terrestre suele tener refrigeración por radiador y un escape seco y caliente que no es seguro bajo cubierta.
¿Qué es un motor auxiliar en un buque?
Un motor auxiliar es cualquier motor a bordo distinto del motor propulsor principal, y suele ser el motor diésel que acciona un generador. Los buques sujetos a SOLAS normalmente llevan al menos dos grupos electrógenos auxiliares.
¿Puedo hacer funcionar un generador a baja carga todo el tiempo?
Hacer funcionar un generador diésel durante largos periodos por debajo de aproximadamente el 30 por ciento de carga puede provocar acumulación de residuos de combustión incompleta, depósitos de carbonilla y dilución del aceite con combustible. Elija un grupo más pequeño o añada un grupo de puerto si su carga base es baja.
¿Se utilizan kW o kVA para dimensionar el generador de una embarcación?
Dimensione la carga en kW y compruebe después que la potencia nominal en kVA del alternador cubra las cargas de motores; con un factor de potencia de 0.8, los kVA equivalen a los kW divididos entre 0.8. Las cargas con una elevada proporción de motores pueden estar limitadas por los kVA y la corriente de arranque más que por los kW.
