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Sistema de Riego – Sistema de Desagüe Pluvial Universidad Alas Peruanas Facultad de Ingenierías y Arquitectura Escuela Académico Profesional de Arquitectura INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y SANITARIAS 20 de JUNIO del 2015 INTEGRANTES: Álvaro Vargas Rodríguez Piero Inga Vilca Samuel Herrera Cáceres Ricardo Choquehuanca Cisneros Los sistemas de riegos son un conjunto de estructuras que permiten proporcionar el agua suficiente a las plantas, complementando la de las precipitaciones. A continuación describimos algunos componentes de estos sistemas. Sistema de Riego Aspersor Canal de riego Bocatoma Embalse Los sistemas de riego comienzan en el 3.200 a.C. en Mesopotamia, por los Sumerios. Estos desarrollaron un sistema de canales y reservas de agua. Historia Antiguo canal de riego Mapa de Mesopotamia 1. Suministrar la humedad necesaria para el desarrollo de los cultivos. Objetivos 2. Asegurar un abastecimiento suficiente de agua durante sequías de corta duración y clima impredecible. La escasez de recursos hídricos, ha obligado a desarrollar técnicas que nos aseguren un ahorro de agua y un incremento de la productividad. Como las siguientes: Riego con aspersores Riego porgoteo Riego subterráneo Riego por inundación Riego por infiltración Riego por exudación Técnicas Consiste en aportar el agua al pie de cada planta y se encargan de ello los emisores. Riego por Goteo VENTAJAS Nivel de humedad constante Ahorra agua Se pueden aplicar fertilizantes a la zona radicular de la planta INCONVENIENTE Emisores atascados por la cal del agua Se trata de tuberías perforadas enterradas en el suelo a una determinada profundidad. Riego Subterráneo VENTAJAS Poca pérdida de agua Empleo de aguas residuales sin la molestia de malos olores INCONVENIENTE Se atascan los puntos de salida del agua Embalse Canal de riego Acequia Plantación inundada Riego por Inundación Canal de riego Tubería Compuerta Riego por surcos Riego por Infiltración Las cintas de exudación son tuberías porosas que distribuyen el agua de forma continua y son útiles para cultivos en línea. Cinta de exudación Cultivo en línea Riego por Exudación No se consigue una buena uniformidad, aunque a muchas personas les gusta regar con manguera. Sirve para regar huertas personales, no grandes superficies. Riego con Manguera Los aspersores tiran el agua de 6 m. en adelante, según la presión y el tipo de boquilla. Riego con Aspersores Aspersores emergentes Aspersores móviles Bomba de agua Sistema de Riego Automático Materiales Bomba de agua de superficie Si se va a sacar agua de un tanque de recuperación o de un pozo, o el agua de nuestro suministro no tienen suficiente presión, debemos adquirir una bomba de agua. Ésta nos servirá para extraer el agua, pero también, para enviarla con la presión suficiente a través de toda la red de aspersores. Características de la bomba Debemos elegir una bomba de agua conveniente para nuestro proyecto, tanto en lo que se refiere al caudal suministrado como a la presión. Los aspersores necesitan una presión de 2,1 bares para un funcionamiento óptimo. El caudal de la bomba de agua (litros por hora) determinará el número máximo de aspersores que se podrán instalar en un circuito independiente de riego. Arranque automático de la bomba de agua Una bomba de base arranca cuando la enchufamos y solo se para si la desenchufamos y esto no resulta práctico. Existen en el mercado otras soluciones: Añadir un presostato a la bomba. Este dispositivo detecta las caídas de presión en la red (apertura de un grifo/electroválvula) y activa la bomba. Adquirir una bomba equipada de un presostato integrado. Utilizar el programador para controlar la bomba. En este caso, el riego manual mediante una manguera se vuelve un engorro ya que de cada vez hay que activar la bomba en el programador. Este dispositivo se encarga de activar el riego a las horas establecidas. El programador más simple se alimenta mediante una pila y se instala sobre un grifo de riego. Es perfecto para usar en un jardín pequeño en el que se use el suministro de agua de la casa. El Programador Programador para instalar en un grifo de riego, realiza él mismo el cierre y apertura del agua Para jardines más grandes con varios tramos independientes de riego, es necesario disponer de un programador multivía, capaz de controlar varias secuencias de riego, varias zonas, el encendido de la bomba, la pluviometría, etc Programador para controlar varios circuitos de riego mediante electroválvulas Antes de comprar el programador, se debe realizar sobre papel el esquema