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INSTALACIONES EN LOS EDIFICIOS
¿Imaginas una vivienda que no disponga de calefacción, grifos, enchufes, teléfonos, ducha o lavabo? Hasta hace poco tiempo, los edificios y las viviendas no disponían de este tipo de servicios que hoy nos resultan tan comunes. La única fuente de calor era el fuego de la chimenea o de una estufa de carbón o leña; el agua se tomaba de fuentes, y la casa se iluminaba con candiles. Las aguas sucias se vertían directa- mente a las calles o a los corrales, la ropa se lavaba en los ríos, y resultaba imposible comunicarse por teléfono entre viviendas.
¿Qué ha hecho posible la presencia en los edificios actuales de los diferentes tipos
de instalaciones? ¿Cómo se organizan? ¿Qué elementos y materiales se utilizan
para realizarlas?
En las cocinas de nuestras viviendas disponemos de agua para limpiar la verdura o fregar los platos; de gas o placas eléctricas para cocinar; y de elec- tricidad, con la que funcionan todos los electro- domésticos.
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Los edificios actuales disponen de un conjunto de servi- cios o instalaciones mediante los cuales podemos dispo- ner de agua, electricidad, gas y teléfono, y que nos per- miten eliminar las aguas sucias y residuos que se produ- cen en viviendas, locales o industrias. La utilización de estos servicios es posible gracias a re- des o infraestructuras de distinto tipo: conducción de agua, tendido eléctrico, red de saneamiento, canaliza- ciones de gas, líneas telefónicas, etc., que se distribuyen a lo largo y ancho de nuestros pueblos y ciudades. El trazado de estas instalaciones discurre oculto bajo las aceras y calzadas, protegido por una capa de hormigón. En algunas instalaciones (gas y electricidad) se coloca una banda de plástico amarilla antes de cerrar la zanja para avisar de su presencia en excavaciones posteriores.
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1 Para controlar el funcionamiento o facilitar las tareas de reparación de las instalaciones, se colocan tapas de registro en las derivaciones o cruces, en las acometidas o cada cierta distancia. Localiza algunas de estas tapas y anota a qué tipo de canalización corresponden y el nombre de las compañías responsables de su distribución.
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Para introducir canalizaciones o para repararlas, las compañías distribuidoras o los ayuntamientos tienen que realizar zanjas a diferente profundidad.
La red de gas canalizado tiene un trazado que sigue las vías urbanas y utiliza tuberías de polietileno y PVC.
La red de abastecimiento de agua consta de tuberías de fundición, acero, hormigón o polietileno. Suministra el agua para el consumo y el riego de calles y jardines.
La red eléctrica distribuye la electricidad mediante conductores de cobre o de aluminio alojados en tubos protectores de hormigón o de PVC. También da servicio al alumbrado público y a los semáforos.
La red de alcantarillado garantiza la evacuación de las aguas residuales y de lluvia mediante tuberías, habitualmente de hormigón.
La canalización para telecomunicaciones se realiza mediante tubos de PVC que alojarán los cables.
INFRAESTRUCTURAS URBANAS SUBTERRÁNEAS
1 INFRAESTRUCTURAS BÁSICAS
¿Cómo es posible que llegue el agua a los pisos más altos?
Para poder responder a esta pregunta, observaremos el famoso experimento de los vasos comunicantes, que son recipientes que tienen comunicadas sus bases.
Al verter un líquido en la boca de uno de los recipien- tes, ¿crees que se llenará antes este que los otros? Si realizamos la experiencia, observaremos que no es así, sino que el líquido fluye hasta que alcanza la misma altu- ra en todos los vasos. Además, si cambia la forma y el volumen de los mismos, el fenómeno se produce de igual forma.
