En un escenario de crecimiento sostenido de la actividad hidrocarburífera, especialmente en formaciones no convencionales como Vaca Muerta, las soluciones tecnológicas orientadas a mejorar la eficiencia operativa y la confiabilidad de las instalaciones cobran cada vez mayor importancia. Entre ellas, los sistemas de compresión de gas natural con doble accionamiento se presentan como una alternativa que combina motores a gas con motores eléctricos para impulsar un mismo compresor.
Este tipo de configuración permite incrementar la confiabilidad del sistema, brindar mayor flexibilidad operativa y mejorar la economía general de la operación. En la actualidad, existen más de 1500 paquetes de compresores de doble accionamiento instalados en todo el mundo en aplicaciones vinculadas a gasoductos, sistemas de recolección y procesamiento de gas, refinerías, complejos petroquímicos, plantas químicas y proyectos de almacenamiento de energía.
Un componente clave en estos sistemas es el embrague de rueda libre autosincronizable de tipo engranaje, fabricado por SSS Gears Limited. Este dispositivo permite seleccionar uno o ambos motores para impulsar el compresor dentro de configuraciones flexibles que pueden alcanzar potencias desde menos de 1000 kW hasta más de 200 MW. Algunos de estos arreglos llevan más de 50 años en operación en distintas instalaciones industriales.
Los paquetes con doble accionamiento ofrecen una serie de ventajas operativas. Entre ellas, permiten utilizar un único compresor cuando existen dos fuentes de energía disponibles, como ocurre en sistemas de ciclo combinado con turbinas de vapor y de gas. También posibilitan incorporar un impulsor de emergencia para garantizar una parada controlada del proceso ante fallas eléctricas o desconectar uno de los motores para realizar tareas de mantenimiento mientras el otro continúa operando.
Otra aplicación frecuente es la asistencia en trenes impulsados por turbinas de gas durante condiciones de alta temperatura ambiente o en etapas de arranque, así como la activación de un segundo impulsor una vez que el compresor ya se encuentra en funcionamiento.
En muchos casos, la configuración combina una turbina o motor a gas con un motor eléctrico para accionar compresores centrífugos, alternativos o de engranajes integrales. Esta arquitectura permite elegir la fuente de energía, combustible o electricidad, en función de los costos energéticos en tiempo real y aprovechar esquemas tarifarios interrumpibles tanto de gas como de electricidad.
Además, facilita el arranque temprano del tren compresor en campos de producción de gas, ya sea operando inicialmente con electricidad hasta que haya gas combustible disponible, o utilizando gas hasta que se disponga de energía eléctrica.
El esquema también contribuye al cumplimiento de requisitos ambientales. Por ejemplo, permite limitar las horas de operación de motores o turbinas a gas para cumplir con objetivos de emisiones, mientras que el motor eléctrico puede asumir la mayor parte de la operación. En caso de cortes de energía, el sistema puede continuar funcionando con el impulsor a gas, evitando interrupciones en el proceso.
En determinadas configuraciones, el motor puede incluso operar como generador cuando la demanda de potencia del compresor es inferior a la carga de diseño. De esta forma se mantiene el consumo de combustible del motor primario en niveles óptimos y se produce energía adicional a bajo costo.
La utilización simultánea de ambos motores también puede resultar útil para afrontar picos de demanda del compresor sin necesidad de sobredimensionar la turbina o el motor principal, o para compensar la pérdida de potencia que experimentan las turbinas de gas en condiciones de altas temperaturas ambientales.
El diseño permite realizar mantenimiento en la turbina o en el motor a gas mientras el compresor continúa operando con el motor eléctrico, reduciendo el impacto operativo de las tareas de servicio.
Un ejemplo de esta tecnología es un compresor alternativo de doble accionamiento de 2500 kW utilizado en servicios de recolección de gas, en el que el embrague se ubica sobre un eje entre el motor a gas y el motor eléctrico. Cuando el sistema funciona únicamente con el motor a gas, el disyuntor del motor eléctrico permanece abierto.
De acuerdo con especialistas del sector, la flexibilidad que aporta el doble accionamiento en un tren compresor reduce riesgos financieros al permitir adaptar la operación a cambios en las condiciones económicas y energéticas. La transición entre los distintos impulsores puede realizarse sin pérdida de rendimiento, lo que convierte a esta configuración en una opción a considerar en nuevos proyectos de compresión dentro de la industria del petróleo y el gas, en particular en regiones en expansión como Vaca Muerta.
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