del riego para conocer el número de vías que necesitareis controlar Electroválvulas Electroválvula para riego Las electroválvulas actúan como grifos abriendo o cerrando el paso del agua a través de un circuito de riego. Las electroválvulas van conectadas al programador. Se encuentran enterradas en el jardín en el interior de una caja de registro. Se necesitarán tantas electroválvulas como tramos independientes de riego para controlar. Las electroválvulas se pueden abrir también manualmente. Las Tuberías Las tuberías que se emplean en las canalizaciones de agua del sistema de riego son de polietileno (de color negro). Estas tuberías pueden soportar grandes presiones (6 bar), no se pudren y no se resquebrajan. Están disponibles en varios diámetros (25 y 32 mm principalmente). La elección del diámetro se hace en función del caudal de agua requerido. Si para vuestra instalación de agua la suma de caudal de los aspersores es inferior a 2500 l/h (2,5 m3/h), será suficiente con una tubería de 25 mm de diámetro. En caso contrario, habrá que usar el de 32 mm. Conectores o racores para riego integrado Se utilizan para conectar las tuberías del riego y existen formatos para todo tipo de conexiones. A continuación se presenta una pequeña selección de ellos ya que existen muchos más tipos. Conector para unir dos secciones de tubo. Conector para obtener un ramal de la tubería principal. Conector usado para unir las electroválvulas con las tuberías. Conector empleado para realizar dos derivaciones de la tubería principal. Conector empleado para sellar el punto final del circuito de tuberías. Conector utilizado para unir piezas de riego con salida hembra Codo utilizado para cambiar la dirección de la tubería. Los codos resultan muy prácticos pero deben saber que la tubería de polietileno se presta para curvarse siempre y cuando el radio de giro sea lo suficientemente amplio. Esto nos permitirá simplificar al máximo la instalación minimizando el presupuesto y también los posibles puntos de fuga. Los aspersores Son dispositivos que se encargan de proyectar el agua. Existen de dos tipos: Difusores Difusor para riegos automáticos Permiten un riego circular permanente (algunos difusores riegan con forma de rectángulo). Alcance de 3 a 5,5 metros. Radio de 1 a 360º. Caudal de 48 a 100 l/h a 360º. Duración de riego medio de 12 minutos. Los difusores están destinados para las superficies pequeñas. Se pueden regular con precisión en apertura y en alcance. Turbinas: Turbina para riego automático Riego circular mediante un chorro simple. Alcance de 5,5 hasta 15 m. Radio de riego de 40 a 360º. Caudal de 100 a 2600 l/h.Duración del riego medio: 20 minutos (durante más tiempo pues no se riega toda la superficie al mismo tiempo). Las turbinas se destinan para cubrir grandes superficies. Se pueden regular con precisión en lo que se refiere a apertura y alcance. Otros materiales necesarios: La cinta de teflón: Se usa para hacer estancas todas las uniones roscadas que no disponen de junta. Solo basta con envolver varias vueltas en el paso de rosca y luego enroscar el elemento. Cinta de teflón Llave de apriete: Muy útil para apretar bien los racores y evitar las fugas. Llaves de apriete para riego Las cajas de registro: Van enterradas en el suelo quedando la tapa a ras del suelo. Se usan para instalar dentro las electroválvulas, grifos, etc… Se encuentran en el mercado de diferentes formas (redondas y rectangulares) y diferentes medidas. Sin embargo si dispones de un garage o de un subsuelo enterrado, puede que no sea necesario instalar una caja de registro en el jardín. Cajas de registro para riego Cada red independiente de riego debe contener solamente un tipo de aspersor(turbina o difusor) pues los tiempos de riego no son los mismos. Evitad entonces, el diseminar turbinas y difusores por todas partes, pues ahorrareis en tubería y empates. Cuanto más largo sean un tramo de riego mayor será la caída de presión en el mismo. Hay que estimar una caída de presión del orden de 0,25 bares por cada 10 metros de tubería de 25mm y de 0,15 bares por cada 10 metros si es de 32 El plano de vuestro sistema de riego integrado Para comenzar, hace falta un plano del terreno y de la casa a escala. Comenzaremos por las zonas más grandes, situando las turbinas. Trazar con un compás el radio de alcance de las mismas (entre 5 y 15 m) para ir cubriendo lo mejor posible toda la superficie. Si quedan algunas zonas sin radio de acción, debéis disponer difusores (radio de alcance de 2 a 5 m). Trazad en el plano también su alcance. Ejemplo de disposición del sistema de riego sobre un plano. En rojo las