¡Descarga apunts tècnica y más Apuntes en PDF de Arquitectura solo en Docsity!
Tema 17 L'aigua als edificis. Subministrament. Objectius: Entendre el paper que juga l'aigua als edificis, fent una introducció als conceptes bàsics, des del subministrament, als esquemes de distribució, elements i simbologia dels esquemes, materials i execució. Fonts d'abastament. "L'aigua corrent"[1] és un invent relativament recent, de fa aproximadament 100 anys. A Espanya hi ha zones rurals on no hi arriba fins als anys 60. Fins llavors hi havia els rius, les fonts, els pous, els safareigs, la palangana, ... Pous. Hi ha dos tipus de terrenys: permeables i impermeables. La ubicació de les capes impermeables determinen la presència del nivell freàtic [2]. Es requereix una anàlisi [3] prèvia al consum de l'aigua, tant químic [4] com bacteriològic [5]. Per extreure l'aigua cal una bomba [6] que pot ser submergida o de superfície. Pous vora el mar: L'abús de consum ha destruït molts pous en fer baixar el nivell freàtic per sota del mar i permetre, d'aquesta forma, l'entrada d'aigua salada dins els pous. A Menorca, per exemple, (publicació de
- tan sols en 5 anys l'aigua havia baixat 40 metres el nivell freàtic. Corrents superficials. Es requereix una anàlisi prèvia al consum de l'aigua, tant químic com bacteriològic. Subministrament de xarxa pública. Ens referim a l'aigua que prové d'una xarxa pública [3] o privada, a la qual contractem l'ús i el consum. Conceptes previs. Cabal [1]. Es la quantitat d'aigua (en general, d'un líquid o fluid) per unitat de temps. En fontaneria utilitzem les unitats de litres per segon l/s, i podem definir, també, el cabal com l'aigua necessària que hem de disposar en un punt determinat. Exemples: lavabo = 0, l/s, banyera = 0,2 l/s Pressió [2]. Es la força que s'exerceix (en aquest cas l'aigua) sobre la superfície (en aquest cas el conducte o recipient). Les unitats de pressió utilitzades en fontaneria són diverses. m.c.a. (metres columna d'aigua), és molt gràfica en el seu significat, ja que ens indica fins a quina altura podrà arribar l'aigua mitjançant conductes verticals o, també, des de quina altura ens arriba l'aigua de la qual mesurem la pressió. atm (atmosfera), pressió similar a la de l'aire en condicions normals. kg/cm² (quilos per centímetre quadrat), no cal explicar gaire el seu significat. Pa (pascals) És la unitat bàsica del S.I. 1 Pa = 1 N/m², 1 MPa = 10 kg/cm² Les equivalències d'aquestes unitats són: 10 m.c.a. = 1 atm = 1 kg/cm² = 0,1 MPa Per a un correcte funcionament d'un circuit d'aigua en un edifici la pressió ha d'estar entre uns valors d'1 atm com a mínim fins a unes 5 o 6 atm com a màxim. Si la pressió és insuficient: hi ha molts electrodomèstics que no funcionen: rentadora, rentaplats, escalfador instantani, etc. la dutxa no dona sensació agradable la mànega del jardí no ruixa prou
l'aigua no arriba a les parts altes de l'edifici etc. Si la pressió és excessiva: l'aigua surt per l'aixeta amb massa força i molesta o esquitxa l'aigua circula a gran velocitat i es produeixen cops d'ariet importants tota la instal·lació està sotmesa a gran pressió (tubs, junts, mecanismes, etc.), per la qual cosa cal reforçar-los molt i és més fàcil que es produeixin avaries. etc. És obvi que la pressió de l'aigua en repòs d'una xarxa varia linealment amb el nivell o altura, com més amunt menys pressió i viceversa. Això vol dir que en edificis molt alts caldrà situar aparells o mecanismes que regulin la pressió per grups de pisos contigus. Pèrdua de càrrega [3]. És la diferència de pressió que hi ha entre dos punts d'un circuit d'aigua situats a la mateixa alçada, quan aquesta es troba en moviment. És degut a una sèrie de factors que intervenen en la xarxa: recorregut llarg accessoris (colzes, derivacions, claus, ...) material dels tubs (com més rugós més pèrdua de càrrega) diàmetre dels tubs ( com més petit més pèrdua de càrrega) Elements, simbologia, mides. En la representació gràfica d'una instal·lació d'aigua, utilitzem una sèrie de símbols que ens ajuden a expressar tot els elements que constitueixen l'esmentada instal·lació. Claus [1], claus de pas: Permeten regular el pas de l'aigua a través del conducte. o giratòries, de vàlvula i assentament (fàcilment regulables) o 1/4 volta, esfèriques [2], de bola (ràpides) Vàlvula reductora de pressió Dispositiu que limita la pressió de l'aigua en la part posterior del circuit. Bomba circuladora Fa circular l'aigua per un circuit: cal definir el cabal i la pressió de treball.
