Nociones eléctricas básicas para instalaciones en veleros y autocaravanas

 25 de Enero de 2017

NOCIONES ELÉCTRICAS BÁSICAS para embarcaciones, veleros y motoras.

Cuando decidimos mejorar la instalación eléctrica en nuestra embarcación al buscar información por Internet. Nos topamos con muchos esquemas eléctricos qué difieren unos de los otros y finalmente nos decantamos por uno para plasmarlo en nuestro velero. Pero ignoramos que siguiéndolos sin comprenderlos en su totalidad los resultados pueden ser catastróficos. Voy a intentar resumir algunos de los elementos de seguridad que debemos seguir para realizar con éxito algunas instalaciones, seré  lo más aséptico y neutral que pueda pero no dejare de dar mi opinión profesional y explicar cómo lo tenemos nosotros abordo.

Cómo hacer la instalación eléctrica en un velero o motora

Parece que trabajar con 12V no es peligroso ya que podemos tocar el cable con los dedos, pero ésta pequeña tensión puede generar altas intensidades capaces de quemar el cable y prender fuego a nuestro velero.

Cada instalación es diferente y no se puede usar un esquema generalizado para todas las embarcaciones. Debemos ser limpios y ordenados a la hora de trabajar, usaremos terminales, termo retráctil y tornillería inox.

Grupos de baterías, motor y servicios.

 ¿Qué batería utilizar?, ¿AGM o Gel?, ¿Qué amperaje es el idóneo?, relé separador? Puente de diodos? ¿Qué es eso?, ¿Es suficiente éste cable?… Y así un largo etcétera de dudas y cuestiones. Vayamos poco a poco para poder tomar las decisiones correctas a la hora de instalar o mejorar nuestras baterías.

1. Modelos de baterías

• Ácido: éste tipo de baterías son las más comunes dentro de cualquier vehículo y por ello son las más baratas. Para el mundo de las embarcaciones son las menos recomendables, principalmente porque durante la carga/descarga emiten gases perjudiciales. Otra de las pegas es que no se pueden colocar tumbadas y no aguantan bien los ciclos de carga/descarga. Nosotros llevamos estas, modelo náutico, 900 Amperios en total y no tenemos ningún problema, el tema gases no nos importan pues nuestro barco tiene un compartimento estanco para ellas.

• AGM: El precio es medio, más caras que las de ácido pero más baratas que las de Gel. No despiden gases y aguantan bien los ciclos de carga/descarga. Soportan bien los cambios de temperatura del interior de las embarcaciones. Por todo esto son las más recomendables para instalar en nuestras embarcaciones.

• GEL: Si el dinero no es un obstáculo las baterías de gel son las mejores. Aguantan muchos años y las temperaturas altas que se pueden generar en el interior del vehículo no les afectan. Se pueden tumbar para meterlas en espacios más reducidos. Una de las mayores pegas es que no soportan tensiones de carga superiores a 12V, por lo que hay que hay que modificar el sistema de carga (el alternador nos da 14,4V) personalmente si he de cambiar el alternador o el regulador del mismo, no me gustan.

Relé separador de baterías o puente de diodos, ( Repartidor ) que elegir?

El relé separador de baterías. Para el que no sepa, un relé es como un interruptor de casa pero cuya activación se realiza mediante una señal eléctrica a su bobina.

La función del relé en nuestra instalación es bien sencilla. El alternador del motor es el encargado de cargar la batería principal ( batería de motor ). Bien, pues nosotros tenemos que conseguir que cuando el motor esté en marcha, el alternador cargue los dos grupos de baterías y al apagar el contacto, nuestros elementos eléctricos (luz, nevera, enchufes…) solo consuman de la batería secundaria. Esto se consigue con el relé separador de baterías. Yo no soy partidario de este tipo de relés en las embarcaciones, dado que al ser mecánicos, se romperá y porque solo funciona con el motor e marcha y en ese momento no me importa los 0,4v o 0,6v que pueda consumir un diodo.

Relé automático o NO automático.

Las patillas de estos relés tienen que soportar una carga determinada. Estaría bien saber que potencia suministra el alternador de nuestro motor para no quemar el relé.

• Relé no automático:

Éste relé tiene cuatro patillas. Dos de ellas son los contactos (nuestro interruptor) y las otras dos patillas son la bobina de activación. Cada contacto del relé ira conectado a los positivos de los dos grupos de baterías (cuando esté cerrado el “interruptor”, los positivos se comunicarán) y la bobina la llevaremos a un positivo de la furgoneta que nos dé 12V sólo cuando el motor esté arrancado  Lo mejor es que lo veáis en un esquema.

