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[Juancar]

Hola,

Como últimamente hay muchos socios que me preguntan sobre el tema del cable calefactor, voy a intentar explicar detalladamente el tema.

El cable que yo utilizo tiene unos 2 mm de grosor, cubierta aislante de silicona y es extremadamente flexible.
Me lo fabrican, de encargo, en una empresa de un pueblo cercano a mi casa (Resistencias Malibi).
El pedido mínimo es de 100 metros y el precio están en torno a los 0,66 euros por metro.
Se puede pedir de la resistencia eléctrica por metro que se desée. El que utilizo es de 100 ohmios por metro.

Cálculo de la longitud necesaria.

La fórmula básica para el cálculo es:
V x V / P = R
V es la tensión eléctrica (en voltios)
P es la potencia que deseo (en watios)
R es la resistencia eléctrica (en ohmios)

Ejemplo práctico:
Parto de que la temperatura ambiente de mi cuarto de killis está en torno a los 20ºC.
Estimo que precisaré en torno a 0,5 watios por litro de agua para subir la temperatura unos grados.

Una estantería con 6 acuarios de 12 litros de agua cada uno.
Teniendo en cuenta los 0,5 watios por litro, necesitaré:
6 x 12 x 0,5 = 36 watios

Ahora utilizo la formula básica:
220 x 220 / 36 = 1344 ohmios (desprecio los decimales)

Como el cable que utilizo tiene 100 ohmios por cada metro de longitud, necesitaré:
1344 / 100 = 13 metros de cable calefactor (despreciando de nuevo los decimales).

Colocaré los 13 metros de cable calefactor haciendo "eses" sobre la estantería en la que irán los acuarios, fijando el cable en algunos puntos con cinta aislante.
Intentaré que la longitud de cable bajo cada acuario sea similar para que reciban todos el mismo calor.
Los acuarios irán directamente encima del cable (su grosor es mínimo y su aguante al peso es muy bueno).

Para controlar la temperatura, lo mejor es utilizar un termostato.
Yo utilizo uno electrónico: OSAKA T-2001-A con sonda (35,70 euros + IVA).
Se puede ver en la página 31 del catálogo de Salvador Escoda S.A.: www.salvadorescoda.com/tarifas/ControlFrio.pdf
Tiene un montón de funciones, pudiendo fijar temperaturas de actuación, de desactivación, retardo de actuación, calibración de la sonda, etc.
La sonda tiene un cable de 1,5 metros y la tengo sumergida en uno de los acuarios.

Aunque no se tiene tanta precisión como con un termostato, hay quien utiliza el cable calefactor con un programador horario haciendo que funcione unos minutos cada hora.
Ese tipo de funcionamiento requiere una calibración muy fina y tiene diferencias de funcionamiento invierno-verano.

Si se va a utilizar el sistema del programador horario o el cable calefactor conectado permanentemente, puede ser necesario reducir la potencia (especialmente en verano)
Para ello, nada mejor que poner en serie con el cable calefactor un diodo.
De esa manera, la potencia entregada será la cuarta parte mitad (Nota *).
Como diodos válidos: BY127, 1N4004, 1N4005, 1N4006 ó 1N4007.
El precio normal de cualquiera de ellos en una tienda de eléctrónica, no debería superar los 0,5 euros.

El tema de la conexión del cable calefactor al cable eléctrico normal que lo conectará al termostato y a la corriente eléctrica tiene algo de miga.
No recomiendo utilizar regletas de tornillos: el hilo del cable calefactor es extremadamente fino y una vez estirado fuera de su cubierta es bastante frágil
Dar varias vueltas de dicho hilo sobre la parte exterior de su cubierta implica problemas de calentamiento en la conexión (recordemos que es un hilo calefactor) que pueden llevar a que se queme el contacto.

Puede dar buen resultado utilizar terminales "faston" o similares.
(Los típicos conectores de cables de los coches que se cierran a presión con unos alicates)

Y eso es todo.

Saludos
Nota *: Corregido gracias a error detectado por Alejandro Mateos (SEK-124)

[Amer]

Hola Juan Carlos,

A pesar de que tu explicación es muy completa, entre que uno es un poco torpe y que mi instalación es la típica que ha ido creciendo poco a poco según el principio de "esparcir" acuarios alrededor de uno inicial, tengo algunas dudas.

Digamos que quiero calentar 3 baldas.

1ª - varios acuarios que suman 150 litros ------------- 75 W
2ª - varios acuarios que suman   54 litros ------------  27 W
3ª - varios acuarios que suman   32 litros ------------  16 W

Total tenemos unos 120 W.