Para que el experimento refleje más fielmente la reali- dad, se pueden construir unos vasos comunicantes como los del dibujo de la izquierda: uno con forma de depósito y el otro como una tubería vertical con orificios a distintas alturas. ¿Qué ocurrirá si se llena de agua el de- pósito? Si además se coloca el depósito a diferentes al- turas, se puede comprobar que en la tubería vertical el agua sube como máximo hasta la altura del depósito. Por esta razón, los depósitos de agua que abastecen las poblaciones se sitúan en los puntos más altos.
En las grandes ciudades, y a pesar de que los depósitos estén situados en la posición más favorable, la diversa al- titud del terreno puede provocar que en algunos casos el agua no llegue a los pisos más altos, o también que los más bajos tengan un exceso de presión que ocasiona in- comodidades y problemas en la instalación.
El primer caso se resuelve incorporando grupos de presión que elevan el agua hasta los pisos más altos, y en el segundo, válvulas reductoras que disminuyen la presión a los niveles habituales de utilización.
TUBERÍAS Y ACCESORIOS EN FONTANERÍA
L as tuberías que transportan el agua de consumo suelen ser de co- bre, discurren empotradas por las paredes o suelos, y sus empalmes y cambios de dirección se resuelven con piezas especiales utilizan- do soldadura. Además se colocan llaves de paso a la entrada de los locales húmedos y antes de cada elemento o aparato de consumo. Los grifos permiten controlar el caudal de salida de agua y van ros- cados directamente a las tuberías de alimentación o mediante un accesorio flexible de acero trenzado, denominado «latiguillo».
A 2 Identifica, en las instalaciones de tu casa y de tu centro escolar, los elementos vistos en este epígrafe.
Depósito de agua cercano a la vía del tren.
Depósito de agua
Tubería vertical
EXPERIMENTO DE LOS VASOS COMUNICANTES
La evacuación de aguas sucias producidas en las viviendas, industrias y otros edificios constituye un problema impor- tante, especialmente en las grandes ciudades. Para solucionarlo se construye la denominada red de saneamiento o evacuación. Esta red debe garantizar la evacuación rápida de las aguas alejándolas de las viviendas, y ha de impedir el paso de los gases malolientes de las tuberías al interior de los edificios.
En el punto de consumo de agua se sitúan aparatos sanitarios (bañera, inodoro, bidé, fregadero, etc.) que recogen el agua sucia y mediante distintas tuberías la llevan hasta el alcantarillado. Disponen de una abertura para el desagüe, de un rebosadero y de unos taladros para alojar los grifos. En la abertura del desagüe se coloca una válvula que permite su conexión a la tubería. Las tuberías suelen ser de PVC y van empotradas en los tabiques o en el pavimento con una ligera inclinación ha- cia la bajante para que el agua circule fácilmente.
Un problema que puede aparecer en la instalación es el paso de gases malolientes procedentes del alcantarillado al interior de las viviendas. Para evitarlo es imprescindi- ble situar unos dispositivos denominados sifones, que en su forma más simple consisten en un tubo curvado donde se acumula el agua proporcionando un cierre hidráulico que evita el problema.
El inodoro lleva el sifón incorporado (de ahí su nombre); por esta razón siempre vemos agua en el depósito.
INSTALACIÓN DE DESAGÜES Y SIFONES
El desagüe del inodoro se conecta siempre de forma directa a la bajante mediante una tubería denominada «manguetón».
Las tuberías de la bañera, del lavabo y del bidé confluyen en el bote sifónico, que está empotrado en el suelo con su tapa visible y enrasada con el pavimento.
Bajante
Sifón
Bajante
Bote sifónico
Derivaciones Manguetón
Malos olores
Hacia el alcantarillado
RED DE EVACUACIÓN
3 LA INSTALACIÓN DE DESAGÜE
La misión de la instalación eléctrica es suministrar a las viviendas la energía eléctrica necesaria para realizar las tareas domésticas, y proporcionar comodidad y confort.
La conexión entre la red de distribución y la instalación interior del edificio se denomina instalación de enlace. Esta comprende todos los elementos de protección del edificio, los contadores de consumo de energía y las derivacio- nes individuales que llevan la electricidad hasta las viviendas o locales.