Otra opción para excitar la bobina puede ser a través de un interruptor al que tenemos que pulsar nosotros cuando queramos que el alternador cargue las baterías de servicio. una tercera opción es conectarlo al D+ de nuestro alternador.

Relé automático:

                                

Estos relés solamente tienen tres patillas. Las dos principales donde se conectan las baterías y una tercera que va al negativo. La instalación es mucho más sencilla que el relé no automático ya que no tendremos que llevarle 12V+ a la bobina. Éste relé se activará cuando detecta una tensión de más de 13,6V (el alternador da unos 14,4V), ideal cuando arrancamos el motor. Y se desconecta cuando la tensión de las baterías baje de 12,6V. Este relé no me gusta porque hasta que no baje de 12,6 estará cerrado y por tanto descargando los dos grupos de baterías

Supongo que con el tiempo o buscando se pueden encontrar relés que abran a 13v o a 13,6v para que inmediatamente parado nuestro motor, el relé separe los grupos de baterías.

Puente de diodos o separador de carga:

                            

El puente de diodos, recibe la electricidad del alternador de nuestro motor y los reparte entre los distintos grupos de baterías a bordo, hay dos tipos el normal y el Mossfet, la diferencia son las bajas perdidas del segundo y su precio más elevado, ambos son prácticamente irrompibles, pues son electrónicos y esta no tiene desgaste, llevan en la náutica desde que hay barcos… ya sé que los egipcios tenían barcos y no los llevaban, pero poco después ya si, dando excelentes resultados.

                            

Sección del cableado y Fusibles

Cuando nos ponemos a indagar en éste tema nos descargamos infinidad de esquemas donde vemos:

• Iluminación: cable 1,5mm² – fusible 10A
• Tomas de corriente: cable 2,5mm² – fusible 16A
• Nevera: cable 2,5mm² – fusible 16A
• Bomba de agua: cable 2,5mm² – fusible 15A

Una vez en nuestro velero hacemos lo mismo, instalamos la misma sección de cable y los mismos fusibles. Pero no todas las instalaciones son iguales y lo que funciona en uno puede no servir en otro.

Para que os hagáis una idea, todos los cables sufren un calentamiento debido a la intensidad que circula por él. Si no hemos calculado bien la sección se pueden llegar a quemar los cables provocando un incendio en nuestro barco. Si en vez de instalar cables sueltos ponemos conductores tipo manguera, éstas se calentarán más al estar los cables en el interior sin espacio entre ellos. Mejor hilo en el interior.

Sección del Cableado

Por la red hay cantidad de tablas donde podemos ver la corriente máxima que aguantan los diferentes cables, pero muchas de ellas difieren de las otras. Entonces, ¿Qué tabla es la correcta? La mejor sería la tabla del REBT, reglamento electrotécnico de baja tensión del cual los instaladores electricistas entre los que me encuentro somos especialistas en conocerlo e interpretarlo.

En ella observamos la corriente que aguantan los diferentes cables dependiendo si son monofásicos o trifásicos, el tipo de aislamiento, tipo de instalación… Algo muy complejo para el que no tiene nociones de electricidad. Creo que es excesivo que os pongáis a buscar en esa tabla, mejor usáis esta que servirá en el 80% de los barcos.

Estas tablas sirven de igual forma para el cableado en corriente continua (DC) que para la corriente alterna (AC). No se superaran distancias de 6 metros, para más distancia consultar con un técnico que lo calcule.

Cable de 1,5mm   hasta 10 Amperios
Cable de 2,5mm hasta  16 Amperios
Cable de 4mm hasta 20 Amperios
Cable de 6mm hasta 25 Amperios

Dire que el aislamiento del cable de ser mínimo 750v, aunque mejor 1000v y mangueras aunque se que eso no siempre es posible.

2. ¿Qué fusibles pongo?

