Instalaciones, su acondicionamiento, limpieza y desinfección. AGAC0108

9. Resumen

La horticultura forzada es aquella que modifica principalmente los condicionantes climáticos (luz, temperatura, agua, viento, etc.) que afectan al crecimiento normal de un cultivo para intentar sacarlo al mercado de manera extratemprana o extratardía, creando así más competitividad.

Básicamente, consiste en colocar “encima del cultivo” un plástico, haciendo que por sus características se comporte de manera similar a la atmósfera (permeable a la radiación solar e impermeable a la radiación terrestre), produciendo que la temperatura sea mayor debajo de él, y así favorecer algunos de los condicionantes más importantes.

Los sistemas de forzados (invernaderos) son los más extendidos, ya que el cultivo cumple su ciclo completo dentro de la instalación, existiendo otros como los sistemas de semiforzados (acolchados y túneles). Para poder llevar a cabo el buen funcionamiento de estos sistemas es necesario disponer de una serie de dispositivos de control.

Para cualquier tipo de técnica utilizada en la horticultura forzada es importante saber una serie de condicionantes, que son, además del cultivo que se quiere poner, el tipo de clima, orografía, instalaciones, vías de servicios, mano de obra y una muy importante, la comercialización del producto, ya que es el motivo por el que se “crea empresarialmente” este sistema de producción vegetal.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. La horticultura es un sistema agrícola que se caracteriza, entre otras cosas, por:

1 Poca inversión y especializada mano de obra.

2 Utilizar técnicas costosas y especializada mano de obra.

3 No necesitar medidas de conservación tras su recolección.

4 Al igual que los herbáceos, necesitar grandes superficies.

2. El “efecto invernadero” es debido principalmente a...

1 ... los gases emitidos por los invernaderos.

2 ... las altas concentraciones de CO2 en la atmósfera.

3 ... la incidencia directa de los rayos ultravioletas (UV).

4 ... la radiación de onda corta.

3. Los sistemas de semiforzados son:

1 Aquellos que requieren de un invernadero.

2 Aquellos que se mantienen a lo largo del ciclo de una cosecha.

3 Los que se utilizan solamente en algunas fases del cultivo.

4 Los que no utilizan técnicas para modificar los componentes climáticos.

4. Los plásticos más utilizados en los acolchados son:

1 Polietileno (PE) y cloruro de polivinilo (PVC).

2 Etilen-Vinil-Acetato (EVA) y polietileno (PE).

3 Cloruro de polivinilo (PVC) y poliester.

4 Polietileno (PE) y poliester.

5. Seleccione si las siguiente afirmaciones son verdaderas o falsas:

1 Los plásticos de color negro en acolchados aumentan el rendimiento y la precocidad.VerdaderoFalso

2 En la construcción de los túneles siempre se utilizan plásticos transparentes.VerdaderoFalso

3 En los invernaderos con techumbre curvada solo se pueden utilizar en la cubierta materiales flexibles.VerdaderoFalso

4 Conocer las condiciones climáticas de temperaturas máx. y min., heladas y luminosidad potencial es importante para saber dónde ubicar un invernadero.VerdaderoFalso

6. Complete los huecos en las siguientes definiciones:

1 En un acolchado si el plástico es transparente primero ___________, cuando las semillas germinen se le aplica ___________entre calles y luego se realiza el acolchado. Una vez que la planta toque el plástico, se perfora la lámina para que la planta emerja y se vaya acostumbrando a estar en una situación menos favorable, fuera del ___________.

2 El sistema “cooling”, consiste en colocar en una de las paredes del invernadero una pared ___________ humedecida permanentemente y en la pared opuesta un ___________. El objetivo es crear una “depresión” y forzar que entre ___________ en el interior del invernadero por la pared porosa.

Capítulo 2

Componentes básicos en instalaciones de agua y de electricidad: riego

1. Introducción

En el presente capítulo se realizará una descripción de los componentes eléctricos necesarios para el correcto funcionamiento de todos los elementos que necesiten demanda eléctrica en una explotación hortícola.

