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PROYECTOTRABAJO FIN DE CARRERA CONSTRUCCIÓN DE UNA EXPLOTACIÓN AVÍCOLA DE POLLOS DE ENGORDE PARA 75.000 PLAZAS EN LALUENGA (HUESCA) AUTOR: ENSEÑANZA: DIRECTOR/ES: PONENTE: FECHA: Víctor J. Plana Semitiel Ingeniería Agrónoma Jesús Guillén Torres Abril, 2014 UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA Memoria Memoria Página 2 de 15 Índice 1. OBJETO Y SITUACIÓN DEL PROYECTO .............................................................. 3 1.1. Objeto de proyecto................................................................................................. 3 1.2. Emplazamiento ...................................................................................................... 3 1.3. Características del solar ......................................................................................... 3 2. LEGISLACIÓN Y NORMATIVA .............................................................................. 4 2.1. Clasificación de la actividad .................................................................................. 4 2.2. Normativa de emplazamiento ................................................................................ 4 2.3. Medidas correctoras y protectoras ......................................................................... 6 2.4. Normativa de residuos ganaderos .......................................................................... 6 3. CONSTRUCCIÓN DE LAS NAVES .......................................................................... 6 4. INSTALACIÓN ELECTRICA .................................................................................... 7 4.1 Resumen de la iluminación .................................................................................... 7 4.2 Receptores de la instalación de fuerza .................................................................... 8 4.3 Necesidades totales de potencia ............................................................................. 9 4.4. Resumen con todos los circuitos ........................................................................... 9 4.5 Resumen de los conductores ................................................................................ 11 4.6. Resumen de protecciones .................................................................................... 12 4.7 Puesta a tierra........................................................................................................ 14 5. FONTANERÍA ........................................................................................................... 14 5.1. Dimensionado del depósito ................................................................................. 14 6. VENTILACIÓN Y REFRIGERACIÓN .................................................................... 14 6.1. Ventilación .......................................................................................................... 14 6.2. Refrigeración ....................................................................................................... 14 7. CALEFACCIÓN ........................................................................................................ 14 8. INSTALACIONES DE ALIMENTACIÓN ............................................................... 15 8.1 Distribución de la bebida ...................................................................................... 15 8.2 Distribución de la comida ..................................................................................... 15 Memoria Página 3 de 15 1. OBJETO Y SITUACIÓN DEL PROYECTO 1.1. Objeto de proyecto Se redacta el presente proyecto, “Construcción de una explotación avícola de pollos de engorde para 75.000 plazas, en Laluenga (Huesca)”. El objetivo del proyecto es únicamente el de presentarlo como trabajo de fin de carrera y terminar así los estudios de Ingeniero Agrónomo. Dicho proyecto no se llevará a cabo ni será ejecutado en ningún momento. 