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PUBLICACIONES DEL MINISTERIO DE AGRICULTURASERVICIO DE CAPACITACION y PROPAGANDA
SERIE e MANUALES TECNICOS NUMERO 1
ELECTRIFICACIONAGRICOLA
POR
RAMON OLALQUIAGAIngeniero Agr6norno
MADRID1948
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INDICE
Págs.
DEDICATORIA ..
ADVERTENCIA PRELIMINAR
CAPITULO PRIMERO
GENERALIDADES
Aplicaciones agrícolas de la electricidad .La electrificación agrícola en España .Dificultades y soluciones .Precio de la energía eléctrica en el campo .
CAPITULJO II
lA CORRIENTE ELECTRICA y SU TRANSPORTE
Corriente continua .Corriente al terna .. .Comparación entre ambas clases de corriente .Transporte de la energía eléctrica: cálculo de las líneas'Instalación de las líneas .. ..Transformadores oo................. . .Interruptores y cortacircuitos .
CAPITULO III
MOTORES EI..ECTRICOS
7(¡
13141720
232527293 1
3337
Motores de corriente continua .pMotores de corriente alterna 42Potencia de los motores 46Arranque de los motores. Otras precauciones 47Elección de modelo . 56
Págs.
CAPITULO IV
LABOREO F.LECTRIl'O
Primeros ensayos . .. ÓJDiversos sistemas de laboreo .. . '" 05Instalación de laboreo en J:¡ Explota ción Agrícola "Ventosilla ", de Aran.la
de Duero ó7
CAPITULO V
OTilAS APLICACIO:-iES
Alumbrado . .Elevación de aguas .Accionamiento de máquinas fijas...... .. ..Iluminación de gallineros .Incubadoras y madres artificiales ..Caldeo de! suelo: semilleros v camas calientes ..Ensilado eléctrico ' .Grupos electrógenos y aerogeneradoresLa industrialización agrícola
CAPITULO VI
AYUIJA ESTATAl. A LA ELECTRIFICACION AGRIeOI.A
7778808183838587g:¡
Legislación vigente 91Anticipos reintegrables .. 93Subvenciones 93Auxilios técnicos l+:1Amplitud y eficacia de la citada legislación .; 94Auxilios concedidos por el Instituto Nacional de Colonización ('IJ
Al Excmo. Sr. D. Joaquín VelascoMartin, primer pro]iul:wr de la Electrifieacuni aqricola naeionai en su. finca "Ventosilla", de Aranda de Duero(Burqos].
EL AUTOR
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ADVERTENCIA PRELIMINAR
No me propongo en este escrito desarrollar un estudiocompleto de electriiicacion, sino tan solo resumir algunos comentarios de interés para el desarrollo de la misma en Espafwy enseñar en forma concisa, al empresario agricola especialmente, lo que creo fundamental en relación con este tema;aquello que es conveniente sepa quien se proponga dedicarsus esjuerros a mJejorlN la explotación agrícola por la uiilisación de una energía propiamente nacional, como la eléctrica,de la que se dispondrá en abundancia al ponerse en juego 1'05
recursos maturales del país.
RAMON OLALQUJAGA
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CAPITULO PlUMERO
GENERALIDADES
De las diversas manifestaciones de la técnica aplicada ala explotación agrícola, tres se distinguen por 'su importancia:la mejora en las labores de cultivo y de fertilización de lossuelos, el riego y la electrificación.
De tiempo inmemorial se vienen mejorando las máquinase instrumentos empleados en el cultivo de las tierras de labor, pero todavía es reciente el conocimiento de las causasbioquímicas que dan clara 'explicación del por qué les tan importante tener bien mullidos y desmenuzados los terrenos quehan de ser asiento de la vida vegetal.
Las labores no sólo mejoran las propiedades físicas del suelo, sino también las condiciones biológicas del mismo, permitiendo la intensificación de la vida microbiana y, como consecuencia, el enriquecimiento del terreno en nitrógeno y latransformación ventajosa de los demás fertilizantes que se llevan a la tierra en forma de estiércoles y abonos minerales.La técnica de las labores y del enriquecimiento de las tierrasestán íntimamente ligadas, y, por ello, las reúno constituyendo un solo grupo.
La técnica de la fertilización de las tierras mediante el estercolado es antiquísima y su progreso posterior afectó sóloal tratamiento del estiércol. La del enriquecimiento por abo-
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nos minerales pertenece al siglo pasado, sin que en los últimostiempos haya nada nuevo que señalar, ya que el enterrar cosechas en verde y el abonar con lignito, turba, etc., vienen aser nuevas formas de aportar materiales que contengan en sílos elementos nitrógeno, potasa, ácido fosfórico y cal que losabonos tradicionales contienen; o, bien, cum plen la necesidadde agregar sustancias orgánicas que, en todas las circunstancias, favorecen el desarrollo de la actividad microbiana en lossuelos.
La técnica del riego, limitada a las tierras que tienen aguaaccesible, aparece como fundamental en los lugares de humedad deficiente, transformando en unos casos los cultivos y haciéndolos posibles en otros. El desarrollo de los regadíos vaunido al de las primeras civilizaciones históricas, y su progreso fué paralelo al de los medios que sucesivamente han venidoaplicándose para llevar el agua a las tierras sedientas.
La técnica de la electrificación, estrechamente relacionada con las anteriores, les de aplicación reciente al campo dela explotación agrícola.
El invento de los motores y del alumbrado eléctrico constituye el fundamento de la electrificación rural, y 'Su aplicación sigue de cerca al establecimiento de las. redes interurbanas.
En los países adelantados, bien poblados y de avanzadogrado de industrialización, es donde se señalan las primerasmanifestaciones de esta nueva técnica aplicada al campo.
La existencia de saltos de agua en muchas fincas y su utilización en trabajos mecánicos fijos, apuntó ~a ventaja queresultaría de la transformación de su energía len otra cuyopunto de aplicación se pueda trasladar fácilmente de un sitio a otro. El salto de agua, elemento creador de energía eléctrica mediante la intervención de las turbinas, dínamos y alternadores, que convierten la energía potencial del agua enelectricidad, sirvió de origen a la instalación de motores endiferentes y convenientes puntos de algunas fincas.
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Por otra parte, las líneas que de pueblo a pueblo llevanla energía eléctrica constituyen un aliciente para los que nopueden producir su propia energía, pero conocen las ventajas que pueden obtenerse estableciendo derivaciones de laslíneas a su alcance.
Entonces comienzan a utilizarse motores de todas clasespara el movimiento de molinos, bombas, trilladoras" etc.; yalgo más tarde. en el año 1879, las casas dedicadas a estudiar las aplicaciones de la energía eléctrica hicieron ensayospara tratar de resolver el problema del laboreo eléctrico.
Aplicaciont!8 agrícolas de la electricidad.
Las aplicaciones que la electricidad puede hallar en la explotación agrícola 'se pueden agrupar así:
I.Q Fuerza motriz para el accionamiento de máquinas
agrícolas que requieren gran consumo de energía. Ejemplos:labranza eléctrica, grandes regadíos 'Con agua elevada.
2.° Pequeños motores para accionar máquinas fijas deconsumo reducido. Ejemplos: cortaforrajes, aventadoras, trilladoras, etc.
3.° Industrias agrícolas. Ejemplos: lechería, vinificación,conservería, etc.
4.° Usos domésticos rurales. Ejemplos: alumbrado, calefacción, radio, refrigeración.
5.° Cultivo y explotación de las plantas y animales útiles.Ejemplos: caldeo del suelo en semilleros y camas calientes,cercas eléctricas, sierras circulares, ensilado y desecación deforrajes.
Otro empleo de la electricidad en las explotaciones avícolas es la iluminación nocturna por medio de instalacionesautomáticas. La puesta invernal aumenta, en cifras medias,de 9 a 10 huevos, y esa ventaja puede venir parcialme:nteincrementada por la fortificación del animal, asunto que hade mirarse con interés en las granjas que explotan aves de
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razas selectas, ya de por sí no muy fuertes debido al régimenin.enso de puesta a que viven sometidas. El reducir a horarios primaverales el descanso nocturno supone un mayor consurno alimenticio, estimulando la actividad orgánica de lasaves.
Al lado de los citados existen otros aprovechamientos demenor importancia general, pero siempre muy útiles, comoson las incubadoras eléctricas, las criadoras de esa misma clase, las germinadoras, estufas de caldeo, etc., que se suelen instalar en las modernas explotaciones.
Los rayos ultravioleta se aplican, con evidente ventaja,en muchos países en los que el sol es menos creador de vitaminas que en elnuestro, Por tanto, el uso de las lámparas decuarzo y el caldeo del suelo nos parecen manifestaciones deresulta~oco útil entre nosotros, ya que el sol, gratuitamente, no~~~ el obsequio de una próspera agricultura potencial, falta só\o de agua 'en grandes zonas de nuestro territorio.
Des.otto punto de vista, estas aplicaciones se puedenclasifi'c~rJ~n~'pequeña" o "gran" electrificación.
Entend os por "pequeña", el uso de motores de escasapoten '. A instalaciones sencillas, comparables a las de laspequeñas industrias urbanas, y con escaso consumo.
Llamamos" gran" electrificación, al empleo de esta formade energía en la realización de un trabajo fundamental o importante, mediante el uso de máquinas o instalaciones eléctricas exclusivas para esa aplicación agrícola y con gran consumo de energía.
La eleatrifiaación agrícoda en España.
T odas las aplicaciones indicadas de la energía eléctrica enel campo son posibles en nuestro país, tanto en forma depequeña como de gran electrificación.
El uso de la electricidad como fuerza motriz para diferentes tipos de máquinas, debe ser la primera consecuencia del
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establecimiento de las redes de electrificación y del consrguiente reparto de esta energía.
R2pasando las máquinas a&ridO de uso corriente, ca-paces de ser accionadas por ~ctricl d, tenemos entre lasdel grupo de recolección que; ~ct~' trasladarse duranteel trabajo: las trilladoras, e p~oj 1al y aventadoras, instaladas normalmente en los ru _ s e~ eblos y granjas.
En las mismas circunstanci t cuentran todas las má-quinas de preparación de forrajes y piensos: ensiladoras,cortaforrajes, cortapajas y molinos. Las primeras dedicadasa cortar forrajes en verde o secos, y los últimos dedicados amolturar piensos. Todas funcionan con motores cuya potencia no pasa, en general, de los 40 ó 50 ev. de una gran ensiladora o de 'una regular trilladora.
A esta clase de máquinas podemos agregar las trituradoras y aplastadoras de granos, las seleccionadoras y clasificadoras de semillas, que exigen escasa potencia para su funcionamiento normal.
Las citadas máquinas constituyen, como se ve, elementosde trabajo en ,eras o almacenes y, por consiguiente, su uso define el caso de electrificación agrícola más próximo a lo aplicación urbana de la electricidad.
Algo parecido ocurre con las. máquinas frigoríficas empleadas para la mejor obtención o conservación de los alirnentus, y que resultan imprescindibles en muchas ocasiones, part.cularmente en las explotaciones lecheras.
En nuestro país" la mayor ventaja de la electrificación rural se obtendrá de la utilización de los motores eléctricos engrupos elevadores de agua. Ya hemos hecho referencia a lainmensa importancia de llevar humedad a nuestros secanosy cubrir las necesidades de la vida vegetal en las comarcascálidas.
En efecto, los grandes regadíos dependen de costosas obrashidráulicas para el almacenamiento y distribución del agua,yse encuentran forzosamente limitados, por razones topo-
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gráficas, a los valles de los ríos caudalosos o de sus inmediatas proximidades, y en ellos es posible crear extensiones, máso menos grandes, de elevada riqueza agrícola.
Pero, al no ser esto posible en otros lugares, sálo la electrificacián nos permite no ya la elevación de agua para usode personas o animales, sino su captación para riegos, estableciendo pequeños regadíos, cuya importancia se evidenciacada día más.
Esta riqueza, distribuída, llegaría a muchísimas tierras desecano, cambiando su áspera fisonomía, modificando totalmente eloonjunto del panorama de muchas comarcas' españolas, y mejorando las condiciones económicas alimenticias dela población en las zonas más pobres de nuestro país.
Los pequeños regadíos habrán de establecerse, casi siempre, con agua elevada, y serán posibles en todos los lugaresdonde 'exista agua corriente o subterránea a profundidad media y se disponga de energía eléctrica.
Estos regadíos se inician con cultivos de huerta y, al extenderse, alcanzan a los forrajeros para ganado de leche yaves; es decir, producción de verdura, loche, carne y huevos.
No puede dudarse de la eficacia de la utilización, en estecaso, de los motores eléctricos comparados con los de gasolina, gas-oil, etc., y mucho menos con los variados y antiguossistemas de norias.
Los grandes regadíos con agua elevada, alejados ya muchas veces de los pueblos, señalan el paso de la pequeña a lagran electrificación.
No hay que olvidar la necesidad de que en los pueblos yfincas se disponga de fraguas, herrerías y talleres modestospara la reparación rápida del material agrícola, expuesto amil roturas por las circunstancias de su penoso esfuerzo. Laelectrificación de estos auxiliares del trabajo campesino aparece como' una aplicación rural más de tan importante energía.
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Dífieultades y soluciones.
No nacen las dificultades para la electrificación flF3.1 de;coste de la energía. La mayor dificultad está directamenterelacionada con la escasez del consumo global de energía enel medio agrícola, porque las máquinas son' siempre escasasen él, normalmente pequeñas, Ji la duración del trabajo delas propiamente agrícolas es muy limitada 'en el día y, sobretodo, en el año. Es decir, que es reducido el número de kilovatios-hora consumidos en el campo.
La 'escasa densidad y duración del consumo son ya realidades que impiden que las redes de energía incluyan todoslos pueblos cuya electrificación urbana es la iniciación de lapropiamente agrícola, porque la producción de 'energía eléctrica está en España en manos de empresas privadas. que necesitan obtener un rendimiento económico de sus explotacierres.
No se ve otra solución al problema, que el apoyo del Estado a las mencionadas Empresas, cuya labor en orden a lacreación de energía y su distribución en los medios industriales parece ser satisfactoria.
El Estado puede, a través de sU'S organismos, apoyar elestablecimiento de Ias redes generales de electrificación, y puede también apoyar las iniciativas conducentes a aprovecharesta energía, len beneficio de la agricultura patria.
El apoyo a la electrificación rural es una realidad en lospaíses donde su establecimiento ha interesado, tanto en losde gran densidad de población y con abundantes recursos hidráulicos, por ejemplo, Italia y Francia, como en los de muydensa población, pero con menos recursos hidráulicos, como1nglaterra y Alemania; y aun en los países de grandes. posibilidades de esa clase, pero escasamente poblados en muchas desus zonas rurales, como ocurre en los Estados Unidos' de Norteamérica.
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Por un procedimiento u otro se ha fomentado el uso dela electricidad en el campo. llevándola a todos los rinconesdel país. lo que tiene, además, la enorme ventaja de mejorarlas condiciones de v.da de los pueblos por la facilidad y agrado que produce su empleo en la vida familiar y social.
