Generador y batería para soldadura: dimensionamiento, ruido y funcionamiento

¿Qué es una unidad de potencia móvil?

Una unidad de potencia móvil es una central eléctrica con batería en formato de maleta: una batería de litio, un inversor que suministra 230 V AC / 50 Hz con calidad de red, y enchufes o salidas CEE para las máquinas. Las más pequeñas soportan aprox. 2-4 kWh y 3-4 kW de potencia continua con una alta potencia de pico, mientras que las unidades grandes se sitúan en 8-10 kWh y 10-11 kW de potencia continua.

La diferencia con un generador es crucial en la obra: sin emisiones de escape, sin combustible, sin procedimiento de arranque. La unidad se enciende, suministra voltaje y frecuencia estables, y emite menos de 10 dB(A) de ruido; a modo de comparación, un despertador hace aprox. 40 dB(A).

¿Por qué utilizar batería en lugar de un generador?

Energía con calidad de red: un buen inversor proporciona un voltaje y una frecuencia estables independientemente de la carga. Esto es importante para las máquinas de electrofusión y las termofusionadoras a tope, que calculan y documentan en función de la calidad del suministro, y para la electrónica, que puede fallar con una corriente de generador inestable.

Ruido y vecindario: la unidad se puede utilizar en interiores, en zanjas cerca de zonas residenciales, por la noche y en áreas con requisitos de bajo nivel de ruido, sin gases de escape que, de otro modo, tendrían que ventilarse fuera de la zanja.

Sin logística de combustible: sin diésel ni gasolina en la obra, sin bidones de combustible en el vehículo y sin riesgo de derrames. La carga se realiza desde la red doméstica (230 V) o más rápido en trifásica (400 V), normalmente en 2-5 horas dependiendo de la potencia de carga.

Mantenimiento y funcionamiento: sin cambios de aceite, sin bujías, sin arranque en frío. La unidad permanece cargada y lista, incluso después de un período de inactividad prolongado.

Generador: dimensionar según la corriente de arranque, no según la placa

Un generador debe ser capaz de suministrar tanto la potencia continua como los picos de corriente que generan el elemento calefactor y el sistema hidráulico durante el arranque. La potencia útil disminuye cuando se utiliza otro equipo simultáneamente, y a bajas temperaturas y con carga elevada disminuye aún más.

Elija un generador con una buena regulación si va a alimentar una máquina controlada o una unidad de electrofusión. Una regulación deficiente provoca fluctuaciones de voltaje que el control interpreta como un error y la soldadura se interrumpe, a menudo en medio del calentamiento.

Nunca arranque consumidores grandes como un compresor o aire caliente al mismo tiempo que una soldadura. Es preferible secuenciar el trabajo para que la carga en el generador sea uniforme. Si la máquina sigue interrumpiéndose debido a la corriente, haga que la revisen; consulte servicio y mantenimiento.

Una batería externa portátil es una alternativa real al generador cuando la tarea no requiere potencia todo el día: sin ruido de motor, sin gases de escape en la obra y sin consumo en vacío. Las ventajas, advertencias y el dimensionamiento se describen en la sección sobre baterías externas portátiles a continuación.

Requisitos del generador para soldadura a tope: kW, kVA y AVR

La soldadura a tope plantea requisitos diferentes a los del generador en comparación con la electrofusión: aquí no se trata de un breve pico de corriente, sino del elemento calefactor, el raboteador y el sistema hidráulico funcionando simultáneamente durante un período prolongado. Por lo tanto, la potencia continua del generador debe corresponder al menos a la potencia nominal total de la máquina, y debe haber un margen para la corriente de arranque cuando el raboteador y el sistema hidráulico se ponen en marcha.

La potencia aumenta con el diámetro. Las máquinas suelen oscilar desde aprox. 2,65 kW en Ø160 hasta aprox. 5,4 kW en Ø355 a 230 V, y desde aprox. 6,5 kW en Ø500 hasta 21-43 kW en los tamaños más grandes a 400 V. Como regla general, el generador debe poder suministrar aprox. 1,5 veces la potencia nominal de la máquina, para que la corriente de arranque y la caída de voltaje no provoquen fallos en medio de una unión.

Los kVA se obtienen dividiendo los kW por el factor de potencia, calculado aquí como 0,8: 3,65 kW corresponde a aprox. 4,6 kVA, y 11,65 kW a aprox. 14,6 kVA. Las cifras de la tabla se han redondeado hacia arriba porque la potencia útil del generador disminuye cuando se calienta y porque rara vez hay una sola máquina funcionando en la obra.