Escalfador instantani [9] a gas Dipòsit acumulador d'aigua calenta (elèctric, intercanviador de calor) Mides Les mides dels conductes es donen en mm per als tubs de coure, plàstic, acer inoxidable, etc. i en polzades per als tubs d'acer galvanitzat, amb una clara influència de l'origen anglosaxó d'aquests elements. Les mides més corrents són: 8-10, 10-12, 14-16 mm per un costat i 3/8", 1/2", 3/4", 1" i 1 1/2" per l'altre. Una polzada (") equival a 25,4 mm. Els materials. Els materials utilitzats en fontaneria són bastant diversos. De forma ràpida podem classificar-los de la manera següent: Canonades [1], tubs Coure. Forma tubs rígids i mal·leables, unions soldades, maneguets 2 i soldadura estany - plata. Acer galvanitzat (acer recobert de zinc). Unió roscada amb pintura de protecció ("mini") i un element que asseguri l'estanquitat, actualment tefló [3] i abans estopa [4]. Pràcticament en desús. Polietilè. Unió roscada amb accessoris. Només aigua freda. Polietilè reticulat. Tub flexible, permet aigua calenta. Polibutilé. Semblant a l'anterior, quant a característiques d'ús. Polipropilè. Més gruixut que els anteriors, amb unió soldada (calor o electricitat), també admet aigua calenta. Plom. Material utilitzat antigament, que actualment està prohibit. Aixetes [5] N'hi ha de molts tipus. Els més normals: aixeta simple, dues aixetes en una ("monobloc"), monocomandament, etc. Llautó (aliatge de zinc i coure). Antigament eren del tot d'aquest material. Actualment s'utilitza algun acabat que permeti mantenir un color més fàcil de mantenir. Llautó cromat [6]. Acabat brillant metàl·lic de crom. Llautó lacat [7]. Acabat amb pintura de poliuretà d'alta resistència (al forn). Gamma de colors molt variada. Claus (de pas), vàlvules, accessoris. Llautó, bronze, fosa, acer inoxidable, plàstics, etc. Esquema bàsic de subministrament i distribució. A)Connexió de servei [1] a la xarxa pública.
B)El més usual és tenir a continuació un espai en planta baixa (cambra, armari,...) on col·locar-hi els comptadors (bateria de comptadors). Un sistema més antic, que podem trobar en alguns edificis vells, és el d'aforament [2]. Implica l'existència d'un lloc a la coberta (terrat, cambra petita, badalot d'escala, ...) amb un dipòsit. La vàlvula o mesurador és una peça amb petits forats calibrats que ragen contínuament dins el dipòsit i que, tot plegat, dóna un cabal mesurable. C)Instal·lació individual, de cada habitatge en particular. La part vertical del conducte s'anomena muntant [3] i sempre ha d'existir una clau de pas per cada habitatge, de forma que l'usuari, en un moment donat, pugui talla el pas de l'aigua (per una avaria, per una absència llarga, etc.). D)Distribució particular d'un habitatge.
Conceptes bàsics d'execució. La instal·lació dels tubs d'aigua depèn sobretot del diàmetre. No només perquè és un factor decisiu a l'hora d'encastar un tub dins una paret, sinó perquè té una relació directa amb el pes de la canonada, ja que es tracta de tubs que sempre estan plens. Situació dels tubs. Enterrats. Dins un emmacat^1 de grava, dins un contratub de plàstic, directament dins la terra,... Evidentment es tracta de situacions exteriors: jardins, xarxes d'aigua, etc. Encastats. Dins una zona massissa. No és recomanable fer-ho en lloses de forjats (tant si són alleugerides com si no ho són), paviments o similars. Si es tracta d'un mur de càrrega la regata serà vertical, mai horitzontal. En els envans cal disposar d'un gruix mínim d'uns 7 cm, amb maó foradat doble. Amagats. Situats com si fossin vistos, però en un lloc no accessible en l'ús habitual: cel ras, pati interior d'edifici, celoberts, interior d'armaris, etc. Vistos. Agafats a les parets o als sostres mitjançant abraçadores^2 (simples, múltiples, a pressió, ...). Fixacions 20 Grapa 21 pinça 22 clau de ganxo 24 abraçadora simple 25 abraçadora múltiple 26 abraçadora de tub flexible 27 abraçadora encastable Tema 18 L'aigua als edificis. Evacuació Objectius: Es tracta que l'estudiant s'adoni com tota l'aigua que ha entrat a l'edifici, sigui natural (pluja, neu, etc.) o sigui a través de conduccions, d'alguna forma cal que torni a sortir. També se l'introduirà en el tema del tractament de les aigües residuals. Introducció L'evacuació de l'aigua en els edificis és quelcom tan antic com la pròpia construcció dels edificis. I això és així perquè un dels tipus d'aigua que cal evacuar en els edificis és l'aigua de pluja i, el que es diu ploure, ha
