Cuando pensamos en la potencia de un grupo electrógeno, normalmente nos fijamos únicamente en la placa de características. Vemos un equipo de 100 kVA, 250 kVA o 500 kVA y damos por hecho que será capaz de entregar siempre esa potencia. Sin embargo, la realidad es muy distinta.
La potencia indicada por el fabricante se obtiene bajo unas condiciones ambientales normalizadas. Cuando el grupo electrógeno trabaja en condiciones diferentes, especialmente a gran altitud o con temperaturas elevadas, su capacidad para generar energía disminuye.
Este aspecto suele pasarse por alto durante el dimensionamiento de muchas instalaciones y es una de las causas más frecuentes de grupos electrógenos que trabajan sobrecargados, presentan problemas de temperatura o no consiguen alimentar correctamente la instalación.
En gygMonzón nos encontramos con esta situación con bastante frecuencia. Clientes que adquieren un grupo electrógeno pensando que la potencia indicada en la placa será suficiente y, una vez instalado en una zona de montaña o en una explotación situada a gran altitud, descubren que el equipo ya no es capaz de suministrar toda la potencia esperada.
Por ello, conocer cómo influye la altitud en el rendimiento del motor diésel es fundamental para seleccionar correctamente cualquier grupo electrógeno.
🏔️ ¿Por qué afecta la altitud a un grupo electrógeno?
La explicación es relativamente sencilla.
Un motor diésel necesita tres elementos para producir potencia:
🛢️ Combustible.
🌬️ Aire.
🔥 Compresión.
El combustible podemos suministrarlo en la cantidad necesaria y la compresión apenas cambia con la altitud. Sin embargo, el aire sí cambia de forma muy importante.
A medida que ascendemos sobre el nivel del mar, la presión atmosférica disminuye y el aire pierde densidad.
Esto significa que, aunque el porcentaje de oxígeno siga siendo aproximadamente del 21 %, en cada litro de aire existen menos moléculas de oxígeno disponibles para realizar la combustión.
El motor continúa aspirando el mismo volumen de aire, pero ese volumen contiene menos masa de oxígeno.
Como consecuencia, no puede quemarse la misma cantidad de combustible que al nivel del mar.
🌬️ ¿Qué ocurre dentro del motor?
Cada cilindro del motor funciona como una bomba de aire.
Durante la carrera de admisión intenta llenarse completamente.
Al nivel del mar el cilindro recibe una determinada masa de aire.
A 2.000 metros de altitud ese mismo cilindro sigue llenándose completamente… pero con aire mucho menos denso.
Es decir, el cilindro contiene menos oxígeno.
Y menos oxígeno significa menos combustible que puede quemarse correctamente.
Si el sistema de inyección continuara introduciendo la misma cantidad de gasóleo aparecerían rápidamente numerosos problemas.
💨 Humo negro.
🌡️ Temperaturas excesivas de escape.
🔥 Combustión incompleta.
⚠️ Sobrecarga térmica del turbocompresor.
🛠️ Posibles daños en pistones y válvulas.
Por este motivo los motores modernos reducen automáticamente la cantidad de combustible inyectada.
En motores electrónicos esta función la realiza la ECU.
En motores mecánicos interviene la regulación propia de la bomba de inyección.
Al disminuir el combustible también disminuye la energía liberada durante la combustión.
Y por tanto disminuye la potencia mecánica disponible.
⚙️ ¿Qué componente pierde realmente potencia?
Existe una idea equivocada bastante extendida.
Muchas personas creen que quien pierde potencia es el alternador.
En realidad ocurre justo lo contrario.
El alternador prácticamente mantiene intacta su capacidad eléctrica.
Quien pierde potencia es el motor diésel.
El alternador únicamente transforma la energía mecánica que recibe del motor en energía eléctrica.
Si el motor entrega menos caballos de potencia, el alternador únicamente podrá producir una cantidad proporcional de electricidad.
Por tanto, cuando hablamos de pérdida de potencia por altitud estamos hablando principalmente del motor.
📉 ¿Cuánta potencia puede perder un grupo electrógeno?
No existe una cifra única para todos los motores.
Cada fabricante desarrolla sus propios turbocompresores, sistemas de admisión, gestión electrónica y mapas de inyección.