Se realizará la descripción de los componentes de la red de abastecimiento de agua y de todos los puntos que lo demanden.

Al igual que la electricidad, el agua es un recurso imprescindible para los sistemas de riego, limpieza de instalaciones y, en ocasiones, la higiene del personal que trabaja en la explotación. El agua está en contacto directo con los elementos de la explotación que intervienen en aspectos claves del proceso de producción.

A la hora de realizar una puesta en riego, el agua es un factor limitante, teniendo en cuenta dos aspectos muy importantes: la calidad del agua a utilizar y el caudal disponible.

El caudal se refiere al agua disponible por unidad de tiempo (litros/segundos, m³/hora, etc.), en función de las necesidades netas de riego del cultivo y del sistema de riego, se determinará la superficie a regar.

La calidad del agua se refiere a las características físicas y químicas que condicionan que el agua sea apta para el riego, además del sistema de riego elegido, cultivo a regar, tipo de suelo y manejo de riego.

2. Instalaciones eléctricas. Funciones y tipos

Para el correcto funcionamiento de cualquier instalación eléctrica, es necesario conocer una serie de elementos funcionales, como son:

1 Suministro.

2 Alumbrado.

3 Fuerza.

4 Maquinaria.

5 Potencia.

Definición

Instalación eléctrica

Es un conjunto de aparatos y circuitos asociados que, para un fin particular, producen, transforman, transmiten, distribuyen y utilizan energía eléctrica.

Las especificaciones técnicas de una instalación eléctrica de este tipo se fijarán de acuerdo con el vigente Reglamento Electrótécnico Para Baja Tensión, reflejado en el Real Decreto 842/2002 de 2 de agosto de 2002 y las Instrucciones Técnicas Complementarias (I.T.C), así como las recomendaciones del Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico, y Condiciones Técnicas y de Seguridad de la empresa suministradora de energía.

La ITC-BT-35 “Instalaciones con fines especiales. Establecimientos agrícolas y hortícolas” del REBT se aplica a este tipo de explotaciones, y las preinscripciones particulares quedan recogidas en la norma UNE 20.460/7-705 “Instalaciones eléctricas en edificios, Reglas para las instalaciones y emplazamientos especiales. Instalaciones eléctricas en los establecimientos agrícolas y hortícolas”.

2.1. Suministro

El suministro de energía eléctrica de una instalación hortícola, principalmente en un invernadero, se obtiene, en la mayoría de los casos:

1 Desde una red o un transformador propiedad de una compañía eléctrica existente, que proporcione baja tensión.

2 Desde una red de media o alta tensión existente, para lo cual se necesitaría realizar por cuenta propia la instalación eléctrica de un transformador para reducir la tensión a 230/400 V, y así convertirla en baja tensión.

Transformador a la intemperie

La tensión nominal en una explotación de estas características es siempre baja tensión de 230 V para circuitos monofásicos y de 400 V para circuitos trifásicos. (230/400 V).

Definición

Tensión nominal

Es el valor por el cual un sistema o instalación se designa para su funcionamiento.

Para saber si la línea de distribución de la que se quiere abastecer una explotación aporta la energía eléctrica suficiente para el correcto funcionamiento de esta, es necesario saber cuál es la potencia total que demanda la explotación.

Una vez que la instalación tiene potencia, esta es suministrada a todas las demandas necesarias, que son de tres tipos:

1 Alumbrado.

2 Fuerza.

3 Máquina.

2.2. Alumbrado

Se pretende conseguir una iluminación correcta y suficiente que tenga como resultado realizar los trabajos evitando la fatiga visual. Para ello, se dispondrá del número y tipo de lámparas suficientes para realizar los trabajos con la cantidad y calidad suficiente.

Para el diseño de una instalación de alumbrado hay que saber:

1 Niveles de iluminación. Hay que tener en cuenta los valores recomendados para cada tarea y las valoraciones subjetivas de los operarios (comodidad visual, agradabilidad, rendimiento visual, etc.).

2 Tipo de lámparas. Las lámparas más utilizadas en este tipo de instalación son de descarga, fluorescentes y de vapor metálico.