plogut sempre. Aquesta aigua de precipitació: pluja, neu, granís, pedra, calamarsa, etc. que hem d'eliminar o emmagatzemar en una cisterna rep el nom d'aigua pluvial. No obstant això, des del moment en què en els edificis existeix a més a més aigua subministrada mitjançant canalitzacions de qualsevol mena o a través de tancs, cisternes, etc., ens trobem amb la necessitat d'evacuar aigua de forma continuada, no només quan plou. L'aigua que ens subministren, una vegada utilitzada, ha de ser evacuada. Parlem d'aigua bruta o aigua residual. La imatge de l'esquerra ens mostra un tram de la Cloaca Maxima de Roma, construïda fa més de dos mil anys on se'ns mostra com n'és d'antiga aquesta tecnologia Hi ha altres tipus d'aigua que pot penetrar dins l'edifici i que caldrà evacuar. Es tracta de les possibles filtracions que es produeixin a través del terreny, directament per gravetat i pressió hidrostàtica en murs de soterrani o per capil·laritat en aquests mateixos murs o en les soleres, paviments, etc. A més a més, si fa fred caldrà afegir l'empenta produïda per l'aigua transformada en glaç. En aquests casos, però, la millor solució no és evacuar l'aigua sinó evitar que entri. Cal situar barreres impermeables que evitin el pas de l'aigua. Si el problema és la capil·laritat n'hi ha prou en trencar la porositat capil·lar pròpia del terra argilós o dels materials ceràmics i petris. Les capes de grava horitzontals sota la solera o verticals rere els murs (drenatge) en són exemples habituals. Si, contràriament, es tracta d'aigua empesa per la pressió o la gravetat, cal disposar barreres impermeables formades per materials idonis: pintures i làmines asfàltiques, polimèriques, butíliques, EPDM, etc. Moltes vegades, fins i tot, en llocs amb molt de perill de filtracions combinarem les dues coses: drenatge i barrera impermeable. En definitiva, l'aigua ha d'estar totalment controlada en un edifici, ja que:
- és un dissolvent de molts materials constructius
- taca les superfícies dels tancaments
- corroeix l'acer i el ferro
- és font de vida per a fongs, bacteris, insectes, plantes, etc.
- augmenta la humitat de l'aire ambient afavorint condicions d'insalubritat Queda, finalment, una altra possibilitat d'entrada d'aigua. Es tracta del vapor que, en determinades condicions, pugui penetrar i condensar a l'interior de l'edifici. Les barreres de vapor (ben situades), els tancaments hermètics, els junts i les connexions estanques, etc. són els elements constructius que caldrà considerar en aquestes situacions. També hi ha condensacions en els aparells d'aire condicionat. A l'evaporador, es produeix una condensació de la humitat de l'aire en baixar-li la temperatura. Aquesta aigua cal conduir-la a l'exterior. De vegades es porta al compressor del propi sistema d'aire condicionat i es torna a evaporar amb la calor del compressor, o be es llença a l'exterior directament. Hem vist, doncs, l'origen del problema. En els apartats següents farem un seguiment dels diferents conceptes i dels elements constructius que en formen part. Aigües pluvials Des de sempre els edificis han servit com a refugi o aixopluc enfront de les precipitacions. L'aigua que cau és interrompuda per la coberta de l'edifici, però cal conduir-la o eliminar-la d'alguna forma. No podem pretendre que vagi on vulgui, ja que això seria, ben segur, l'origen de problemes de filtracions i humitats. Les cobertes dels edificis tracten el problema de l'aigua de pluja de dues formes diferents: Coberta inclinada Formada per uns plans de pendent notable (normalment > 20%, aprox. 15º), anomenats vessant o aiguavés, escupen l'aigua cap a la part inferior. Si la coberta és complexa, és possible que hi hagi intersecció de plans de pendent i que formin una aresta còncava anomenada aiguafons. Es tracta d'un
estat normal emmagatzemar l'aigua de pluja en cisternes [1] o aljubs [2]. Bé sigui quin sigui el mitjà pel qual l'aigua ha arribat a l'edifici, una vegada utilitzada cal eliminar-la. Aquesta aigua utilitzada rep diferents noms: aigües brutes, aigües residuals o aigües negres. De fet, en els darrers anys ha aparegut un altre nom: aigües grises (en contraposició a aigües negres) que designa aquella aigua que tot i haver estat utilitzada pot tenir altres usos, com per exemple regar el jardí, omplir les cisternes del WC, etc. En tots els punts d'aigua, és a dir, allà on s'utilitza l'aigua (normalment a través d'una aixeta), existeix un recipient que la recull i a través d'una bonera [3] la condueix al sistema de recollida d'aigües residuals. Atès que aquests conductes solen acabar a llocs de mala olor (claveguerons [4], pous morts [5], etc.), cal evitar el pas d'aquestes males olors d'aquestes zones. L'invent del sifó [6], com a tanca hidràulica (water closed) al pas de les olors, va permetre instal·lar les cambres de bany dins els edificis. Actualment, no només els vàters sinó tots els sanitaris (lavabo, bidet, dutxa, etc.) duen el corresponents sifó, integrat o afegit, per evitar les males olors. En algunes situacions, però, se substitueix el sifó individual per una caixa sifònica [7]on van a parar directament tots els sanitaris d'un local, des d'on es comunica amb els col·lectors [8] (conductes horitzontals) i baixants (conductes verticals). Els sifons i les caixes sifòniques, a més a més de la seva missió de tanca hidràulica tenen també una funció de registre. D'aquesta forma es permet possible objectes que puguin