El Estado estimula la construcción de carreteras, pantanos, puertos y canales, esperando percibir indirectamente losbeneficios de la obra realizada.
La electrificación rural está en el mismo caso y debe, igualmente, pensarse que los gastos que se realicen quedarán indirectamente com pensados con el aumento de la producciónagrícola.
Lo mismo que las carreteras enlazan los pueblos ayudando a mejorar sus condiciones de vida, y los ferrocarriles losacercan a los centros urbanos, el uso de la electricidad generaliza al campo el modo de vida de la ciudad, introduciendode lleno sus ventajas en el ambiente rural.
El modo de fomentar la electrificación agrícola es variable de unos países a otros, y debe ser objeto de estudio porparte de los organismos estatales que la tienen que acometer,en lo que a España se refiere.
La escasez actual de la producción eléctrica en España sería desalentadora, si no se supiese que las posibilidades, ano muy largo plazo, son enormes, y que el desarrollo de laelectrificación agrícola, que ha de ser necesariamente lientoen sus comienzos, ha de dar tiempo suficiente para ordenarla producción y distribución total de la energía eléctrica lenEspaña en la forma más conveniente.
En principio, parece ser que la solución más sencilla seríala de subvencionar a las Empresas que extendiesen 'sus redesde forma que las obras asegurasen ideterminado rendimientoeconómico, completando esta ayuda con todo género de facilidades' y subvenciones a los agricultores que, de las redes in-
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terurhanas, derivasen las líneas necesarias para la electrificación de sus fincas. Todo ello les labor de Colonización.
No hace falta insistir en el apoyo que debe prestarse atoda obra colectiva de electrificación, particularmente par.,crear regadíos, manifestaciones evidentes de progreso interior.
Cuidando constantemente de que los precios de motoresv 'sus repuestos se conserven a nivel razonable, lo mismo queÍa energía, se daría un avance considerable-e-y 'en poco tiernpo-a 'la electrificación rural.
Es evidente la conveniencia de prepararútiles de motores, transformadores, caset ,'Sformación,aisladores y demás elementos necesario n las \n'stalacioneseléctricas agrícolas, adecuados a nues - s P§::JS"ades y decoste asequible. Y, coincidiendo con ello', li. aea,_eón de nuevas fuentes de electricidad por la aplicación to de la energía potencial disponible, límite que está muy f~jos de ser alcanzado todavía.
De los metales usuales en aplicaciones eléctricas escaseaen España el cobre, cuya producción-por agotamiento de losvacirnientos ricos-no alcanza a cubrir ahora la mitad denuestras necesidades nacionales crecientes. Sin embargo, el beneficio de minerales con escasa ríqueza, que hay en abundancia-según tengo entendido-, podría, acaso, resol ver el problema que a la electrificación general española crea la escasezde su metal característico.
No detallo procedimientos extranjeros en vigor para fomentar el uso de la energía eléctrica en el medio rural (1), porque me he propuesto señalar sólo las lineas generales relacionadas 'Con la utilización de la misma; porque nada hay de excepcional en ellos, y porque, al fin, corresponde a los servicios
(1) El Departamento de Agricultura en Estados Unidos ha establecido unplan urgente con objeto de suministrar a más del 8S por 100 de las granjas de aquelpaís la energía eléctrica necesaria para las máquinas agrícolas y 'Para cubrir lasnecesidades del hogar.
técnicos del Estado el estudiar si tales subvenciones y métodos son viables en España, y si encajan en nuestros procedímientes de apoyo a las manifestaciones de la iniciativa privada que, mejorando la vida nacional en cualquiera de sus aspectos, no pueden. en cambio, desarrollarse sin ayuda.
Precio de la energía eléctrica en el campo.
Al estudiar el hecho concreto de la gran electrificación,veremos que, en el peor de los casos, supuesto sostenido el mayor esfuerzo en forma continua, el coste de energía en la laborfuerte de alzar, de una hectárea, resulta ser de 19,20 pesetas.Realmente 'C1 esfuerzo medio de trabajo no suele llegar a 60
~t . owatios-hora, ya que la resistencia que se acepta para cale la -realización segura de la labor no es la misma que la~Sl ncia media que resulta de hecho, y que hace puedan'~ab ar hol~adamente los motore~ de esa potencia, puesto. <tue!!!, o trabajan a plena carga continua.
o contamos, naturalmente, el caso de alguna que otra re-.~ enciaexcepcional e instantánea' que el motor pueda vencer,
sobrecargado momentáneamente, o que haga funcionar, SI
algo. Si el kilowatio-hora cuesta 20 céntimos, el precio porconsumo de energía resulta ser de 16 pesetas por hectárea.
El resultado 'efectivo es el de un gasto que no excede de
50 kilowatios-hora, y que da por hectárea el de ~5~_8 = 80kilowatios-hora.
Con estos datos se comprende perfectamente la poca importancia que tiene el que 'el precio de la energía pueda variaralgo. Si el kilowatio-hora cuesta 20 céntimos, el precio porconsumo de energía resulta ser de 16 pesetas por hectárea.
Donde realmente se cifra la economía y 'Se basa 'el fomento de la labranza eléctrica es en el precio inicial de la maquinaria y de los. motores, transformadores, tendido de líneas, etcétera, yde las necesarias reparaciones. Como la llegada dela electricidad al medio rural es consecuencia del consumo po-
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sible O probable y del precio de venta, estimamos conveniente hacer la indicación citada.
Aparte de los 'casos en que la energía eléctrica ha de trsnsformarse en calor, transformación siempre cara, y que debeconsiderarse como poco interesante-salvo algún caso especial-, puede decirse que no es precisamente la aplicación deun precio remunerador a la Empresa productora de la energía, Io que puede constituir un obstáculo a la realización deuna amplia electrificación rural.
La pequeñez total de los motores al :servicio de esta labor,la enorme ventaja económica de la utilización de las máquinas que ellos mueven, la limpieza, la seguridad en el servicioy el facilísimo manejo de los tipos que consideramos comomás adecuados, no 'comparable al de cualquier motor de otra -,
• ~E. "G'~clase, hace que, VIstos desde el campo, hayan de ser ace ~ 1>~,
tables los precios industriales de consumo, sin perjuicio It! ~~_~ ~"que se apliquen las tarifas ~á~ reducidas a la Empresa a 9- r« ~:cola, por sus resultados mas Inseguros, y para fomentar, n ""'" .:.¡
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todo caso, el uso rural de la electricidad. 0;;./01: ",i;-
Q , .. . 1 b f {C~ ~¿ ue gasto unitano supone, por ejemp 0, o tener 200 a-llegas de trigo limpio en diez horas,si no se consume nunca,en gasto medio, arriba de 400 kilowatios-hora, incluídas la trilladora y la aventadora? Pues, en este trabajo y para fanegade ese cereal (cuyo valor efectivo con precio de tasa, primas,sobretasa, etc., es hoy del orden de las dento diez pesetas),el gasto por energía viene definido precisamente por una cifra que es doble de la que marca el precio señalado al kilovatio-hora.
Algo semejante, si no tan favorable, ocurre en todos losdemás casos, y por eso puede sacarse la conclusión de que laaplicación de un razonable precio a la unidad de energía eléctrica para la agricultura, que sea remunerador para la Empresa productora, no podrá constituir una dificultad para larealización de una amplia electrificación rural nacional.
CAPITULO n
LA CORRI ENTE ELECTRICA y SU TRANSPORTE
Omitimos en estas notas sobre la electrificación rural todaconsideración sobre la producción de la energía eléctrica engran escala, limitándonos a mencionar las características deesta energía en la forma que normalmente Sie suministra alconsumidor.
Las redes suelen conducir corriente continua o tl4lternatrifásica.
Corriente continua.
En la corriente continua, 'la intensidad y el ooltaie ¡se mantienen constantes en la línea bifilar que la conduce, :y la potencia les el producto de 'ambos factores. Llamando 1 a la intensidad en amperios, V al voltaje o fuerza electromotriz envoltios y P a la potencia en watios, se tiene:
P=V>:,lo bien:
watios = voltios X amperios
Otra unidad para la potencia es el kilowatio, que valeJ .000 watios, También como unidad mecánica de potencia seusa el caballo (HP), siendo:
1 Kw = 1'36 HP
L::l trabajo, o encrgia, es el producto de la potencia por eltiempo que dura su acción, y las unidades en que se miden son:el caballo-hora o el hilouatio-bora, que serán, respectivamente, el trabajo efectuado por un caballo (1) o por un kilowatio.durante una hora. Los contadores {le energía eléctrica dan elconsumo en esta última unidad.
Si se tratase, por ejemplo, de una instalación que, trabajando con corriente continua a 220 V. absorbe 5 A., duranteseis horas, se tendrían los siguientes valores:
Potencia de la corriente:
:; amperios X 220 voltio", = ¡.¡OO watios = r'r kilowat ios
Consumo de energía:
Q ~= J'J kilowatios X (j horas = 6'6 kilowatios-hora
Los montajes que se usan para la corriente continua suelenestar dispuestos en derivación () en serie.
1-
Fig. ,.-·Montaje en derivación.
En el montaje en derivación (fig. 1) los aparatos A y Bestán sometidos al mismo voltaje, pero las intensidades' queabsorbe cada uno son distintas y dependen de sus respectivasresistencias.
(r ) Para dar idea de la potencia de este caballo de uopor (Ro P. ó C. V. sonexpresiones del mismo, casi de igual valor teórico), diremos que el esfuerzo mediode una mula puede estimarse en 2 a 2'5 H. P. ó C. V" y en los golpes de collerapuede llegar a ser, momentáneamente, hasta cinco veces mayor.
~- 25-
La intensidad total, 1 es i~ + i2, y el voltaje común'a lesdos aparatos: V = Ít r, = i2 r«. " "
.."",3 .-1;:
Fig- 2· -Montaje en serie.
En el montaje en serie (fig. 2), los aparatos están recorridos por la misma intensidad, l.
Los voltajes VI y V2 suman el total V. AsÍ, tendremos:
V:..: VI + 1', 'L', = 1 • T, Y t', = J . T,
Corriente alterna.
En esta clase de corriente, la intensidad y el voltaje varían continuamente de valor. En un conductor dado, la intensidad en determinado momento vale cero; luego aumenta, llegando a un máximo, y decrece de nuevo hasta cero:des puéscam bia de sentido y decrece hasta un mínimo, paravolver acrecer hasta cero. Un ciclo como el descrito se denomina período, sucediéndose normalmente 50 períodos en elintervalo de un segundo de 1iempo. El número de períodospor segundo les lo que se denomina frecuencia de la corriente.
La frecuencia es, un dato invariable de la red, dependiendo de las características del generador que produce la corriente y, en concreto, de su número de polos y de su velocidad degiro, de acuerdo con la fórmula:
nXP1=---
120
en la que n= número de revoluciones por minutos: P = nú-
mero total de polos, y f == frecuencia, o número de períodospor segundo.
En la corriente alterna ocurre, que la variación de la intensidad y del voltaje no es simultánea, sino que, cuando laintensidad alcanza el máximo, por ejemplo, el voltaje .10 estáen el suyo. Hay un "defasado" que influye modificando la potencia de la corriente.
En los generadores, de acuerdo con el número de polos, sepueden producir simultáneamente varias corrientes que, enun instante dado, están en "fases" equidistantes dentro deun ciclo, Así, en la corriente trifásica, las fases difieren la tercera parte de un ciclo.
Para la conducción de estas tres corrientes se usan tres~~~~.conductores y, en cada momento, ocurre que la intensidad que
./ ~ ircula por uno de ellos es igual y de signo contrario a laI i~ í~' ~ I roa algebraica de las que circulan por los otros dos.
• . 1 ~:¡ Los valores oscilantes de la intensidad y del voltaje se sus..,;~ituyen por 1OSi que ISe llaman intensidad y voltaje "eficaces",~ que vienen indicados por los correspondientes aparatos de
medida (amperímetros y voltímetros). En la corriente alternatrifásica, y adoptando estos valores "eficaces" de la intensidad y el voltaje, la ponencia sería: P = 1'732 X I X V.
Pero, al introducir un motor en tal circuito, la corrientese estabiliza en régimen definitivo con un defasado que señaila la placa de características del motor como factor de potencia, con la indicación F, o COS 'f. La potencia absorbida, endefinitiva, es:
P = 1'732 X V X 1 X cos "
empleándose para P, V e 1 las mismas unidades que dijimospara la corriente continua; esto les, watios, voltios y amperios.
En corriente alterna trifásica se usan los montajes denominados en estrella y en triángulo (figs, 3 ~ 4). En ambos tipos de montaje se observa que, para aprovechar íntegra la
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energía de la corriente, cada aparato ha de llevar tres CH'CUl-
[5-Fig. 3.-Conexión en triángulo. Fig. 4,- Conexión en estrella.
tos que, por su manera de conectarse entre sí ya la red, adoptan una u otra disposición.
A veces existe un cuarto hilo en la corriente alterna tri-
"
It----Hi/o neutro15"--_ 1
Fig. 5.-Hilo neutro.
fásica cuando se usa el montaje len estrella: es el hilo neutro,y arranca del polo neutro, como se indica en la figura 5.
Comparaeión entre ambas clases de corriente.
La corriente continua no admite fáciles transformacionesen cuanto a su voltaje se refiere, por lo que no resulta aptapara ser transportada. La corriente alterna, en cambio, setransforma fácilmente de un voltaje a otro, obteniéndose lasaltas tensiones que convienen para su transporte a larga dista nICÍa, con secciones pequeñas en los 'conductores y con escasas pérdidas.
Empleando corriente continua para alumbrado, se obtiene una luz sin parpadeo y de intensidad más constante quela proporcionada por corriente alterna de escasa frecuencia.
-- 2S-
Esta deficiencia luminosa de la corriente alterna se solucionaprácticamente adoptando frecuencias del tipo de los 50 peI íodos por segundo, que dan seguridad a la producción y suficiente fi jeza a la luz.
La corriente continua puede almacenarse mediante el usode baterías de acumuladores, yes insustituíble en algunas delas aplicaciones físicas y químicas de la electricidad. La corriente alterna no goza de estas propiedades, y no puede acumularse en las horas de escaso consumo para 'Ser utilizada enlas de gran necesidad.
De todo 'ello se deduce que, fuera de las casos en que laenergía debe transportarse 'a distancia, pudiera interesar el usode la corriente continua. Pero es necesario recordar, en lo qUE'S'C refiere a la electrificación rural, que no son muy abundantes los lugares donde puede producirse en condiciones económicas la energía propia, y que el caso normal será 'C1 de usarla corriente que llega por las grandes redes, y estas empleancorriente alterna, buscando la facilidad en la transformaciónde voltajes y, con ella, la economía en las largas líneas quenecesariamente deben tenderse.
Cuando la naturaleza de una importante industria lo exige, o cuando se desea regular el consumo de grandes poblactoües, el problema se resuelve utillizando grupos convertidores, constituidos por un motor de alterna acoplado a una dínamo.
