La corriente alterna dentro del motorhome

El cuadro eléctrico principal.

La electricidad a 125 voltios entra en su motorohome a través de un cuadro eléctrico principal, muy parecido al de su propia casa. El objetivo de este cuadro es doble: primero distribuir la corriente por los circuitos de corriente alterna en un RV, y en segundo lugar proteger dichos circuitos contra cortocircuitos y consumos excesivos.

En un cuadro eléctrico usted puede manualmente desconectar una o varias líneas de alimentación o circuitos. Los magnetotérminos que protegen los circuitos desconectarán la energía de forma automática si detectan que en el circuito que protegen se está consumiendo más energía de la que puede mantener el magnetorérmico en cuestión.

El diseño de los cuadros eléctricos varías un poco de una marca a otra, pero las diferencias más importantes las encontramos entre los cuadros de gestión de hasta 30 amperios y los de 50.

Un cuadro de 30 amperios a 120 voltios, tendrá 3 cables de entrada o alimentación: un cable negro para la fase, un cable blanco para el neutro, y un cable de tierra verde o de cobre desnudo. En estos cuadros, todos los circuitos individuales son alimentados desde el único cable de fase.

Un cuadro de 50 amperios a 240 voltios, es diferente porque la fase está dividida de dos polos, con dos conductores de fase a 120 voltios cada uno. En este caso el cable negro se conoce como L1, mientras que la segunda fase será un cable rojo al que se conoce como L2. El cable blanco seguirá siendo el neutro común a ambos circuitos o ‘les’. Finalmente el conductor verde será la toma de tierra. Los cuadros eléctricos de 50 amperios tienen dos secciones de magnetotérmicos independientes, aquellos que está conectados a L1 y los que lo están a L2.

En todos los cuadros habrá un interruptor magnetotérmico principal que controla el paso general de la potencia a todo el panel de distribución. Será o bien de un solo polo, en los cuadros de 30 amp, o bien bipolar para cortar la corriente presente en L1 y L2 a la vez, en los cuadros de 50 amperios.

Además de los magnetos de entrada generales habrá en el cuadro una serie de magnetos de salida, que controlan cada uno de ellos un circuito independiente del motorhome. En Estados unidos cada posición del cuadro puede quedar dividida en dos, sólo hace falta usar un magneto doble o divisor, se los reconoce porque disponen de dos interruptores. Este tipo de magnetos dobles no se fabrican en Europa.

Sub-paneles e inversores.

Los motorhomes actuales vienen equipados con inversores, que son capaces de alimentar a 125 voltios una parte de los electrodomésticos de abordo, generando corriente alterna a partir de la energía de 12 voltios de corriente continua almacenada en las baterías.

Los inversores llevan incorporado un interruptor de bypass, de forma que si son alimentados con 125 voltios, transfieren la electricidad de entrada, en lugar de usar las baterías para generar corriente alterna. Si desaparece la tensión de entrada a 125 voltios, el inversor comenzará automáticamente a extraer energía de las besarías. Si el inversor es además cargador, una configuración bastante habitual, el aparto cuando es alimentado a 125 voltios, comenzará a cargar las baterías.

Progresive-dynamicsEn estos casos la configuración normal es la de disponer de un sub-panel que está conectado con el inversor. El sub-panel en sí consta de varios magnetotérmicos que controlan una serie de circuitos. La serie de circuitos que deseemos alimentar cuando no estemos conectados al camping o cuando no tengamos conectado el generador.

El panel principal, dispondrá de un magneto que controlará la alimentación a 125 voltios del inversor. Cuando el panel principal es alimentado con la corriente de entrada (camping o generador a través del interruptor de transferencia), el inversor recibirá 125 voltios, activando el modo de bypass, llevando la tensión de entrada al sub-panel asociado. De esta forma, cuando tenemos alimentación externa, todos los magnetos estarán activos, si no tenemos conexión externa, sólo funcionarán los circuitos del sub-panel del inversor.