Acometida. Es la parte de la instalación que une la red de distribución con el edificio. Se realiza mediante un tubo enterrado que aloja los cables correspondientes.
Caja general de protección. Protege la red interior del edificio contra sobreintensidades de corriente, y en su interior se realiza la conexión con la compañía suministradora.
Línea repartidora. Enlaza la caja general de protección con el contador o centralización de contadores. Contador.destinado a medir o registrar la^ Es el aparato energía eléctrica consumida por el usuario.
Derivación individual. Es la línea que enlaza el contador con el cuadro general de protección.
Cuadro privado de mando y protección. En él se alojan los elementos encargados de proteger y controlar la instalación interior de la vivienda. Instalación interior
LA PUESTA A TIERRA
L a toma de tierra es un sistema de protección que ofrece a la corriente eléctrica un camino rápido de evacuación si se pro- ducen fugas de electricidad por defecto de aislamiento de los cables que se hallan en contacto con elementos metálicos. Consiste en incorporar a la instalación un conductor de cobre que enlaza todos los enchufes y elementos metálicos del edificio (antenas, calderas, guías de ascensor, tuberías, etc.).
A 4 Localiza y observa diferentes bases de enchufe y clavijas de distintos aparatos y electrodomésticos, y anota cuáles de ellos incorporan la conexión a la toma de tierra y cuáles no.
INSTALACIÓN DE ENLACE
4 LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
La electricidad en la vivienda
La instalación de cada una de las viviendas se inicia en el cuadro privado de mando y protección. En él se alo- jan distintos dispositivos:
- Un interruptor de control de potencia (ICP): des- conecta la instalación cuando la suma de las potencias de los aparatos conectados sobrepasan la potencia contratada.
- Un interruptor diferencial (ID): desconecta la insta- lación cuando se produce una derivación en algún electrodoméstico o en algún punto de la instalación.
- Varios interruptores automáticos, uno por cada cir- cuito de la vivienda: protegen cada circuito de sobre- cargas o cortocircuitos.
En las viviendas suelen instalarse cuatro circuitos independientes: uno destinado a alumbrado, otro a electrodomés- ticos, un tercero para la cocina y el horno eléctrico, y otro para el resto de usos.
Del cuadro de mando y protección parten los cables que forman cada circuito. Se trata de conductores de cobre revestidos con plástico de distinto color. Cada circuito individual está constituido por un conductor de fase (negro, gris o marrón), uno neutro (azul) y otro de toma de tierra (verde y amarillo). Los cables van alojados en tubos protectores de diferente diá- metro.
Los distintos tubos confluyen en las cajas de registro y derivación, de plástico y con tapa, en las que se realiza el empalme y derivación de los cables. Los elementos de maniobra y conexión (interruptores y enchufes) van alojados en las cajas donde se realiza la conexión.
Observa en el dibujo de la derecha el trazado para un punto de luz y un enchufe. Su realización requiere:
- Trazar con pintura sobre los tabiques la posición de los mecanismos y el trazado de los tubos.
- Realizar las rozas o huecos en el tabique para alojar tubos y cajas.
- Recibir y fijar los tubos y cajas en los tabiques.
- Introducir los conductores, realizar las conexiones y tapar las cajas.
- Conectar interruptores y enchufes.
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5 Estudia cómo está realizada la instalación eléctrica de tu habitación. Haz un dibujo en planta de la misma y sitúa los diferentes elementos de la instalación. ¿A qué altura se encuentran? ¿Cómo irán dispuestos los cables?
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CUADRO PRIVADO DE MANDO Y PROTECCIÓN
INSTALACIÓN DE PUNTO DE LUZ Y ENCHUFE
Interruptor de control de potencia
Interruptor diferencial
Conductores activos Circuitos de la instalación interior
Borne de tierra
Conductor de protección
Interruptores automáticos
Cajas de registro, tubo protector y conductores.