La regulación es crucial cuando la máquina cuenta con WeldControl o CNC. El control supervisa el voltaje de suministro y se detiene si este fluctúa, por lo que el generador debe contar con regulación AVR o ser un generador con inversor y voltaje sinusoidal puro. Un generador sin regulación puede suministrar suficiente potencia y aun así interrumpir la soldadura durante el calentamiento. Para las máquinas manuales y mecánicas los requisitos son menores, pero un voltaje estable sigue proporcionando un proceso de soldadura más uniforme.

Los requisitos para la soldadura por electrofusión son menores y se detallan en requisitos del generador para electrofusión, donde también puede realizar cálculos para la dimensión específica del accesorio. Si la máquina va a funcionar con un generador todo el día, compruebe también el combustible, la puesta a tierra y que el cable esté completamente desenrollado antes de enchufarla.

Baterías externas portátiles: energía sin ruido de generador

Una batería externa portátil es una batería con un inversor integrado que suministra 230 V - y en las versiones más grandes también 400 V - a la máquina de soldar. Sustituye al generador en lugares de trabajo donde no hay electricidad y donde no hay espacio ni deseo de tener un motor funcionando todo el día.

La ventaja más perceptible es el sonido. Un generador funciona de manera continuada, incluso cuando no se está soldando, y en una calle residencial tranquila, en una depuradora o en una zona de viviendas, ese es el ruido que los vecinos y las inspecciones notan. Con una batería externa se puede escuchar a los pájaros cantar entre las uniones, y se puede hablar normalmente con los compañeros o por teléfono sin necesidad de gritar. Esto también permite jornadas de trabajo más cortas, ya que la comunicación y la concentración no se desgastan por el ruido.

Desde el punto de vista medioambiental hay dos beneficios: no hay emisiones de escape en el lugar de trabajo y no hay consumo en vacío. Un generador quema combustible tanto si se suelda como si no, y los gases de escape deben mantenerse alejados de zanjas, sótanos y espacios cerrados donde se pueda acumular dióxido de carbono. Una batería externa no emite nada durante su uso y se puede cargar desde la red o desde paneles solares en depósitos y casetas.

Económicamente, el cálculo debe hacerse por tarea: una batería externa cuesta más de adquirir que un generador equivalente, pero a cambio no hay costes de combustible, ni cambios de aceite y filtros, y el mantenimiento es mucho menor. En trabajos repetitivos en la ciudad, donde el generador suele estar al ralentí la mayor parte del día, la diferencia a menudo se amortiza. Si es necesario soldar diámetros grandes todo el día, un generador o una fuente de alimentación fija sigue siendo la opción más económica por kWh.

Prácticamente, debe dimensionar según dos aspectos: la demanda de potencia de la máquina (consulte las tablas anteriores) y la energía por unión, es decir, cuántas soldaduras necesita realizar con una sola carga. Compruebe también que la salida proporcione un voltaje sinusoidal estable - WeldControl y CNC supervisan el voltaje de suministro y se detienen ante las fluctuaciones - y que la batería externa pueda suministrar la corriente de arranque para el raboteador y el sistema hidráulico. La capacidad disminuye con heladas, así que no la deje fría durante la noche.

Una combinación suele funcionar mejor: batería externa para tareas pequeñas y medianas en la ciudad, y generador o conexión fija de 400 V para los diámetros grandes y para tareas que duran todo el día. Consúltenos si desea calcular qué resulta más rentable para su trabajo habitual.

¿Qué se puede soldar con batería?

Electrofusión: la tarea evidente. Una máquina de electrofusión consume normalmente menos de 1 kW, y el consumo de energía está determinado principalmente por el diámetro del accesorio: cuanto mayor sea el accesorio y menor sea el tiempo de soldadura, más energía se consume por unión. Por lo tanto, una unidad pequeña de 2-3 kWh constituye la base para muchos accesorios y un día entero de trabajo. La batería mantiene el voltaje estable hasta el fondo de la zanja, también en el último accesorio.

Soldadura a tope: las máquinas para tubos más pequeños (normalmente hasta Ø160-Ø200) consumen 1,5-3,5 kW y normalmente pueden ser alimentadas por una unidad de potencia de tamaño mediano. Recuerde comprobar la fuente de alimentación recomendada de la máquina: algunas máquinas requieren corriente trifásica y, en este caso, la unidad debe tener una salida de 400 V (CEE 16/5); las unidades más pequeñas solo suministran corriente monofásica de 230 V.