Hoy no es habitual ver sub-paneles independientes en ningún RV, fundamentalmente por la cantidad de espacio que necesitan, y porque los fabricantes de paneles han integrado la funcionalidad antes descrita en una única unidad. La firma Progressive Dynamics tiene modelos que constan de paneles principales y sub-paneles en una única unidad, la cantidad de magnetos asignados al panel principal y al sub-panel pueden ser configurados al realizar el pedido.

Protección de los circuitos eléctricos.

Los cuadros eléctricos de los motorhomes americanos dividen la potencia disponible en varios circuitos aislados entre sí, que son protegidos por interruptores magnetotérmicos, que los aíslan de potenciales sobrecargas de consumo y de cortocircuitos que pudieran producirse.

circuit-breakerLa protección magnética de un magnetotérmico se basa en una bobina colocada en serie con la corriente. Esta bobina está diseñada para no activarse hasta que por ella circula una corriente entre 5 y 10 veces superior al nominal. Este margen sobre el nominal permite que los electrodomésticos con motores, como el frigorífico, la lavadora o la secadora, no lo disparen cuando arrancan. Los motores eléctricos cuando arrancan deben vencer la inercia de todos los sistemas mecánicos a estar detenidos por lo que su consumo se multiplica cuando arrancan.

La protección magnética permite proteger la instalación ante un cortocircuito. Cuando tiene lugar un cortocircuito la intensidad aumenta, activando la bobina que de forma instantánea abre el circuito, cortando la corriente eléctrica. Hay magnetotérmicos de uno y de dos polos, si se usa uno monopolar debe estar instalado de forma que corte el cable de fase para resultar eficaz.

Por su parte la protección térmica lo que procura es proteger el cableado de la instalación. La idea es que un conductor por el que circula una corriente eléctrica se calentará, tanto más, cuanto mayor sea la intensidad de la corriente. El magnetotérmico lleva en su interior una lámina bimetálica que se curvará en función de la cantidad de corriente que pase por ella: a más corriente, mayor curvatura. Si en un circuito se mantiene un consumo por encima del nominal del magnetotérmico que lo protege por más de unos instantes, la lámina se curvará lo suficiente como para abrir el circuito.

La protección térmica, permite que los cables de los circuitos no se sobre calienten y por tanto evita que puedan arder. Se usan magnetos más o menos potentes en función del consumo máximo para el que han sido dimensionados los cables del circuito que se desea proteger, a mayor consumo previsto, mayor la sección del cable y mayor el magnetotérmico a usar.

Cuando se dispara un magneto hay que corregir la situación que ha provocado su caída. Es posible llegar a doblar de manera definitiva la lámina de bimetal de un magneto, cuando por sobre consumo no corregimos la situación. Si esto ocurre la única solución es cambiar el magnetotérmico, y revisar la instalación eléctrica en busca del consumo no planificado.

Arc-fault-circuit-interrupterLos “circuit breakers” por usar el nombre en inglés, tienen medidas exteriores diferentes de las que encontraremos en sus equivalentes europeos. Ni que decir tiene que los voltajes y amperajes típicos son también diferentes. No son equipos que se estropeen habitualmente, pero si necesita un repuesto hay que comprarlo en USA.

En algunos cuadros podemos ver instalados un AFCIs, “Arc Fault Circuit Interrupter” es un interruptor diseñado para proteger contra los incendios causados por arcos eléctricos. La sensibilidad de los AFCIs pueden indicar falsos positivos, indicando que en el circuito hay comportamientos equivalentes al de un arco voltaico. Por ejemplo, la caída de rayos proporcionan tensiones y perfiles de onda que se asemejan a los provocados por los arcos voltaicos.

Un AFCI debe distinguir entre un arco inofensivo, que ocurre de manera fortuita durante la operación normal de los interruptores, enchufes y motores con escobillas, de un arco voltaico indeseable que puede ocurrir, por ejemplo, en el cable de una lámpara que tiene un conductor roto.