Debemos aconsejar todo género de precauciones en el manejo dela corriente eléctrica. Aceptemos prudentemente comode alto voltaje las corrientes que acusen una diferencia de tensión de más de 250 voltios entre conductores opuestos, conla excepción de la corriente alterna trifásica en la que ese voltaje puede contarse desde un conductor al hilo neutro conectado a tierra, lo que admite entre conductores hasta 430 voltios, pero no más', para que la corriente pueda ser consideradacomo de bajo voltaje. Hay que señalar que el peligro no essólo cuestión de voltaje, sino de la situación de aislamiento
Fig. 7.- Column a metálica para empalme de cable subterráneo a la líneaaérea de alta tensión. ( Foto .·¡rallda.)
- • -'1)
en que se encuentre la persona a la que puede dallar la corriente eléctrica. Son conocidos los accidentes, algunos graves.producidos al contacto de líneas de baja tensión, lo que indica la necesidad de conducirse 'siempre con prudencia. En lasde alta, los accidentes 'son casi siempre mortales.
Transporte de la energía eléetriea: cálculo de las líneas.
El transporte de la energía eléctrica se hace por cables deun metal cualquiera que sea buen conductor. Más adelantenos ocuparemos de la colocación del cable; primeramente vamos a ocuparnos en calcular el único dato que se necesita, quees ISU sección transversal o diámetro.
Respecto al metal, se usa casi únicamente cobre. por subuena conductibilidad (1). El cálculo de la sección se hace deforma que la pérdida de voltaje esté dentro de unos límitestolerables que varían entre el 4 y el 6 por 100 del voltaje quese ha de conducir,
En corriente continua, la fórmula que se ha de emplearpara hallar la 'sección de cada uno de los dos conductores es:
2 X l X .ts=
VXT---- X k
lOO
en la que:
k ;:--"" 56 para el cobre y 7 para el hierrol = longitud de la línea en metros
A = amperiosV = voltiosT ==: pérdida admisible, en tanto por 100, generalmente comprendido entre 4 y tiS = sección en mm.'
Si se trata, por ejemplo, de una línea de [.000 m. y220 volt., siendo A = 10 amp., k = 56 Y T = 6.
(1) En los Estados Unidos empiezan a utilizarse líneas de acero especial, cuyamayor resistencia permite aumentar la separación entre postes. El peligro de oxi
. dación se previene con el galvanizado. aceptándose pérdidas admisibles crecidas,en líneas de longitud no muy grandes. Y es que el cobre escasea en todas partes.
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La sección será:
2 X 1·000 X 10S = ------.--- ...------- = 27 mm.'
220 X 6--- X 56
100
que se obtiene con un cable de 6 mm. die diámetro (1).Otra forma que adopta la expresión anterior es la s~
guiente:2X/XI'
S =-VXT--- X V X k
100
en la que P es la potencia absorbida, en watios, y las demásletras tienen el mismo significado que antes.
Para la corriente alterna tri!ásica, la fórmula de Ia secciónde cada uno de los tres conductores es:
1 X Ps=
VXT---XVXk
100
en la que las letras tienen el mismo significado que antes y serefieren a los valores eficaces de V y P.
Obsérvese que la sección en corriente alterna es la mitadde la precisa para corriente 'continua de iguales características.
Con longitudes de unos 2.000 metros y, sobre todo, al consumirse potencias de más de 100 HP ." es general la convenien-
(1) El diámetro mínimo normal de los hilos conductores es de 3 mm., Y elmáximo prácticamente admisible es 6 mm., pues los más gruesos presentan talrigidez que su tendido es dificultoso.
En instalaciones cortas de bajo voltaje y al alimentar motores potentes (paraelevación de aguas, por ejemplo) puede ser necesario el uso de conductores demayor sec:ión y, en estos casos, resulta útil el uso de conductores de cable formado por varios hilos de escasa sección.
-31-
cia de utilizar la corriente alterna. Por ello, ésta es la que seimpone normalmente, y a ella han de adaptarse, en consecuencia, con sus ventajas e inconvenientes, los motores de nuestros campos.
Instalación de las líneas.
Las líneas de transporte de energía eléctrica para la agricultura. (1) se montan sobre postes de madera, de unos 8 a 10metros de longitud total, y se establecen generalmente paratensiones, comprendidas entre 6.0<x> y 15.000 voltios.
La distancia entre postes puede ser de unos 50 metros: losaisladores para más de 5.000 voltios han de escogerse del tipode triple campana, dejándose los de doble campana para voltajes inferiores. Unos y otros se sujetan a los soportes de hierro con azufre fundido, o 'Pastas especiales, y éstos se atornillanen lo alto de los postes de modo que el más elevado quede a una distancia mínima de 0,40 metros de su extremo.
Así como len las líneas de corriente continua los dos hilosse sitúan en un mismo plano horizontal, en estas líneas de trifásica se colocan formando un triángulo equilátero de 0,50
metros de lado aproximadamente.Según los reglamentos españoles, los conductores deben es
tar montados a una altura tal que la distancia mínima entreel conductor inferior y .el punto más alto del suelo no bajece seis metros. Este precepto debe ser cumplido rigurosamente, sobre todo len instalaciones, agrícolas, en que es frecuenteel paso de grandes carros de mies bajo las líneas eléctricas.
Los postes, cualquiera que sea el procedimiento empleadopara su mejor conservación, acaban por pudrirse, perdiéndose la parte enterrada-s-que puede tener 1,50 Ó 2 metros-i-, alcabo de un corto número de años, variable con el clima y lanaturaleza del terreno.
(I) Derivadas, normalmente, de las grandes redes de electrificación, instaladassobre soportes metálicos especiales (figs, 6, 7 Y 8).
- J2-
Los postes de pino duran de seis a nueve años, si no están impregnados, y los impregnados con sulfato de cobre, sublimado corrosivo (bicloruro de mercurio), alquitrán, etc., resisten unos quince a veinte años. Los simplemente pintadosde alquitrán, o carbonizados, duran .algo más que los sin impregnar. La parte que se pudre primero es la exterior en inmediato contacto con el sudo y, por ello, es conveniente repintar esta parte de vez en cuando, abriéndose un pequeñohoyo alrededor del poste hasta que el alquitrán se seque.
Modernamente se sigue el sistema de inyectar los postescon sustancias que impiden el desarrollo de los diferentes gérmenes e insectos que producen la destrucción de los mismos;pero este procedimiento sólo da buenos resultados cuando serealiza por personal especializado y con medios adecuados, porlo que resulta de elevado coste.
El mejor procedimiento para aprovechar la parte aéreade los podridos, es fijar .el poste sobre un nuevo pie de hormigón armado, compuesto de dos piezas que, abrazando elposte de madera a lo largo, lo sujetan en dos o tres puntospor medio de tornillos y tuercas, quedando una parte del bloque de hormigón enterradoa J,2 5 ó J, 50 metros.
Se constituye así un conjunto de conservación prácticamente ilimitada: sólo hormigón en el suelo y, fuera de é!., otrometro dehormigón abrazando la base del poste de madera. quequeda todo al aire,
También pueden utilizarse dos trozos de hierro de doble To simplemente carriles hincados verticalmente en el suelo, yentre ambos abarcan el poste, sujeto a ellos mediante dos ()tres tirafondos.
Cuando en las líneas de trifásica se emplea el cuarto hilo,o neutro (1), que debe comunicar con tierra, la utilización deeste hilo neutro con uno de los 'propios de la conducción tri-
(1) Sólo se usa en líneas de bajo voltaje y conexiones en estrella.
Fig. !I.- Línt·;¡ r u ra l de al ta ten sió n pa ra el se rVI( IO del cor tijo sit uado enúlt imo térm ino . ( Fo t o .-!r<lnda.)
- 33-
f ásica señala un voltaje, que es el de la conducción, divididopor 1'732 (1).
Muchos motores marcan en su placa de características undoble voltaje, según estén conectados sus arrollamientos enforma de estrella o de triángulo. Es necesario cerciorarse deque los mismos es tén en la forma correspondiente al voltajede la línea, ya que las dos formas necesitan voltajes diferentes; el voltaje para estrella 'es 1'732 veces mayor que el necesario para disposición en triángulo (figs. 31 a 34).
Los conductores empleados en las líneas eléctricas exteriores son normalmente desnudos, aunque en ciertos casos seusen conductores aislados (2). El material más empleado esel cobre, usándose el cobre duro en las secciones pequeñas,buscando una resistencia mayor, y el semiduro en las secciones grandes, para hacer compatible la mayor resistenciacon 'un fácil manejo en el montado y tendido de las líneas. Elhierro se usa a falta de cobre, conservándose bastante bieny dando resultados sólo aceptables.
Transformadores.
Al llegar las líneas de transporte de alta tensión a s ~puntos de consumo--líneas de corriente a1terna-, es neces ..'rio rebajar el voltaje para que da utilización de la energía n J'o~CC\ \J\'~resulte peligrosa.
Esto se realiza por medio de los transformadores, que seinstalan en casetas adecuadas construidas con material incombustible.
(1) El hilo neutro sale del punto común de los arrollamientos en estrel1a, que tiene un potencial cero, y se utiliza normalmente para el alumbrado, derivándose las tomas de una cualquiera de 'las fases y de este hilo neutro. Así se podránusar lámparas para lJO voltios en líneas a 220 voltios, y lámparas para 220 voltiosen líneas a 380 voltios entre fases. El .peligro en el uso doméstico de la electricidadse puede así disminuir. Conviene repartir las derivaciones entre las tres fases paraque marchen aproximadamente equilibradas.
(2) Para líneas de bajo voltaje que atraviesan zonas de arbolado, ° lugaresen que sería peligrosa la caída de algún cable.
En los transformadores, el fenómeno de la inducción eléctrica juega el papel fundamental, recibiendo la corriente delos tres hilos de alta tensión o voltaje en arrollamientos bienaislados, de pequeña sección y gran longitud, montados sobre núcleos de acero especial al silicio (chapa magnética).para crear por inducción en otros tantos circuitos con arrollamientos de mayor sección y menor longitud de hilo una cotriente de bajo voltaje y de gran intensidad, característicascontrarías a las de la corriente que llega de la red.
La potencia de ambas corrientes es la misma, y en la transformación sólo hay una pequeña pérdida debida a efectos complejos; en dichos arrollamientos se produce calor
La potencia de los transformadores se mide normalmenteen kilo-voltio-amperios (KVA.), y se calcula sumando loskilo-voltio-amperios que han de consumrise y las pérdidas enla línea de baja tensión. La relación de transformación esigual a la que existe entre los números de espiras de los arrollamientos de alta y baja tensión.
Los transformadores son robustos al exterior, pero demontaje delicado, y llevan en su interior, entre arrollamientos, gran cantidad de aceite mineral, que sirve simultáneamente para la refrigeración y para aumentar el aislamiento.Son de uso reversible, y análogos, por tanto, a los que en lascentrales eléctricas se utilizan para elevar la tensión de la corriente producida en ellas, buscándose la economía de transporte, ventaja fundamental en estas transformaciones.
51 tamaño de los transformadores va en aumento con supotencia, y las instalaciones son tanto más delicadas cuantomayor sea su capacidad y mayor la elevación de los voltajes;las grandes estaciones de transformación-e-ajenas a la aplicación directa agrícola-ese montan al aire libre en terrenos cercados, y en ellas se usan diferentes sistemas para la refrigeración de los transformadores.
¡: jl! ' !o._ T ran, r" rma,lo r. l11ontad" ';'Ih re p0';\ l" , p a rarnot or agr í : ,,!a ( \ 'e ra , :\ \nll' rí;I). ( h¡l" .11"/Id r;ál> ,¡I.)
- 35-
Los transformadores rurales más sencillos se montan sobre postes adecuados (figs. 10 y (1). En el esquema de la figura 1 1 van señaladas las partes esenciales de que constan.
Tanto en poblados como en las zonas de riego, se sitúanlas casetas en sitios convenientes, para evitar los largos recorridos, con sus grandes pérdidas, en ias líneas de distribución a bajo voltaje. En otros casos, en que convenga variara menudo la colocación del transformador, se usan en el campo los transformadores portátiles sobre carro, que llevan susenganches para aplicarlos a las tomas de corriente que la líneatiene distribuídas adecuadamente en [os postes, haciéndose elempalme ydesernpalme por medio de largas pértigas de seguridad. El uso de es tas centrales movibles está limitado apotencias medias del tipo de unos 50 a 100 HP., dado el pesoy volumen que alcanzarían las de mayor potencia.
51 uso de los transformadores portátiles está indicado enla labranza eléctrica, porque la tensión de los motores esde unos 750 voltios, y la de las redes mucho mayor. En losdemás casos de aplicación agrícola, motores o alumbrado, seemplean tensiones de 110 Ó 220 voltios, por lo que todavíahay que reducir el voltaje de la red en mayor proporción aún.En los motores, de corriente alterna trifásica son normaleslas tensiones de 380 y 220 voltios. Para las instalacionesfijas se disponen los transformadores en el interior de "casetas de transformación", donde se alojan, además, cortacircuitos, aparatos de seguridad, aparatos de medida, fusibles.etcétera, todo ello adecuadamente dispuesto en los cuadros dedistribución y maniobra. En la figura 12 damos un esquemade caseta transformadora.
La instalación de estas casetas de transformación es delicada, ya que las altas tensiones que llegan son de efectos mortales para el hombre. Por ello, deben hacerla siempre los técnicos, y el personal que las maneje debe estar perfectamenteinstruído en su uso.
- 36-
!
T++
(j).Aisladores(j).Oesconecfadores fusibles@. Transformador®. Caja con confador fusibles
e interruptores
1;
Fig. I l.-Poste de transformación. visto de frente y de perfil. (Lupiani-)
- 37-
Sien una caseta de transformación hay más de un transformador, y alguno de ellos se pone fuera de uso, cortandola corriente de alta, también se ha de separar de la línea debaja, pues la corriente de los otros transformadores crea, dadala reversibilidad de estos aparatos, tensiones mortales en lo'>polos de alta tensión del transformador aislado, y un descuido puede ser funesto. Ha habido muchos accidentes mortalespor este motivo.
En cuanto se refiere a instalaciones interiores, hay quetener en cuenta que sobre los conductores empleados en agricultura actúan muchos. agentes químicos, perjudicando suaislamiento, y que en el campo se almacenan normalmentegrandes cantidades de materias inflamables (1).
Debe ponerse especial cuidado en emplear materiales apropiados, observándose las condiciones de seguridad precisas enlas instalaciones interiores y que fijan los vigentes Reglamentos oficiales.
Interruptores y cortacircuitos.
Todas las instalaciones eléctricas han de disponer de interruptores y cortacircuitos (/usibf.es) en cantidad suficiente
Las motores deben protegerse mediante fusibles" que impidan las averías que en aquellos pueden producirse por deficiencia en la corriente o por sobrecargas. Un fallo de voltajeen las fases o una carga excesiva traen como consecuenciaque el motor exija una mayor cantidad de corriente (arnperaje) que la normal, pudiéndose quemar.
Los fusibles han de calcularse para una intensidad algomayor de la de marcha normal del motor correspondiente ypara un voltaje igualo mayor al de la línea; la intensidad en
(1) Hay materiales especiales para lugares húmedos, y también para sitiosdonde se desprenden vapores corrosivos: tal es el caso dejas habitaciones dondese aloja ganado, por Jos gases amoniacales desprendidos ocle los orines. En estoslugares es conveniente que los cuadros de distribución que se monten sean del tipoblindado, completamente cerrados y herméticos para polvos y gases.
