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Instalaciones eléctricas en invernaderos R.M. Benavente, J.L. García, L. Luna, A. Romero y V.M. Domínguez Universidad Politécnica de Madrid
1. Condiciones de la instalación
Los invernaderos deben considerarse locales mojados (Foto 1), según la clasificación que establece el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, ya que los suelos, techos y paredes pueden estar impregnados de humedad, y suelen aparecer, aunque sea temporalmente, gotas gruesas de agua debido a la condensación. Además, en cualquier in vernadero se puede instalar en un momento dado un sistema de nebulización, con lo cual todos los equipos eléctricos que estén en el interior van a sufrir las consecuencias de la humedad existente. Los tratamientos con productos químicos potencialmente corrosivos (insecticidas, fungicidas) son frecuentes, lo que influ ye en el grado de protección o IP que deben tener los equipos eléctricos. Foto 1. Interior de un invernadero.
é ctricas en Las instalaciones el é invernaderos presentan unas caracter í sticas particulares, debido fundamentalmente a la humedad del local y a las altas temperaturas que se pueden alcanzar en su interior. En el í presente art í culo se describen las principales peculiaridades peculiaridades de estas instalaciones.
Por estos motivos, las canalizaciones deben ser estancas, utilizándose sistemas que presenten el grado de protección correspondiente a las proyecciones de agua; por ejemplo las cajas de derivación deben ser de IPx5 o superior. Los aparatos de maniobra y protección, y tomas de corriente del interior del in vernadero también deben ser IPx5 o instalarse en el interior de cajas o cuadros de este tipo. Los receptores de alumbrado tendrán sus piezas metálicas bajo tensión protegidas contra las proyecciones de agua; de nuevo es habitual que las luminarias sean estancas (IPx5) (Fig. 1). La puesta a tierra debe cuidarse especialmente, por tratarse de un local mojado. Es recomendable que los interruptores diferenciales, que protegerán en todas las líneas de intensidades de defecto y contactos eléctricos peligrosos para los usuarios, sean de
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alta sensibilidad (30 mA), ya que en este tipo de instalaciones mojadas las derivaciones son especialmente peligrosas (Fig. 2).
Figura 1. Ejemplo de plano en planta de la instalación eléctrica de un invernadero.
2. Canalizaciones y cuadros
En invernaderos, un aspecto particular a considerar es que las temperaturas pueden llegar a ser muy elevadas (por ejemplo hasta 50°C en verano, sin cultivo); esto obliga a que las canalizaciones soporten estas temperaturas. Los tubos de PVC, habituales en las canalizaciones de instalaciones industriales, suelen deformarse con estos niveles de temperatura. En invernaderos recomendamos utilizar bandejas tipo rejilla met álica (tipo escalera), con cables multipolares fijados sobre la rejilla (Foto 2a y 2b); un tipo adecuado es el cable de cobre con aislamiento de etileno-propileno y cubierta de PVC, tipo DV 0,6/1 kV, flexible y resistente a la humedad. Es necesario que las bandejas estén puestas a tierra. Este tipo de canalizaci ón presenta una disipación del calor muy buena; el aislamiento de etilenopropileno y la cubierta de PVC son recomendables debido a la alta humedad y los tratamientos químicos que se producen; no es recomendable instalar en estas condiciones cables con aislamiento de 750 V. Una segunda opción para las canalizaciones, más sencilla y barata, es instalar el mismo tipo de cable DV 0,6/1 kV sencillamente fijado con bridas a las estructuras del invernadero, sin utilizar bandejas; sin embargo, no recomendamos este tipo de canalización. La instalación de las bandejas facilita mucho las ampliaciones y modificaciones posteriores de la instalación eléctrica. Una tercera opción es el empleo para la canalización de tubo de poliamida (IP67), flexible y con un amplio rango de temperaturas de utilización (desde -40 a 105°C), con cables con aislamiento de 750 V. Las cajas de derivaci ón, tomas y demás elementos que se conecten en las canalizaciones, se-
Figura 2. Ejemplo de esquema unifilar de la instalación eléctrica de un invernadero.