Los fallos por arcos voltaicos son la principal causa de incendios en los circuitos eléctricos de una casa. Al igual que un interruptor diferencial, un AFCI tiene un botón de prueba, pero son equipos destinados a proteger de situaciones muy diferentes.

Cableado interior.

La corriente alterna en un RV está dividida en circuitos independientes, cuyo cableado debe estar calculado para trabajar con una caída de tensión siempre inferior al 10%. A todos los efectos, y dado que el magnetotérmico más pequeño que nos encontramos es el de 15 amperios, los cables no deberán tener una sección inferior a un AGW14. Si tiene que añadir circuitos de corriente alterna en Europa a su motorohome use cables de 2.5mm como mínimo.

Romex-cableLa normativa NEC americana, en vigor para la construcción de viviendas, indica que puede ser usadas mangueras planas de tipo Romex  siempre que estén sujetas de alguna forma cada 130cm (41/2 pies). Estas normas están pensadas para viviendas que no se mueven. En mi opinión el uso de cables rígidos en un motorhome no es adecuado. Un vehículo se mueve y vibra, entorno en el que un cable rígido se puede fracturar por fatiga del material, o por la pura y simple incapacidad del material para doblarse con facilidad.

La mejor alternativa que usted puede usar, siempre que tenga que realizar instalaciones eléctricas nuevas en su motorhome, para cableados tanto en corriente continua como en alterna, son los cables marinos. Estos cables son extra-flexibles (norma EN 60228), cada filamento de cobre ha sido protegido de la humedad mediante la electro estañado, estos cables pueden funcionar con temperaturas continuas del conductor de casi 100ºC, son auto-extinguibles en caso de incendio y sus coberturas no emiten gases tóxicos si se queman. Se venden en rollos mono filamento, pero también se fabrican con coberturas resistentes a la abrasión y los aceites en formatos de dos y tres conductores.

Los fabricantes de motorhomes, salvo en las unidades realizadas bajo pedido, usan cables tipo Romex por lo que implica en el ahorro de costos. Para solventar en alguna medida la incapacidad del cable, lo introducen dentro de las paredes y techos en huecos realizados ex-profeso en el aislamiento. Sin embargo, esta técnica limita enormemente las reparaciones, ya que los cables no pueden salir de sus agujeros, e imposibilita por completo la ampliación del sistema eléctrico al no disponer de tuberías por las que pasar nuevos cables.

Si usted desea añadir una nueva ubicación para una simple bombilla en el techo, tendrá probablemente que desmontar todo el recubrimiento decorativo del techo, y en el mejor de los casos, tendrá que realizar un nuevo tendido de cables desde el cuadro general. En los motorhomes no existen las cajas de conexión, ni siquiera tras un interruptor o un enchufe. Todos los elementos son simplemente atornillados en superficie a los paneles de madera. Ni que decir tiene que no se usan cajas de conexión independientes donde alojar horneros, y otros mecanismos de control.

El cableado de corriente alterna, según las normas NEC, debe constar siempre de tres conductores. En un motorhome ni el conductor de fase ni el neutro deben estar conectados en ningún momento al chasis del vehículo. a esto se le conoce como estado flotante. Sólo el conductor de tierra debe estar conectado al chasis.

Si un cable de corriente, Fase o Neutro entra en contacto con el chasis, todo el vehículo estará eléctricamente cargado, cualquier persona que toque el motorhome sufrirá una descarga eléctrica, potencialmente mortal.

En un RV los cables de tierra de todos los circuitos internos son interconectados dentro del cuadro eléctrico principal usando una barra bus, que será conectada con la tierra del camping cuando se conecte el vehículo a un poste de conexión en el camping o en su casa.

Cuando usted esté usando su generador o el inversor, sin conexión con el exterior, es el chasis del vehículo a través de esos equipos el que actúa como toma de tierra. Sin embargo, la masa del vehículo no constituye una auténtica fuente de protección contra una descarga eléctrica. No trabaje con circuitos que lleven corriente mientras no disponga de una toma de tierra real.