3 Distribución interior. Como las dependencias de estas instalaciones suelen ser rectangulares, los aparatos de alumbrado se situarán formando hileras paralelas al eje mayor.

4 Flujo luminoso. Para el cálculo del flujo luminoso necesario en cada recinto, además de los niveles de iluminación, se tendrán en cuenta las características geométricas del local, los factores de reflexión de los cerramientos y el grado de mantenimiento de la instalación.

Para la iluminación interior de un invernadero, las lámparas más utilizadas son todas de descarga:

1 Lámparas fluorescentes de 40 W. Las lámparas fluorescentes son fuentes luminosas originadas como consecuencia de una descarga eléctrica en atmósfera de vapor de mercurio a baja presión, en las que la luz se genera por el fenómeno de fluorescencia. Este fenómeno consiste en que determinadas sustancias luminiscentes, al ser excitadas por la radiación ultravioleta del vapor de mercurio a baja presión, transforman esta radiación invisible en otra de onda más larga y que se encuentra dentro del espectro visible. Se utilizan porque producen un gran flujo luminoso, tienen larga vida y una mayor calidad de luz.Lámpara fluorescente

2 Lámparas de vapor metálico de 150 W. Son lámparas que para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar próximo a uno de los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales. Se utilizan para el exterior de una explotación por su alta eficiencia, ahorro energético, larga duración y baja depreciación de flujo.Lámpara de vapor metálico

Sabía que...

Las lámparas de descarga constituyen una forma alternativa de producir luz de una manera más eficiente y económica que las lámparas incandescentes. Por eso, su uso está tan extendido hoy en día. La luz emitida se consigue por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas entre dos electrodos. Según el gas contenido en la lámpara y la presión a la que esté sometido, tendremos diferentes tipos de lámparas, cada una de ellas con sus propias características luminosas.

2.3. Fuerza

Una toma de fuerza es un punto de suministro de energía eléctrica determinada, en el que se podrá suministrar de esta energía a cualquier receptor que la requiera.

En una explotación hortícola, se pretende conseguir una distribución correcta y un número suficiente de estas. Para ello, se tendrá en cuenta la superficie de la instalación, así como la necesidad de tomas de fuerza en la explotación.

En horticultura forzada, principalmente invernaderos, en los equipamientos que requieren energía eléctrica, además de las tomas de fuerza eventuales que se puedan enchufar, existen otras tomas de fuerza, que se utilizan para los dispositivos de control y automatización que controlan las condiciones ambientales dentro de un invernadero. Estos pueden ser:

1 Sistemas generadores de aire caliente.

2 Sistemas automáticos de apertura y cierre de aperturas de ventilación.

3 Ventiladores.

4 Iluminación artificial.

Iluminación artificial en invernaderos

Las tomas de fuerza pueden ser monofásicas o trifásicas, dependiendo del tipo de línea de distribución.

2.4. Maquinaria

Las máquinas son elementos eléctricos importantes en la funcionalidad de la instalación. Es por ello que estarán conectadas a circuitos independientes. De esa forma, si hay un problema en una máquina o en su línea, este fallo no afectará al resto de la maquinaria.

Serán de posición fija y se distribuirán por la instalación según su necesidad.

Los circuitos que alimentan a la maquinaria son por lo general trifásicos, ya que las máquinas consumen grandes potencias y es más aconsejable que estén conectadas a este tipo de circuitos, aunque existen máquinas que se alimentan de circuitos monofásicos.

Nota

Los circuitos trifásicos se recomiendan para suministrar de electricidad a las máquinas que consuman grandes potencias, ya que necesitan menos sección para trabajar que un circuito monofásico que consuma la misma potencia.

Importante

En el diseño de la instalación eléctrica de un invernadero es importante conocer qué máquinas son monofásicas o trifásicas, ya que el suministro eléctrico también tiene que ser también monofásico o trifásico. En caso contrario, puede suponer un sobrecoste el acometer cualquier modificación.