Para superar el frío del invierno y el calor del verano utilizamos aparatos individuales que modifican la temperatura, como calefactores, ventiladores, etc., o recurrimos a instalaciones generales distribuidas por toda la vivienda.
Instalaciones de calefacción
El sistema de calefacción más extendido es la calefacción centralizada por radiadores. Consiste básicamente en transportar un fluido (normalmente agua) a alta temperatura por tuberías que recorren la vivienda, y consta de:
- La caldera: Realiza el calentamiento del agua y provo- ca su circulación de ida y vuelta.
- La red de distribución: Está constituida por tuberías de cobre, acero o polietileno reticulado, que discu- rren empotradas por el suelo y forradas con coquillas aislantes para evitar pérdidas de calor en el trayecto.
- Los radiadores: Se encargan de ceder calor, al circular el agua caliente por su interior. Están constituidos por elementos acoplables de hierro fundido, chapa de ace- ro o aluminio. El circuito es cerrado, y una vez enfriada el agua en el radiador, vuelve por otra tubería hasta la caldera para ser nuevamente calentado, y así sucesivamente.
Instalaciones de aire acondicionado
El acondicionamiento del aire supone controlar simultá- neamente la temperatura, humedad, pureza, distribu- ción y movimiento del aire. Los sistemas de aire acondi- cionado constan de:
- La unidad central, que contiene los ventiladores, filtros y otros componentes necesarios para tratar el aire.
- Una red de conductos de chapa galvanizada o de fibra de vidrio, que conduce el aire hasta los locales que se desea acondicionar, expulsándolo a través de rejillas o difusores situadas en paredes o techos.
El aire es recogido mediante rejillas y conductos de retorno y vuelve a la unidad central para iniciar de nuevo el ciclo.
LAS PRIMERAS CALEFACCIONES CENTRALES
En el siglo I a. C. se instalaron en Roma las que pueden considerarse las primeras calefacciones centrales. Se trata de un sistema denominado «hipocausto», cuyo funcionamiento consistía en producir aire caliente mediante la combustión de leña y conducirlo hacia una cámara situada bajo el pavimento o las paredes, que transmitía el calor a la estancia.
A 7 Averigua los diferentes aparatos y sistemas que permiten modificar la tem- peratura en el hogar. ¿Qué tipo de energía o combustible utilizan?
INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN
EN UNA VIVIENDA
INSTALACIÓN DE AIRE ACONDICIONADO
Radiadores
Unidad central
Red de conductos
Rejillas o difusores
Caldera
Tubería de agua caliente
Tubería de retorno de agua fría a la caldera
6 EL CONFORT TÉRMICO
Tienen como misión dotar a los edificios de una infraestructura común que permita la conexión de las distintas viviendas o locales a los servicios de telefonía básica (TB), a la red digital de servicios integrados (RDSI), a las teleco- municaciones por cable (TLCA) y a la radiodifusión y televisión (RTV). La instalación se organiza mediante un conjunto de equipos, cables, tubos de PVC rígido o de acero, cajas de regis- tro y elementos de conexión que permiten el enlace entre la red exterior de alimentación de los diferentes opera- dores o empresas suministradoras de los servicios y los usuarios. Está constituida básicamente por cuatro tramos:
- La red de alimentación: Se estructura de forma diferente según sea el método de enlace utilizado por los opera- dores entre sus centrales o cabeceras y el inmueble. - Si el enlace se realiza mediante cable, la red está formada por los cables que enlazan la central con el registro principal del inmueble, situado en el recinto o local destinado a la instalación de telecomunicación inferior, ubi- cado en la planta baja. - Si el enlace se produce por medios radioeléctricos, la red estará formada por los elementos de captación de señales (antenas) situados en la cubierta, y por los equipos de recepción y procesado de las señales captadas situados en el recinto de instalación de telecomunicaciones superior, ubicado en la azotea.
- La red de distribución: Lleva las señales a cada planta del inmueble.
- La red de dispersión o derivación: Se encarga, dentro de cada planta del inmueble, de llevar las señales a cada una de las viviendas.