Por ello Perkins, Cummins, Iveco FPT, Volvo, Baudouin o Mitsubishi publican sus propias curvas de desclasificación de potencia.
Como orientación general, muchos fabricantes consideran que hasta aproximadamente los 1.000 metros sobre el nivel del mar la pérdida de potencia es reducida.
A partir de esa altitud comienza la denominada desclasificación de potencia o derating.
En numerosos motores industriales puede utilizarse como referencia aproximada una pérdida cercana al 3 % por cada 300 metros adicionales, aunque siempre debe comprobarse la documentación técnica específica del fabricante.
📊 Ejemplo práctico
Supongamos un grupo electrógeno de 100 kVA Prime instalado en una explotación agrícola situada a 2.000 metros de altitud.
Los primeros 1.000 metros apenas requieren corrección.
La pérdida se calcula sobre los 1.000 metros restantes.
Aplicando una desclasificación aproximada del 3 % cada 300 metros obtenemos una reducción cercana al 10 %.
En esas condiciones, un grupo de 100 kVA dispondría aproximadamente de unos 90 kVA útiles.
Si la instalación realmente necesita entre 95 y 100 kVA, el grupo comenzará a trabajar constantemente cerca de su límite, aumentando la temperatura del motor y reduciendo su vida útil.
🌡️ La temperatura también influye
La altitud no es el único enemigo del motor diésel.
La temperatura ambiente también modifica la densidad del aire.
Cuando el aire se calienta se expande.
Al expandirse disminuye nuevamente la cantidad de oxígeno contenida en cada litro.
Por este motivo un grupo electrógeno instalado al nivel del mar puede entregar más potencia durante el invierno que durante una ola de calor en verano.
Cuando se combinan altitud elevada y altas temperaturas, la pérdida de rendimiento puede ser mucho mayor.
Por ello los fabricantes suelen publicar tablas donde aparecen conjuntamente:
🌍 Altitud.
🌡️ Temperatura ambiente.
📉 Potencia disponible.
Estas tablas permiten conocer con bastante precisión la potencia real que podrá suministrar el grupo en cada instalación.
💧 ¿Influye la humedad?
Aunque su efecto es mucho menor que la altitud o la temperatura, también puede influir.
El aire muy húmedo contiene una mayor cantidad de vapor de agua.
Ese vapor desplaza parcialmente al oxígeno disponible para la combustión.
En la mayoría de aplicaciones industriales la influencia de la humedad es pequeña y apenas modifica la potencia disponible.
Sin embargo, cuando coinciden altitud elevada, altas temperaturas y humedad, el rendimiento puede disminuir ligeramente más.
🚜 Diferencias entre motores atmosféricos y turboalimentados
No todos los motores responden igual a la altitud.
🚜 Motores atmosféricos
Son los más sensibles.
Dependen exclusivamente de la presión atmosférica para llenar los cilindros.
Cada metro de altitud reduce directamente la cantidad de aire aspirado.
Por ello son los motores que experimentan las mayores pérdidas de potencia.
⚙️ Motores turboalimentados
El turbocompresor comprime el aire antes de introducirlo en los cilindros.
Gracias a ello puede compensar parte de la pérdida de densidad provocada por la altitud.
La reducción de potencia existe, pero es bastante menor.
❄️ Motores con turbo e intercooler
Son los que mejor soportan el trabajo en montaña.
Después de comprimir el aire, el intercooler lo enfría.
Al enfriarse aumenta nuevamente su densidad y entra más oxígeno en el motor.
Esta combinación permite mantener prácticamente toda la potencia hasta altitudes considerablemente superiores.
⚡ ¿También pierde rendimiento el alternador?
Sí, aunque de forma mucho menos importante.
El alternador se refrigera mediante el aire ambiente.
Cuando el aire pierde densidad también disminuye ligeramente su capacidad para evacuar calor.
En instalaciones extremadamente elevadas algunos fabricantes pueden limitar ligeramente la capacidad del alternador.
Sin embargo, en la inmensa mayoría de los grupos electrógenos comerciales la limitación sigue siendo el motor.
🚧 Problemas provocados por un mal dimensionamiento
Cuando un grupo electrógeno se instala sin considerar la altitud comienzan a aparecer síntomas que muchas veces se interpretan como averías.
Es habitual encontrar:
⚠️ Alarmas de sobrecarga.