Al igual que los dispositivos que se conectan a las tomas de fuerza, las máquinas que puede haber dentro de un invernadero serán dispositivos de control y automatización que controlan las condiciones ambientales, como:

1 Compresores.

2 Bombas de presión.

3 Equipos de fertirrigación.

4 Máquinas de limpieza.

Equipo de fertirrigación

2.5. Cálculo de potencias

La potencia total demandada en una instalación se calculará mediante el sumatorio de las potencias individuales de cada uno de los elementos que demanden energía eléctrica (alumbrado, fuerza y maquinaria). Pero para el cálculo es necesario conocer los dos tipos de potencias y la resultante de la relación entre ellas:

Potencia activa (P)

Es el trabajo útil que genera una carga cuando es conectada a una corriente eléctrica. Es la cantidad de potencia que tendrá que generar una fuente de fuerza electromotriz.

Para circuitos monofásicos, la potencia activa suministrada viene expresada por la siguiente fórmula matemática:

P = V· I · cosß

Donde:

1 V es la tensión de la línea, que al ser monofásica será de 230 V.

2 I es la intensidad máxima admisible de un cable que suministra electricidad a una toma de fuerza.

3 cosß: es el factor de potencia, que depende del dispositivo que se conecte. El máximo estimado para una máquina es aproximadamente 0,8.

Para circuitos trifásicos, la potencia total suministrada será la siguiente:

Recuerde

La potencia activa de un circuito es la capacidad que tiene para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Es la potencia que realmente puede aportar a un dispositivo o maquinaria que se haya conectado.

P = √3 · V · I · cosß

Donde:

1 V es la tensión de la línea, que al ser trifásica será de 400 V.

2 I es la intensidad máxima admisible de un cable que suministra electricidad a una toma de fuerza.

3 cosß es el factor de potencia, que depende del dispositivo que se conecte. El máximo estimado para una máquina es aproximadamente 0,8.

Recuerde

Un circuito monofásico es aquel que funciona con una sola fase eléctrica y un neutro, y con una tensión de trabajo de 230 V, y un circuito trifásico funciona con las tres fases y una tensión de trabajo de 400 V.

Potencia reactiva (Q)

Una vez que conocemos la potencia activa (P), es importante conocer otro tipo de potencia imprescindible para el cálculo de la potencia total, la potencia reactiva (Q), que es una potencia que consumen los circuitos de los motores, transformadores y cualquier otro dispositivo similar que posea bobinas, es decir, receptores que no solo consumen potencia activa, sino también reactiva.

La potencia reactiva o inductiva (Q) no proporciona ningún tipo de trabajo útil, pero los receptores que poseen estos dispositivos requieren este tipo de potencia para poder producir el campo magnético con el cual funcionan. La unidad de medida de la potencia reactiva es el VAR (voltiamperio reactivo) y la fórmula matemática para hallar la potencia reactiva de un circuito eléctrico es la siguiente:

Donde:

1 S = valor de la potencia aparente o total, expresada en voltiamperio (VA).

2 P = valor de la potencia activa o resistiva, expresada en vatios (W).

Potencia aparente o total

La potencia aparente (S), llamada también potencia total, es el resultado de la suma geométrica de las potencias activa y reactiva. Esta potencia es la de suministro, cuando se encuentra funcionando al vacío, es decir, sin ningún tipo de carga conectada, mientras que la potencia que consumen las cargas conectadas a un circuito es la potencia activa (P).

La potencia aparente (S) viene expresada por la siguiente fórmula:

S= V · I → S = P/ cosß

Donde:

1 V es la tensión de la línea, si es monofásica será de 230 V y si es trifásica será de 400 V.

Para el cálculo de la demanda de potencia bastará con realizar el sumatorio de todas las potencias de las demandas, descrita en los anteriores apartados, que pueda haber en una explotación hortícola.

Potencia de alumbrado

Debido a que las lámparas más utilizadas en una explotación hortícola son de descarga, habrá que tener en cuenta lo que establece la ITC-BT-44 ap. 3.1, donde la carga mínima prevista en voltiamperios será de 1.8 veces la potencia en vatios de las lámparas.