- La red interior de usuario: Distribuye las señales, dentro de la vivienda, hasta las diferentes bases de toma.
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8 La rápida evolución del sector de las telecomunicaciones y su liberalización han provocado la aparición de un gran nú- mero de empresas y operadores que ofertan una amplia gama de servicios. Averigua qué tipo de servicios se ofertan y qué aparatos, sistemas o instalaciones necesitarías para poder utilizarlos en tu vivienda.
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- Recinto de instalaciones de telecomunicación inferior.
- Recinto de instalaciones de telecomunicación superior.
- Registro principal.
- Registro secundario.
- Registros terminación de red.
- Registro de toma RTV.
- Registro de toma TLCA.
- Registro de toma TB + RDSI.
- Arqueta de entrada.
A. Red de alimentación. B. Red de distribución. C. Red de dispersión o derivación. D. Red interior de usuario.
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INSTALACIONES AUDIOVISUALES EN UN EDIFICIO
7 INSTALACIONES AUDIOVISUALES
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H A C I E N D O T E C N O L O G Í A
Utilizando componentes y materiales sencillos podemos simular la instalación eléctrica de una vivienda constituida por un salón con la cocina incorporada, un dormitorio y un cuarto de baño. En el plano puedes ob- servar sus dimensiones, su distribución y el esquema de la instalación. Vas a necesitar los siguientes materia- les y herramientas:
- Un tablero de 50 × 50 cm y útiles de dibujo.
- Cables de diferente color.
- Clemas.
- Tornillos y destornillador.
- Cinta adhesiva o abrazaderas.
- Chinchetas y clips para los interrupto- res.
- Lámparas y portalámparas.
- Una pila.
El esquema de instalación muestra los puntos de luz sencillos (en salón, cocina y cuarto de baño), un punto de luz con- mutado desde dos puntos en el dormito- rio, y una toma de corriente (enchufe) en el salón.
En primer lugar, traslada al tablero el plano de la vivienda utilizando un rotulador grueso de color rojo. Para montar los distintos elementos del circuito debes seguir los pasos siguientes:
C I R C U I T O E L É C T R I C O P A R A V I V I E N D A
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6 6 6 5 11 5
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1. Atornilla las clemas en los círculos que simulan las cajas de registro y derivación. 2. Sitúa los interruptores y lámparas en los lugares marcados. 3. Realiza el trazado de cables situándolos en su posición mediante cinta adhesiva o abrazaderas. 4. Realiza las conexiones y comprueba su funcionamiento.
A C T I V I D A D E S
P A R A A F I A N Z A R Y A P L I C A R
10 Recorriendo las calles de tu localidad puedes obser var algunos elementos del alcantarillado, como los sumi- deros y las tapas de los pozos de registro. ¿De qué material están construidos? ¿Para qué sir ven?
11 Relaciona los siguientes electrodomésticos con la ins- talación que utilizan:
12 Explica el camino que sigue el agua desde un embalse hasta las cercanías de tu vivienda. ¿Qué elementos se utilizan para su transpor te?
13 El agua es un bien escaso que debemos cuidar y aho- rrar. Obser va diferentes situaciones en las que se produzca un gasto innecesario de agua y elabora un decálogo de consejos para reducir su consumo.
14 ¿Cómo se denominan los elementos de la instalación de evacuación que se utilizan para evitar el paso de aire y olores a la vivienda? ¿Cuál es su principio de funcionamiento?
15 ¿Por qué los mecanismos de la instalación eléctrica y los aparatos incorporan la toma de tierra?
16 El dibujo representa un esquema de la instalación de los servicios higiénicos de un instituto. Indica los elementos que serán necesarios para su ejecución y cómo puede realizarse el trazado de dicha instalación.
17 Sobre un dibujo similar al que aparece a continuación, traza los elementos necesarios para que se encienda la bombilla.