1.2. Emplazamiento Se proyecta la instalación en una finca de regadío, pero sin estar puesta la instalación de riego, en el término municipal de Laluenga reflejada en el plano general de emplazamiento a la cual se accede por la carretera de servicio del Canal del Cinca a la altura de Peraltilla. Tenemos que recorrer esta vía durante 2,954 km, posteriormente dejamos la carretera para coger un camino que nos llevará a la parcela tras recorrer 2,422km. Polígono: 3 Parcela: 239 Recinto: 1 1.3. Características del solar La finca donde se proyectan las instalaciones tiene una superficie de 6,83 Ha destinada al cultivo en secano de cereal de invierno (cebada), tratándose de un terreno arcilloso con apenas pendiente. Además está declarada de ámbito rústico, lo que permite llevar a cabo la actividad ganadera. Las naves construidas tendrán una orientación Noroeste-Sureste para evitar que la acción de los vientos dominantes (cierzo) no entren por las ventanas o dificulte la acción de los ventiladores. Memoria Página 4 de 15 2. LEGISLACIÓN Y NORMATIVA 2.1. Clasificación de la actividad Dentro del ámbito del Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas (R.A.M.I.N.P.), aprobado por Decreto 2414/1.961, del 30 de noviembre (B.O.E. n° 292, del 7 de Diciembre de 1.961 y corrección de errores en nº 57 de marzo de 1.962), modificado por Decreto 3492/1.964, de 5 de noviembre (B.O.E. 6 de noviembre), se encuentran comprendidas las actividades ganaderas que nos atañen en éste proyecto. 2.2. Normativa de emplazamiento Según el DECRETO 94/2009, de 26 de mayo, del Gobierno de Aragón, por el que se aprueba la revisión de las Directrices sectoriales sobre actividades e instalaciones ganaderas, las distancias mínimas que debe cumplir la explotación objeto de proyecto son las siguientes: Distancias mínimas desde la instalación ganadera a elementos relevantes del territorio Elementos relevantes del territorio Distancia mínima Distancia en proyecto Carreteras 25 m 2.100 m CUMPLE Cauces de agua, lechos de lagos, y embalses 35 m 2.100 m CUMPLE Acequias y desagües de riegos 15 m 76 m CUMPLE Captaciones de agua para abastecimiento público a poblaciones 250 m 3.461 m CUMPLE Tuberías de abastecimiento 15 m No hay en la zona CUMPLE Pozos no destinados a abastecimiento 35 m No hay en la zona CUMPLE Zona de baño reconocida 200 m No hay en la zona CUM PLE Zonas de acuicultura 100 m No hay en la zona CUMPLE Complejos turísticos 500 m No hay en la zona CUMPLE Memoria Página 5 de 15 Viviendas de turismo rural 300 m No hay en la zona CUMPLE Monumentos 1000 m No hay en la zona CUMPLE Polígonos industriales 200 m No hay en la zona CUMPLE Industrias alimentarias 500 m No hay en la zona CUMPLE Industrias de transformación de animales muertos 1000 m No hay en la zona CUMPLE Distancia mínima a núcleos de población Especie animal Núcleos de población de menos de 500 habitantes ParcelaLaluenga Aves 500 m 5.000 m CUMPLE Distancia mínima entre explotaciones ganaderas Especie animal Distancia mínima Distancia de proyecto Avícola 500 m No hay en la zona CUMPLE Especies diferentes 100 m 1.805 m CUMPLE Memoria Página 6 de 15 2.3. Medidas correctoras y protectoras Estercolero Fosa decantación Fosa cadáveres Vado sanitario Anchura (m) 10 7 2 4 Longitud (m) 40 9 3 8 Altura máxima (m) 4 - - - Profundidad máxima (m) - 3 2 - Volumen (m3) 1600 189 12 - 2.4. Normativa de residuos ganaderos Según el DECRETO 94/2009, de 26 de mayo, de la D.G.A. el titular de la explotación ganadera deberá disponer de suelo agrícola cultivado suficiente para asimilar los estiércoles generados por la actividad, justificándose, según criterios técnicos la producción de estos residuos y las dosis de aplicación ambientalmente asumibles en función de las características agroclimáticas de la zona y cumpliendo, cuando sea de aplicación, con lo establecido en la Directiva 91/676/CEE, transpuesta al Ordenamiento Jurídico español por RD. 261/96 de 16 de febrero. Como Laluenga es zona vulnerable por contaminación de nitratos, la superficie necesaria para esparcir el estiércol se ha calculado para cereal de invierno y en secano. Así pues, la superficie necesaria son 143 Ha. 3. CONSTRUCCIÓN DE LAS NAVES NAVE 1 NAVE 2 NAVE 3 Almacén Nave Almacén Nave Almacén Nave Almacén Oficina Aseo Sala pesaje Sala depósitos 1.400 m2 Almacén Sala pesaje 1.400 m2 Almacén Sala pesaje 1.400 m2 23 m2 6 m2 6 m2 6 m2 35 m2 35 m2 6 m2 35 m2 6 m2 41 m2 abajo y 35 m2 arriba 41 m2 41 m2 Memoria Página 7 de 15 4. INSTALACIÓN ELECTRICA 4.1 Resumen de la iluminación Cuadro Ubicación Tipo de luminaria Cantidad Potencia (W) CGMP-1 Exterior nave 1 Lámpara vapor de sodio 150 W 2 300 Interior nav e 1 Fluorescente 36 W 38 1.368 Almacén 1 Fluorescente 36 W 4 144 Sala de báscula 1 Fluorescente 36 W 1 36 Oficina Fluorescente 36 W 1 36 Aseo Fluorescente 36 W 1 36 Puerta exterior Lámpara vapor de sodio 150 W 1 150 Caseta bomba Fluorescente 36 W 1 36 Total CGMP-1 2.106 CGMP-2 Exterior nave 2 Lámpara vapor de sodio 150 W 2 300 Interior nave 2 Fluorescente 36 W 38 1.368 Almacén 2 Fluorescente 36 W 2 72 Sala de báscula 2 Fluorescente 36 W 1 36 Total CGMP-2 1.776 CGMP-3 