📉 Caídas de frecuencia.
⚡ Descensos de tensión.
🌡️ Sobrecalentamiento del motor.
🔥 Temperaturas excesivas de gases de escape.
💨 Humo negro.
⛽ Incremento del consumo específico.
🛠️ Mayor desgaste del turbocompresor.
🔩 Fatiga prematura de pistones y válvulas.
En muchos casos el grupo no está averiado.
Simplemente ya no dispone de la potencia nominal indicada en su placa.
🚰 Ejemplo real: estación de bombeo
Imaginemos una estación de bombeo situada a 1.800 metros de altitud.
La bomba necesita aproximadamente 85 kVA durante el arranque y 70 kVA en funcionamiento continuo.
El cliente instala un grupo de 80 kVA porque, sobre el papel, parece suficiente.
Sin embargo, al aplicar la pérdida de potencia por altitud el grupo únicamente puede suministrar unos 72 o 73 kVA.
El resultado es inmediato.
🔸 Dificultades durante el arranque.
🔸 Caídas importantes de tensión.
🔸 Disparo de protecciones.
🔸 Sobrecalentamiento del motor.
Todo ello podría haberse evitado seleccionando el siguiente escalón de potencia.
⛷️ Ejemplo real: estación de esquí
Las estaciones de esquí representan uno de los entornos más exigentes para un grupo electrógeno.
Aunque las bajas temperaturas favorecen la combustión, muchas instalaciones trabajan por encima de los 2.000 metros de altitud.
En estas condiciones resulta imprescindible calcular correctamente la potencia disponible y tener en cuenta todos los motores que arrancarán simultáneamente, como remontes, bombas hidráulicas, compresores o sistemas de producción de nieve artificial.
🏭 Aplicaciones industriales
La influencia de la altitud también debe estudiarse cuidadosamente en:
🏭 Fábricas.
🐄 Explotaciones ganaderas.
🌽 Instalaciones agrícolas.
📡 Centros de telecomunicaciones.
⛏️ Canteras.
🏗️ Obras públicas.
🚒 Sistemas contra incendios.
En todas ellas una pérdida de potencia mal calculada puede traducirse en paradas de producción, disparos de protecciones y elevados costes de mantenimiento.
🛠️ Recomendaciones de gygMonzón
Antes de seleccionar un grupo electrógeno recomendamos seguir siempre estos pasos:
✅ Conocer la altitud exacta de la instalación.
✅ Tener en cuenta la temperatura máxima prevista durante el verano.
✅ Consultar las curvas oficiales de desclasificación del fabricante del motor.
✅ Calcular la potencia real demandada por la instalación, incluyendo los picos de arranque.
✅ Dejar un margen de seguridad para futuras ampliaciones.
✅ Intentar que el grupo trabaje habitualmente entre el 20 % y el 80 % de carga, incluso después de aplicar la pérdida de potencia por altitud.
✅ Realizar una prueba de carga una vez instalado el equipo para verificar que entrega la potencia prevista.
🎯 Conclusión
La altitud es un factor determinante en el rendimiento de cualquier grupo electrógeno diésel. A medida que aumenta la altura sobre el nivel del mar, la densidad del aire disminuye y el motor dispone de menos oxígeno para realizar la combustión. Como consecuencia, debe reducir la cantidad de combustible inyectado y, con ello, disminuye la potencia mecánica disponible para mover el alternador.
Aunque el alternador también puede ver ligeramente reducida su capacidad de refrigeración, la verdadera limitación la marca casi siempre el motor. Por ello, un grupo electrógeno correctamente dimensionado al nivel del mar puede resultar insuficiente cuando se instala en zonas de montaña si no se tienen en cuenta las curvas de desclasificación del fabricante.
En gygMonzón estudiamos cada proyecto de forma individual, analizando la altitud, la temperatura ambiente, el tipo de carga y las condiciones reales de funcionamiento. Este análisis previo permite seleccionar el grupo electrógeno más adecuado, garantizar un suministro eléctrico fiable y evitar sobrecostes derivados de un equipo mal dimensionado. Un correcto cálculo desde el principio siempre será la mejor inversión para asegurar el rendimiento, la fiabilidad y la larga vida útil de la instalación.
Gabriel Gracia CEO de gygMonzón.
