¿Qué es un balastro electrónico?

¿Qué es un balastro electrónico?

Publicado:19 Mar 2021

¿Para qué sirve un balastro electrónico?

Las lámparas HID de: Alta Presión de Sodio (HPS), Halogenuro Metálico (MH) y Halogenuro Metálico Cerámico (CMH o LEC) no pueden conectarse directamente a una toma eléctrica, no encenderían. Estas lámparas necesitan un equipo que les permita arrancar con una descarga de alta tensión inicial para luego mantener un voltaje diferente al de la red eléctrica.

¿Qué tipos de Balastros existen en el mercado?

La iluminación con lámparas de Alta Presión de Sodio ha necesitado balastros desde los años 30. Los Balastros Magnéticos han sido usados desde siempre. Aunque los Balastros Electrónicos llevan con nosotros más de una década.

Los Balastros Electrónicos se pueden encontrar como componente independiente para adaptarlos a instalaciones de iluminación. O bien suelen estar integrados en equipos de iluminación profesionales como luminarias técnicas de cultivo.

También podemos encontrar Balastros Electrónicos para lámparas de CMH o LEC, que a diferencia de los anteriores, estos son de Baja Frecuencia, entre 400 Hz y 800 Hz de salida para la lámpara.

Las potencias más comunes para Balastros, Magnéticos o Electrónicos para horticultura son: para HPS y MH 250W 400W 600W 750W 1000W, para CMH 315W 630W 945W

¿De qué están hechos los balastros?

Existen 2 tecnologías de balastros: Los Magnéticos y los Electrónicos o Digitales.

Los Magnéticos se componen principalmente de una bobina eléctrica y un arrancador, son menos eficientes.

Los Electrónicos o Digitales, realizan su función modificando la frecuencia eléctrica con componentes electrónicos.

¿Cómo funcionan los Balastros Electrónicos para cultivo?

Mientras que los Balastros Magnéticos, más rudimentarios y menos eficientes, poseen una bobina para crear un campo magnético y así conseguir el voltaje que necesitan las lámparas.
Los Electrónicos o Digitales, consiguen el mismo objetivo modificando la frecuencia de salida a la lámpara.

Ambos necesitan iniciar la lámpara con una descarga que ha de ser superior a los 2500 Voltios, generalmente 5000 Voltios. Para luego mantenerla encendida suministrando un voltaje que es diferente al del suministro eléctrico.

Su misión principal es el arranque y estabilización.

¿A qué frecuencia trabaja un balastro?

Los Magnéticos dependen de la frecuencia del suministro eléctrico. Generalmente 50 Hz para Europa, Australia, Asia y 60 Hz para América. El balastro debe ser diseñado para una frecuencia concreta, no se deben usar balastos de 60 Hz en conexiones de 50 Hz ni viceversa. Ya que los principios magnéticos en los que se basan han de ser calculados para una frecuencia constante. La frecuencia del suministro eléctrico será la misma frecuencia que reciba la lámpara.

Los Electrónicos dependen del diseño del fabricante. Estos balastros, generalmente, permiten conectar a 50 Hz o 60 Hz sin influir en su funcionamiento. Mientras que la frecuencia que recibe la lámpara es totalmente diferente. Para obtener un rendimiento óptimo en las lámparas de Alta Presión de Sodio y Halogenuro Metálico, se recomienda una frecuencia superior a 50 Khz lo que equivale a 50000 Hz para CMH entre 400 Hz y 800 Hz.

Balastro Electrónico vs Balastro magnético, diferencias y ventajas

Un Balastro Magnético está limitado por el principio de la física magneto-eléctrica que usa para su funcionamiento. Su principal y única ventaja es el precio. Pero no está justificado ya que sus prestaciones son excesivamente bajas.

Un Balastro Electrónico tiene múltiples ventajas que justifican una inversión económica superior que será amortizada rápidamente.

Frecuencia de salida.
Las plantas usan la energía en forma de luz para realizar su proceso de fotosíntesis. Si el flujo de luz parpadea, el proceso de transformación de luz en azúcares, que realiza la fotosíntesis, también parpadea y no será fluido y continuo.

La salida de un Balastro Electrónico es de alta frecuencia, lo que ofrece un flujo eléctrico prácticamente continuo hacia la lámpara. Lo que se traslada en energía sin parpadeos para las plantas.

Regulación de potencia.
No siempre una planta necesita la intensidad total de la lámpara. Las primeras fases de desarrollo requieren una menor intensidad. Los balastros electrónicos permiten regular la potencia de salida, y por tanto, reducen en la lámpara la intensidad de su luz, lo que corresponde a un menor consumo energético. Que trasladado a los costes de energía, es una de las razones que justifica la diferencia del coste del equipo con respecto a los Balastros Magnéticos.