haver-se escolat a través de la bonera. És important evitar un fenomen que s'anomena dessifonament i que es produeix quan l'aigua residual recorre un conducte de desguàs [9] i a mode de pistó hidràulic arrossega l'aire del darrera, provocant una succió que s'endú l'aigua dipositada en els sifons, provocant d'aquesta manera el pas de les males olors les diferents sales o cambres amb sanitaris. Per evitar aquest fenomen cal continuar els baixants de desguàs per la part superior fins a una obertura, de forma que l'aire xuclat sigui agafat directament de l'exterior. Per evitar les males olors a través d'aquesta obertura aquesta ventilació se situa per sobre del darrer pla habitat de l'edifici (terrat, àtic, etc.). Evacuació Als apartats anteriors hem vist com l'aigua de pluja és abocada directament a l'exterior o conduïda mitjançant baixants al sistema d'evacuació existent. Les aigües residuals sempre són conduïdes als sistema d'evacuació. Anem a estudiar aquest sistema. En primer lloc cal veure que passa quan el baixant arriba al nivell inferior. Ja hem comentat que si es tracta d'aigües pluvials podem abocar-les directament a l'exterior. Normalment, però, quan es tracta d'una vorera algunes ordenances municipals obliguen a situar aquest desguàs encastat a la vorera i desaiguant pel gruix de la vorada. Si no és aquest cas, podem distingir dos casos:
- aigües pluvials: podem col·locar un colze que transformi el baixant en un col·lector (penjat d'un sostre) o un clavegueró enterrat. Ho podem fer directament perquè es tracta només d'aigua neta i l'impacte de caiguda és petit.
- aigües residuals: susceptibles de portar sòlids, produeixen un impacte important en arribar al fons del baixant. En aquest cas cal col·locar un colze reforçat (d'un material ben resistent) com a connexió amb el col·lector o un pericó [1] o arqueta, anomenat de peu de baixant que resisteixi aquest impacte. Un pericó és un element constructiu en forma de caixa quadrada o cilíndrica on hi arriben un o més tubs d'aigües pluvials o residuals, que penetren per la tapa superior o pels laterals i d'on surt un conducte de desguàs que s'emporta les aigües que hi ha arribat. Antigament els pericons es feien in situ, amb obra ceràmica: maons massissos o calats (geros) arrebossats i lliscats per l'interior per tal de facilitar el pas de l'aigua i evitar les incrustacions a les parets. Actualment n'hi ha cada vegada més de prefabricats amb formigó o plàstic (principalment PVC). A part dels pericons de peu de baixant, podem considerar-ne altres tipus: pericó de connexió, situat a la intersecció de dos col·lectors o claveguerons. No obstant, en el cas de col·lectors penjats del sostre és més senzill utilitzar peces en "Y" per fer les connexions
pericó sifònic [2], situat abans de la connexió amb la xarxa de clavegueram públic o amb l'element de depuració utilitzat. Disposa d'algun dispositiu per crear un sifó i evitar el pas de les males olors. pericó registrable, aquell que es pot registrar, és a dir, obrir a través d'una tapa i controlar el seu funcionament i manteniment. pericó antimúrids [3], dotat d'una reixa o similar que evita el pas de les rates o similars (múrids) Moltes vegades, trobem pericons que són a la vegada sifònics, registrables i antimúrids. Nivells sota rasant. Quan existeixen soterranis en una edificació, és molt probable que la cota inferior de l'edifici estigui per sota de la cota d'evacuació (claveguera). En aquest casos cal disposar d'una bomba especial que sigui capaç d'elevar aquestes aigües residuals a la cota de la claveguera. Materials Des del punt de vista dels materials utilitzats en el camp de l'evacuació d'aigües, tan pluvials com residuals, cal fer una petita anàlisi històrica i veure com han evolucionat. Antigament, els materials utilitzats en la canalització d'aigües d'evacuació eren els normals utilitzats en la construcció. Ja des de les construccions romanes amb canalitzacions de desguàs importants, com en altres civilitzacions, fins i tot més antigues, trobem canalitzacions fetes amb pedra o elements ceràmics. Si ens movem, però, amb construccions actuals, ens serà difícil ensopegar amb elements de canalització de pedra (tot i que podem trobem elements puntuals, com per exemple gàrgoles, fets en pedra). No és tan difícil trobar elements ceràmics. No fa gaires anys era habitual trobar baixants i canals fets en ceràmica. Fins i tot era corrent utilitzar unes peces ceràmiques, en forma de T, que connectaven amb les teules de la coberta que s'anomenen tortugues (teja canalón). La ceràmica torna a a ser un material amb futur, sobre tot des del punt de vista de l'ús de materials més ecològics. Actualment, però, l'ús majoritari es decanta cap a altres materials. Intentarem sistematitzar de forma senzilla aquest ús. Aigües pluvials Elements horitzontals Canals exteriors (final del pendent):
- ceràmica ("tortugues")
- fibrociment ("uralita")
- plàstics: PVC, polipropilè, ...
