 011. Claves
de los alambrados eléctricos. Mejor uso de sus ventajas.
Instituto Plan Agropecuario - Uruguay (17/01/2003)
La utilización de esta herramienta se ha popularizado,
permitiendo al hombre de campo desarrollar sistemas de
producción de pasto más eficientes o divisiones permanentes
que reemplazan a los tradicionales alambres convencionales.
En los últimos años se puede observar un uso cada vez más
intensivo y diversificado del alambrado eléctrico.
A pesar de esto, todavía no hay un conocimiento profundo de
las posibilidades que ofrece el sistema de cercos
eléctricos. Tal vez por falta de pautas técnicas necesarias
para sacar el máximo provecho, con la mayor eficiencia,
gastando lo necesario para que las cosas funcionen como
corresponde y no malgastando esfuerzo, tiempo y dinero, por
desconocimiento de los principios que rigen estos sistemas.
En este artículo se pretende
explicar:
1) principio de funcionamiento
2) importancia de la sección del alambre
3) importancia de la toma de tierra
4) selección del electrificador con los nuevos
conceptos
1) PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Un energizador o electrificador de alambres consta
de tres tipos de conexiones o terminales:
a) Conexión a la fuente de alimentación (12 volt/batería
– 220 volts/red).
b) Conexión al alambre para electrificarlo (VIVO)
c) Conexión a tierra (TIERRA).
Alimentado por cualquiera de las fuentes
mencionadas un equipo envía al alambre o cerco un pulso de alto voltaje, gran
energía y corta duración, en intervalos regulares de aproximadamente un segundo.
Cuando este alambre es tocado por un animal o por
cualquier otro conductor, se produce un paso de corriente a través del mismo,
que ingresa a tierra y por ella se dirige al sistema de tierra del equipo,
cerrando el circuito y produciendo lo que vulgarmente denominamos “patada”
(figura 1).
Figura 1. Principio de funcionamiento
Cuando pastos u otros objetos
tocan permanentemente el cerco, hay un paso constante de
energía a tierra, denominado “pérdidas”, que según su
cantidad provocan una disminución en la “patada” y
eventualmente pueden llegar a anularla. Estas pérdidas de
corriente por descargas o cortocircuitos no influyen ni
alteran el consumo de los electrificadores de Alto Poder.
Por ser una barrera mental, es de singular
importancia mantener una “patada” efectiva a lo largo de toda la línea, de tal
manera que el animal memorice el dolor que produce la descarga. Cuanto mayor sea
la energía de este pulso eléctrico, mayor será el recuerdo que tendrá el animal
y consecuentemente mejor el control que tendremos sobre los mismos.
¿Cómo es realmente esa circulación de corriente o
energía por el subsuelo?
El flujo de corriente que pasó por el animal al
tocar el alambre, ingresa a tierra por sus cuatro patas y se dirige hacia el
sistema de tierra del energizador en un enorme río de corriente, donde la mayor
concentración de sus partículas eléctricas se encuentra en las zonas más húmedas
y más profundas (figura 2).
Figura 2 . Importancia de una buena tierra.
A mayor profundidad, mayor concentración de
partículas eléctricas.
a) Tierra insuficiente, queda mucha electricidad
disponible = baja patada
b) Tierra insuficiente, queda todavía mucha
electricidad disponible = mediana patada
c) Buena profundidad de tierra, capta mucha
electricidad disponible = buena patada
a + b + c unidos entre sí, enterrados 2 metros =
óptima patada.
En electrificadores mayores a 10 Joules colocar 7
caños.
Al observar la figura podemos deducir varios
conceptos que son fundamentales para el conocimiento y funcionamiento de estos
sistemas.
a) Ese largo viaje de electricidad por tierra, es
una limitante del alcance de los equipos. b) La
composición del suelo y su humedad influyen directamente en el comportamiento de
los energizadores.
c) Una buena tierra es determinante para poder
captar la mayor cantidad de electricidad disponible en el suelo.
d) Una tierra insuficiente dejará mucha
electricidad en el suelo disminuyendo el voltaje de la “patada”.
e) Al haber muchos cortocircuitos la cantidad de
energía resultante del cerco será menor por lo que la “patada” también perderá
efectividad.
f) Es mucho más eficiente colocar el equipo en el
medio de la instalación que en un extremo.