Exterior nave 3 Lámpara vapor de sodio 150 W 2 300 Interior nave 3 Fluorescente 36 W 38 1.368 Almacén 3 Fluorescente 36 W 2 72 Sala de báscula 3 Fluorescente 36 W 1 36 Total CGMP-3 1.776 Total potencia alumbrado (CGMP-1 + CGMP-2 + CGMP-3) 5.658 Memoria Página 8 de 15 4.2 Receptores de la instalación de fuerza Cuadro Ubicación Tipo de receptor Cantidad Potencia (W) CGMP-1 Nave 1 Ventilador 1 CV (trifásico) 9 6.624 Nave 1 Ventilador 0,75 CV (monofásico) 9 4.968 Nave 1 Motor comederos 1 CV (monofásico) 8 2.944 Nave 1 Motor bebederos 1 CV (monofásico) 5 3.680 Nave 1 Motor sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 1 Motor reductor ventanas 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 1 Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Almacén 1 Bomba refrigeración 800 W (monofásico) 1 800 Almacén 1 Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Almacén 1 Toma de corriente (trifásico) 1 9.977 Sala báscula 1 Motor Sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Sala báscula 1 Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Aseo Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Oficina Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Caseta bomba Bomba hidráulica 1 CV (monofásico) 1 736 Total CGMP-1 58.433 Cuadro Ubicación Tipo de receptor Cantidad Potencia (W) CGMP-2 Nave 2 Ventilador 1 CV (trifásico) 9 6.624 Nave 2 Ventilador 0,75 CV (monofásico) 9 4.968 Nave 2 Motor comederos 1 CV (monofásico) 8 2.944 Nave 2 Motor bebederos 1 CV (monofásico) 5 3.680 Nave 2 Motor sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 2 Motor reductor ventanas 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 2 Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Almacén 2 Bomba refrigeración 800 W (monofásico) 1 800 Almacén 2 Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Memoria Página 15 de 15 8. INSTALACIONES DE ALIMENTACIÓN 8.1 Distribución de la bebida El bebedero escogido es de tipo tetina. Cada nave tendrá 5 líneas de bebederos, y éstas a su vez portarán 384 tetinas cada una. 8.2 Distribución de la comida Cada nave tendrá 4 hileras de platos. Cada hilera contiene 128 platos. El pienso se almacenará en dos silos de 11.800kg situados en el exterior de la nave. ANEJO 1 Objeto y situación Anejo 1. Objeto y situación Página 2 de 4 Índice 1. OBJETO DE PROYECTO ........................................................................................... 3 2. SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO ......................................................................... 3 3. SOLAR Y SERVICIOS ............................................................................................... 4 3.1. Solar y características del terreno .......................................................................... 4 3.2. Circunstancias urbanísticas.................................................................................... 4 Anejo 1. Objeto y situación Página 3 de 4 1. OBJETO DE PROYECTO Se redacta el presente proyecto, “Construcción de una explotación avícola de pollos de engorde para 75.000 plazas en Laluenga (Huesca)”. El objetivo del proyecto es únicamente el de presentarlo como trabajo de fin de carrera y terminar así los estudios de Ingeniero Agrónomo. Dicho proyecto no se llevará a cabo ni será ejecutado en ningún momento. Se dispondrá la documentación técnica que defina y valore las obras de cara a su ejecución, así como cierta documentación de cara al desarrollo de la actividad ganadera. Se proyecta unas instalaciones avícolas dotadas del equipamiento suficiente con el fin de optimizar los costes de producción y sacar la máxima rentabilidad a la explotación, de forma que pueda ser llevada con facilidad. La producción anual es de 450.000 pollos, repartidos en 6 crianzas y con una densidad media de 18 aves /m2. 2. SITUACIÓN Y EMPLAZAMIENTO Se proyecta la instalación en una finca de regadío en el término municipal de Laluenga, reflejada en el plano general de emplazamiento. A la parcela se accede por la carretera de servicio del Canal del Cinca a la altura de Peraltilla. Tenemos que recorrer esta vía durante 2,954 km, posteriormente dejamos la carretera para coger un camino que nos llevará a la parcela tras recorrer 2,422km. Polígono: 3 Parcela: 239 Recinto: 1 El emplazamiento cumple con la Normativa vigente en Aragón en lo que se refiere a explotaciones ganaderas, que rige el DECRETO 94/2009, de 26 de mayo, del Gobierno de Aragón, por el que se aprueba la revisión de las Directrices sectoriales sobre actividades e instalaciones ganaderas. Anejo 1. Objeto y situación Página 4 de 4 3. SOLAR Y SERVICIOS 3.1. Solar y características del terreno La finca donde se proyectan las instalaciones tiene una superficie de 6,833 Ha. Esta parcela es de regadío, pero actualmente no está puesta la instalación de riego y por tanto está destinada al cultivo en secano de cereal de invierno, tratándose de un terreno con apenas pendiente. 