La primera de ellas es un grupo de baldas en cascada, pero supongo que puedo darle un tratamiento como de balda única ya que no hay mucha distancia entre ellas.

Si lo hago en serie me da que  necesito 4 metros de cable según lo
siguiente:

Si hago la fórmula serían 220*220 / 120 W = 403 ohmios

403 / 100 = 4,3 metros

Pero si lo hago en paralelo necesitaría muchísimo más cable del que tengo:
(6.5 + 18 + 30.25m) = 54,75 metros.

Estoy haciendo algo mal? No estoy teniendo en cuenta que al ponerlo en serie
cambia el cálculo porque se sumen.... o simplemente me he quedado corto
pidiendo el cable.

Gracias por tu tiempo, Juan Carlos.

[Juancar]

Hola Amer,

Efectivamente, haciéndolo así no tendrías suficiente con los 40 m que te he enviado.
Pero para eso está la solución del diodo:

1ª balda: 7 m (siempre mejor un poco más largo para reducir un poco la potencia)
2ª balda: 18 m
3ª balda (caso especial): 8 m con un diodo en serie.
En esta 3ª balda tendríamos una potencia de 60 W, pero con el diodo se nos queda en 15 W 30 W (Nota *).

Total: 33 m  ¡¡¡ Bien. Te sobra cable !!! 

Cada una de las baldas independientes conectadas a la red.
Y cada una de ellas, a ser posible, con un termostato.
(Si sólo tienes un termostato, haz que controle toda la instalación,pero asegúrate de que no hay grandes diferencias de temperatura entre los acuarios grandes y los pequeños)

Ten en cuenta una cosa de la 1ª balda:
Vas a meter 75 W distribuidos en 7 metros de cable. Te sale a más de 1 W por metro.
Es bastante potencia. Vigila, al principio, la temperatura de la balda.

Otras precauciones:
- Calcula siempre litros reales de agua (no litros de acuario)
- Quédate siempre por debajo en potencia.
- Si alguna de las baldas no lleva termostato calcula para 0,2 W por litro en lugar de 0,5 W por litro (y comprueba la temperatura que alcanza el agua. Si es excesiva: diodo en serie.

Una cosa más: para este sistema de cable calefactor sirven los reguladores de potencia de luz que se venden ahora por todos lados y son bastante baratos

Un abrazo
Nota *: Corregido gracias a error detectado por Alejandro Mateos (SEK-124)

[Amer]

Hola Juan Carlos,

Ya tengo funcionando una de las baldas. Me equivoqué al cortar el cable y puse poco (puse 7 metros en la que le correspondían 18). No he podido hacer seguimiento ya que no he estado en casa este fin de semana, pero tampoco veo que sea una potencia excesiva la que le estoy metiendo. Tengo que calibrar la sensibilidad del termostato ya que por ahora corta al llegar a uno grado menos de lo que le tengo marcado.

No obstante, a lo mejor pruebo con el diodo y comparo resultados.

Sí que me gustaría colgar una foto que encontré de las conexiones en el termostato AKO 14123 porque fue algo que me costó varias horas hacer funcionar. Sobra decir que soy un ignorante en lo que a conocimientos sobre electricidad se refiere, pero creo que no está de más mostraros las conexiones puesto que para una persona normal es imposible conectar los cables correctamente sin esta ayuda. No hay más información que la pegatina que lleva el termostato, claramente escasa.

Así me ha funcionado:



Los cables de la izquierda son lo que vendrían de la resistencia y los de la derecha red eléctrica.

Espero que a alguien le ahorre las dos horas de comerse el tarro que me tiré el viernes.

Saludos

[misaher]

Mas preguntas¡
Si usamos un diodo en cada cable nos ahorramos 3/4 partes de cable ¿no? ¿o es mejor usar el cable directamente conectado a la red sin "electronica" de por medio?

Yo me hacia mis cuentas para conseguir 50 w en dos baldas y por tanto necesitaba unos 10 mts aproximadamente. Si pongo el famoso diodo (10 cts) con 2,5 mts de cable por balda seria suficiente y podré usar el resto para calentar otros acuarios que iba a hacerlo por otros metodos.

[Amer]

Miguel Ángel,

Esa es la conclusión a la que he llegado también, aunque ignoro si tiene alguna consecuencia "colateral"...

[Juancar]

Hola Miguel Ángel,

Efectivamente, como suponéis Amer y tú, el efecto del diodo en serie es un método para ahorrarse 3/4 partes la mitad del cable (Nota *).
(O reducir la potencia en un 75 % 50 % (Nota *) que es otro punto de vista).
No hay efectos "colaterales" por usar el diodo.