- xapes metàl·liques: zinc, coure, alumini, acer galvanitzat, acer inoxidable Canals interiors (dins el pendent):
- normalment fets amb obra i impermeabilitzats posteriorment: tela asfàltica autoprotegida, teles de goma (butil), xapes metàl·liques, etc.
Polipropilè: Es tracta d'un plàstic "net", sense els inconvenients del PVC. Tot i que de moment és més car, sembla ser el seu futur substitut. Polietilè: Es un plàstic semblant al polipropilè i, per tant, net. Es fa servir en instal·lacions a pressió, per desguassar grans superfícies (naus industrials, aeroports, etc.). Zinc, coure: Són dos metalls molt utilitzats en el camp dels desguassos, sobretot en les aigües pluvials. A les seves propietats físiques i químiques cal afegir un valor estètic que ha fet que tornin a ser materials emprats sovint. Formigó centrifugat: Quan els conductes de desguàs han de tenir una certa resistència i dimensió, el formigó (fabricat de forma centrífuga) és un material que no te competidor, sobretot si comparem la relació qualitat - preu. Alumini: No es massa habitual però es un material que podem trobar en canals i baixants d'aigües pluvials. Acer inoxidable: Malgrat el bon comportament enfront de la corrosió en llocs d'ambient agressiu, el preu fa que no sigui gaire utilitzat. Goma: Es tracta d'elastòmers (n'hi ha de molt tipus i qualitats) que basen la seva utilitat en el fet que s'adapten a qualsevol posició i permeten els moviments de dilatació o similars sense produir tensions en les conduccions. Normalment només s'utilitza en peces de petites dimensions. Dimensions Les dimensions dels elements de desguàs són, òbviament, funció de la quantitat de líquid que transporten. Si es tracta d'aigües pluvials dependrà de la superfície de coberta que serveixen, mentre que si es tracta d'aigües residuals, estarà en funció del nombre de sanitaris, WC, aparells, etc. que s'hi connectin. Tot i així podem establir uns valors aproximats de caire general. Aigües pluvials: Canal de coberta inclinada: semicercle de 150 mm Baixant: >= ø110 mm (Aproximadament 1 cm² per cada m² de coberta) Aigües brutes: Desguàs lavabo, bidet, pica de la cuina: ø40 mm Desguàs WC: ø110 mm Claveguerons: recomanable >= ø200 mm Clavegueres: des de ø300 mm a veritables túnels de més de ø3m Col·locació Contràriament al que succeeix amb altres tipus d'instal·lacions (aigua, electricitat, etc.), els conductes d'evacuació no van pràcticament mai encastats [1], ja que les seves dimensions són massa grans per situar-los dins un mur (caldria fer unes regates enormes). Així doncs, ens queden les opcions d'amagar-los dins de caixons, pilars, etc. d'obra, situar-los entre dos envans que formin una cambra d'instal·lacions, amagats a la cambra creada per un cel ras (fals sostre) o, simplement, deixar-los vistos. En el cas de clavegueres [2] i claveguerons acostumen a anar enterrats en el terra, bé que protegits per un gruix de formigó que doni resistència o un gruix de grava que permeti una certa mobilitat, depenent dels requeriments particulars. La fixació de les conduccions a sostres o parets es realitza mitjançant abraçadores [3]. N'hi ha de molts tipus: simples, múltiples, encastables, etc. Per altra banda, la connexió entre tubs es farà en funció del material emprat: soldadura, morter, encaixos, encolat, etc.