Ejemplo

Para una lámpara que consume una potencia activa de 40 W, la potencia total será de:

40 W × 1,8 = 72 VA

La previsión de demanda eléctrica del alumbrado se limita a la simultaneidad de funcionamiento, es decir, a la coincidencia de encendido en el tiempo de las lámparas. En una explotación hortícola, esta simultaneidad de alumbrado es bastante alta. Se puede estimar al 75 % de la potencia total.

Ejemplo

En un circuito de alumbrado, la potencia total de alumbrado es de 1000 VA. Si la simultaneidad es del 80 %, la previsión de potencia total será:

1000 VA × 0,8 = 800 VA

Potencias de toma de fuerza

Para tomas monofásicas, la potencia activa suministrada será la siguiente:

Enchufes de 16A → P = V· I · cosß = 230 · 16 · 0.8 → P = 2944 W

Donde:

1 V es la tensión de la línea, que al ser monofásica será de 230 V.

Toma de fuerza monofásica

Para enchufes trifásicos, la potencia total suministrada será la siguiente:

Enchufe de 16 A → P = √3 · V · I · cosß = √3 · 400 · 16 · 0,8 = 8.868,1 W

Donde:

1 V es la tensión de la línea, que al ser trifásica será de 400 V.

Toma de fuerza trifásica

Para el cálculo de la potencia total, hay que tener en cuenta el factor de potencia cosß, estimado en 0,8.

Ejemplo

Si la potencia activa que puede suministrar una toma de fuerza monofásica es de 2994 W, la potencia total será de:

2994 W / 0,8 = 3742,5 VA

Pero la previsión de demanda eléctrica de las tomas de fuerza se limita a un uso razonable de los posibles aparatos eléctricos que se puedan conectar, es decir, para el cálculo de la potencia total de las tomas de fuerza habrá que estimar una potencia total media de consumo, teniendo en cuenta la simultaneidad de los receptores que se puedan conectar y la demanda real que tienen estos.

Aplicación práctica

Calcular la potencia total demandada de un circuito monofásico con 5 tomas de fuerza monofásica.

SOLUCIÓN

La potencia activa que puede suministrar cada toma de fuerza sería de:

2944 W

Si el factor de potencia estimado es de 0,8, la potencia total será de:

2944 W / 0,8 = 3680 VA

3680 VA × 5 = 18400 VA

Pero esta potencia total se verá reducida porque no siempre se conectarán receptores que demanden la potencia total de cada toma de fuerza y no siempre estarán todos conectados a la vez.

Si estimamos que los receptores consumen como media 2500 VA y la simultaneidad es del 50 %, la previsión de potencia total de este circuito será:

5 × 2500 VA × 0,5 = 6250 VA

Potencias de máquinas

La potencia total demandada de las máquinas será la total obtenida de sumar todas las máquinas instaladas. Como los conductores de conexión alimentan a un solo motor, estos deben ser dimensionados para una intensidad 125 % de la intensidad a plena carga del motor (ITC-BT-47, ap. 3), como la potencia es directamente proporcional a la intensidad (P = V·I· cosß) incrementaremos la potencia en un 125 %. Además, en una explotación hortícola se considera una simultaneidad del 80 %, ya que el funcionamiento de las máquinas nunca será simultáneo.

Ejemplo

Si la potencia activa que consume un conjunto de máquinas es de 10000 W, teniendo en cuenta un factor de potencia de 0,8, la potencia total será de:

10000W / 0,8 = 12500 VA

Como los conductores de conexión alimentan a un solo motor, estos se dimensionarán para una intensidad 125% superior:

12500 VA × 1,25 = 15.625 VA

Como no siempre estarán conectadas todas las máquinas a la vez, y teniendo en cuenta una simultaneidad del 80 %, la potencia total demandada será de:

15.625 VA × 0,8 = 12500 VA

Una vez calculada la potencia total demandada (S), se podrá saber de dónde se realizará la alimentación eléctrica de la explotación, es decir, saber si una línea de baja tensión es capaz de suministrar la potencia total demandada o es necesario instalar un transformador a una línea de media o alta tensión cercana.