Y una cosa más: no necesitas un diodo para cada ramal.
Puedes conectar todas las ramas en paralelo y el conjunto conectarlo a 220 V, poniendo el diodo en serie en uno de los extremos.

Sólo hay una limitación: los diodos que indiqué aguantan sólo 1 amperio de corriente.
Así que cada diodo serviría para 220 voltios x 1 amperio = 220 W de potencia de cable.
Si la suma del conjunto es de más potencia, mejor independizar el ramal de más potencia con un diodo exclusivo para ese ramal.

Saludos
Nota *: Corregido gracias a error detectado por Alejandro Mateos (SEK-124)

[misaher]

Para lo que cuesta un diodo de esos que me recomendaste, casi que voy a poner uno por cada cable encima de la estanteria dentro de una caja y bajaré un cable hasta cada balda y ahí conectaré los 4 metros del cable de resistencia.

Otra pregunta (lo siento soy un 0 en electricidad). ¿Que ocurre si la temperatura es tan baja que no para de calentar la resistencia?. ¿Hay que poner algun tipo de aislamiento termico entre el cable de resistencia y el cable normal?

[Juancar]

Hola Miguel Ángel,

¿Que ocurre si la temperatura es tan baja que no para de calentar la resistencia?.

Si no te has pasado en el cálculo (máximo de 0,5 W por litro de agua), normalmente la potencia quedará muy distribuida a lo largo del cable.
En el ejemplo de Amer, la balda de mayor potencia era de 75 W en 7 metros de cable.
Por tanto, una potencia de poco más de 1 W por metro de cable.
Imagínate una bombilla de 1W (de linterna) y que todo su calor se distribuyese a lo largo de un cable de 1 metro de longitud.
Parece poco calor ¿no?

Por otro lado, el cable calentará el aire, que subirá hacia arriba a calentar la base de cristal del acuario que estará algo fría (tiene agua por dentro).
Por supuesto que la base se calentará algo, pero lo normal es que no sea excesivo.

Hay quien me ha comentado que con un cable calefactor de este tipo la pintura de la balda se le calentaba y hasta le olía a pintura recalentada.
Pero indagando, resulta que el cable era de 50 ohmios por metro (menos resistencia y por tanto más calor) y estaba puesto sin calcular la medida adecuada.

También he visto rajarse la base de un terrario con este sistema de calentamiento.
Pero se le daba toda la potencia en muy poco cable (sin hacer "eses" bajo el cristal de la base) y por tanto se calentaba muchísimo el cristal puntualmente.
No se usaba termostato.
Y al no llevar agua (era un terrario) el cristal no se enfriaba desde el otro lado.

Moraleja: Todo depende de hacer bien los cálculos.

¿Hay que poner algun tipo de aislamiento termico entre el cable de resistencia y el cable normal?

Cuando lo pruebes comprobarás que es muy poco el calor que da el cable por unidad de longitud.
Verás que no te quemas por tocarlo (si está bien calculado).
Y por tanto, los extremos tampoco se calentarán tanto como para que haya problemas en el conexionado con el cable normal.
(Siempre que no se extraiga demasiado hilo calefactor del cable y se arrolle en muy poco espacio).

En cualquier caso, si la temperatura ambiente de la sala es buena (no baja mucho de los 20ºC) y no se precisa subir muchos grados, es preferible hacer los cálculos con menos potencia (por ejemplo 0,3 W por litro).

Saludos

[Killiometrocero]

Hola Juan Carlos
Yo tambièn estoy pensando en poner el diodo, pero tengo una duda:
Como por ejemplo en el caso de Miguel angel, si ponemos 2.5 metros de cable con el diodo en serie y este falla, ¿subirìa muchisimo la temperatura ò dejaria de funcionar el cable calefactor porque no dejaria pasar corriente el diodo?.
Gracias

[Jorge Sanjuan]

Por aquí también recibido el envío. Este finde espero hacer probaturas.

[Juancar]

Hola Óscar,

...si ponemos 2.5 metros de cable con el diodo en serie y este falla, ¿subirìa muchisimo la temperatura ò dejaria de funcionar el cable calefactor porque no dejaria pasar corriente el diodo?.

El diodo rectificador (BY127) que te envié con el cable, no es precisamente un elemento frágil.
Se te partirá el cable, te saltará el diferencial, te tocará la lotería ... (o cualquier otra cosa más gorda) antes de que te falle el diodo.

En el caso (muy improbable) de que se te averíe el diodo, puede quedar abierto (con lo que no te circularía ninguna corriente por el cable) o cerrado (te quedaría como si no hubiese diodo y toda la corriente te pasaría por el cable).