2) SECCIÓN DEL ALAMBRE
Cuanto mayor sea la sección o diámetro del alambre,
mejor será su conductividad y menor su resistencia eléctrica. Por eso, en líneas
madres se utilizará 17/15 y en subdivisiones 15/13. En el caso de equipos muy
potentes, mayores a 15 Joules, se recomienda alambre de aluminio que es 4 veces
mejor conductor que el de acero.
El uso del piolín eléctrico es adecuado sólo para
divisiones no mayores a 500 metros y nunca es aconsejable para una línea madre,
excepto en el caso de algunos nuevos piolines de alta conductividad que poseen
hebras con cobre o aluminio. Estos piolines de alta conductividad se pueden
utilizar para líneas de hasta 1000 metros.
Conexiones
Todas las uniones de alambres electrificados deben
ser bien realizadas para que garanticen un buen contacto. La sección de los
puentes debe también mantener el mismo diámetro del conductor usado en la línea,
evitándose los contactos entre cables de cobre y alambres galvanizados.
3) IMPORTANCIA DE LA TOMA DE TIERRA
La toma de tierra o sistema de tierra de los
electrificadores es uno de los puntos más importantes de una buena instalación.
De su calidad constructiva dependerá en gran medida la efectividad de la
“patada” y el rendimiento de los equipos.
Dado que la electricidad circula por tierra como un
enorme río de corriente, donde la mayor concentración de partículas eléctricas
está en las zonas más húmedas y profundas, debemos instalar una tierra que tenga
la mayor capacidad posible de recoger el máximo de la energía disponible en el
subsuelo.
Para cumplir con esta premisa, es necesario
entonces:
a) Que el caño a utilizar sea lo suficientemente
profundo como para llegar a las zonas de humedad permanente.
b) Que el diámetro del mismo sea como mínimo de 1”
(una pulgada), para aumentar la superficie de contacto y que sus posibilidades
de recoger electricidad sean mayores. Cuanto más sección de caño, mayor será la
“patada”.
c) Que el material esté libre de óxidos
(galvanizado).
d) Que se trate de abarcar el mayor área posible,
para cubrir al máximo, ese mencionado “río de corriente” que circula por el
suelo.
e) Que los caños estén interconectados con alambre
galvanizado y sin empalmes.
Por lo enunciado anteriormente la toma de tierra
recomendada es:
Tres caños galvanizados o más, de 1” (pulgada)
enterrados al menos 2 metros y conectados entre sí a una distancia de 3 metros
cada uno (figura 3).
Figura 3. Toma de tierra.
Es fácilmente comprobable que
cuanta mejor tierra tenga un energizador más efectiva será
su “patada”, tanto como una buena antena influye en la
recepción de una radio. Cuanto más potencia tenga un
energizador, mayor será su exigencia de una buena tierra.
Así, para equipos mayores a 10 Joules se recomiendan 7
caños.
Instale su tierra en zonas donde se pueda contar
con humedad todo el año y en épocas de seca, humedezca el área del sistema.
Elija un lugar alejado de tierras de otros equipos eléctricos, de postes
telefónicos o de cualquier edificación que tenga metal en su estructura. Si
cualquier parte del circuito (“Energizador-Alambre Vivo-Estaca de Tierra-Energizador”)
es interrumpido, NO habrá descarga o “patada” alguna. Razón por la cual es
también muy importante, que la unión de la estaca de tierra con el
electrificador, sea conectada con alambres de buena sección y uniones bien
firmes.
Si la toma de tierra construida es mala o
insuficiente, al tocarla o medirla se verá que la misma patea. Si no hay
vegetación tocando el alambre energizado, coloque a 100 metros del equipo una
varilla metálica provocando un cortocircuito o flujo de corriente por tierra
hacia el sistema de tierra a probar. Si se comprueba manualmente o por un
voltímetro que hay electricidad disponible en el suelo, hay que mejorar el
sistema de tierra existente, porque es insuficiente.
La medida del voltímetro digital debe ser menor a
0.2 KV para que sea una buena tierra.
Retorno de tierra por alambre
En épocas de seca, con bajos de registros de
lluvias o con pocas precipitaciones muy estacionales, la conducción por la vía
tierra disminuye severamente y se forma una capa superior en el suelo
prácticamente impermeable al paso de la corriente eléctrica.
Esto provoca la desaparición de la “patada” por no
existir retorno de tierra normal.
Para eliminar este problema hay que instalar por lo
menos dos hilos, uno conectado al VIVO y un segundo a la TIERRA del equipo.
Cuando el animal presiona el cerco tratando de pasar, debe necesariamente tocar
los dos alambres para cerrar el circuito.