Bomba de calefacción
Aerotermos
Ventana
Interruptor automático Interruptor diferencial
Contactor Relé Térmico
Arrancador
Transformador
Alumbrado
Tomas de Cuadro Controlador corriente secundario de fertirrigación Electroválvulas
rán, como se ha comentado, IPx5 o superior. Respecto a los cuadros eléctricos, es recomendable que cuenten con ventilación, activada por termostato, además de presentar el grado de protección o IP mencionado (Foto 3a y 3b). 3. Receptores habituales
Foto 2a y 2b. Canalizaciones el é ctricas con bandejas tipo rejilla o escalera.
Foto 3a y 3b. Exterior e interior de un cuadro el é ctrico en un invernadero.
Foto 4. Motor el éc trico para el accionamiento de una pantalla de sombreo.
- Lámparas, de alumbrado general, o bien para fotos íntesis o fotoperíodo. Con potencias pequeñas estas líneas son monof ásicas; con potencias grandes (por ejemplo, de más de 1 kW) pasan a ser trif ásicas, con las l ámparas entre fase y neutro. Cada l ínea suele contar con interruptor automático magnetotérmico y uno diferencial, o bien con un automático por línea y un solo diferencial para varias líneas agrupadas. - Motores de los sistemas de climatización. La línea de cada uno de los motores suele contar con un interruptor automático magnetotérmico, un interruptor diferencial, un contactor y un relé térmico, cuando el arranque es directo. Si el motor es de potencia superior a 0,75 kW, puede necesitar, según las condiciones del Reglamento Electrotécnico (MIE BT 034), otro tipo de arranque, como el arranque estrella-tri ángulo. En este caso el motor llevará tres contactores en lugar de uno. - Motores con funcionamiento en los dos sentidos de giro, por ejemplo motores de accionamiento de ventanas o pantalla térmica (Foto 4). Suelen ser de potencia inferior a 0,75 kW. La l ínea de cada uno de los motores suele contar con un interruptor automático magnetotérmico, un interruptor diferencial, dos contactores (uno de apertura y uno de cierre) y un relé térmico. El control de estos elementos suele utilizar un esquema el éctrico típico, con los dos contactores conectados en la alimentaci ón del motor (Fig. 3). Uno de los contactores hace girar al motor de la ventana en un sentido (apertura) y otro en el sentido contrario (cierre). Además, en el propio
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- Conjunto de receptores del sistema de riego o fertirrigaci ón. En muchas ocasiones este conjunto de receptores cuenta con un cuadro secundario propio, suministrado por el fabricante del sistema de riego. - Sistema de control. Puede realizarse con termostatos, interruptores horarios o aparatos similares, o bien utilizar uno o varios autómatas programables, a veces conectados a un ordenador. Los termostatos, interruptores horarios y aut ómatas van en los cuadros eléctricos del invernadero, mientras que el ordenador se coloca en la nave auxiliar. Además suele existir un transformador 220/24V para alimentar electroválvulas, circuitos de mando u otros receptores a 24 V. 4. Conclusiones y agradecimientos
El presente artículo ha revisado los aspectos espec íficos más importantes de las instalaciones eléctricas de invernaderos, especialmente las necesidades en grados de protecci ón (IPx5 o superior) y los receptores más habituales. Se ha realizado, en gran parte, con la experiencia obtenida en los siguientes pro yectos de investigación: - Proyecto CICYT AGL20001536-C02-01: Algoritmos para el control integral del clima del in vernadero orientados a una producción de calidad. - Proyecto UPM: Desarrollo de un controlador del clima de invernaderos con estrategias avanzadas (ayudas de I+D para grupos potencialmente competitivos).
Figura 3. Ejemplo de esquema de potencia y de mando de los contactores de accionamiento de ventanas.
motor hay internamente dos interruptores del tipo finales de carrera; también pueden ser externos al motor (de tipo varilla), aunque esto es menos habitual. Para abrir la ventana, act úa el contactor de apertura; cuando la
ventana llega a estar completamente abierta, toca el final de carrera superior, y éste detiene el funcionamiento del motor. Al cerrarse la ventana ocurre lo mismo con el contactor de cierre y el final de carrera inferior.