Tema 19.L'electricitat als edificis Objectius: Entendre l'estructura bàsica de la xarxa elèctrica, des de la central fins l'endoll. Conèixer els criteris bàsics de funcionament, protecció i distribució interior. Conèixer els seus elements i els seus requeriments d'implantació. Familiaritzar l'estudiant amb el dibuix de la simbologia específica. L'electricitat L'electricitat és una de les formes possibles en que es presenta l'energia. Com a tal és susceptible de transformar-se en altres tipus d'energia, donant lloc a fenòmens mecànics, lluminosos calorífics, químics, etc. Així mateix, també l'obtenció de l'electricitat és pot fer mitjançant transformacions d'altres energies, directament o a través de diferents passos i diferents transformacions, tal com es veurà en el proper capítol. En realitat el que entenem per electricitat, des del punt de vista tècnic, és el corrent elèctric [1]. És a dir el moviment dels electrons a través d'un material conductor. Aquest material conductor, a la pràctica, no és res més que un cable (o fil) elèctric, generalment de coure o alumini. Aquest moviment d'electrons és degut a l'existència de diferents càrregues elèctriques en determinats cossos. En un d'ells hi ha una quantitat d'electrons superior a la quantitat de protons en la constitució dels àtoms de l'esmentat cos. Diem que aquest cos té una càrrega elèctrica negativa. En un altre cos pot passar exactament el contrari: hi ha un nombre superior de protons al d'electrons. Es tracta d'un cos amb càrrega positiva. Si connectem mitjançant un material conductor de l'electricitat aquest dos cossos s'estableix un flux d'electrons, del cos amb càrrega més negativa al de càrrega més positiva, que tendeix a igualar la càrrega elèctrica d'ambdós cossos. Fins i tot si tots dos cossos tenen càrrega positiva o negativa, però amb valor diferent, també s'estableix aquest corrent elèctric. Aquest tipus de corrent on la direcció dels electrons és sempre la mateixa s'anomena corrent continu [2]. És el típic que es produeix en connectar els terminals d'una pila o bateria. Ara bé, hi ha vegades que degut a accions externes, com podria ser un camp magnètic, les càrregues elèctriques dels cossos canvien de sentit: els electrons s'agrupen de tal forma que aquell cos (o aquella zona del cos) que tenia una càrrega negativa ara la té positiva i viceversa. Evidentment, el sentit del corrent que s'hagués pogut establir entre dos cossos connectats, amb càrregues elèctriques diferents, canviarà de sentit si canvia el tipus de càrrega. Un corrent elèctric on el sentit canvia de forma regular i periòdica s'anomena corrent altern [3]. L'energia elèctrica utilitzada de forma domèstica a la majoria de cases és del tipus altern. C.A. C.C. El corrent elèctric dóna lloc a una sèrie d'efectes de gran interès teòric i de gran aplicació tècnica: efecte Joule (calorífic), electròlisi (químic) i inducció electromagnètica (magnètic).
Formes d'energia convencionals És el què hi ha Contaminants, Exhauribles Electricitat Tèrmica convencional Barata en inversió Contaminant, Exhaurible Tèrmica nuclear (fissió) No exhaurible Perillosa, residus Hidroelèctrica Neta, gran disponibilitat Impacte ambiental, gran inversió Fòssil Carbó Barata? Exhaurible, molt contaminant Petroli Disponibilitat, transformabilitat Molt Exhaurible Gas (natural, butà, ...) Neta Exhaurible Formes d'energia alternatives Netes, no exhauribles, descentralitzades Electricitat Fotovoltaica Baix rendiment, cara Eòlica Tecnologia comprovada Impacte ambiental, soroll, ocells Mareomotriu Impacte ambiental Mini-hidràulica Control de l'usuari Impacte ambiental variable Nuclear (fusió) Alta potència Concentrada, No existeix Calor Solar-Tèrmica Control de l'usuari Baixa temperatura, variable, ocupa lloc Geotèrmica Molt localitzada Biocombustibles Alcohol, colza Dóna feina als agricultors Efecte hivernacle
Biomassa Aprofita residus Efecte hivernacle Central hidroelèctrica o central hidràulica. Central elèctrica que aprofita l'energia de la caiguda de l'aigua, o de la pressió produïda en el peu de la presa d'un embassament, per a moure unes turbines que, al mateix temps, mouen el rotor d'un alternador, el qual produeix l'electricitat. Ha estat un tipus de central bàsic en el desenvolupament energètic del nostre país durant la segona meitat del segle XX. L'inconvenient principal d'aquesta font d'energia elèctrica és el gran impacte ecològic que provoca la inundació de l'aigua embassada, així com la interrupció del curs de l'aigua, tan per la navegació com pel moviment migratori dels peixos. Com a avantatge podem citar la possibilitat de regular cabals puntuals des rius, així com la possibilitat de produir més o menys electricitat al llarg