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6 Corlac/rct.//fos c9//<9
7 idel77 bai6'
8 Amper/meTro
9 tlo/llmelro
.fO Conmvl<9dor volf
-tI ConTador de kw-horas
12TranslOrmador de pofbJnc/o
IJ I/Jlel'rvplor de pa/B/lCa
Fig. I2.-Esquema general de la instalación de una estación o caseta transformadora.(Luptanz.)
Fig' . ! J. -Una caseta t íp ica de t ran sforma cion . para riego . Lad o de baj a ten sió n , alberca 1" casi lla don de . está irista!:hlo el grupo mor obornba. ( Foto
-l runda.}
I; ig. q . - La.io de al ta l en ' Io nm isma '::lsl' la t ran sform ad ura .
.· / r <ill d a.)
d... la( ¡:o,o
relación con el mecanismo a que deben proteger, y el voltajeajustado a las conveniencias de su propio aislamiento y manejo.
En el siguiente cuadro se indican las intensidades nominales que corresponden para motores de diferentes; potencias.así como los fusibles que deben emplearse para su protección:
CALIBRE. EN AMPERIOS. DE LOS FUSIBLES MAS USUALES
Potencia del Intensidad nomInal IIllulllat _mI .. amptrlu tll clltlcllC1ll11- - .- --
molor en am perles conMotores con arranque Motores con arranque
- directo indirecto
Kw. 220 v, 380 v,380 v, 3 8 0 Y.aao v. 220 v ,
0,2 1 0.6 4 2 .. ..0,5 2,3 1.3 6 4 6 41,1 4.3 2,5 10 10 10 61,5 5.7 33 15 10 10 63 II 6.2 25 zo 15 154 14,5 8,3 25 20 25 15 /
5.5 19 JI 50 25 25 20 / ..~{".h
II 38 22 100 60 50 25 .'::52 125 80 60 /"15 30 35: :;:
22 75 43 160 80 80 50 \\"30 100 58 160 100 100 60 ::',40 135 77 200 125 160 8050 170 95 i 200 160 200 100
I- ------Hay interruptores automáticos, que hacen papel conjun
to de interruptores y de cortacircuitos. Desde el punto de vistade la seguridad del servicio, el empleo de estos interruptoresresulta muy conveniente, pero elevan el coste de la instalación.
Deben colocarse, igualmente, interruptores de caráctergeneral en la entrada de instalaciones complejas, y Ios fusiblesconvenientes, que son imprescindibles cuando los interruptores no son automáticos, y cuyo amperaje ha de ser propor-
-- 010 --
cionado a la suma de los amperajes necesarios en la instalación.
A mayor riesgo, ha de ofrecerse siempre mayor seguridad, y, por eso, se duplican muchas veces las instalaciones deprotección, en evitación de mayores perjuicios.
Cuando ios fusibles o los interruptores automáticos se funden o actúan más. de una vez, hay que buscar la causa originaria, puesto que existe una anormalidad que no ha sido momentánea.
Las casas proveedoras de material eléctrico construyen.hoy día, clases y calidades suficientes para cubrir riesgos detodo género, y por ello nos limitamos a aconsejar que se désiempre por bien empleado el mayor gasto que puede suponerel establecimiento, en las explotaciones agrícolas, die unas instalaciones eléctricas perfectas.
En la línea de alta se colocan interruptores de cuchillas.interruptores automáticos en baño de aceite, fusibles paraalta tensión en susportafusibles, pararrayos, auto-válvulas, etc., escogiéndose los diferentes elementos según los casos y circunstancias, En la línea de baja tensión está íntercallado el cuadro de distribución, con los aparatos de medida.fusibles de baja tensión 'y los interruptores de palanca necesarios (fig. 15).
CAPITULO III
MOTORES ELECTRICOS
De acuerdo con las dos clases de corriente de que se dispone en las redes, se señalan dos tipos de motores: para corriente continua y para corriente alterna. Ya hemos indicadoque la corriente alterna es la que más veces encontraremosen las redes eléctricas rurales, pero en otros casos tendremosque utilizar la corriente continua. Empezaremos describiendo los motores de esta clase, pasando luego a los de corrientealterna.
Motores de corriente continua.
Los, motores de continua pueden ser de tres clases: de excitación en serie, en derivación y compuesta ('\:ompound"). Sedistinguen por la manera de estar conectados los circuitos deinductor e inducido respecto a la red general. Los croquis quesiguen (figs. 16 y 17) ilustran debidamente este extremo.
En estos motores la velocidad depende de la tensión delinducido y de la intensidad de la corriente de excitación.
Los motores en serie se "embalan", adquiriendo cada vezmayor velocidad al disminuir la carga; inversamente, frenanante un aumento de'! esfuerzo que se exige a la máquina. Losmotores en derivación se regulan automáticamente, conser-
vando velocidad casi constante, independientemente de lacarga, dentro de ciertos límites. En estos motores cabe modificar algo la velocidad de rotación, mediante una resistencia
Fig. 16.-Esquema de un motorde corriente continua, montado en
serie.
Fig. 17.-Esquema de un motorde corriente continua, montado en
derivación.
intercalada en el circuito de excitación (fig. 18), o intercaladaen el inducido.
En los motores de excitación compuesta se obtiene una regularidad de marcha perfecta.
Motores de corriente alterna.
Son de dos clases fundamentalmente distintas: síncronosy iasincronos. En .los motores sincronos la velocidad de giro(5 constante, dependiendo únicamente de la 'frecuencia de lacorriente alimentadora y del número de polos del motor, quees invariable para cada máquina.
La velocidad ,es la que se obtiene de la fórmula de la fre-
- 43-
cuencia que se dió en la página 25, en la que los valores conocidos son I y p. Así, en un motor síncrono de cuatro polos,
Fig. IS.-Motor de corriente continua enderivación con reóstato de arranque.
alimentado con corriente trifásica a 50 períodos, la velocidad de marcha es siempre de:
120 X 50----- = 1.500 r. p. m·
4
Estos motores precisan una corriente auxiliar continua enel rotor, producida por una pequeña dínamo auxiliar; en losde poca potencia basta el flujo de un fuerte imán permanenteLógicamente, estos motores precisan colectores y escobillas.Además, no pueden arrancar por sí solos y para usarlos hande llevarse a [a velocidad de régimen, antes de conectarlosa la red alimentadora, iniciándose la marcha mediante dispositivos especiales que, por complicados, impiden la aplicaciónde estos motores a las necesidades rurales, pese a su buen aprovechamiento de la potencia, al anular el defasado (cos ep = 1).
En los motores asíncronos, 'la velocidad es algo inferior
a la correspondiente de sincronismo. En ellos. no se CO!1SigUé
tan al to rendimiento, pues persiste el defasado. Los hay dedos tipos : sin colector y con colector. Los motores asíncronos
Fig. 19.- - Rolof de "jaula de ardilla" .
sin coleetor tienen un roto r muy sencillo: ba rras de cobrecuyos ext remos están unidos en cort ocircuito , formando una
Fig. 2o.-Ro lor del tipo de "jaula deard illa" , d e aluminio fundido.
" jaula" (figs. 19 y 20) . Estos motores son sencillos, robust os.de fácil func ionamien to y, en consecuencia, muy adecuad ospara usos rur ales. Los de potencia inferior a 3 HP. tienen el
- 45 -
rotor formad o por un so lo sistema de ba rras, )- .se designangeneralmente con el nombre de motore s en " ja ula de ardilla".
Fig. 21.-Roto r en cortocircu itocon núcleo macizo, o de ran ura
sencilla.
Fij.!. 22.-Rot or -de dob le ranura .o de dobl e jaula.
Los de m ayor potencia t ienen, en el ro to r, un doble sistema deharras o resistencias intercaladas , para lo qu e necesitan .,do-
Fig. 23·-Motor tr ifásico acora zado , con roto r de ra nura sencilla .
ble ranura ", o "dob le jaula", nombres con que corrienteme nte se design an es tos m otores.
Los m otores trifásicos asíncronos con colect or- o moto res
-46-
de mducido con anillos rozantes-, tienen en e1l rotor un devanado constituido por hilos o varillas de cobre. Las conexiones de este devanado se indican en la figura 31. Mediante unosanillos colectores es posible intercalar resistencias en el devanado facilitando el arranque. Un dispositivo adecuado levanta las escobillas y pone los devanados en cortocircuito, unavez alcanzada Ia velocidad .de régimen (figs. 35 Y 36).
Potencia de 1018 motores,
En los motores de corriente continua la potencia aprovechable es:
VX/XTIP = kilowatios
1·000
v = voltiosI = amperiosTI = rendimiento mecánico del motor
caballos de vaporVX1X'I
p=-----736
(.
'"r >
~''''Eq;kaballos, la potencia es:'.(/ / /"oJfC~ ~<,;
Si la corriente es aítema:
v X J X 1'732 X coso ¡P X TIP = kilowatios
1.()()()
Siendo:V::::: voltios1 = amperios
coso IP = factor de potencia del motorTI = rendimiento mecánico
En caballos, la potencia es :
v X 1 X 1'732 X coso rp X TJp=----- X 1'36 caballos de vapor
1·000
- 47-
Corno el factor potencia es, aproximadamente, cos.s-e-o.So.sustituyendo y operando:
v X 1 X 1'732 X 11P = - caballos de vapor
1.000
Los motores trifásicos asíncronos desarrollan velocidadesteóricas, en vacío, que suelen ser de 3.000, 1.500, 1.000,750, etcétera, revoluciones por minuto, según que el motor tenga 2,
4, 6, 8, etc., polos, y siempre que la frecuencia sea de ~o períodos por segundo. En realidad, las velocidades son algo melJore~, aproximadarne~te: 2.85<?, 1.42~, 960, 720, -etc., ~a~rencia entre la velocidad de sincronismo y la de regm,6t\ se ~\
denomina" deslizamiento". ¡~ ;;r;.... ~)II\~ ~~1t t
Arranque d-e Jos motores.v-Otras precauciones. \(' . ...,,:;'Y
Si se conecta un motor en reposo directamente a la r~d.toma tal intensidad de corriente que peligran sus devanadosinteriores. Es conveniente tomar ciertas precauciones que eviten tan importante deterioro en los motores; estas. precauciones varían según el tipo de motor de que se trate.
Los motores de corriente continua se proveen de un reóstato intercaüado en la corriente de alimentación (fig. 20), Disminuyendo paulatinamente 'la resistencia de este reóstato después de conectar a la red, se alcanza la velocidad normal delmotor.
Ya vimos 'que se construyen dos tipos de motores de corriente alterna con rotor en cortocircuito: los motores de rotor sencillo, o en "jaula de ardilla", y los de "doble ranura". Elarranque de 'unos y otros puede hacerse por conexión directadel inductor a [a red si su 'potencia es pequeña, pero en casocontrario ha de hacerse mediante un conmutador estrellatriángulo (figs. 28 y 29), para evitar averías por la intensidad mayor en el arranque. Con el conmutador, apenas se llegaa vez y media la intensidad normal, Los de doble ranura ha-
cen el arranque con intensidad reducida y con par constante; factores que, unidos a su sencillez, dan a estos motores elmás amplio campo de aplicación.
En iguales condiciones de potencia y velocidad se puedeaconsejar la elección de un motor de doble ranura y conmuta-
R--..------S--~t__----T---+-~-----
Fus.
Int.
Fig. 24.-Esquema de conexiones para el montaje en estrella.
dor estrella-triángulo f-rente a otro de anillos rozantes y reóstato para arranques a media carga.
El fundamento del conmutador consiste en que un motordado precisa dos voltajes distintos, según estén conectados suscircuitos inductores en estrella o en triángulo. Para el funcionamiento len régimen normal de la primera 'Conexión se necesita un voltaje .'732 veces mayor que para la conexión en
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triángulo. De aquí que al arrancar convenga conectar 'en estrella, para que la mayor resistencia de los circuitos en estaconexión absorba el exceso de intensidad. En la figura 29 seaprecian los detalles relativos a este conmutador.
Los motores de anillos rozantes están indicados para gran-des potencias y arranques a plena carga. Tienen el rotor deva-
R----.......-----------ST
Fig. 33.--Diagrama de los circuitos del estátor montado en estrella.
nado de manera análoga al estátor, y, mediante las escobillas,se intercala en aquél una resistencia exterior en el momentode arrancar. Adquirida la velocidad normal, una palanca levanta las escobillas y, simultáneamente. pone en cortocircuitolos tres anillos (figs. 37 y 38) (1).
Todos los motores s·e calientan más o menos en su funcionamiento, debiéndose tener en cuenta la temperatura que adquieren a plena carga.
(1) En los motores en que varia con frecuencia la velocidad. se arrancan ydetienen. o cambia el sentido del movimiento, no se usa esta palanca, quedandolas escobillas permanentemente rozan tes sobre los anillos. Tal ocurre, entre otros.en los motores para laboreo eléctrico.
4
- 50-
Hay motores calculados térmicamente para marchas intermitentes, pero los de uso agrícola corresponden, en general.al grupo de los que han de trahajar sin paradas durante mucho tiempo, o 'Sea para "servicio continuo". Especialmente los
R--....-----S--~~---T ---+-+-4..-----
Fus.
Inf.
Fig. 26.-Esquema de conexiones para el montaje en triángulo.
motores para elevación de aguas trabajan durante largo tiempo y a plena carga permanente, si se han adquirido de la justapotencia necesaria (1).
(1) Las bombas de alguna potencia deben arrancar estando cerrada la llave depaso de la tubería de impulsión. Adquirida por el rodete la velocidad normal demarcha, se abre dicha llave lentamente. De esta forma disminuye considerablementela potencia necesaria para el arranque, que se hace sin carga excesiva.
-51 -
El caflor desarrollado a l cabo de un bu en ra to d e fun cionamient o no debe pasar de ciertos límites, que guardan relac ióncon la temperatura ambi ent e, ya qu e a ma yor elevación de
_____------------- R-----4----c_--------5-----+-----+--------- T
Fig. 27·-Diagrama de los circuito s del es tá to r mo ntado en triángulo.
ésta pued en adm itirse mayores temperaturas normales en lamarcha del m otor, s in pasarse de un total tolerable a los materiales usados en su construcción
Fig. lo.--Con mutador estrella- tr iángulo.
- 52-
Para señalar unas cifras, prescindiremos de los motorescon aislamientos más perfectos o especiales. y trataremos sóloel caso normal, como más seguro y de más general aplicación.