turbinas con su radio de acción mayor. En naranja los difusores con un menor radio de acción. Las zanjas Antes de realizar las zanjas marcaremos sobre el terreno con la ayuda de un spray de un color llamativo las líneas por donde deben ir y también la ubicación de cada aspersor y caja de registro. La profundidad de las zanjas debe ser superior a 20 cm. Cuanto más profundas sean, más protegida estará la red de las heladas (si el agua del interior de las tuberías se congela aumentará de volumen causando roturas y que los empalmes cedan). La profundidad óptima es de 33 cm. Retirar todas la piedras con forma cortante. Si hubiesen muchas, podeis situar una cama de arena. Una vez hechas las zanjas comenzamos a colocar las tuberías, es importante disponer de algún ladrillo para colocar encima de la misma ya que suelen conservar la forma enrollada. Para colocar los tubos en el interior de la zanja, desenrollamos el rollo haciéndolo rodar en el suelo. De esta forma se deshacen las vueltas. Es importante marcar las tuberías para no perdernos a la hora de conectar los aspersores. El corte de los tubos se puede realizar con una sierra de metal. Es importante eliminar cualquier rebaba procurando que no se introduzcan dentro. Racores de las tuberías Los racores son fáciles de instalar. Colocad primero en la tubería la tuerca de apriete después la junta. Luego insertamos el tubo en el racor. El tubo debe penetrar un centímetro. Finalmente, apretamos fuertemente con la ayuda de la llave. Conexión de las electroválvulas Hay que realizar el cableado eléctrico de las electroválvulas según las instrucciones del programador. Las electroválvulas suelen funcionar con corriente alterna de 24 voltios aunque también las hay que funcionan a 12 voltios. Los programadores van enchufados a la corriente de 220V e incluyen un transformador para rebajar el voltaje. De cada electroválvula uno de los cables se conecta a un cable común que va conectado a una toma común en el programador, el otro cable de cada electroválvula, irá conectado a cada una de las vías del programador. Conexionado y reglaje de los aspersores La conexión de los aspersores con la tubería la haremos por medio de racores en T que son más resistentes que otro tipo que se aprietan contra la tubería y después se perfora ésta. Antes de conectarlos es una buena idea hacer circular el agua para que salgan restos de tierra y de tubería que de otra forma pueden atascarlos. Deberéis determinar la altura de la prolongación y cortarla a la medida, luego hay que rodearla en sus dos extremos de cinta de teflón y apretarla contra la T y el aspersor. Alargador de riego roscado y recortable para unir los aspersores a los racores en T de la tubería Racor en T empleado para unir los aspersores a la tubería de agua Detalle de instalación Una vez estén situados todos los aspersores, abrimos cada electroválvula a mano para comprobar que no existan fugas. Si todo está estanco comenzamos enterrando un poco los aspersores dejando el cuerpo a la vista para poder girarlo. Abrimos la electroválvula y regulamos cada aspersor uno a uno. Algunos profesionales sitúan los aspersores dentro de tubos de PVC. Esto los protege de los golpes de pies y los hace accesibles para su mantenimiento. Sin embargo nuestra instalación resultará menos discreta. Relleno de las zanjas Una vez esté todo en su sitio, rellenamos las zanjas y solamente queda programar el riego y plantar el cesped. Puede resultar interesante tapar con malla metálica las tuberías antes de rellenar con tierra para advertirnos en caso de cavar encima. Componentes de un sistema de riego Toma o captación Sistema de control Red de distribucion Dispositivos de almacenamiento SISTEMA DE RECOLECCIONES DE AGUAS PLUVIALES Aguas pluviales. Son las aguas provenientes de las lluvias que escurren superficialmente por el terreno. Es un sistema de captación de agua de lluvia consiste en la recolección o acumulación y el almacenamiento de agua precipitada Un sistema básico de captación de agua está compuesta por: captación, recolección-conducción y almacenamiento. Aquellos lugares del mundo con alta o media precipitación son los candidatos más atractivos donde implementar el sistema. Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales. Área de Colección Una cuenca es una superficie donde se puede juntar aguas pluviales. Las cuencas más eficientes son superficies impermeables y lisas. Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales. Sistema de Conducción Los componentes de conducción llevan el agua a un lugar específico del paisaje o hacia un recipiente de almacenamiento. Las canales de desagüe de los techos es la forma más común de conducción. La gravedad provee la fuerza necesaria para dirigir el agua por canales hacia tanques de almacenamiento. Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales. Filtros. Según la cantidad de basura en el agua, un sencillo filtro para hojas a veces es toda la filtración necesaria. Si el agua almacenada se usará en un sistema de riego por gotear, es necesaria más filtración para evitar que los tubos de riego y los emisores se obstruyan. Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales. Almacenamiento Los tanques de lluvia y cisternas guardan agua de lluvia para el uso futuro. Los tanques y cisternas deben ser opacos y protegidos de la luz solar directa y tapados para que no se meta ni basura ni mosquitos. Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales. Tipos de techos utilizados para la captación de agua de lluvia: En las zonas urbanas los techos están construidos de: Concreto Aleación de lamina galvanizada Antimonio Tipos de techos utilizados para la captación de agua de lluvia: En las zonas periurbanas y rurales están construidos de: También se pueden utilizar las superficies impermeables (canchas, patios, estacionamientos) Concreto Láminas de asbesto Lámina galvanizada Madera y pajaDeterminación de la demanda de agua. Coeficientes de escurrimiento (Ce) de los diferentes materiales en el área de captación. TIPO DE CAPTACIÓN CE Cubiertas Superficiales Concreto 0.60 – 0-80 Pavimento 0.50 – 0.60 Geomembrana de PVC 0.85 – 0.90 Azotea Azulejos, teja 0.80 – 0.90 Hojas de metal acanaladas 0.70 – 0.90 Orgánicos (hojas con barro) <0.20 Captación en tierra Suelo con pendientes menores al 10% 0.00 – 0.30 Superficies naturales rocosas 0.20 – 0.50 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PROYECTOS DE APROVECHAMIENTO DEL AGUA DE LLUVIA. VENTAJAS: Ayuda a los hogares a ser autosuficientes en zonas en las que no hay conexión a las redes municipales. Reduce la necesidad de construir nuevas presas. Protege el flujo de los ríos, pues disminuye la necesidad de extraer aguas de fuentes naturales durante la época de lluvias. Reduce los costos de operación y mantenimiento de las redes municipales. DESVENTAJAS. Los sistemas de recolección de agua de lluvia son costosos. Estos sistemas requieren de mucho mantenimiento. Hay que conservar limpio el techo y los canales. La temporada de lluvias normalmente se limita a unos meses, por lo que se necesita otra fuente de agua para el resto del año. En general, el agua de lluvia, especialmente en zonas urbanas, no es potable sin un tratamiento previo y carece de la calidad suficiente para el consumo humano. Se necesita espacio suficiente para el tanque. Para uso doméstico, el tamaño de éste va desde 400 litros cuando el agua se va a usar solamente en el jardín, hasta 5,000 litros si se va a utilizar en toda la casa. Para ser autosuficientes sólo con agua de lluvia durante todo el año, se necesitan tanques con capacidades desde 50,000 hasta 100,000 litros y esto sólo es viable si se cuenta con un área suficiente de techo para colectar esta cantidad. CANALETAS - PARTES Un adecuado sistema de evacuación de aguas lluvias no sólo le permitirá disfrutar sin preocupaciones las lluvias intensas del invierno, sino que también requerirá un menor esfuerzo a la hora de instalarlo y mantenerlo. Se recomienda que se coloquen mallas que detengan basura, sólidos y hojas, para evitar la obstrucción del flujo en la tubería de conducción; asimismo, realizar en los techos labores de limpieza a inicio de la época de lluvias. CANALETAS – MATERIAL. El material de las canaletas debe ser liviano, resistente al agua y fácil de unir entre sí, a fin de reducir las fugas de agua. Al efecto se puede emplear materiales, como el bambú, madera, metal o PVC. Términos y condiciones. El tamaño de la canaleta debe estar en relación con la superficie de cubierta que desagua. Se calcula una sección de 0,7 cm2 por cada m2 de cubierta. Estructura para el almacenamiento del agua de lluvia. Son cisternas o tanques donde se almacena el agua de lluvia captada, que puede utilizarse previo al tratamiento para uso doméstico durante todo el año. Los materiales utilizados para la construcción de las cisternas o tanques de almacenamiento pueden ser los siguientes: Mampostería para volúmenes menores 100 a 500 L Ferrocemento para cualquier volumen. Concreto para cualquier volumen. La unidad de almacenamiento debe ser duradera y al efecto debe cumplir con las especificaciones siguientes: • Impermeable para evitar la pérdida de agua por goteo o transpiración, • De no más de 2 m de altura