del dia o de la nit, segons la demanda. Central tèrmica convencional. Central que aprofita el calor de la combustió per a la producció de vapor d'aigua que fa moure unes turbines que, al mateix temps, mouen el rotor d'un alternador, el qual produeix l'electricitat. El combustible emprat normalment és un combustible fòssil: carbó, derivat del petroli (gasoil, fuel, ...) o gas (natural, propà, butà, ...) Central tèrmica nuclear. Anomenada normalment central nuclear, aprofita el calor de la fissió de l'urani o altres materials radioactius per a la producció de vapor d'aigua que fa moure unes turbines que, al mateix temps, mouen el rotor d'un alternador, el qual produeix l'electricitat. El material resultant és un residu radioactiu empobrit que no té utilitat i que és altament perillós per la salut i el medi ambient. A més a més hi ha el perill que un accident o un sabotatge provoquin la ruptura del recinte on es produeix la fissió, produint-se una contaminació molt important (Txernòbil, 1986). Central fotovoltaica Central que transforma la radiació lumínica del sol en energia elèctrica. En aquesta imatge es veu la central de Serpa (Portugal), acabada l'octubre de 2006 amb una potència de 11 Mw, i 52.000 panells fotovoltaics mòbils, que s'adapten a la millor orientació per tal d'obtenir el màxim rendiment.
Quan les línies d'alta tensió arriben a les rodalies de les àrees de gran consum es construeix una estació receptora, encara que de vegades també se'n troben al mig de les ciutats. En aquest lloc una sèrie de grans transformadors baixen la tensió fins a uns valors situats entre el 1500 V i els 15 kV, que anomenem mitja tensió. Diverses línies de mitja tensió s'encarreguen de distribuir l'electricitat a diferents zones d'aquestes àrees de gran consum, de forma aèria, la majoria de vegades, o de forma soterrada en les zones urbanes. Finalment, quan ja ens acostem a l'usuari final, cal baixar la tensió de la línia a la tensió de consum. En aquest moment, en el nostre país la tensió de consum, anomenada baixa tensió, és de 380 V entre fases i 220 V entre fase i neutre. Aquesta última transformació es fa en les estacions transformadores (ET). Des d'aquí es subministra corrent als usuaris a través de línies de baixa tensió. Aquestes són les típiques línies de quatre fils (tres fases i neutre) que veiem sovint pels carrers dels nostres pobles i ciutats, anant de casa en casa, per la façana, o sobre pals de fusta clavats al terra. Altres vegades, per tal de donar una resistència superior a la línia, al vent o a la neu, es trenen els quatre fils formant un únic element. En les urbanitzacions més modernes aquestes línies van soterrades per les voreres. La majoria d'habitatges unifamiliars es connecten a una fase i neutre, únicament. La companyia s'encarrega de repartir de la forma més uniforme possible els habitatges a cada fase. Si un habitatge té un consum molt elevat o té motors de gran potència, sol connectar-se a les tres fases i neutre. El mateix succeeix amb un bloc d'habitatges, encara que interiorment els diferents apartaments o habitatges es connectin únicament a una fase i el neutre. Aquestes ET les podem trobar situades a la part alta d'uns pals, semblants al que suporten les mateixes línies de baixa tensió Connexió de servei El conjunt d'elements que formen, físicament, la connexió d'un usuari (una família o un gran edifici industrial o comercial) rep el nom de connexió de servei [1]. Si el consum de l'usuari no és massa gran, aquesta connexió es fa directament de la línia de baixa tensió. Ara bé, quan el consum de l'usuari supera una certa quantitat, la companyia elèctrica (amb la qual no es pot discutir i cal acatar les seves decisions, si més no fins ara -any 2003- que no hi ha hagut alternativa de companyies) pot obligar a connectar l'usuari a una línia de mitja tensió, amb la necessitat de construir una ET que, tot i ser pagada per l'usuari, pertany a la companyia elèctrica. La connexió de servei alberga dins un recinte un conjunt de fusibles, un per cada fase i pel neutre. Aquest fusibles limiten el consum de l'usuari i protegeixen la línia de la companyia d'un consum excessiu, que pogués posar en perill de cremar-se a la pròpia línia. Si el fusible es fon, cal avisar a la companya per tal que comprovi la causa de l'avaria i substitueixi el fusible. L'usuari no pot manipular-ho. Aquest recinte que hem esmentat pot ser des d'una petita caixa dalt del pal de la llum (cas d'un habitatge unifamiliar aïllat) fins a un local destinat exclusivament, el cas d'una gran construcció, com pot ser la nostra escola. En molts edificis urbans, aquesta connexió de servei, es col·loca encastada a la façana en una caixa de plàstic que ha pres el