Estabilizador de tensión.
Aunque no todas las marcas de Balastros Electrónicos disponen de un estabilizador de tensión adecuado en su diseño, esta, es una de las principales diferencias si los comparamos con los Magnéticos.

No es posible controlar con precisión el voltaje que recibe una instalación, ya que esto depende de muchos factores relacionados con la empresa suministradora y la instalación.

Pero si el voltaje que recibe el Balastro Magnético es más bajo de lo normal, algo muy frecuente, la potencia que entregará a la lámpara será más baja, por tanto la energía que recibirán las plantas será menor, y por supuesto su producción también será menor.

En un Balastro Electrónico con un estabilizador de tensión adecuado, esto no sucede. Las variaciones de tensión son compensadas con aumentos de intensidad para siempre entregar a la lámpara la misma potencia, sin que las alteraciones eléctricas de la red afecten a la productividad de la cosecha.

Calidad de suministro.
La calidad de suministro eléctrico mejora considerablemente, ya que los Balastros Electrónicos corrigen el factor de potencia, evitando así contaminar la red eléctrica cuando se disponen grandes instalaciones de invernaderos. Y no perjudicando así los centros de transformación, haciendo que no sea necesaria la revisión de líneas eléctricas por las empresas suministradoras.

Medidas de seguridad.
Sus diferentes medidas de seguridad implementadas en el diseño electrónico permiten, entre otras cosas, encender las lámparas en condiciones que los balastros magnéticos no podrían.

Por ejemplo; cuando las lámparas de alta presión están calientes, por un microcorte en el suministro eléctrico, un balastro magnético no puede volver a encender la lámpara inmediatamente. Lo que provoca un consumo eléctrico excesivo que dura varios minutos, que incluso llega a desconectar los interruptores de seguridad, siendo necesaria una actuación manual sobre la instalación. Además, sus continuos intentos de encendido, varios en un segundo durante minutos, reducen la vida útil de la lámpara.

Un balastro electrónico siempre enciende la lámpara en el primer intento.

¿Cómo elegir un balastro para cultivo?

Desafortunadamente no es fácil elegir un buen balastro electrónico para garantizar los mejores resultados, ya que son muchos los puntos a tener en cuenta, entre los más importantes y fáciles de identificar se encuentran:

Voltaje de entrada.
No todas las marcas ofrecen balastros electrónicos con un buen estabilizador de tensión implementado en su diseño electrónico.

Una empresa suministradora de energía no suele dar el voltaje exacto, suele haber fluctuaciones de tensión dentro de un margen por encima o por debajo. Por ejemplo, si el contrato de suministro es de 230V, realmente pueden llegar voltajes entre 210V a 245V, o incluso mucho más bajos. Esto depende de muchos factores; distancia al centro de transformación, calidad del cableado eléctrico en la zona de suministro, ocupación de la línea o incluso la calidad en la instalación del cliente.

Cuanto mayor sea el rango de voltaje de funcionamiento de un balastro electrónico (imposible en balastros magnéticos) mejor se adaptará a fluctuaciones eléctricas, haciendo que la eficacia de la instalación y el rendimiento del cultivo sea estable y controlado al no estar expuesto a las fluctuaciones de tensión en la red.

Factor de potencia.
El factor de potencia perfecto es 1, en las características técnicas de un Balastro Electrónico con un buen factor de potencia, se puede encontrar Factor de Potencia (PF Power Factor) > 0.99. Aquellos que ofrecen PF >0.9 o PF >0.8 son mejorables en este aspecto.

Una instalación profesional necesita no contaminar la red eléctrica compensado el factor de potencia excesivo con Balastros Electrónico.

THD o Distorsión Armónica.
La electrónica de alta frecuencia, tiene grandes ventajas a la hora de producir equipos de bajo coste, compactos y eficientes. Pero uno de los aspectos más complejos de controlar es la contaminación en forma de armónicos que se traslada a la instalación. Esto provoca saltos en los interruptores diferenciales en caso de tener una THD superior al 10%. En estos casos se puede compensar realizando agrupaciones con un menor número de balastros electrónicos por interruptor diferencial.