Este sistema se denomina retorno de tierra por
alambre, siendo su uso de alta seguridad en cuanto al control de todo tipo de
animales (figura 4).
Figura 4. Retorno de tierra por alambre
Mala conducción por tierra, el
animal debe tocar dos hilos
La construcción debe garantizar que no se
interrumpa ninguno de los dos circuitos y que bajo ningún concepto se toquen
entre ellos. A lo largo de estos cercos deben repetirse aproximadamente cada
1000 metros nuevas bajadas a tierra, para garantizar un mejor funcionamiento del
sistema. El alambre de TIERRA no necesita de aislación en todo su recorrido,
pero sí estar interconectado en toda su extensión para llegar hasta la tierra
del equipo.
4) SELECCIÓN DEL ELECTRIFICADOR ADECUADO
En Uruguay, Argentina y Brasil, los
electrificadores han sido denominados e identificados por su alcance en Km. Esta
forma de medición es imposible de evaluar en la práctica y permite a diferentes
fabricantes utilizar criterios distintos, muchas veces no comprobables en la
realidad y que inducen a que el productor cometa errores graves en el momento de
la compra.
Vamos a introducir un concepto de evaluación que es
el vigente en Nueva Zelanda, Australia, Europa y en Estados Unidos. En Uruguay,
sólo un fabricante está utilizando este sistema de medición, según el cual la
energía de un electrificador se expresa en Joules.
Recomendaciones prácticas para la selección del
electrificador
El shock o “patada” que recibe el animal depende
directamente de la energía liberada (Joules) disponible en el alambre en el
momento en que lo toca. Si se aumentan los joules disponibles colocando un
electrificador más potente, el shock será mayor, se podrán electrificar más
kilómetros y se podrá soportar mucho más pérdidas provocadas por contacto con
vegetación o malas aislaciones. Esta es la razón por la cual los productores
están utilizando electrificadores cada vez más potentes (mayores de 10 Joules).
El Joule es la medida para evaluar la potencia de
un energizador y puede ser expresada como Energía Acumulada o como Energía
Liberada de Salida, siendo esta última característica la forma más importante
para indicar la potencia de un energizador o de compararlos entre sí. Los Joules
de salida del equipo constituyen la unidad que deberían incorporar los
fabricantes para orientar al productor, evitando la confusión que se genera
cuando solamente se los identifica por kilómetros de alcance.
Estos Joules de salida nos dan una indicación de la
capacidad del energizador para soportar pérdidas. Los equipos más potentes
(mayores a 6 Joules) entregan su máxima energía de salida en valores de
resistencia más bajos ( 50 a 200 W ) lo que les permite soportar mejor las
pérdidas y lograr mayor potencia al final de la línea.
Los equipos de potencia menor (menor de 5 Joules)
entregan su máxima energía entre 200 y 500 W , siendo la capacidad de control
menor.
Un energizador de Alto Poder envía gran parte de su
potencia al alambre en un pulso de cortísima duración y mantiene la eficacia del
cerco, aún con considerables pérdidas. En forma más práctica, decimos que su
poder no es mayormente afectado por las malezas que tocan el alambre.
Vamos a definir entonces las razones a tener en
cuenta para elegir el energizador a utilizar:
a) Como regla general, todo establecimiento que
cuente con corriente eléctrica de red debe instalar un electrificador de 220
volts., lo que en cierta forma lo obligará a estructurar una instalación
central.
Dado que el consumo de corriente eléctrica de un
electrificador es despreciable, se recomienda colocar el equipo más poderoso
dentro de nuestras posibilidades.
b) Si hay cortes frecuentes de energía o se
requiere 100% de seguridad, se deberá apelar a equipos duales, o sea, equipos
que trabajan indistintamente alimentados de 12 y 220 volts.
Funcionan conectados a la red eléctrica y ante un
corte en el suministro, pasan automáticamente a operar en 12 volts., volviendo a
alimentarse de 220 volts. al superarse el corte, cargando lentamente la batería
consumida en ese período. Estos “duales” son recomendados, ya que solucionan los
problemas derivados de los cortes de corriente, para controlar animales no
acostumbrados al alambre eléctrico.