La temperatura alcanzada por lo.; motores (es fácil situarun termómetro-entre los arrollamientos del estátor o parte fijadel motor) no debe exceder la del ambiente en más de 40 gra-
R----------5----1---------T---I--I--------
Conmutador
Fig. 29·-Diegrama del conmutador estrella-triángulo.
dos centígrados, y la temperatura límite total no debe pasarde los 75 grados; es decir, que se usa la cifra de los 40 grados hasta una temperatura exterior de 35 grados, como máximo; 'Pero pasándose de este límite, la diferencia se hace inferior a Ilos 40, puesto que el total no debe pasar de los 75.Estas cifras no deben tomarse corno rigurosamente fijas puessi el motor está 'calculado ampliamente y su construcción ofrece garantías. no hay inconveniente en sobrecargarle en un 10
- 53 -
por \00. con lo cual se sob repas ará n las temperaturas ind icadas, sin qu e por es o corra 'el motor peligro de quem arse.
En general , el dato de lo s 40 gr ados es aplicab le sin máscom plicaciones, t om ándose la tem pe ratura ambien te a la al tura del e je de l motor.
C uando la man o pu est a sob re el mo tor aguanta perf ect a mente sin moles t ia s y durante un ra to, puede tene rse la idea
Fig. 3o.-Resiste ncia ( reóstato) de arranque .
de que , aunq ue es té a lgo calien te, no se ha p asad o d e: su límitede seguridad.
E l ca lentam ien to de Jos moto res puede obedecer a caídasde volt aje en la línea , qu e es preci so compro bar ; o bien a estartrabajando con dos fa ses (los mo tores t rifásicos necesita n lastres para el a r ranq ue, au nq ue pu eden segui r and ando al interrum pirse una , fu nci onando como monofásico, p ero s i se p rolonga la m archa en es tas condiciones , el motor se quema).También puede ser debido el ca lentami ento a averías d el m o-
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tor, 10 que no es corriente; o a falta de potencia en relaciónal trabajo que se exige del mismo.
Cuando el motor es de alguna importancia (de 7 HP. enadelante), es prudente ins talarlo con un amperímetro y un voltimetro ícon conmutador para leer todas las fases, dos a dos),instalados <en el cuadro donde se sitúe el interruptor para que
R-----------S--L...---------T-~~----------
Fig. 31.-Diagrama de motor trifásico, con inducido devanado, anillos colectores yreóstato de arranque.
permanentemente se vea 'la normalidad en la llegada y C011
sumo de :la corriente eléctrica.El voltímetro ha de señalar el voltaje normal de la línea
ú próximo al normal en un , por 100, y el amperímetro nuncaha de señalar, durante 'la marcha y salvo golpes de escasísimaduración, mayor amperaje del marcado len la chapa del motor. Solamente en el arranque son admisibles consumos mayores. Es conveniente marcar en 'la escala del amperímetro,
Fig. 32.- ~I ntu r de doh l•. ranura . prutc gi.lo ((lnl ra elgoleo .Id ;l g U:I .
Fig. 3 3 .--~ l o l or ccr r;' do , pro\'islo ,le alela s de rdr iger a( jún.
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con una lín ea gruesa muy visible , e l va lor corr espondientea la marcha normal , para faci li tar la vig ilancia .
La falta de po tencia no tiene ot ra soluc ión que sus ti tuirel moto r por o tro m ayor, d ebi éndose aconsej ar-e-como ya se
r- .
,
Il'
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1
11f1'j
Fig. 3-1 .- Mo to r tr ansp ortable co n reóst at o de arranque adosado y protecciónde la correa.
ha dicho-s-eluso de motores con proporcionada potencia exceden te.
En 'la instalación de los motores y sus e lementos accesorios no ha de esca ti rua rse gas to a lg uno, que queda rá sobra damente compens ado co n las ventajas de la segu ridad en e lservicio : y 'lo mismo ha de ha cerse c ua ndo se t rate de ad q uisición de aq ué llos-d irigiéndose siem p re a en tidades de solven cia reco noc id a-o cuando por razón d e averías haya deproceder se a un a repara-ción .
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Los motores fijos, para uso con correas de transrmsron.deben montarse sobre carriles tensores. Los motores montados sobre carros portátiles van fijos en ellos y, para tensarlas correas se utiliza cualquier mecanismo de gato que hagadeslizarse el carro convenientemente.
Para los pequeños desplazamientos del motor, y su aplicación 'en lugares próximos, se usan líneas cortas móviies y carros portátiles que pueden llevarlo de un lugar a otro del poblado o eras de las granjas (1).
El mayor desplazamiento útil queda definido precisamente 'por [os grupos de laboreo eléctrico, en cuya instalación seha llegado, al parecer y por ahora, al límite posible, sin quenos sea permitido ver en ello el máximo avance en la aplicación de la electricidad a la labranza eléctrica, porque en materia de progresos técnicos no hay tope que pueda ponerse,como la historia de la técnicaaplicada viene constantementedemostrando en todas sus manifestaciones.
Eleeelón de modelo.
Toda una serie de operaciones agrícolas exigen el empleode motores fijos. En estos casos las ventajas de los motoreseléctricos son indudables. Siempre que se precisen motoressencillos para el accionamiento de las máquinas agrítolas referidas, no ponemos ,en duda la superioridad de los motoreseléctricos, así como en ¡los casos de elevación de aguas paranego.
En cambio, los motores de explosión son los adecuadospara los casos en que 'las máquinas se hayan de desplazar enel terreno: cosechadoras, segadoras, etc., así como en el laboreo de tierras con arbolado.
(1) Pequeñas labores de tipo de huerta admiten la aplicación de máquinas depoca potencia con motores proporcionados montados sobre ellas. y el uso de cortoscables conductores de energía a baja tensión. Circunstancias locales especiales pueden hacer posible y econ6mica la aplicación de la electricidad a dichas labores.
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Fi~. 3S .- 1~o tor con inducido en co rtoci rcuito y refr igeració n por venti laci ónfor zada.
F:g. 3(¡.- I~ o t o r de anillos roznn t cs. con leva nta -c scohi llas y vem il.ulor.
-- Si --
La difusión d.e los motores eléctricos fijos está supeditadasolamente al coste de las redes de distribución que 'han de RU'"ner la energía en manos del consumidor. Mientras esa> no seconsiga económicamente, otras máquinas que no sean e1éctricas ocuparán su lugar, pero irán desapareciendo con el avancede la electrificación rural.
El caso del laboreo eléctrico debe ser considerado aparte.Aquí aparecen consideraciones a favor y en contra del usode los motores eléctricos frente a los de explosión. La facilidad de traslado de estos últimos es una circunstancia ventajosa cuando se trata de alzar o de dar otras labores superficiales. Igual ocurre cuando se trata del laboreo de tierras conarbolado. En cambio, 'se debe acudir al laboreo eléctrico cuando se trate de propiedades territoriales de gran extensión, yen las que se pueda contar con parcelas despejadas de condiciones uniformes. Aquí tendremos ocasión de emplear unaenergía típicamente nacional con no escasa economía para laexplotación agrícola. En casos distintos del que acabamos demencionar 110 resulta útil el método de tracción funicular, quees el más práctico para el laboreo eléctrico.
En definitiva, como en todas las aplicaciones de la electricidad, es conveniente usarla cuando no se hayan de desplazar los motores sobre la tierra, al revés de lo que ocurrecon los motores de aceite pesado o gasolina. La sencillez delmotor eléctrico le hace superior a estos últimos en los casos señalados.
Para escoger en cada momento el motor conveniente esnecesario conocer las potencias de las máquinas que debe accionar y las pérdidas posibles en [as transmisiones. La sumade unas y otras nos dará la potencia teórica precisa, a la queagregaremos, para mayor seguridad, un tanto por ciento queoscilará del 50 al 20 por 100, según tamaño creciente del motor. Esta cifra nos dará ila potencia real del mismo, una vezhayamos tenido en cuenta su rendimiento.
Es necesario tener presente también la velocidad de las
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máquinas, al objeto de escoger el motor más conveniente, evitando poleas de diámetros muy desiguales en el juego detransmisiones, y buscar, en todo caso, la más directa aplicación dela máquina al motor. Llegado este momento, será conveniente plantear la comparación económica del motor deexplosión (gasolina o gas-oil) y del motor eléctrico, en el casode que sea igualmente factible la instalación de ambos.
Para ello, conocida la 'potencia del motor y su precio, siempre es posible establecer preferencias, calculándose el precioinicial de adquisición por cada caballo de fuerza, y como seconoce también el gasto por gasolina, aceite pesado, grasas,etcétera, en los motores de explosión, y el precio del kilowatio-hora 'para los motores eléctricos, así como su gasto de engrase, no es difícil establecer una sencilla comparación en cadacaso para ver a qué clase de motor corresponde la máximaeconomía en la producción de la unidad de trabajo. No ha deolvidarse el dato de la probable duración de cada motor, paratener en cuenta los gastos de amortizaoión y reparaciones.No hacemos cálculo alguno, pues cualquiera que 10 desee ha deresolver la comparación con facilidad.
La decisión será francamente favorable al uso del motoreléctrico, siempre y cuando haya líneas establecidas; dondeno, habrá que agregar al coste de los motores el del establecimiento de las líneas y centrales de transformación, teniéndosesiempre en cuenta a su favor las ventajas numerosas que sederivan del uso de la electricidad en los medios rurales.
Refiriéndonos a la práctica de utilización de estos motores,podemos decir, dada la perfección de sus construcciones respectivas, que tanto daría usar los de corriente continua comolos de alterna; 'Pero importa anotar algo más sobre este asuntopara su mejor 'Conocimiento.
En 'Servicios agrícolas son frecuentes los casos en que lasvariaciones de carga aparecen inevitables: tales, los de las trilladoras, molinos, ensiladoras, cortarraíces, etc., y el propiolaboreo eléctrico.
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En estas circunstancias, los motores de corriente continuadel tipo de excitación en derivación son los más indicados : nose embalan en vacío, como los de excitación en serie, y'mantienen, dentro de su potencia máxima, una velocidad constante en carga. Los motores de corriente alterna bajan su velocidad al aumentar la carga, y no arrancan bien con ella,como los otros.
Es interesante también recordar que las variaciones de ve- \)E.'
locidad son fáciles de obtener en Jos motores de corriente con ~~Q; .~~,tinua, 10 que no ocurre con los de corriente alterna. Estos ú'; __ r
timos tienen un régimen de marcha dependiente del núme ~ (de 'polos y de la frecuencia de la corriente, no admitiendo, si >
perjuicio manifiesto en rendimiento y riesgo, variaciones ensu velocidad normal. Se puede en ellos mantener disminuídala velocidad con las resistencias intercaladas en el rotor, peroaumentarla nunca (1).
No es realmente imprescindible la variación de veiocidades durante el trabajo en las máquinas de aplicación agrícola,pero sí pudiera ser conveniente poderlas arrancar en cargay mantener la velocidad propia del motor aun con alteraciones notables en ella.
De ahí que algunos técnicos agrónomos hicieran hincapiéen ponderar las ventajas de íos motores de corriente continuacon excitación en derivación: pero, aun reconociéndolas, nodebemos olvidar que la realidad impone el uso de la corrientealterna.
Siendo así, hemos de hacernos a la idea de utilizar motores para esta corriente, hoy día perfectamente construidos,sólidos, sin complicaciones y de facilísimo manejo.
Dentro ya de los motores de corriente alterna, téngasepresente que las máquinas agrícolas grandes, sean trilladoras,molinos, ensiladoras, etc., 'Precisan pares de arranque consi-
(1) Esta disminución de velocidad, obtenida intercalando resistencias en elrotor, lleva pareja la disminución de la potencia del motor.
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derables, y que, si los motores se arrancan deprisa, se fundenlos plomos de seguridad, y si se arrancan despacio puedenquemarse las resistencias del reóstato. Esto se ha corregidopor las Casas constructoras, montando resistencias o reóstatos de arranque muy fuertes; pero de todas formas es precisodar a la operación de la pues ta en marcha una rapidez media.
La pérdida de velocidad en los momentos en que la cargaes elevada, 'Se corrige usando motores asíncronos de sobradapotencia, superior a la calculada como necesaria, lo que facilita también el arranque (1 ).
Bien es verdad que en esta clase de motores el factor depotencia mejora a pleno rendimiento, y que mientras ésteno Be 'alcance, las pérdidas son mayores, con lo que el consumo de energía resulta aumentado, pero las ventajas de un sobrante de potencia para estos motores compensan con crecesel mayor gasto de energía eléctrica que resulte necesario paraevitar detenciones en la realización de los trabajos.
De 3 HP. para arriba deben usarse las resistencias citadaso dispositivos especiales de arranque, en beneficio no sólo delpropio motor, sino de las demás intercalados en la misma red,que quedan afectados por esas bruscas variaciones en el conjunto eléctrico.
Estos motores asíncronos, sólidos, sencillos, blindados hasta lo necesario, según el lugar de uso, de facilísimo manejoy conservación, son los más prácticos en definitiva para suaplicación rural (2).
La conveniencia del arranque en carga no es asunto que
(1) El uso de poleas locas y embragues permite reducir a límites convenientesesta sobradapotencia, sin exageraciones peligrosas para las máquinas. Si el motores excesivo, puede obligar a la máquina a trabajar en pleno atasco, produciéndosegraves averías en ella.
Las correas, que pueden salirse en estos casos, ahorran algunas roturas, demostrándose la ventaja de su intervención en el juego mecánico, en el que constantementeactúa n de reguladores elásticos.
(2) Al tratar del arranque (pág. 47) ya se ha indicado la preferencia que hade darse a uno u otro tipo de motores, según los casos.
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debe tenerse muy en cuenta; al fin, el esfuerzo de un motorde continua arrancando en carga pesaría sobre otl'OS meca- ,nismos acaso agarrotados por exceso de mieses, de forrajes ode otras resis tencias momentáneas anorm ales. •
En las eras y almacenes de piensos o forrajes secos flotapermanentemente polvo de tierra y de restos vegetales que alcanzan al motor, perjudicando su buena marcha y exponiéndolo a cualquier incendio. Por eso, en estos casos, es necesario .adquirír motores blindados, herméticamente cerrados, quetienen dispositivos sencillos y prácticos para su ventilación interior. De esta clase son también los motores de los can os dearar, especialmente en los grupos que tienen los carros abiertos lateralmente.
Cuando se trata de motores para bombas, hay que teneren cuenta que muchas veces han de trabajar en sitios completamente húmedos, en el fondo de pozos o en desmontes dondese puede filtrar agua por todas partes. En estos casos es recomendable pedir motores apropiados, que se construyen conaislamientos especiales, y que, costando un poco más que losmodelos corrientes, están garantizados contra averías por deterioro de sus materiales aislantes.
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CAPITULO IV
LABOREO ELECTRICO (1)
Primeros ensayos.
Los primeros ensayos de labranza aplicando la energíaeléctrica fueron realizados por Chrétién y Félix en tier ras deSermaize (Mame, Francia), en el año 1879. Más tarde, hacia el 1894, se hizo una instalación en Fraforeano (Italia), y,al mismo tiempo, la Casa Zimmermann, en Halle sur Saale(Sajonia, Alemania), realizaba importantes pruebas.
Las Sociedades Siemens Halske, Allgemeine ElectricitatsGesellschaft (A. E. G.) YSchuckert y Compañía, en Alemania;la Sociedad Electrotécnica, de Torino, y la Casa MoreIJi, en1talia; la Societé Générale Agricole, de París; la Casa F owler.de Leeds (Inglaterra), y otras varias Empresas, también iniciaron grandes trabajos para mejorar sucesivamente la aplicación de la electricidad al laboreo del campo.