Herramientas y equipos auxiliares: carga de baterías, herramientas de raspado con motor, bombas, iluminación y ordenadores portátiles; todo lo que de otro modo consumiría energía del generador se puede conectar a los enchufes. Las unidades grandes suelen disponer tanto de CEE 16/3 (230 V), CEE 16/5 (400 V) como de conexiones para conectar en paralelo dos unidades idénticas si es necesario duplicar la potencia.

Cómo encontrar el tamaño correcto

Calcule primero la potencia (kW): la suma de los equipos que deben funcionar simultáneamente debe estar por debajo de la potencia continua de la unidad. Las cargas eléctricas de pico (arranque del elemento calefactor, compresor o motor) pueden ser muchas veces la corriente nominal, así que compruebe que la potencia de pico también sea suficiente.

A continuación, calcule la energía (kWh): la potencia de la máquina multiplicada por el tiempo total de soldadura. Ejemplo: una termofusionadora a tope con un promedio de 2 kW y 4 horas de trabajo consume aprox. 8 kWh. Mantenga también un margen de seguridad: una carpa fría y húmeda y un largo período de calentamiento pueden aumentar el consumo, y la batería nunca debe descargarse por completo.

Carga y logística: examine la potencia y el tiempo de carga. Con una carga de 4,4 kW, una unidad de 8-9 kWh se llena en aprox. 2 horas con corriente trifásica y en aprox. 5 horas a 230 V. Un juego de ruedas y asas son de gran valor en la obra, y un cable en paralelo entre dos unidades idénticas es una forma flexible de obtener potencia adicional cuando la tarea lo requiere.

Batería externa en la práctica: carga, temperatura y conexión

El tiempo de carga forma parte de la planificación. Una unidad compacta de 230 V se carga desde una toma de corriente normal y vuelve a estar lista después de unas horas, mientras que una unidad de 230/400 V normalmente se puede cargar en aprox. 8 horas a 230 V y en un par de horas a 400 V. Si se puede cargar desde un microinversor solar en el depósito, ahorra electricidad de la red y está lista por la mañana.

La temperatura establece límites. La mayoría de las unidades se pueden descargar hasta aprox. -10 a -15 °C, pero la carga suele requerir una temperatura libre de heladas, y la capacidad disminuye con el frío. Por lo tanto, no deje la unidad fría durante la noche y llévela al interior cuando necesite ser cargada.

Si la tarea va a durar más que una sola carga, a menudo se pueden conectar dos unidades en paralelo para proporcionar tanto mayor potencia como mayor capacidad. Es una forma flexible de crecer con las tareas sin comprar un generador.

La seguridad está integrada: el sistema de gestión de la batería supervisa las celdas, y las unidades cuentan con protección contra sobretemperatura y baja temperatura, sobrecarga y fallos de aislamiento, así como parada de emergencia. Compruebe de todos modos la clase de protección si la unidad va a estar al aire libre todo el año; IP65 soporta lluvia y polvo, mientras que IP54 está diseñado para un uso en exteriores más ligero.

Uso y seguridad

Temperatura de trabajo: la mayoría de las unidades se pueden utilizar desde aprox. 0 °C hasta 40-45 °C. En el clima invernal, la batería debe almacenarse y cargarse en un lugar protegido de las heladas, y las bajas temperaturas reducen el rendimiento; planifique de modo que el consumo lo tenga en cuenta.

Protección y envolvente: busque al menos la clase IP54 para que la lluvia y la suciedad no dañen la unidad en la zanja. No coloque la unidad en la zanja; manténgala sobre una base seca por encima de las zanjas.

Seguridad eléctrica: siga utilizando distribuidores protegidos contra corriente residual (RCD) y vigile los cables dañados, al igual que con cualquier otra fuente de alimentación. La unidad de potencia no sustituye las normas eléctricas en la obra, simplemente sustituye al generador.

En resumen

Una unidad de potencia móvil proporciona al equipo de soldadura energía con calidad de red sin ruido de generador, combustible ni mantenimiento. Para la electrofusión es ideal, y para la soldadura a tope de tubos más pequeños puede sustituir por completo al generador. Elija en función de la potencia continua, la potencia de pico, los kWh y el tiempo de carga, y recuerde que la unidad debe poder utilizarse en el clima en el que trabaja.