Es un hecho que la polución armónica es un grave problema que afecta ostensiblemente el funcionamiento de los generadores eléctricos. Centro de capacitación técnica Online: Video-Cursos STMEU
Las cargas no lineales son fuentes de distorsiones armónicas de voltaje y corriente, afectando fuertemente el funcionamiento de los generadores, algunos de sus efectos son: El recalentamiento de cables y arrollamientos y disparos de protecciones sin causa aparente.
En muchas ocaciones una solución es sobre dimensionar los generadores apropiadamente, o utilizar filtros para disminuir el impacto de las distorsiones armónicas. Entre las fuentes de estas distorsiones tenemos:
Las UPS,
Cargadores de Baterías,
Elevadores,
Variadores de velocidad,
Controladores de Fase, etc.
Para dimensionar y determinar el filtro, es necesario identificar el orden de los armónicos presentes en la red. Para el caso de distorsiones del tercer 3º orden estos se pueden mitigar usando bobinados de paso 2/3, lo cuál es una característica de construcción de los generadores de actuales hoy en día. Lo mismo que en aplicaciones con múltiples generadores, los efectos de la tercera 3ª armónica se pueden disminuir, cambiando el régimen de neutro utilizando TN-C-S o TT para sistemas tetrafilares, (trifásicos con neutro).
Para armónicos de 5º y 7º orden lo mejor es utilizar filtros. No es muy recomendable utilizar filtros en casos de generadores en sincronismos (Ver curso de Sistemas de Sincronismo AQUÍ.), en paralelo con una red, ya que podría provocar resonancias en bancos de condensadores instalados en sistemas de distribución de cargas vecinas conectadas a la misma red.
En 1970, el Congreso de Estados Unidos creó la Agencia de Protección Medioambiental (Environmental Protection Agency - EPA) encargada de la protección de la salud humana, así como del aire, la tierra y el agua. las primeras legislaciones y regulaciones iban dirigidas a establecer los estándar para vehículos de carretera, principalmente los auto de pasajeros. La industria automotriz se enfrentó a un enorme problema económico y tecnológico para cumplir las nuevas regulaciones. A través de las siguientes legislaciones, la EPA estableció regulaciones para imponer los estándares de emisiones más allá de los autos de pasajeros, y aplicó nuevas reglas a todos los vehículos de carretera, específicamente a los camiones.
En 1990, el Congreso aprobó enmiendas adicionales del Acta del Aire Limpio (Clean Air Act) otorgando a la EPA más autoridad para regular los nuevos motores que se usaban en aplicaciones de carretera. Al mismo tiempo, el gobierno reconoce la necesidad de controlar las emisiones de otras fuentes externas a las carreteras.
Los objetivos del aire limpio incluían los siguientes:
Reducir el ozono mediante el control de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos
Reducir la lluvia ácida controlando el dióxido sulfúrico y los óxidos de nitrógeno
Reducir los peligros sanitarios mediante el control del plomo y el monóxido de carbono.
Para los mercados de vehículos de obra, se establecieron "fases" de regulaciones en Norteamérica, con una serie definida de requisitos de emisiones permitidas para cada fase, por gama de potencia. Cada fase tiene el objetivo de reducir los niveles del sector anterior. (En Europa, los requisitos de emisiones se definen en "etapas"). En 1996, se hizo efectiva la Fase 1 de aplicaciones de obra para Estados Unidos. Las regulaciones actuales de la Fase 2 son ya aplicables a una gran parte de los productos de obra de Caterpillar y terminarán de aplicarse en el 2006. La siguiente ola de regulaciones que afectan a los productos de obra de Caterpillar, la Fase 3, será efectiva a partir de enero del 2005. Para cumplir los requisitos de emisiones de las fases 1 y 2, Caterpillar perfeccionó aun más la entonces moderna tecnología. Para cumplir los requisitos de la Fase 3, era necesario incorporar una nueva tecnología superior, y por eso se desarrolló la tecnología ACERT.
Dentro de los cuatro principales avances que se desarrollaron por los fabricantes para cumplir con las regulaciones de la EPA están:
Recirculación de gases de escape enfriado. (EGR) External cooled exhaust gas recirculation.
Recirculación interna de gases. (IGR).
Optimización de la combustión.
Tecnología ACERT
¿Qué es la tecnología ACERT? La tecnología ACERT es un nuevo sistema que reduce las emisiones en el punto de combustión. La tecnología aprovecha la experiencia que Caterpillar tiene en cuatro sistemas básicos: combustible, aire, electrónica y pos tratamiento. Es un sistema exclusivo y revolucionario que permite a los motores Caterpillar cumplir las regulaciones actuales sobre emisiones y que establece los fundamentos para cumplir los requisitos más exigentes de mañana.
Sistema de administración de aire: Al usar turbocompresores para forzar la entrada de aire frío y limpio en la cámara de combustión y utilizar sistemas electrónicos para controlar el volumen de aire necesario para diferentes cargas y velocidades, se consigue una combustión completa. Los resultados son la mejora de respuesta del motor, mayor economía de consumo y mejor rendimiento.
Sistema de combustible: Uno de los dos sistemas de combustible patentados —el sistema de combustible HEUI y el MEUI— se utiliza en los motores con tecnología ACERT (C7 y superior). Se inyectan pequeñas dosis múltiples de combustible en la cámara de combustión en el momento apropiado para conseguir una mejor economía de consumo y menores emisiones. El módulo de control electrónico (ECM) determina la cantidad de combustible inyectada y la sincronización. Electrónica avanzada: El avanzado paquete electrónico CAT que se usa en los motores con tecnología ACERT integra los sistemas para conseguir la reducción de emisiones, manteniendo al mismo tiempo un excelente rendimiento y economía de consumo. Pos tratamiento: Mientras que los sistemas de combustible y aire administran los procesos para reducir la emisión de óxido de nitrógeno, en algunos casos, es necesario el uso de tecnología adicional para la reducción de partículas. Para reducir la particulación en el escape del silenciador se utiliza un catalizador de oxidación diesel. Esta tecnología de pos tratamiento se utiliza en la actualidad en los mercados de productos de obra con planes para su posible introducción en los mercados de productos de carretera durante la Fase 4 de regulaciones.
La tecnología ACERT es mucho más que un medio para cumplir las exigentes regulaciones actuales de emisiones. Es una solución a largo plazo que proporcionará a los clientes tan buenos resultados como valor añadido. Los motores CAT® con tecnología ACERT son la mejor inversión en la industria porque cumplen las regulaciones de emisiones de la EPA sin sacrificar el rendimiento del motor.