Erróneamente pensamos que un fusible es para proteger los elementos eléctricos conectados y no…son para proteger el cableado y que no se queme, pues son estos los que incendiaran nuestro barco. Un magnetotermico es la versión moderna de los fusibles

Volvamos a la tabla anterior. Si instalamos un cable de 2,5mm² de sección la intensidad máxima que puede soportar sin quemarse son 22A. Siempre hablando de cables sueltos de cobre y temperaturas ambientes normales (estos cálculos se hacen para temperaturas de 40ºC). Nuestro fusible debe ser el inmediato inferior de 20ª, que son 15Amperios, usando esta fórmula del inmediato inferior podremos usarlo tanto en mangueras como con hilos sueltos.

Pongamos un ejemplo. Queremos instalar el cableado de iluminación en nuestra furgoneta, que va a estar basada en leds. Miramos la potencia total de los leds y nos van a consumir 20W, por lo que tendrán una intensidad total de 1,6A (más adelante explicaré la fórmula de la potencia y la Ley de Ohm para éstos cálculos). Miramos la tabla y con un cable de 1,5mm² nos es suficiente. Como el cable aguanta 15A podemos poner un fusible inmediato inferior que serán 10Amperios. En éste caso, al ser leds que no tienen fusibles propios, yo pondría un fusible cercano al consumo total.

Otro ejemplo con un elemento electrónico, la nevera. Si miramos sus especificaciones el consumo a 12V son 6A.  Según su consumo, con un cable de 1,5mm² nos será suficiente y el fusible debería ser igual o inferior a 15A (consumo máximo que aguanta el cable). Por lo que podríamos poner un fusible de 10A.

Hasta aquí todo entendido y muy fácil con la tabla, pero en nuestros cálculos no hemos tenido en cuenta la caída de potencial. Por lo que la sección de cable de 1,5mm² que hemos elegido para nuestra nevera no es la correcta pudiendo provocar un mal funcionamiento y que se apague por que no consigue arrancar.

Caída de tensión ¿Qué es y cómo calcularlo? Esto creo que os lo podéis saltar, es un peñazo.

Otro de los conceptos que hay que tener en cuenta es la caída de tensión. Dependiendo de los metros y la sección de nuestro cable, puede haber una caída de tensión importante. En el caso anterior nuestra batería nos suministra 12V y para conectar nuestra nevera hemos utilizado 5 metros de cable con una sección de 1,5mm². Esto no cuenta que el compresor al arrancar consumirá el triple de la tensión nominal de modo que ese consumo subirá hasta los 18 amperios, y los cálculos deben hacerse desde esos 18 amperios.

1. Cálculo de la caída de tensión en corriente continua (DC)

Imaginamos que tenemos una tirada de cable de cobre de 10 metros con una sección de 2,5mm². ¿Cuál sería la caída de tensión?




∆U =2⋅R⋅I =2⋅I⋅ρ⋅L/S


donde


L = Longitud del cable (m)


S = Sección del cable (mm2)


ρ = Resistividad del cable (Ω·mm2·m-1). Rho. Para un cable de cobre, es de 0.0172





I = Intensidad (A)

Para poder utilizar la fórmula anterior, antes debemos conocer la intensidad que va a circular por nuestro cable. Imaginaros que queremos alimentar una nevera de 12V que consume 72W. Es muy fácil hallar la intensidad gracias a la fórmula de la potencia eléctrica que dice:

Por lo que si despejamos “I” calcularemos la intensidad:

I=P/V =72W/12V =6A

Teniendo ya calculada la intensidad que va a circula por nuestro cable podemos calcular la caída de tensión gracias a la primera fórmula:

ΔV=(2·I·ρ·L)/S =(2·6A·0,0175·10m)/2,5mm² =2,1/2,5 =0,84V

En conclusión, aunque nuestra batería nos de 12V, a la nevera le llegarán tan sólo 11,16V. Es hora de ver que cable es el idóneo para esta instalación.

2. Cálculo de la sección del cable en corriente continua (DC)

Imaginemos el mismo caso anterior, donde nos hacen falta 10 metros de cable y la intensidad que circula por él son 6A. Por el tipo de instalación la caída de tensión admisible debe ser un 3% de la tensión total ¿Qué sección de cable nos hará falta?