nom de "torpedo" en referència a una marca que comercialitzava aquest element. Quadre de comandament i protecció El quadre de comandament i protecció (QCP) [1], com el seu nom indica, és un conjunt d'elements destinats a protegir l'usuari i la instal·lació, i a controlar tota aquesta instal·lació. Obligatori des de 1973 en tots els habitatges, es tracta d'un armari situat preferentment darrera la porta d'entrada a l'edifici, però no és ni molt menys imprescindible situar-lo en aquest lloc. Quan l'edifici és molt més gran (una escola, un hospital, un centre comercial, etc., existeixen una sèrie elevada de quadres de comandament i protecció en estructura d'arbre, és a dir d'un quadre principal (el primer que connecta amb la connexió de servei) surten línies elèctriques cap a altres quadres i així successivament. En els QCP hi trobem els elements següents: IGA i ICP D'aquests elements només n'hi ha un de cada i tots dos se situen en el QCP principal, si és que hi hagués
més d'un QCP. Són interruptors magnetotèrmics, que vol dir que es disparen (interrompen el pas del corrent) automàticament si hi ha un corrent massa elevat, detectat per un sobreescalfament o per la generació d'un camp electromagnètic superior als previst. Interruptor general automàtic (IGA) Aquest interruptor té una missió molt semblant als fusibles de la connexió de servei. Controla que no es posi en perill la integritat de les línies de distribució internes de l'edifici de l'usuari per culpa d'un sobreescalfament. La diferència, però, es doble: per un costat es troba accessible a l'usuari i aquest pot manipular-lo (no pot canviar-lo si es trenca o cal ampliar-lo, això ho ha de fer la companyia subministradora) i per l'altre costat, en cas que "salti", és a dir que s'interrompi automàticament el corrent, només cal tornar a connectar l'interruptor. Interruptor de control de potència (ICP) Aquest interruptor té controla que el consum de l'usuari no superi un valor determinat: el que ha contractat i pel qual paga, tan si consumeix com si no. És una forma que té la companyia de calcular quina quantitat d'electricitat ha de subministrar a una determinada zona, ja que sap quin és el consum màxim de cada usuari. Interruptor diferencial (ID) L'interruptor diferencial és un aparell col·locat per la seguretat de les persones. Com el seu nom indica es tracta d'un interruptor que es pot manipular directament, obrint o tancant el pas del corrent. La seva missió és detectar l'existència de fuites de corrent i, si és així, interrompre'n el pas. En un ID hi ha dos pols (dues fases o fase i neutre). Si el corrent que passa per un pol no és exactament el mateix que passa per l'altre vol dir que certa quantitat d'electricitat ha "desaparegut". Això sol indicar que aquesta electricitat, per culpa d'alguna cosa que no funciona bé, ha derivat cap a terra. Aquesta derivació o s'ha fet a través d'algun objecte metàl·lic (conductor d'electricitat) que toca a terra o s'ha fet a través del cos d'una persona que toca aquest objecte metàl·lic o directament un fil elèctric. Si es tracta d'aquest segon cas cal que ràpidament s'interrompi el pas del corrent si no volem tenir un accident d'electrocució. Això és el que fa automàticament l'interruptor diferencial. D'interruptors de potència sol haver-n'hi un a cada QCP, tot i que en alguns casos se'n col·loca un per cada PIA. Petit interruptor automàtic (PIA) Per raons de comoditat de control i per raons d'estalvi amb el gruix dels cables que han de subministrar corrent als diferents aparells de l'usuari, l'electricitat es distribueix en un edifici a través d'una sèrie de línies diverses que neixen dels QCP. Si n'hi ha més d'un de QCP, una línia uneix cada un d'ells amb el de rang superior. Cada una d'aquestes línies, alimenta un conjunt d'elements o aparells similars. Per exemple, en un habitatge podem trobar línies que alimentin: il·luminació (fins i tot línies diverses per diferents plantes de l'edifici) preses de corrent cuina elèctrica forn rentadora quadre de comandament de la calefacció etc. Bé, per cada una d'aquestes línies hi ha un interruptor que controla i protegeix la línia. Es tracta d'un interruptor igual que l'ICP, és a dir magnetotèrmic, que "salta" (interromp el pas del corrent) si se supera una determinada intensitat. Aquest interruptor s'anomena petit interruptor automàtic (PIA). Hi ha PIA de 5, 10, 15, etc. ampers. No podem canviar un PIA per un de més capacitat, simplement perquè volem tenir un consum superior, cal augmentar en tot cas el gruix de la línia corresponent per tal que no hi hagi perill de sobreescalfament i posterior incendi. Per desgràcia aquestes són situacions que han provocat més d'un incendi. Instal·lació elèctrica