Un energizador de Alto Poder envía gran parte de su
potencia al alambre en un pulso de cortísima duración.
 c)
Si no hay corriente de red o no se quiere iniciar con instalaciones
centrales, la alternativa son los energizadores a batería de 12 volts. El
consumo de estos equipos SÍ es significativo y está en relación directa con su
poder, lo que debe tenerse en cuenta por lo complicado que resulta el recambio
de baterías. Afortunadamente los Paneles Solares han solucionado este problema
evitando la constante recarga de los acumuladores y alargando la vida útil de
los mismos al no someterlos a cargas rápidas y al mantenerlos siempre en niveles
de carga óptimos. Últimamente han surgido equipos solares con batería incluida
de tipo “compacto” que favorecen mucho la instalación bajando el mantenimiento.
Se debe recordar que los energizadores de Alto Poder o baja impedancia los
cortocircuitos y las pérdidas NO provocan mayor consumo de batería, sino una
menor “patada”.
Definido el nuevo concepto de energía de la
“patada” y las distintas fuentes de alimentación, debemos conocer también otros
factores a tener en cuenta:
a) El “radio” de acción o sea la distancia que
habrá desde el sistema de tierra del energizador al último punto de la línea, en
línea recta.
b) La superficie de todo el campo y no sólo el área
a electrificar, ya que en explotaciones mixtas es necesario abarcar toda la
superficie y llegar hasta el último rincón.
c) El posible contacto con vegetación que tendrá el
alambrado.
d) El nivel de aislación relacionado al uso de
buenos aisladores y su posterior mantenimiento.
e) El margen de reserva necesario para ampliaciones
futuras o pérdidas imprevistas.
Una vez más queremos insistir que si la fuente de
alimentación del energizador es de corriente de red (220 volts.), es siempre
conveniente instalar el equipo de mayor energía en el caso de que debamos
recurrir a acumuladores, tratar de centralizar lo máximo posible para aprovechar
mejor el “radio de acción” de los electrificadores.
Generalmente todo sistema de cercos eléctricos
recién instalado funciona correctamente. Con el paso del tiempo, por los buenos
resultados obtenidos, se aumenta el nivel de subdivisiones y al mismo tiempo se
van envejeciendo los materiales, perdiendo en algunos casos su eficiencia como
aisladores, provocando que instalaciones efectivas al ser diseñadas, en pocos
años dejen de serlo. El motivo es que el equipo empezó a quedar chico,
debiéndose agregar otro o colocar uno más poderoso. Esta experiencia nos indica
entonces que no debemos elegir lo “justo”, sino hay que pensar en la evolución
futura.
Hay también una decisión económica a tener en
cuenta al decidir la compra de un energizador; es que cuanto más poderoso sea,
mayor energía disponible (Joules) tendrá, lo que bajará los costos de mano de
obra para mantener limpia la instalación y menor será la atención sobre las
pérdidas.
A manera de recomendación práctica, teniendo en
cuenta pérdidas y un margen de reserva adecuado, podemos indicar la energía
necesaria del electrificador según área a subdividir.
En estos ejemplos se considera una subdivisión con
alambrado eléctrico razonable para un predio lechero o ganadero.
En general, en Uruguay y en Argentina, los
fabricantes sobredimensionan el alcance de los equipos, haciendo que el
productor cometa errores graves en el momento de la compra.
A los efectos de dar una idea de alcances, hemos
relevado aplicaciones en la práctica, poniendo especial atención a las
condiciones promedio de instalación en Uruguay y teniendo en cuenta pérdidas por
vegetación, por mala aislación, por poca conductividad y mal retorno. El
siguiente cuadro muestra los alcances promedios en distintas condiciones:
Téngase en cuenta que, en general, en Uruguay se
observan pérdidas medias o abundantes, especialmente, en primavera y verano.
Con la simple observación de estos cuadros se
infiere la importancia de saber en el momento de la compra cuál es la energía en
Joules, dato que debe ser suministrado en forma seria y confiable por los
fabricantes. Éstos, generalmente, informan un “alcance nominal”, que no es real
ni confiable ya que sólo es verdadero en condiciones de laboratorio sin pérdidas
de conductividad ni de retorno y que, por lo tanto, al productor no le sirve de
guía.
Recopilación realizada en base a material extraído
de:
a) “Manual de alambrado eléctrico” para
electrificadores Terko - Uruguay
b) “Alambrados eléctricos. Manual de instalación y
Uso” Jorge F. Von Stecher (h) - Argentina
c) “Manual internacional de cercas de alta
potencia” Gallagher Power Fence Systems - Nueva Zelandia
d) Medidas de campo realizadas en diferentes
establecimientos del Uruguay
e) Medidas de laboratorio realizadas en SISTECNO
S.A.
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