para minimizar las sobre presiones, • Con tapa para impedir el ingreso de polvo, insectos y de la luz solar, • Disponer de una escotilla con tapa sanitaria lo suficientemente grande como para que permita el ingreso de una persona para la limpieza y reparaciones necesarias, • La entrada y el rebose deben contar con mallas para evitar el ingreso de insectos y animales. • Dotado de dispositivos para el retiro de agua y el drenaje. Ejemplo 1. Determinación del área mínima de techo requerida y del volumen del tanque de almacenamiento. Determinar el área de techo y el volumen del tanque del almacenamiento más económico según las precipitaciones y demanda mensual de agua indicada en el cuadro 1, teniendo en cuenta los siguientes criterios de diseño. Material de techo : teja de arcilla Coeficiente de escorrentía : 0.8 Personas a ser beneficiadas : 6 Costo de reservorio por m3 : US$ 50 Costo de techo por m2 : US$ 10 Para el análisis matemático, se asumirán áreas de techo de 50, 60 y 65 m2 respectivamente. En los cuadros adjuntos, se pueden apreciar los cálculos efectuados y que se sintetizan como sigue: Estrategia Aunque lo normal es que vayan en los extremos de las canales, las bajadas pueden instalarse en cualquier punto a lo largo del recorrido de una canal. El número de bajadas necesarias dependerá de la pendiente del canal; por corta que ésta sea, necesitará tener al menos una. Cuando la pendiente es poca, una bajada cada 5 o 6 mts. de canal puede ser suficiente. Si la pendiente es mayor, considere una cada 9 o 10 mts. Al igual que las canales, el tamaño de su sección debe estar relacionado con la superficie de cubierta que desagua. Lo más frecuente es considerar 0,7 cm2 de sección por cada m2 de cubierta. Normalmente, una bajada sirve para evacuar aproximadamente 65 m2 de superficie de techo. REGLAMENTO: El reglamento nos indica que para poder colocar una bajada de aguas pluviales debemos tener en cuenta la superficie de nuestra azotea. Cada 100 m2 equivalen a una bajada de diámetro de 4” o 100 mm - 100 m2 - 4” (100mm) - 150 m2 - 6” (150mm) - 200 m2 - 8” (200mm). Las dimensiones de las cajas se determinarán de acuerdo a los diámetros de las tuberías y a su profundidad, según la siguiente Tabla: Estimación del área de la canaleta Se asumen velocidades promedio de 0.9 m s-1 en pendientes 2 a 4% y 1.2 m s-1 en pendientes 4 a 6%. Determinación de la demanda de agua. El área de captación del agua de lluvia se obtiene con la ecuación: Donde: A= Área de captación, m2 a= Ancho de la casa, m b= Largo de la casa, m Determinación de la demanda de agua La expresión matemática para calcular la demanda de agua es la siguiente: Dj = demanda de agua en el mes j, (m3/mes/población). Nu = número de beneficiarios del sistema. D = dotación, en l /persona/ día. Nd j = número de días del mes j. 1000 = factor de conversión de litros a m3. Sistema de conducción del agua de lluvia captada. El caudal de conducción en la tubería se obtiene con la siguiente expresión: Donde: Qc = caudal de conducción, l.p.s. 5/18 = Factor de conversión de m3 h-1 a l.p.s. Aec = es el área efectiva de captación del agua de lluvia, m². I lluvia = es la intensidad máxima de lluvia en la zona, 0.05 m h-1. Diseño del sistema de almacenamiento Donde: V cisterna = volumen mínimo de la cisterna, m3. D j = demanda mensual, m3. M sequía + 2 = meses con sequía más 2. FIN image1.png image2.jpeg image3.jpeg image4.jpeg image5.jpeg image6.jpeg image7.jpeg image8.jpeg image9.png image10.jpeg image11.jpeg image12.jpeg image13.jpeg image14.jpeg image15.jpeg image16.jpeg image17.jpeg image18.jpeg image19.jpeg image20.jpeg image21.jpeg image22.gif image23.jpeg image24.jpeg image25.jpeg image26.jpeg image27.jpeg image28.jpeg image29.jpeg image30.jpeg image31.jpeg image32.jpeg image33.jpeg image34.jpeg image35.jpeg image36.jpeg image37.jpeg image38.jpeg image39.jpeg image40.jpeg image41.jpeg image42.jpeg image43.jpeg image44.jpeg image45.jpeg image46.jpeg image47.jpeg image48.jpeg image49.jpeg image50.jpeg image51.jpeg image52.jpeg image53.jpeg image54.jpeg image55.jpeg image56.jpeg image57.jpeg image58.jpeg image59.jpeg image60.jpeg image61.jpeg image62.jpeg image63.jpeg image64.jpeg image65.jpeg image66.jpeg image67.jpeg image68.jpeg image69.jpeg image70.jpeg image71.jpeg image72.jpeg image73.png image74.gif image75.jpeg image76.jpeg image77.jpeg image78.gif image79.jpeg image80.jpeg image81.jpeg image82.jpeg image83.png image84.gifimage85.png image86.gif image87.png image88.png image89.png image90.png image91.gif image92.gif image93.png image94.jpeg image95.gif image96.png image97.png image98.png image99.png