Por favor, tenga en cuenta que un motorhome no tiene toma de tierra verdadera en los enchufes mientras no esté conectado a una red eléctrica exterior.

El equipamiento eléctrico.

on-off-switchLos interruptores, pulsadores y cruzamientos, estándar en los motorhomes americanos son de muy baja calidad, se trata de mecanismos simples, cuya misión es facilitar la instalación inicial, se conectan con terminales estándar de automoción, ya que se consideran como parte de la instalación de 12 voltios. Es muy raro ver mecanismos empotrados, la inmensa mayoría son de superficie, atados a las finas paredes por tornillos. Tanto el interruptor como los embellecedores están fabricados en plástico y son del mismo color.

Muchos motorhomes actuales vienen equipados con algunos circuitos de iluminación controlados con dimmers, aparatos electrónicos que permiten variar la intensidad de la iluminación. Estos dimmers sólo sirven para bombillas incandescentes ya que varían la tensión de la fase. No pueden ser usados con lamparas LED. Si usted actualiza las luces controladas por este tipo de equipos debe pensar en anularlos, y dejar únicamente la función de interruptor de encendido y apagado.

Hay infinidad de dimmers en el mercado para luces LED, pero casi todos ellos necesitan controlar los cables positivo y negativo a los que están conectadas las luces LED, unas bombillas por cierto especiales que permiten la variación de la intensidad lumínica. Lo normal en estos equipos es que tengan dos cables de entrada (un positivo y un negativo) y dos de salida (de nuevo positivo y negativo que van a las luces). Los más sofisticados tienen una segunda pareja de conexiones para un pulsador, la electrónica se controla desde el pulsador, que permite, encender, apagar y variar la intensidad. Normalmente estos equipos encienden los LEDs con la última intensidad configurada. Algunos pueden ser controlados de forma inalámbrica desde un mando a distancia, y los mejores en esta categoría, además permiten la programación de ‘escenas’ que no son más que configuraciones de luces apagadas o encendidas con una determinada configuración de intensidad. Todo un lujo.

12volt-LED-dimmerEn un motorohome de forma general, sólo pueden usarse los dimmers LED basados en el control de un sólo polo. Para el mercado doméstico americano la firma Lurton comercializa varios modelos, pero para los RVs no hay tantos, ya que hacen falta equipos que funcionen en corriente continua a 12 voltios. En la web de TorchStar tienen varios modelos interesantes, cuyo único problema es que son mecanismos que siguen el estándar eléctrico UL, lo que los hace incompatibles, por tamaño, con los usados habitualmente en los RVs.

Los enchufes usados en los motorhomes americanos permiten el cableado directo mediante unas pinzas de metal que atrapan el cable, cuando este es introducido desde arriba a presión. Los cables Romex sólo tienen que ser despojados de su cobertura exterior, y sin más operaciones son prensados dentro de las garras del enchufe (Hay herramientas que facilitan la operación). Es un sistema muy rápido para realizar instalaciones, pero sólo es válido cuando se usan cables de cobre sólido. Los conductores flexibles usados generalmente en Europa requieren de uniones basadas en bornes, muchísimo más seguras tanto desde el punto eléctrico, como desde el de la mecánica de la unión.

Es muy habitual ver como dos o más cables son prensados dentro de un enchufe para suplir la falta de cajas de conexiones tal y como las conocemos en Europa.

En un RV americano de las pocas cajas de conexión que encontrará la mayoría estarán situadas en la bodega (o maletero) del vehículo, típicamente atornilladas al techo. Estas cajas son metálicas, por contraposición a las europeas que son plásticas, y siempre están conectadas a tierra, es decir, que los cables que son interconectados en su interior siempre llevan sus tomas de tierra hasta el metal de las propias cajas.