(1) Interesa advertir que el autor de este Manual es el Ingeniero Director dela Explotación Agrícola "Ventosilla", de Aranda de Duero, máxima demostraciónde las posibilidades de la electrificación agrícola en el campo español. (Nota de laSección de Publicaciones del Servicio de Capacitacíó11 y Propaganc:a del Ministeriode Agricultura-)
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El citado Zimmermann ensayó el sistema de un motor colocado sobre un arado basculante, llevándose hasta él 11. energía por un conductor flexible arrollado en carretes, moviéndose el arado en los dos sentidos a ,lo largo de una cadena anclada en ,)as lindes del terreno, en la que iba engranada unarueda movida por el motor. El motor estaba expuesto a losgolpes producidos por las irregularidades del terreno, al en-
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L
L· L/ne6D· DerilJtJciónM.MoforR· Hued6s impul30rlls1,. R'jlls de/lIrtldo
Fig. 39·--L~boreo eléctrico por el sistema de tracción directa.
suciarniento por el polvo, barro, etc., dificultades que se agregaban a las propias de la complicación del método de trabajo.
Toda lo demás que en este asunto se ha hecho ha resultado de la aplicación de la energía eléctrica al sistema de ararpor tracción funicular, que puede también instalarse con 10comóviles de vapor y 'con motores de gasolina o de aceite pesado,
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Los problemas técnicos que plantea el laboreo eléctrico directo derivan de los dos hechos siguientes : hay que llevar lacorriente desde la red a los motores; y se ha de procurar unapoyo sólido al arado que lleva encima el motor, bien mediante una fuerte adherencia de sus órganos impulsores al terreno, o bien mediante cables bien anclados; en este últimocaso estos cables han de desplazarse al pasar de una faja deterreno a otra.
Los sistemas de autopropulsión o tracción directa (como
Carro de andaje MJ'II/ina
Fig. 40.~Si5tema de laboreo eléctrico con máquina tractriz y carro de anclaje.
los tractores de aceite pesado o gasolina) simplifican bastantelos problemas planteados a costa de un mayor gasto de energía para el propio desplazamiento del mecanismo automotor.El laboreo eléctrico con motor sobre el propio arado es elmismo caso de los del tractor, pero al que se añade la dificultad de llevar la corriente al motor por medio de un cable queha de arrastrar por el suelo; o bien de adoptar otros sistemasmás complicados para su tendido. Este sistema no se usa.
Diversos sistemas de laboreo,
Quedan, pues, en discusión solamente los sistemas de tracción funicular. Dentro de éstos hay dos importantes:
Ccn un carro tractor y otro de anclaje (fiig. 40)./;
- f$¡ --
Con dos carros tractores (fig. 4')'En ambos hay que resolver qos problemas de llevar hasta
el motor la corriente derivada de las redes de electrificación,
'. I I
r .
C6nl dtfr«rión
301úfa.
Cable" 750V
-------- - -- - -SOOm.- - _ ..- - -- - - --:I
Fig. 41.-Labranza eléctrica con dos carros tractores.
directamente o por medio de transformadores portátiles, según clase y tensión de las líneas; de desplazar los carros traetores y anclajes después de labrar una faja de tierra; y demantener el cable, que tira de la máquina en laboreo, bien sujeto, mientras se trabaja. Esto último ha quedado resuelto
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aumentando el peso de los carros portadores de los motoresy cables, lo que hace más difícil y costoso el desplazamiento;y el problema total se ha resuelto con la utilización de convenientes cables conductores de la energía, bien aislados convarias capas concéntricas de materiales propios para el caso,y mediante juegos de engranajes para convertir en automóviles los carros de tracción, por la utilización de la misma energía y motor cuando los carros están bajo la acción de las líneas eléctricas e incluyendo motores de gasolina o gas-oil paralos traslados fuera de dicha influencia.
El sistema de doble máquina, pese a su mayor coste inicial, es el más práctico, evitándose los juegos de anclajes, cuyamovilización y sujeción resultan siempre de realización poco5a tisfactoria.
El sistema de cable es, pues, en definitiva, el único práctico, y con su aplicación se han llegado a realizar trabajos,bien con arados para labores profundas, arados de subsuelo,cortadores de subsuelo, arados desbrozadores-cortadores y.abridores de zanjas; o bien labores más ligeras, con gradasde discos, sembradoras, cultivadores y equipos combinarlos decultivadores, discos y sembradoras.
Las dimensiones de los elementos utilizados, la potencio.de los motores, la especial construcción de la maquinaria conveniente, etc., explican la denominación de gran electrificaciónque se debe aplicar en estos casos.
Se 'comprende que $IU aplicación no sea fácil en todas lascircunstancias, pues exige extensiones territoriales de consideración que justifiquen el uso de estos medios de trabajo.
Instalación de laboreo en la Explotación Agrf'CoIa "Ventosílla".Estudio comparativo con otras formas de trabajo.
Vamos a describir someramente la única instalación denuestro país para el gran laboreo por vía eléctrica, y que es
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la de la Explotación Agrícola "Ventosilla", en Aranda deDuero (Burgos), completa ndo esta referencia con algunasconsideraciones económicas referentes a dicho laboreo, y varios comentarios relacionados con otras operaciones agrícolas.
Fig. 4~ - Transformador portátil acopiado a una línea de alta tensión, para
labo reo eléct rico.
La Casa Siemens-Schuckert es la constructora de los dosúnicos grup os de arar que existen actualm ente en España movidos por electricidad, y que fueron suministrados en elaño 1922 . Los dos se encuentran actualmente en uso, en laexplotación mencionada.
El sistema aplicado en dicha instalación es el de tracción
- 6<)-
funicular , y cada grupo de arar se compone de pos grandicarros . que llevan unos tam bor es de gran diáme t ro, donde searrollan los cables de tracción (fi g. 43) . # «
Un motor en cada ca rro , por medio de un juego de palancas que acopl an engra najes co nve nientes, pued e pone r en movirniento el t ambor para ir arrollando el cable, o situa r en rno-
....
,¡ ,
Fig. 43·- Uno de los carros motores par a laboreo eléctrico en la ExplotaciónAgríco la "Ventosilla".
vimi ento las propias ru edas del carro para que avance sobre lalinde del terreno.
Co locados ambos ca rros frente a fren te, sigui end o cadauno la linde co rrespondiente, se hace la tracción tirando elcable en trabajo de un potent e arad o basculante, que volteala tierra con cinco o seis rejas , según los casos. Al llegar elarado al ca rro tractor en cada vuel ta de trabajo, se bascula,y despu és de ava nzar el ca rro en su dirección sob re la linde,en la medida de la faja labrad a, empieza a arrollar cable el
•
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carro opues to, que hace de t ractor en la labranza de la nuevafa ja de tier ra (figs. 44 y 45 ).
Aunque teóricam ente, a l terminar una de las fajas , debende avanzar los dos ca rro. prácticamente se avanza uno solo
Pig . 44·-Labo r de alzar en la finca "La Ventosilla", de Aranda de Duero (Burgos) ; tr acción por cable
y motores el éct ricos.
cada vez, dada la gran longitud de la labor. E l arado se guiadesde un as iento. donde va m ontad o el conduc to r.
La energía eléctrica se toma de un transformador portátil, llevado sobre carro, que dispone de empalmes pa ra acopla rlo a la línea de elect rificación de alta ten sión ( 1 1.000 vol -
-- ," 71 -
t ios) , provista , a s u vez. de trecho en trech o (cada ()oo metros )de las tomas co rrespondien tes ( fig. 42 ) .
Un cable conductor eléct rico de un os 300 metros , bien p roteg.do por sus revestimientos. va desde e l 1ransf orrn ado r alcar ro motor inmedi at o a la línea ; o tro de unos 5;0 met ros.a través del t erren o, a l ca rro opues to , a empa lmar con el de100 m . de es te carro ; ya que. en esta ins talación , existe una
Fig. 45·- Arado basculante empleado en la labranza el éctrica.
sola línea de elect rificación por parcela de tierra. Los carrostrabajan normalmente a distancia de un os 500 metros unode ot ro.
Siendo así, se pu ede labrar , sin m over el tran sformador,una extensión de 300 X 2 X 500 metros cuad rados, o sean30 hectáreas (f ig. 4' )'
La veloc idad de trabajo es dobl e : de ' ,5 metros po r se-
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gundo para la primera velocidad, y de 0,9 metros para la se·gunda. Que se use una u otra, depende de la labor a realizary de la pendiente del terreno.
Hay que tener en cuenta que en la labor de alzar no esmu-chas veces la mayor velocidad la más conveniente; en ocasiones la resistencia del terreno y la gran velocidad unidos,aprietan la tierra moldeada por la vertedera, en perjuicio dela buena labor. La ganancia de tiempo no resulta entoncesventajosa, y debe dejarse la rapidez para otras circunstancias.
Tomando como profundidad normal máxima para el trabajo de alzar la de 0'35 metros y la anchura de 1'8 metrospara el total de cinco rejas, tendremos una sección de trabajode ,'8 X 0'35 metros cuadrados = 0'63 metros cuadrados.
Supuesta para esta profundidad y anchura la velocidadde 0,9 metros por segundo, y fijada la resistencia media delterreno e nos 50 kilos por decímetro cuadrado, vendrá elesfuer o ;\,rá do en 63 X 50 X 0'9 = 2.835 kilográmetrospor segundo, 6. sean, aproximadamente, unos 38 HP. (1).
'. ey stlpu~a ~ a resistencia de '00 kilos por decímetro cua-
drado, propia . tierras fuertes, será necesaria una tracciónde 76 HP., a '" 'que habrá que agregarse la fuerza necesariapara movéé 'cable pendiente en 500 metros y el arado.
Los motores montados sobre los carros son de 60 kilowatios (So caballos) (2) trifásicos a 750 voltios, 50 períodos, girando a 975 revoluciones por m.nuto, con extremo de eje libre para acoplamiento de polea o piñón, según el modelo. Enla mencionada explotación hay dos grupos de arar: uno de piñón sobre eje, y otro de polea 'Sobre eje con transmisión porcorrea. Este último, más elástico en su funcionamiento, tiene el inconven.ente de la mayor longitud y peso de los carros,consecuencia del uso de dicha transmisión, pero la ventaja señalada de su elasticidad compensa sobradamente este defecto.
(1) 1 HP equivale a 75 kilográmetros.(2) Se ve que en tierras fuertes no puede utilizarse la velocidad grande con
efica ia, a menos que se reduzca la anchura de la labor.
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Dispone el equipo eléctrico de cada carro de controleurcon contactos de carbón, para arranque y reversión completa;con interruptor de estátor; relais de máxima para carga límitede 60 amperios .y 750 voltios, y otros instrumentos necesariospara la 'seguridad en el trabajo.
Los. cables de tracción son de 515 metros de largo (500 metros útiles), con 20 milímetros de diámetro y resistencia apropiada (150-200 kg/mm"),
Unequipo de arar de esta clase (incluido el tendido de línea) puede valer hoy, aproximadamente, unas 500.000 pesetas. Lareparación anual no debe estimarse en menos de 20000
pesetas, y hay que agregar otras tantas de amortización, comogasto anual.
Teniendo en cuenta que 'la conveniencia de realizar lo antes posible, en campaña de invierno, la labor de alzar sólo permite disponer de unos cien días útiles para este trabajo; y considerando que en esa época la labor media ha de hacerse enunas ocho horas, y que con 'loa segunda velocidad no se hacendiaria y prácticamente-e-en 'Consecuencia-más de cinco hectáreas, resulta que son 500 'las hectáreas que permiten utilizarampliamente el trabajo en labor de alzar de cada uno de estosgrupos.
El gasto anual por reparaciones y amortización resulta serde 80 pesetas por hectárea. La energía eléctrica utilizada será,
,. d 60 x II 6 kil . h hectácomo maxrmo.xíe 5 = 9 1 owatios- ora por ectarea,que suponen un gasto de 19,20 pesetas (tomando como precio para la energía agrícola el de 0,20 pesetas por kilowatiohora). Los jornales ,pueden importar unas 25 pesetas por hectárea, y el todo da, como coste de la 'labor unitaria, el de unas125 pesetas por hectárea, en números redondos.
Si comparamos esta labor con la de las mulas, que puedeservir de término de comparación, por tratarse de la labortradicional, por un lado, y por otro, de la posible aplicaciónde una energía abundante en España, tendremos el guión que
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debe ser estímulo para el fomen lo de la labranza eléctricacuando las redes de electrificación se extiendan por las zona,rurales del país.
Para labrar bien a una profundidad de unos 2; centímetroscon arado Brabant en tierras de resistencia media una extensión de ,una hectárea hacen falta tres arados con cuatro rnulas cada uno en las ocho horas de jornada útil aceptada paraesa época del año.
La mula a 12.000 pesetas (1) con un plazo de amortización de diez años y alimentada con piensos por valor de 10 pesetas diarias, suponiendo que trabaja todos los días hábilesdel año en una u otra labor, da 1.200 +- 12 = 16 pesetas de
~oo
gasto diario (2). Las 12 mulas resultan a 192 pesetas. El gastepor jornales es. aproximadamente, el doble que para los arados eléctricos; es decir. de unas 50 pesetas por hectárea, loque da un gasto total de 242 pesetas.
A esto habrá que agregar el coste anual por hectárea enconceptos de reparación y 'de amortización de los arados, quees una pequeña cantidad del orden de unas 20 pesetas porhectárea, y 'que no es necesario fijar con exactitud. En total,unas 262 pesetas por hectárea.
Este es el resultado de una labor de 25 centímetros de profundidad (no es posible alcanzar más normalmente con latracción animal), en comparación con las 125 pesetas por hectárea, coste de una labor mecánica de 35 centímetros hechacon arados eléctricos.
La diferencia de 10 centímetros-un 40 por 100másde profundidad, en el movimiento de la tierra asiento de la vida vegetal-c-establece. por sí sola, la enorme y manifiesta ventaja
(1) No se señalan precios más elevados, por absurdos. La comparación establecida sigue firme al aplicarse los precios de todo momento, ya que variarán todosjuntos, proporcionalmente.
(2) Las 12 pesetas resultan de referir a los días hábiles el gasto anual de alimentación.
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de la labranza mecanizada eléctrica en España. país de grandes disponibilidades latentes 'en esta clase de energía.
No es suficiente. sin embargo. este estudio comparativo,para deducir de él consecuencias definitivas: hemos de considerar otros puntos de vista. El aprovechamiento del ganado enel resto del año, para realizar otras mil labores superficiales eimprescindibles acarreos, es manifiesta. Por otra parte, el usode esa maquinaria eléctrica hace que una densidad ganaderade trabajo pueda ser la exactamente conveniente en una explotación agrícola, 'sin el exceso de yuntas que es menester enla misma durante la época de las labores fuertes, para que éstas se realicen bien y oportunamente. Indudablemente la labor mecánica, cualquiera que sea la energía puesta 'en juego,regulariza al cabo del año el equilibrio neoesario en las disponibles yuntas de ganado de labor.