18 Explica brevemente cómo funciona el sistema de cale- facción mediante radiadores.
19 ¿A qué tipo de instalación pertenecen y cuál es la fun- ción de cada uno de los siguientes elementos?: radia- dor; caldera; llave de paso; interruptor; bajante; antena.
20 El esquema representa parte de la instalación de agua de una vivienda. Sitúa en ella las llaves de paso nece- sarias para que podamos cortar el agua y cambiar cual- quier grifo sin dejar a los demás sin suministro.
21 Analiza el cuadro privado de mando y protección de tu casa y haz un esquema indicando la denominación de cada uno de sus elementos y sus características. Inves- tiga el número de circuitos de que dispone e indica para qué se emplea cada uno.
22 Averigua dónde y cómo se realiza el vertido de las aguas residuales en tu localidad. ¿Qué instalaciones se em- plean para evacuarlas?
23 ¿Qué instalaciones existen en las viviendas actuales para recibir información y comunicarnos? ¿Cómo ha cambiado su presencia nuestra forma de vida?
24 Uno de los elementos clave para optimizar el gasto de energía en calefacción es evitar pérdidas de calor a través de las paredes y huecos de la vivienda. Investiga cómo se resuelve el problema y qué tipo de materiales se utilizan para evitar las fugas de calor en muros y ventanas.
25 Averigua los sistemas domóticos de mayor implantación comercial y analiza las diferencias entre ellos, estable- ciendo criterios relacionados con la facilidad de montaje, la sencillez de utilización, el precio, etc.
Frigorífico Lavadora Televisión Cocina Microondas
Eléctrica Gas Agua Saneamiento Audiovisual
P A R A I N V E S T I G A R
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LAS TRIPAS DE LA
ESTACIÓN ESPACIAL La energía eléctrica es el recur- so más importante de la Estación Espacial Internacional, una ori- ginal casa que orbita en torno a la Tierra a 350 km de altitud. Con ella funcionan todos los aparatos y los servicios que ne- cesitan los astronautas. Incluso sirve para que respiren, ya que se fabrica el oxígeno necesario mediante electrólisis del agua. Pero conseguir suministro eléc- trico para la estación no es fá- cil, ya que no se puede extender un cable y enchufarlo a la red ur- bana, y llevar combustible des- de la Tierra es demasiado caro. Por fortuna, la energía solar es abundante. Para aprovecharla, la estación dispone de ocho es- tructuras de 34 m de largo y 11 de ancho, llenas de células fotovoltaicas, que permiten convertir la energía solar en electricidad. En total, los pa- neles contienen 262400 celdas solares y cubren un área de cerca de 2 500 m^2.
VIVIR EN UN GIRASOL Si a uno le molesta el sol que entra por la ventana por la mañana, si quiere cambiar las vistas que ofre- ce la terraza según la hora o contemplar el atardecer cada día desde una habitación diferente, basta con to- car un botón. Siempre, claro está, que se disponga del sistema inventado por un español que permite girar la casa a voluntad hasta dar la vuelta completa. Se trata de una plataforma rodante que se mueve mediante un motor eléctrico de forma muy lenta (para que no se caigan las cosas dentro de la casa). Su principal aplicación es aprovechar mejor la energía solar haciendo que el edificio imite a un girasol.
UNA CASA VIGILADA Los habitantes de una casa de Georgia (EE UU) vivieron en el año 2001 bajo vigilancia constante, debido a la presen- cia de cámaras, micrófonos y sensores de todo tipo. Se trataba de un experimento para mejorar el diseño tecnológico de los hogares, mediante el estudio de la inter- acción entre las personas y los aparatos del hogar. Unos sensores, colocados en el suelo, distinguían a los diferentes ha- bitantes de la ca- sa y detectaban su situación y sus mo- vimientos; otros de- terminaban qué aparatos utilizaba cada cual y de qué modo, cuándo y con quién habla- ba, o el empleo de los medios de comunicación, como televisión, Internet o teléfono. El objetivo final es di- señar hogares inte- ligentes, donde la tecnología pueda ser utilizada de la forma más cómoda y agradable posible.
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