Recuerde que un motorohome que no está conectado a un poste eléctrico de un camping, en realidad no tiene toma de tierra, está en estado flotante, por lo que la capacidad para derivar un corto es limitada. Si toca una caja de conexión por el exterior, y hay un problema eléctrico a bordo, puede recibir una descarga. Por favor, no opere las cajas eléctricas con el generador o el inversor funcionando. Siempre que le sea posible, espere a disponer de una toma de tierra externa.

insulation-capsLos cables de cobre sólido pueden ser interconectados usando unos tapones plásticos que permiten trenzar dos o más cables entre sí. El sistema de nuevo es extremadamente simple, sobre todo de cara a la instalación inicial, sin embargo, desde el punto de vista Europeo es un sistema con muchas debilidades, tanto en la calidad de la conexión eléctrica, como en la estabilidad mecánica de la unión.

Los enchufes.

En Europa es habitual encontrar un interruptor diferencial a la entrada del sistema eléctrico, la idea tras esta forma de hacer las cosas, es que un interruptor diferencial protege del shock eléctrico todos los sistemas que estén instalados detrás del  interruptor. Por este motivo, los europeos colocamos como primer elemento de un cuadro eléctrico un diferencial.

Sin embargo en USA la normativa NEC establece que sólo en aquellos lugares donde es más probable el shock eléctrico, es decir, cocinas, baños y lugares en general húmedos, los enchufes deben estar protegidos con un diferencial. A este tipo de enchufes en Estados Unidos se les conoce como GFCI.

GFCI-outletUn interruptor diferencial o GFCI funciona bajo el principio de que la corriente que fluye a través de un circuito de corriente alterna es igual, se dice que está balanceada, a ambos lados de la carga eléctrica. El amperaje fluye hasta el enchufe por el cable de fase, y de ahí al electrodoméstico o carga que tengamos conectado, regresando por el cable neutro. Si la corriente de los cables de fase y neutro no son idénticas es que se está derivando corriente directamente a tierra por algún lugar detrás del GFCI, posiblemente a través del cuerpo de una persona, o a través de un electrodoméstico mal aislado. Ante esa situación el interruptor GFCI se abre cortando la corriente .

El principal componente de un GFCI es un transformador, en el que los conductores de fase y neutro se enrollan al rededor del primario del transformador. Las corrientes alternas opuestas neutralizan el efecto del campo magnético en el devanado primario del transformador, por lo que no hay corriente inducida en el secundario. El lado del secundario del transformador es conectado a un relé de doble polo, cuyos contactos están normalmente cerrados. Estos contactos dobles actual como interruptores tanto de la fase como del neutro.

Un desbalanceo en la corriente transportada por los cables de fase y neutro, provocará que el campo magnético del devanado primario aparezca, y por tanto que en el secundario se cree una corriente inducida, que activará el relé, desconectando el circuito. Todo esto ocurre en milisegundos de forma que la desconexión es prácticamente instantánea.

Todos los GFCI disponen de un botón de prueba, al pulsar el botón se hace fluir una corriente entre la fase y la tierra a través de una resistencia, que desbalancea el circuito y dispara el relé. Un botón de reset devuelve el aparato a su funcionamiento normal. Algunos fabricantes indican que el GFCI debe ser comprobado, usando el botón de prueba, una vez al mes, otros amplían el plazo hasta un año.

En un motorhome es bastante habitual ver esquemas de cableado que implican que un GFCI situado en un baño esté protegiendo también enchufes situados en la bodega de carga del vehículo. Basándose en el principio de que un GFCI protege los circuitos que estén detrás de él. Es posible tener problemas con los GFCIs de abordo por problemas de derivaciones que se encuentran localizados en la bodega, en muchos RVs la bodega no es una zona completamente aislada de la humedad, por lo que en días lluviosos pueden surgir problemas.

Quieres saber más?

Accede a la página principal de los sistemas eléctricos y electrónicos de un motorhome