En el ejemplo de un cable de 2,5 m y 100 ohmios por metro:
Sin diodo: 220 x 220 / (2,5 x 100) = 194 W
Con diodo: 194 / 4 = 48 W   194 / 2 = 97 W (Nota *)

Un tramo de sólo 2,5 m dando una potencia de 194 W supone 194 / 2,5 = 78 W por metro.
Algo así como el calor de dos bombillas de 40 W repartido en sólo un metro de cable.
Sería algo excesivo.

Con el diodo en serie queda en 48 / 2,5 = 19 W   97 / 2,5 = 39 W por metro. (Nota *)
Es algo más soportable (aunque para mi gusto, es algo alto).

Por lo demás la fiabilidad del cable es muy alta.
Tengo un acuario comunitario de 240 litros (200 litros de agua) con cable calefactor funcionando desde hace unos 15 años.
Y ni un solo problema.
Tiene instalado unos 10 metros de cable calefactor de 50 ohmios por metro (el que utilizaba antiguamente).
La potencia: 220 x 220 / (10 x 50) = 97 W
Como la potencia por metro que salía era algo alta (casi 10 W por metro), puse bajo el cable una lámina de papel de aluminio que cubriese toda la base.
Así el calor se distribuye mejor y no calienta puntualmente en exceso la base donde va el acuario asentado.

Saludos
Nota *: Corregido gracias a error detectado por Alejandro Mateos (SEK-124)

[Alejandro Mateos]

Hola Juan Carlos,

Yo tengo una duda, si el diodo hace que sólo circule la corriente la mitad del tiempo (la mitad de cada ciclo alterno), supongo que la resistencia funciona la mitad del tiempo de cada ciclo pero bajo la misma tensión efectiva (220V), luego disipa la misma cantidad de calor pero sólo durante la mitad de cada ciclo.

Si este razonamiento es correcto (¿lo es?) entonces la potencia media a lo largo del tiempo sería se la mitad y no de la cuarta parte, con respecto a la potencia sin diodo.

Supongo que se me escapa algo, por eso quería comentarlo.

Gracias y un saludo,
Alejandro

[Juancar]

Hola Alejandro,

Se te escapa un ligero punto en tu razonamiento:
La Ley de Joule dice que la potencia es igual al producto de la tensión por la intensidad.
Eso es: P = V x I

Ejemplo:
Con 220 Voltios y 1 Amperio tendríamos 220 x 1 = 220 W
Con el diodo tenemos la mitad de la tensión efectiva (solo la mitad de cada ciclo de la señal alterna). Eso es 110 Voltios
Pero también tendremos la mitad de la corriente efectiva (sólo la mitad de cada ciclo de señal alterna). Eso es 0,5 Amperios
Luego 110 x 0,5 = 55 W (que es la cuarta parte de 220 W).

Se podría ver bajo otro punto de vista.
Si tenemos en cuenta la ley de Joule: P = V x I
Y la ley de Ohm: V= I x R
Podemos combinarlas: P = V x V / R ó lo que es lo mismo P = V² / R
Al depender la potencia del cuadrado de la tensión, si bajamos la tensión efectiva a la mitad (manteniendo la resistencia), la potencia será la cuarta parte.

Por eso es por lo que poner el diodo en serie produce que la potencia baje a la cuarta parte.
(Nota * )

Poner el diodo en serie produce que la potencia baje a la mitad.

Un cordial saludo
Nota * : Corregido a raiz de error detectado por Alejandro Mateos

[Alejandro Mateos]

Ejemplo:
Con 220 Voltios y 1 Amperio tendríamos 220 x 1 = 220 W
Con el diodo tenemos la mitad de la tensión efectiva (solo la mitad de cada ciclo de la señal alterna). Eso es 110 Voltios

Hola,

No estaba muy seguro con el tema, y buscando he encontrado este documento http://tec.upc.es/el/TEMA-3%20EP%20(v1).pdf, en la página 3 indica que el V eficaz para un circuito rectificador de media onda (es decir, un diodo en serie) es igual a la mitad del V máximo entrante (no del V eficaz, según creo entender).

Si se tiene en cuenta que

Vmáx = Raíz-de-dos x Vef,

entonces

P₁=(Vef)²/R
P₂=(Vmax/2)²/R=...=(Vef)²/2R,

donde P₁ es la potencia sin diodo y P₂ la potencia con diodo, se deduce que,

P₁/P₂=2,

es decir, la potencia con el diodo es la mitad que sin él.

De todas maneras no sé si mi desarrollo es muy firme, y si sigo estando equivocado por favor explícame dónde, ya que es un tema que me interesa bastante.

Gracias y un saludo.