2 * L * I / 56 * %

L longitud del conductor ( lo que mide en metros un solo conductor )
I amperios que van a pasar por el conductor
56 es un constante ( para el cobre 56 ,aluminio 35 )
% es el porcentaje de caída de tensión admisible ( el 1%, 3% , 5% del voltaje del sistema 12 , 24 voltios )

Primero hay que hallar la caída de tensión admisible, en nuestro caso es el 3% de 12V:

V¹=(12V·3)/100 =0,36V

Ya podemos aplicar nuestra fórmula para calcular la sección de cable necesaria:

S=(2·L·I)/(C·V¹) =(2·10m·6A)/(56·0,36V) =120/20,16 =5,95mm²

En conclusión, deberíamos utilizar un cable de 6mm y como norma en estos cálculos instalaremos el inmediato superior que será cable de 10mm. No seguiré por este camino, no debía haber empezado… pero es que me tiráis de la lengua y si lo pongo al principio nadie lo lee… jajajajaja

Ley de Ohm,  me veo casi obligado por el título del post, nociones básicas y esto es básico.

Es la fórmula más famosa y con la que más trabajamos en electrónica y electricidad (junto con la de “potencia” que ya hemos visto anteriormente). Por eso debemos conocerla. Con ella podemos hallar la intensidad de un circuito, el voltaje la resistencia y la potencia.

Inversor/convertidor 12VDC – 220VAC

En el mercado tenemos gran cantidad de modelos de convertidores de tensión. Todos ellos los podemos reunir en dos grandes grupos: onda senoidal pura y onda rectificada.

• Onda senoidal pura: Éstos inversores general una onda senoidal igual que la de casa. Pueden utilizarse con todos los aparatos de motor, simples y complejos. Son mucho más caros que los inversores de onda rectificada.

• Onda rectificada: Su onda es cuadrada “imitando” a la senoidal y solo sirven para alimentar aparatos simples y sin motor (iluminación, Tv, reproductores de música, ordenadores, etc.). Es más económico que el inversor de onda senoidal pura. Electrodomésticos con resistencias de calor tampoco podrán funcionar, como el secador o las planchas del pelo.

En éste campo también hay que saber diferenciar entre potencia nominal y potencia del pico.

• Potencia nominal: La potencia que pude proporcional el inversor de forma continuada y durante su uso normal.

• Potencia de pico: Es la potencia que proporciona durante un espacio de tiempo corto. Algunos aparatos la necesitan para poder arrancar, como es el caso de taladros, bombas de agua, frigoríficos… Generalmente aparatos de motor.

Si no se tiene en cuenta la potencia de pico de nuestro convertidor y el aparato eléctrico le demanda más puede fundir los fusibles (Desconectar térmicos) o incluso quemar el inversor.

A la hora de escoger la potencia de nuestro inversor tenemos que tener en cuenta que éste no trabaje a pleno rendimiento, sino del 70% hacia abajo. Por ejemplo, si tenemos un portátil que el cargador consume 250W no compraremos un inversor de 300W. Lo mejor es adquirir uno de 400W. Le montaremos sus protecciones, Diferencial y térmico.

De Vulcano a Estromboli y su volcán activo la guardia costera nos echa del fondeo

18 de Agosto de 2017

Nos levantamos temprano para según nuestras guías coger boya, pensamos que si llegamos temprano, no nos faltaran, así que salimos a motor pero al poco rato entra un vientecito que nos lleva estupendamente, se hace imponente la presencia del volcán, lo vemos funcionando al acercarnos, sale humo que rápidamente al enfriarse se convierte en una nube, así como llegamos nos dirigimos al campo de boyas, al llegar ya vemos que no hay boyas y que hay algunos barcos fondeados con su ancla en 15 metros de fondo en medio del mar, en medio en medio, damos vuelta y fondeamos en una playa que tiene un fondo de 15 metros, tiramos 35 de cadena y nos quedamos a escasos 10 de la playa donde están los bañistas, nos saludan desde la popa y oímos perfectamente sus conversaciones, nos quedaremos esta noche y mañana buscaremos donde dejar el barco para subir al volcán, un bañito…. Preguntamos a unos jóvenes italianos donde está el campo de boyas o el puerto para dejar el barco, nos dicen que en Estromboli no hay nada de eso, ni puertos ni nada, entonces como se hace la excursión al volcán? No se puede.

                       Por fin después de semanas de hablar de llegar aquí, la tenemos delante

                                                                           Estrombolillo

                                 Unos delfines nos dan la bienvenida, esto pinta muy bien.

                            Se jorobo el asunto, estos señores nos piden que nos marchemos

 El fondeo no es ningún chollo.