Frecuencia de salida.
La frecuencia de salida será la frecuencia a la que funcionará la lámpara, en balastros para lámparas de 230V las frecuencias han de ser >50 Khz, mientras que en balastros para lámparas de 400V deben ser >80 Khz. O en el caso de lámparas de tecnología CMH o LEC entre 400 Hz y 800 Hz

Voltaje de salida.
Los balastros para lámparas de Alta Presión de Sodio o Halogenuro Metálico, se suministran en 2 voltajes de salida diferentes:
Hasta 600W suelen ser de 230V
Más de 600W suelen ser de 400V.
Esta es la norma más común en el mercado

Estos valores de V no corresponden a valores reales de voltaje, ya que las lámparas denominadas 230V su tensión nominal de trabajo suele estar en torno a los 110 Voltios y las denominadas 400V en torno a los 250 Voltios. Por tanto no hay que tomar estos valores V de salida como valores de voltaje reales. Son sólo una forma de diferenciarlas.

Es importante elegir la lámpara para el balastro adecuado, o viceversa. Existen marcas que fabrican lámparas y balastros de 1000W en 230V, es poco habitual. Al igual que hay marcas que fabrican lámparas de 600W y balastros de 400V.

Para potencias de 600W, hace unos años existían grandes diferencias en intensidad lumínica entre las lámparas de 400V y las de 230V. Hoy en día no hay diferencias, siendo más comunes las lámparas de 230V para 600W.

Para lámparas de 1000W, habitualmente usadas en luminarias profesionales, el estandard es 400V con unas altas prestaciones.
Selector de potencia.
Siempre es importante poder reducir el consumo eléctrico, por lo que adaptar la intensidad de luz sobre la planta, es muy interesante en las diferentes fases de cultivo. Un Balastro Electrónico debe permitir el control de potencia.
Conexión de control.
Los Balastros Electrónicos más avanzados e innovadores permiten la conexión a un equipo de control para poder controlar todos los balastros de una instalación desde un controlador. Esto permite centralizar el control, donde se programará el encendido, apagado y regulación de potencia desde un solo punto. Haciendo más ágil y fácil el manejo de la instalación.

Mejores balastros para cultivo

Son aquellos que se adaptan mejor a las necesidades de la instalación y el cultivo. Pero fundamentalmente son los que tienen un mayor rango de estabilización de voltaje y están construidos con componentes electrónicos duraderos, suelen ofrecer más años de garantía. Ya que el fabricante confía en el buen trabajo de ingeniería y control de calidad.

Instalación de un balastro de cultivo

Ubicación.
Es importante elegir un lugar adecuado para la instalación de cualquier balastro. Las características técnicas del balastro han de informar el rango de temperatura ambiente para el que ha sido diseñado. El límite suele estar entre 30ºC y 40ºC. Por lo que nunca instale un balasto sobre la lámpara o el reflector donde reciba el calor de la lámpara, directa o indirectamente.

Distancia a la lámpara.
Aunque habitualmente, casi todas las marcas permiten hacer instalaciones donde la distancia entre el balastro y la lámpara puede ser superior a 10 metros. Es importante tener en cuenta que la frecuencia, voltaje e intensidad que circula desde la salida del balastro hasta la lámpara no es la misma que en la entrada del balastro.

Se recomienda que el balastro esté lo más cerca posible de la lámpara, cada metro de cable cuenta, y mucho. Obteniendo pérdidas de energía notables a distancias superiores a 5 metros.

Nunca se recomiendan instalaciones de balastros centralizadas donde hay una larga distancia entre los balastros y las lámparas. Funcionan, pero no es el método más óptimo por las pérdidas eléctricas que representa este modelo de instalación.

Conexión
Las instalaciones siempre han de ser realizadas por personal técnico cualificado y autorizado siguiendo las normas de instalación locales.

Es importante dimensionar correctamente la sección del cableado eléctrico donde se conectarán los balastros. Y aún más importante la sección del cable entre la lámpara y el balastro, recomendando en este último 3×1,5mm².

Fije el reflector en la ubicación elegida.

Fije la ubicación del balastro.
Si elige una instalación mural para el balastro, este debe de estar en posición vertical para favorecer la convección de aire, optimizando la refrigeración pasiva. También puede instalarlo en posición horizontal.
Conecte con el cableado adecuado y siguiendo las normas de instalación de su zona.
Use los cables de alimentación suministrados con el balastro. O conectarlos a la toma eléctrica con el cableado con sección suficiente para la potencia necesaria. Siempre es importante conectar correctamente el cableado de tierra, y asegurarse de que la instalación dispone de una instalación de toma de tierra correcta.

Disponga de protecciones magnetotérmicas y diferenciales siguiendo las normas locales de instalaciones eléctricas de su zona.

Conecte el equipo y seleccione la potencia nominal durante las primeras 100 horas de funcionamiento, esto es requerido siempre para lámparas nuevas. De no hacerlo en las primeras 100 horas, reduciría considerablemente la vida de la lámpara. Posteriormente a esas primeras 100 horas puede regular a la potencia elegida.