Podría acaso pensarse, si exagerada y sistemáticamentese defiende el laboreo eléctrico, en que también pueden realizarse con estos grupos citados otras 'labores más superficiales,con más velocidad y con más anchura de corte; pero tratándose de éstas nos parece mucho más útil, por eficaz y variado.el trabajo del ganado. En este punto es donde podría señalars'e también la ventaja del uso de los tractores de gasolina oaceite pesado, cuya mayor movilidad resulta manifiesta, pesea sus inconvenientes, fundados en las pérdidas por su propioarrastre especialmente; en éstos, la economía del esfuerzo yla necesidad de agarrarse bien al suelo donde se mueven,' resultan incompatibles ; pero nunca podrá negarse la soltura demovimiento de los tractores, ni aquella facilidad con que, conganado conveniente, se realizan determinadas labores superficiales, como binas, gradeos, siembras y distribución deabonos (1).
(1) Admitimos como nota favorable al ganado la pérdida del estiércol, al sustituirse su trabajo por el mecánico. Pero. realmente. el estiércol puede proceder delganado de renta. cuya presencia debe forzarse en las explotaciones agrícolas. en términos convenientes a la mejora de las producciones.
Si agregamos que no se ha ·resuelto el problema de la aplicación ventajosa de la electricidad para el accionamiento delas máquinas de recolección que se desplazan en el momentodel trabajo sobre terreno, como son agavilladoras, atadorasy 'Cosechadoras; y aun, que éstas últimas usan motor-no eléctrico-en diferentes formas de aplicación para el funcionamilenta del sistema de trilla, y hasta para su arrastre y trillaconjuntamente, tendremos señalados los límites de la conveniente utilización de una y otra 'Clase de esfuerzo-s-sea de molores animados o inanimados-en las labores de la explotaciónagrícola.
Aun cuando para los trabajos de barbechera, o para otrossobre cultivo, 'existen varios modos de aplicación de la energía eléctrica mediante motores montados sobre máquinas entrabajo, con utilización de troles e hilos conductores de corriente, que se desarrollan y recogen adecuadamente, entendemos-e-ya lo hemos dicho más arriba-que ningún sistemaestá calificado como totalmente útil, con excepción del citado del gran laboreo por tracción funicular,
Quédese, pues, la utilidad de los grandes arados eléctricos en su justo punto, que es el definido por las fuertes labores de alzar, cultivar o movilizar sin desplazamiento el subsuelo; y si esto puede hacerse con medios nacionales, comoson los que resultan de la aplicación de la energía eléctrica,la nota de utilidad aparece satisfactoria y evidente. No hemosde dejar de señalar que, en definitiva, cada caso de explotación, la naturaleza de los cultivos, el clima local, etc., son losfactores que, en 'relación con la superficie laborable disponible, definen la conveniencia agronómica de aceptar o no, de laelectrificación agrícola, las ventajas que, en definitiva, ofrece.
F ig. 46.-Pozo electr ificado (e levación por nor ia) en la p ro vinc ia de Ci uda d Rea l.(Fo to l . N . C.)
CAPITULO V
OTRAS APLICACIONES
Alumbrado.
Es la aplicación inmediata de la electricidad, empleándose casi exclusivamente lámparas de filamento metálico cuyoconsumo suele 'ser de 0,5 watios por bujía, que para las de intensidad inferior a 50 bujías se eleva a 0,6-0,8 wat/bujía.
En las viviendas puede calcularse la intensidad luminosanecesaria, en un número de !bujías igual al doble de la 'Superficie,en metros cuadrados, de los locales a iluminar; o, lo quees 10 mismo, U'Il número de watios igual a dicha superficie.En determinadas habitaciones esta cifra resulta algo escasa,pudiendo darse las siguientes cifras (Tassinari : Manlk1kdell' Agro1Wmo, 1944) para diversas aplicaciones rural/es:
W(m'
Habitaciones ,.. 1-4Cuadras, establos 2-3Graneros, almacenes 1-3Lechería, quesería '.......................... 5-8Corrales, patios , ,.. ' 1-3
Para la iluminación de los caminos de la finca bastará unalámpara de 20 watios cada 40-45 metros. En las puertas de
r ,
I
il;,
-]8-
entrada, y otros lugares que requieran iluminación más intensa, se aumentará hasta 20-30 W1m2
•
La intensidad total necesaria habrá de distribuirse en varias lámparas, de acuerdo con el número de locales y la superficie de éstos. En los locales grandes puede fijarse en seis metros la máxima distancia entre dos lámparas contiguas.
El consumo total ha de :estar, desde luego, en relación conel contador, de forma que la potencia de éste supere algo alconsumo simultáneo probable. Si,por ejemplo, el alumbradode una 'Casa de campo requiere
\Vatios
6 lámparas de 00 watios 36015 lámparas de 30 watios 450
el total de watios consumidos, suponiendo que en algún momento funcionen simultáneamente, será 810, y la potencia delcontador deberá ser de un kilowatio-hora; si el voltaje es de220 voltios, la intensidad correspondiente estará comprendida entre cuatro y cinco amperios.
Elevación eh! aguas.
El caso más sencillo que puede presentarse es la electrificación de una noria, adaptándole, mediante la adecuada transmisión, un motor eléctrico.
La potencia teórica necesaria viene dada en ev. por lafórmula
Q x H QHPI = --- cv = 0'009S -- kw
75 X 71 71
en que Q es el caudal a elevar, expresado en litros por segundo; H la altura de elevación en metros, y 1] el rendimiento,que puede estimarse en 0'5.
Habrá de tenerse muy en cuenta la gran reducción de velocidad necesaria, que puede realizarse prácticamente medianteel adecuado engranaje (fig 46).
- 79 -
Más gene ra l es e l uso d e los grupos elect ro-rnoto-born basde d iversos tipos, no siendo pr opio de es te libro entra r en detalles sobre su cá lculo e instalación (f ig. 47) .
En ot ros casos, la bom ba, sepa rada del mot or, es tá accionada mediante una transmi sión por correa.
Cuando el mot or se ins ta la dent ro del pozo, es indis pensa-
¡f~
! '
¡
rI,
l.t .~ ' ,
Fig. .17, - Grupo elect romo to bomba de hélice.
ble elegir un mod elo com plet am en te ce rrado , o p or lo men osa prueba de goteo y salpicad uras (figs. 33 y 38).
En tod os los casos la potencia se ca lcula con la fó rmulaindicada, de la que pued e deducirse también la energia necesaria para elevar un metro cúb ico de agua, q ue es:
0'00272 X .!..!..- kilowati os-hora (1) ; y la cant id ad d e agua eleva-"ti
( 1) El coste de la energía qu e se consume par a eleva r un met ro cúbico es. ló
gicamente : 0'00273 X ~ X a . siendo a el p recio del kw- h.71
-&l -
da con un kilowa tio-hora , que será 367;;
7) met ros c úbicos. obi ';1;7°00 x r, lit,l en' H l Ll'O'S.
Acciona miento de máquinas fijas.
Son nume rosas las m áquinas f ija s de una explotación quepueden se r accionadas por mot or es eléctricos , cuya potenciaestará en consonancia con el t ra ba jo exigido a la máquina en
Fig. 48.- Grupo pa ra elevación de aguas en Daim iel. Ciudad Real. (Foto l. N . C.)
cuestión. Ahora bie n ; es ta n variable éste de 'U na s a otras . .Yaún de unos a otros modelos, que es pr eferible e n cada casoconsulta r los catálogos co rrespondientes para adopta r el motor más adecuado (2) .
La figura 49 rep resenta una ap licación d e este ti po, a l casode un molin o de piensos elect rificado po r el Inst ituto Nacio-
(2) Para or ientación, pueden servir las cifras consignada s en div ersas agendas.y muy especialmente, en el Manuale dell'Agronvmo, de T assinar i.
¡:ig. -1 <).-:''¡ " lino de píen"" elect ritic:t.lo. en la finca " 1Jehe'ún del En cin ar" ,t érmino , it' Oropcsa (T ole do) . (1'''111 l . X . ( '.)
-81-
nal de 'Colonización, en la finca denominada "Dehesón delEncinar", situada en el término de Oropesa, provincia de Toledo.
Iluminación de gallineros.
En ciertos casos puede ser beneficiosa la iluminacion nocturna de los gallineros, ya que se ha comprobado un au-
Fig. ~o.-Seccióll transversal de un gallinero que muestra lacolocación correcta de las lámparas. entre el aseladero y la
fachada.
mento en la puesta invernal, como ya indicamos anteriormente (págs. 13 y 14).
La intensidad de las lámparas empleadas suele ser de 40watios, y estarán provistas de una pantalla cónica de 40 centímetros de diámetro y 10 centímetros de altura, con la su-
Fig. 51.-Sección longitudinal de un gallinero con iluminacióneléctrica, mostrando la separación entre lámparas.
- 82 -
perficie interior pintada con purpurina de aluminio. Las lámparas se colocan a una altura de 1,80 met ros sobre el suelo,y a una distancia de tres metros entre sí. La fila de l árn paras
Fig. 52.- Alumbrado eléct rico en un gall inero. para merementa r la puesta inve rnal.
se sitúa equidistante entre el aseladero y la fachada del gallinero. La intensidad necesaria puede fijarse en dos watiospor metro cuadrado ( 1). Hay aparatos automáticos que regu-
( 1) Pu ede consulta rse. par a más det alles. la obra A v icult ura práct ica, de R icey Bost ford. T ambién : Revista A gricult ura, n úm. 134. Ma dr id. ju nio 194.\ .
- R.I --
Jan la iluminación en .Ja form a que se desee , sie ndo, al parecer, la más práctica da r la luz hasta las siete de la ta rde ydesde las cinco de la mañan a hasta el amanecer (f ig. 53).
~ ...... - --...-._ ......
Fi g. 53.- Aparato interrup tor aut omático. conectad o con un reloj , para encender y apagar
las luces en los gall inero, iluminados.
Incubadoras y madres artificiales.
En las modernas explotaciones avícolas es casi indi spensable el empleo de la 'elect ricidad para :el caldeo de incubado ras y madres artificiales . El consumo varía grandemente según el tam año de la incubadora, de 0,25 watios por huevo, enlas de m ayor ca pacidad, has ta 0 ,50 watios en .las más pequeñas. El consumo total durante la incubación oscila entre 0 ' 5y o' I kilowat ios-ho ra, según capacidad.
La potencia necesari a para las " ma dres ti va ría de 1'5 a 3wa tios por pollue lo, y el consumo total es d e uno a dos kilowatios-hora por polluelo du rante la c ría.
Caldeo del suelo : semilleros y camas calientes.
. En s ustit uc ión del calor desa rro llado por la fermentacióndel esti ércol en "las camas ca lientes puede util izarse el prod uci-
- 84-
do por la corriente eléctrica en un conductor enterrado. con laventaja de poderse regular perfectamente la temperatura, según las condiciones exteriores y las especies cultivadas.
J
Fig. 54.-Esquema de conexiones de unacajonera (cama caliente) con caldeo eléc
trico.
Las ilustraciones muestran la disposición de la instalación:los cables, de una aleación especial, se colocan espaciadosde 15 a 30 centímetros y cubiertos de arena, para que el calorse reparta uniformemente. El fondo y paredes se aislarán mediante una 'Capa de carbonilla o escorias.
55 .-Cajonera:' (, carn.r- cal ic nte - con ca l, leo clé·cl rico , il'1 ' licio. ,0 11 regul :lll"r :llIlondlico ,le I:i ternper .rtura-
...•• .. .. .
-- 85 -
El consumo varía, pero se puede dar la cifra de 100 watios por metro cuadrado. Sólo se precisa, en España, el caldeoduran te dos meses (1) Y nada más que las horas precisas paramantener en la cajonera la temperatura deseada. Un terrnóstato interrumpe, de forma automática, la corriente. La temperatura del cable suele ser de 70°, y la del suelo, 300; se precisan 6-8 metros de cable por metro cuadrado de cajonera.
ENli1ado eléctrico.
El ensilado-s-como es sabido-es la práctica de la conservación de forrajes durante largo tiempo, basada en la aparición natural o provocada de una fermentación láctica, purao combinada con la acética, por la cual se esteriliza el medioy se evitan las fermentaciones pútridas del producto.
Para conseguir este fin, es necesario obtener rápidamente, a raíz de cortar el forraje, trocearlo y ensilarlo, una temperatura elevada como consecuencia del proceso respiratoriode la planta aun verde, proceso que se sostiene por el aire intercalado en el forraje troceado antes de su completo apelrnazarniento, elevándose la temperatura al evitarse la evaporación e irradiación, y creándose un medio favorable al desarrollo principal de la fermentación láctica anaerobia y, casiinevitablemente, de la acética, que aprovecha los restos de aire.El forraje se apelmaza por su propio peso, o con ayuda de uncontinuado pisoteo, anulándose por la acidez producida poraquellas dos fermentaciones la acción de los microorganismosde 1141 putrefacción, cuyo ambiente adecuado es de temperaturainferior y más alcalino. Una vez conseguido el dominio de lasbacterias útiles, quedan definitivamente en posesión del medio, y el forraje en condiciones de 'conservación por todo e!tiempo necesario.
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Lógicamente se comprende que, cuanto más humedad tiene el forraje, más difíciles su ensilado, dada la gran capacidad calorífica del agua. De aquí la sencillez de ensilar conéxito maíz forrajero, a punto de COI te, en comparación conel ensilado de los forrajes de alfalfa, trébol, veza, etc., querecién cortados tienen más humedad. Y de aquí, también, lamayor facilidad conque se ensila en los países cálidos y secos, donde el forraje pierde humedad rápidamente a raíz dela siega, mediante el proceso de una ligera henifi.cación previa, al contrario de lo que ocurre en los países más húmedoso fríos, donde esa henificación inicial es más dificil o impo-sible. I
Al tratar de resolver el problema en los países del Norte,surgió la idea de conseguir la elevación rápida de temperatura por medio de la electricidad.
Cada silo ha de constituirse en resistencia eléctrica, pasando la corriente de arriba abajo, entre polos, a través delforraje, produciendo el calor necesario para aJ:canzar rápidamente la temperatura óptima de los 30 a 35 grados centígrados. La tapa de los silos y el fondo son conductores eléctricamente adecuados, y la altura normal' de los mismos suele serde unos cinco metros, obteniéndose el resultado tanto másrápidamente cuanto más elevado es el voltaje utilizado. Elpeligro del bajo voltaje pone Iímite a la altura de los silos,y la necesidad de obtener una conducción eléctrica equilibrada lo 'Pone a su diámetro. De ahí que los silos sean de reducidas dimensiones, con todos sus inconvenientes, como mayor lugar ocupado, mayor número de elementos" más desperdicios inevitables, etc. Pero sea de una forma o de otra, laposibilidad de utilizarse la energía eléctrica para resolver elproblema del ensilado, es manifiesta.
Nos referimos a la utilización del efecto Joule de la rorriente eléctrica al atravesar una capa de forraje almacenadoen debidas condiciones de humedad y aislamiento. Es sabidoque en el ensilado ordinario se procura la elevación de la tem-
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peratura, para evitar la acción perjudicial de los microorganismos de la putrefacción, permitiendo actuar solamente losde la fermentación láctica.