Nos disponemos a comer y oímos una sirena anti bombardeos, salimos y es la Patrullera llamándonos, nos dicen que no se puede fondear a menos de 200 metros de la playa, pero a 200 metros de la playa a 1000 de sonda o algo menos, nos dice que le da igual que fuera ya! Así que nada levantamos el fondeo y como no se puede estar con tu barco en Estromboli nos vamos a un sitio donde poder dejar el barco seguro y volver a Estromboli a la excursión, así que otras 3 horas hasta Panarea donde escribo esto, pensando en irme a dormir.

 No somos de los que se rinden al primer contratiempo, allá vamos Estromboli.

 Este aparato vuela, literal.

 Las cámaras echan humo y los fotograf@s también.

Volvemos a Estromboli con el barco rápido, dejamos al Marie en una boya en Panarea, es la única manera de visitar la isla estando tranquilos, las estachas  de las boyas son perfectas incluso para barcos enormes, bajamos al pueblo y aquí tampoco hay coches, solo moto carros Ape de todo tipo, bicis eléctricas y patinetes eléctricos, vamos con la idea de subir al observatorio, un restaurante donde parece que se ven las explosiones del volcán, después de caminar una hora con un sol de justicia, llagamos, la primera impresión es que no veremos nada, y que es un timo para turistas, pero a los 10 minutos oímos un pepinazo en la lejanía, miramos para arriba y una columna de humo negro de cientos de metros, comimos mientras hacíamos fotos y 

Restaurante el observatorio, mejor venir por la noche, veras las explosiones con lava, pero para eso has de quedar a dormir en la isla.

                                                      Típica pero no nos resistimos a ponerla

veíamos el espectáculo, nos disponemos a bajar por que el rápido sale a las 16,35 horas, cuando vemos un lugareño con su moto carro que empieza a bajar, le damos el alto y le pregunta Marie si podemos bajar con él y en 2 segundos vamos en la caja a toda ostia cuesta abajo, sobra decir que estos trastos tienen la estabilidad justita, acojona bastante, en 15 minutos estamos en el pueblo, al buscar los pasajes del rápido, nos preguntamos el uno al otro y no habíamos pagado la comida, al ver al paisano arrancando no pensamos ni en pagar, llamamos y resolvimos el asunto abonando en un bar del puerto il conto, el ferri se retrasa, llegamos a Panarea y 

 Esta imagen representa bien la velocidad de aquel chisme, yo viendo lo que venia, Marie, bueno Marie se lo pasa bomba sin mirar.

 Este es el Fernando Alonso de Estromboli con su camión.

no tuvimos tiempo de volver al barco, nos subimos en una lanchita para ver las explosiones de noche, 6 horas más regresando a bordo sobre las 12,30 horas, las explosiones se ven, el mar absolutamente calmado, nuestras cámaras no son lo bastante buenas para captar el momento. Hay excursiones a pie hasta el cráter son duras, duran 6 horas con 30 minutos solo arriba y hay que dormir en Estromboli ya que empiezan a las 18 hasta 24 o asi. Para los navegantes no hay mas solución que dejar el barco en Panarea

 Esperando el Ferri para volver a Panarea.

 Como no nos quedamos tranquilos contratamos a Dino, que con esta lancha nos llevara otra vez a Estromboli por tercera vez, 

 El capitán ya esta a bordo nos podemos ir. Se observan la balsa salvavidas, aros y chalecos reglamentarios, seguro que los cohetes, bengalas, espejos y demás esta bien guardado para que no estorbe.

 Como por la mañana no nos basto, queremos verlo por la noche también.

 El capitán Dino, totalmente recomendable esta excursión, buen trato, excelente persona.

 Estos son los Travelifts de la isla, cada uno tiene su tractor para sacar su Barca, mejor no tener un problema por aqui.

 Choque de culturas, una la del trabajo tradicional, y otra la de los que han cambiado al turismo.

Marie con su camiseta de Estromboli, lo siento Javi se nos han adelantado.

 El camión cisterna.

 Esto es Porto Ginestra, por si alguno pensáis en venir con un velero.

Hacemos tiempo para que el sol se marche, es noche sin luna, esperamos verlo bien.

Nuestras camaras no son lo mejor del mundo para este tipo de captura, pero ademas de estas dos fotos lo vimos en directo, con nuestros ojos varias veces, objetivo cumplido. Hay que decir que es sorprendente poder asistir a este espectáculo.

Podéis encontrar más información en el blog de Javi http://veleromissregina.blogspot.com.es/   y sobre la ciudad o pueblo en la pestaña “ De turista a viajera “ que edita Marie.