El' esquema de la figura 57 representa una instalación quese compone de tres depósitos de unos 100 metros cúbicos de
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Hilo ~ufro
Fig. 57·-Esquema de una instalación de ensilaje eléctrico.
capacidad cada uno, con un espesor de unos cinco metros. Elconsumo se estima en un kilowatio-h ora por quintal métricode forraje en las cincuenta/cien horas de funcionamiento necesanas.
Grupos eleetrégenos y aerogeneradores,
En localidades donde no existan líneas de conducción eléctrica puede resultar conveniente, en determinados casos, lainstalación de un grupo electrógeno constituido por el aco-
-· 88 -
plarniento de un motor de combustión interna con una dínam o.Existen modelos de 0'8 a ro Kw., empleándose como ca rburantes la gasolina, el gas-oil y el gas pobre. El voltaje varía
Fig- ,K-G rupo electrógeno con mot ur de 4.5 H P-,de acei te pesad o. rad iad or pa ra refr igeración y dispo sitivo pa ra carga au tomáti ca de los acumulad ores.
de 11 5 a 2 30 vol tios, en corr iente alte rna; pero existen también modelos de continua.
La energía suminist rada por estos grupos resulta a un precio bastan te más elevado que el el e la corriente industr ial. porlo que solamente resu ltan aplicables en el caso de pequeñaspotencias . que permiten el alumb rado eléctrico de la casa elelabor y sus dependencias, así como la elevación de agua pa rausos domést icos y accionamiento de desnata do ras, molinos de
Fig. ;;l).- E qui po electr ógeno . co n m ot or l) i l'~> I , h o rizo nta l, ca pa z de pr od ucir 8.000wat ios y suscep t ible ..le sincronizarse con o tro g ru po a nálo go si se pr ecisa mayo r
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7 6 5Fíg. úo.-EsQuemade conexiones en un aero-gener.idor eléctrico, con baterías de acumuladores: r, aerogenerador; 2, anillos colectores; 3. cuadro (panelprincipal; 4, panel de carga automática de la batería;." batería, IIO voltios; 6. bloque de distribución:
7, luz y fuerza.
-~-
piensos y otras máquinas de pequeño consumo, generalmentemovidas a brazo.
Se utiliza también para obtener energía eléctrica la fuerzadel viento mediante molinos especiales o aerogeneradores(figs. 60 y"61). Se construyen modelos pequeños, de 6, 12 Ó 32voltios, y otros más grandes, hasta de 110 voltios. Los mayores permiten la completa electrificación de una casa de campoy sus dependencias, siendo utilizables también en pequeñasinstalaciones industriales, como molinos, etc.
Se les suele agregar una batería de acumuladores, cargada automáticamente, para regular el consumo.
La Industríaliaaelón agrícola.
El porvenir de la agricultura nacional está fundado ensu equilibrio ganadero, en la abundancia de fertilizantes químicos y de motores y máquinas adecuados a la explotaciónde las tierras laborables; en el riego, donde se pueda, yen la in·dustrialización, No es posible esta industrialización sin que sedisponga de fuerza motriz limpia, fácil de manejo y económica; es decir, de energía eléctrica.
Puede asegurarse que el proceso agro-industrial de la obtención, transformación, preparación y conservación de alimentos, así como de las primeras materias para otras industrias, la textil entre ellas, no podrá desarrollarse económicamente más que 'en las áreas nacionales dominadas por ':as redes de transporte de la energía eléctrica. Unavez más, se señala la extraordinaria importancia de la electrificación agrícola, como medio indispensable para el acrecentamiento dela riqueza nacional.
CAPITULO VI
AYUDA ESTATAL A LA ELECTRIFICACIONAGRICOLA
El Estado, favoreciendo la iniciativa privada, contribuyea la ejecución de electrificaciones agrícolas, concediendo losauxilios económicos y técnicos señalados en las disposicionesvigentes sobre Colonizaciones de Interés Local (1).
LegiBlación vigente.
Para conocimiento de los lectores, a continuación se indican los principales preceptos referentes a electrificaciones,contenidos en la Ley de 27 de abril de 1946 (Boletín Oficialdel 28) ; el Reglamento para su aplicación, aprobado por Decreto de 10 de enero de 1947 (Boletén Oficial del 7 de febrero), y la Orden ministerial de 5 de julio de 1947 (Boletín Oficial del 14).
Según el artículo 2.° de la Ley, son auxiliables por el Instituto Nacional de Colonización las. "obras e instalacionespara el transporte en alta tensión, transformación y distribución (en baja tensión de la energía eléctrica en el medio ru-
(1) Este capítulo ha sido redactado por el Ingeniero Agrónomo D. Angel deTorrejón y Montero, Jefe de Sección del Instituto Nacional de Colonización.
-- 92-
ral, así como las de establecimiento de centrales de pequeñapotencia que puedan producir energía eléctrica, y ponerla adisposición de los campesinos".
Figuran en el artículo 3'° de la Ley como posibles beneficianos :
H A) Aisladamente o constituyendo Grupos Sindicales deColonizaoión:
a) Los propietarios de fincas rústicas.b) Los arrendatarios y aparceros, siempre que lo hagan
con la previa conformidad de los propietarios correspondientes.
e) Los cultivadores de fincas cedidas en régimen de parcelación, conforme al Real decreto-ley de 7 de enero de 1927,Real decreto de 9 de marzo de 1928.y disposiciones: posteriores, aun cuando por no haber amortizado totalmente el importe de sus parcelas no les hubiese sido otorgado el título definitivo .de propiedad de las mismas.
d) Los artesanos y obreros agrícolas e industriales, cuando pretendan establecer huertos familiares.
B) Las Hermandades Sindicales, las Diputaciones Provinciales y los Ayuntamientos rurales
C) Las Cooperativas y otras Entidades agrarias paraaquellas obras o mejoras propias del fin para que hayan sidoconsti tuídas.
D) Los particulares. las Empresas o Sociedades que sedediquen a la construcción o explotación de las obras incluídas en el apartado f) del artículo 3.°, siempre que con estemismo objeto no se constituyeran Grupos Sindicales o Cooperativas.
E) UDS Organismos oficiales y sindicales que tengan pormisión el fomento o mejora de las producciones agrícolaspecuaria o forestal o la investigación de cuestiones con ellasrelacionadas. "
En los artículos 4.° y 19 del Reglamento se fijan los si-
-- 93 --
guientes límites máximos, de presupuestos de obras, para queéstas puedan ser auxiliadas económica y técnicamente:
Límites máximo. de presupuestos
Auxilios eco- Au silios téc-nómicos niC05
-Ptas. Ptas.
Obras de particulares aislados 60·000 30.000Obras de particulares asociados (por cada
uno de elios) 60.000 30.000Obras de Organismos y Entidades 300.000 &>.000
Los auxilios que el Instituto concede son de tres clases:anticipos reintegrables, subvenciones y auxilios. técnicos,
Anticipos reintegrables.
A cualquiera de los posibles beneficiarios anteriormenterelacionados y para las ci tadas obras de electrificación, el Instituto puede otorgar anticipos reintegrables sin interés de hasta el 40 por 100 del presupuesto de las mismas, o del 60 por 100
cuando dichas obras sean necesarias para el establecimientode nuevos regadíos.
La devolución de estos préstamos no podrá exigirse quecomience antes de los cinco años siguientes a su concesión, yse efectúa en varias anualidades, de igual cuantía, cuyo número fijará en cada caso el Instituto, sin que pueda ser superior a veinte.
Subveneíones,
El Ministro de Agricultura, a propuesta de la DirecciónGeneral del Instituto, puede conceder subvenciones de hastaun 3D por 100 de los presupuestos de las obras, a los beneficiarios comprendidos en los apartados B) y E), yel Consejode Ministros, a propuesta del de Agricultura, y para obras de
excepcional interés, a cualquiera de los peticionarios incluidosen Jos apart..dos A), C) y O).
En el caso de que, además de dichas subvenciones, se otorgaran los anticipos anteriormente indicados, éstos quedaránreducidos en una cantidad igual al importe de la subvención.
Auxilios téeníeos,
Los auxilios técnicos consisten en la redacción por personal del Instituto de proyectos que se facilitan gratuitamentea los peticionarios, siempre que éstos los soliciten y los presupuestos de la mejora no rebasen los límites anteriormenteseñalados.
La tramitación de las peticiones de auxilio es rápida ysencilla, bastando para iniciarla que el solicitante formule lasuya en un impreso reglamentario y la remita al Instituto o acualquiera de sus Delegaciones.
Para la concesión de anticipos a particulares, cuando elauxilio solici.ado es inferior a 10.000 pesetas, basta la garantía personal del interesado integrada por su solvencia económica, moral y de trabajo; s¡i estuviese comprendido entre10.000 y 50.00 o~s s, dicha garantía debe ser complementada con la de '8s fiad&r;es; yen el caso que excediera de 50.000
pesetas, es ne ¡sa.fi.i la~~onstitución de hipoteca sobre la finca o fincas m orlidas, Q sobre otras de valor suficiente paraasegurar, en 's "'(aso, }~~/reintegro del préstamo.
~ ../Amplitud y eficacia de la citada legislaclón.
Las múltiples obras, anteriormente indicadas, que son susceptibles de auxilios, y la diversidad de personas, Organismosy Entidades que pueden solicitarlos, permiten que por peticiones sucesivas y simultáneas puedan efectuarse, con la ayuda estatal, electrificaciones agrícolas de todas clases.
Así, por ejemplo, en primer término, es posible llevar la
~, re" c:
energía eléctrica a los núcleos rur~s ediante el tendido delíneas de alta tensión e instal ciones • eptoras o, si resultara más económico, establecien es de pequeña potencia, solicitando los auxilios correspondientes los Ayuntarnientos interesados, las Diputaciones Provinciales o las Sociedades de Electricidad. Después puede acometerse la electrificación de pequeñas industrias (molinerías, almazaras, bodegas, lecherías, 'queserías, etc.), siendo peticionarias las respectivas Cooperativas u otras Entidades agrícolas. Y, finalmente, realizar la electrificación de fincas, otorgando auxilios asus propietarios, arrendatarios o aparceros, aisladamente oconstituyendo Grupos Sindicales de Colonización, para prolongar las líneas de alta tensión, construir otras estacionestransformadoras y para ejecutar instalaciones y adquirir lamaquinaria de aplicación que requieran los distintos usosagrícolas, ganaderos y forestales.
Respecto a la cuantía <le los presupuestos auxiliables, interesa destacar que el ámbito de aplicación de la Leyes mucho más amplio del que a primera vista pudiera parecer comoconsecuencia de los límites máximos de presupuestos anteriormente indicados, ya que con el establecimien to de GruposSindicales de Colonización, al multiplicarse las 60.000 pesetas.vque corresponde a cada uno de los asociados, por el número <le ellos, ha sido posible auxiliar obras de ooste superiora cuatro millones de pesetas, según puede observarse en el segundo de los estados que más adelante se insertan.
Por otra parte, como el reintegro de los anticipos al Instituto no puede exigirse que comience antes de transcurridoscinco o más años desde la fecha de la concesión, tan ventajosas 'Condiciones para los beneficiarios, permite en todos loscasos efectuar sin agobios económicos la devolución de dichospréstamos y a las Entidades o Sociedades emprender la electrificación de lugares donde al principio el consumo sea es-
-ifJ-
caso, y que después de terminado dicho período. resulten obrasrentables al incrementarse el número de abonados.
A.'uxilios concedidos por el Instituto Nacional de Colonizaeión,
En el 'cuadro que figura a continuación se resumen los auxilios concedidos para electrificaciones desde que se promulgó la primitiva Ley de Colonisaciones de Interés Local de 25de noviembre de 1940, hasta 1.0 de junio de 1948:
Presupuestos A u:r.ilios con- Superficie
CLASE DE MEJORANum. de cedido. afectada
periciocesPta8. Ptas. Jlas.
---Establecimiento de nuevos rega-
dios electrificados .................. 618 12.222·792 5·007·085 3-535,11Electrifiación de regadíos ya exis-
rentes .......... ,......................... 293 J5·132-523 6'426,250 5·71¡r·76Laboreo eléctrico 1 11.659 4-663 20,00Electrific. ción de m'~q~i~~~¡~ '~g~i~
cola ..... , ......... " ...... ~ ....., ..... '" 29·828 I1·900 J2.00Electrificación de industrias agrí-
colas ..................................... 4 89·820 35·800 607,80Electrificación de la casa de la-
bor ....................................... 1I·550 5·000 J4·05Electrificaciones no comprendidas
en los grupos anteriores ........ 5 J48'705 54,757 798,25
TOTALES ..................... 923 27·646.877 J1,545-455 10-704097
Como puede observarse, el mayor número de auxilios seconcedieron para el establecimiento de nuevos regadíos, y después para electrificación de los existentes, habiendo sido solicitados, casi todos ellos, por particulares. No obstante, también se otorgaron a Grupos Sindicales, Ayuntamientos y Agrupaciones agrícolas, los que se detallan en el siguiente cuadro :
-97 -
Pr.BUpu~S:OS
PETICIONAHIO
.\ uxrlios COJl+
cedidos
Supe rfi ci e
It fect ad a
Ptas.
------------ ------- ---Ptas.
---------
43,25
59.53
30,03sr.co
70000
100,00
102.00.z83.CO25,00
29.100
97·53147·478
29.276
737·37220·400
193'5~7
243·82812&747
4.251.55 1
Nuevos regadíos electriiicados,
Grupo Sindical de Daimiel (Ciudad Real).Grupo Sindica l de Manzanares (Ciudad
Real) .Grupo Sindical de Torralba de Calatrava
(Ciudad Real) .Grupo Sindical de Casa del Doctor, Man-
zanares (Ciudad Real) .Grupo Sindical de Mazuecos (Guzdalajara).Grupo Sindical La Seca (Valladolid) ......Grupo Sindical de Palma de Gandía (Va-
lencia) ..Grupo Sindical de Badajoz .Agrupación Agrícola <le Jarama-San Fer-
nando (Madrid) ..
E lectrlficacián de regadíos ya existentes :'
Grupo Sindical de Tobarra (Albacete)...... 49-328 19-730Grupo Sindical de Cabezón de Pisuerga
(Valladolid) 630096 25.238Ayuntamiento de Lopera (Jaén) 66·064 49.540Comunidad de Regantes de Polop (Ali-
cante) 122.750 49.100
TaI"AI.ES 11.45°.586 4.605.571 2'479.39
Las dos estadísticas precedentes prueban, con hechos, eléxito logrado al aplicar lo preceptuado sobre Colonizacionesde Interés Local; que es de esperar pueda superarse en lo sucesivo,cuando sean conocidos por todos los interesados en laelectrificación de los medios rurales, con lo que se elevará elnivel de vida de los agricultores, y éstos, sin necesidad de carburantes, dispondrán de energía eléctrica para la mejor explotación de 'Sus fincas e intensificar su productividad y paraestablecer pequeñas industrias, en beneficio propio y de laeconomía nacional.