3.2. Circunstancias urbanísticas Siguiendo las Normas Subsidiarias de ámbito Local y Autonómico la finca está declarada de ámbito rústico, lo que permite llevar a cabo la actividad ganadera y tiene la posibilidad de contar con tendido eléctrico y red de saneamiento. La normativa estipula que la construcción no superará los 7 metros de altura máxima constructiva y que las instalaciones no supondrán más del 20% de la superficie total de la parcela donde se va a construir. Las naves construidas tendrán una orientación Noroeste-Sureste para evitar que la acción de los vientos dominantes no entren por las ventanas o dificulte la acción de los ventiladores. ANEJO 2 Legislación y normativa Anejo 2. Legislación y normativa Página 2 de 13 Índice 1. CLASIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD .................................................................... 3 2. NORMATIVA DE EMPLAZAMIENTO .................................................................... 3 3. MEDIDAS CORRECTORAS Y PROTECTORAS .................................................... 6 3.1. Estercolero ............................................................................................................. 6 3.2. Fosa de decantación: .............................................................................................. 7 3.3. Fosa de cadáveres .................................................................................................. 8 3.4. Vado sanitario ........................................................................................................ 9 3.5. Vallado .................................................................................................................. 9 4. NORMATIVA RESIDUOS GANADEROS ............................................................. 10 4.1. Generalidades ...................................................................................................... 10 4.2. Contaminación de los residuos ............................................................................ 11 4.3. Normativa comunitaria ........................................................................................ 12 Anejo 2. Legislación y normativa Página 3 de 13 1. CLASIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD Dentro del ámbito del Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas (R.A.M.I.N.P.), aprobado por Decreto 2414/1.961, del 30 de noviembre (B.O.E. n° 292, del 7 de Diciembre de 1.961 y corrección de errores en nº 57 de marzo de 1.962), modificado por Decreto 3492/1.964, de 5 de noviembre (B.O.E. 6 de noviembre), se encuentran comprendidas las actividades ganaderas que nos atañen en éste proyecto. Se trata de una norma estatal, de aplicación en todo el territorio nacional, cuyo objetivo es evitar que las instalaciones, establecimientos, actividades, industrias o almacenes, que genéricamente denomina "actividades", produzcan incomodidad, alteren las condiciones normales de salubridad e higiene del Medio Ambiente y ocasionen daños o riesgos a las personas y bienes. Así pues, para el proyecto de explotación avícola que nos ocupa, el RAMINP lo clasifica como "actividad molesta" por producir malos olores y estiércoles. En Aragón el DECRETO 94/2009, de 26 de mayo que aprueba la Directriz Parcial Sectorial sobre Actividades e Instalaciones Ganaderas, establece los criterios de aplicación del Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas (RAMINP) para el caso de actividades e instalaciones ganaderas, especialmente en lo relativo al emplazamiento y condiciones higiénico-sanitarias exigibles a las mismas. 2. NORMATIVA DE EMPLAZAMIENTO Según el DECRETO 94/2009, de 26 de mayo, del Gobierno de Aragón, por el que se aprueba la revisión de las Directrices sectoriales sobre actividades e instalaciones ganaderas, las distancias mínimas que debe cumplir la explotación objeto de proyecto son las siguientes: Anejo 2. Legislación y normativa Página 4 de 13 Distancias mínimas desde la instalación ganadera a elementos relevantes del territorio Elementos relevantes del territorio Distancia mínima Distancia en proyecto Carreteras 25 m 2.100 m CUMPLE Cauces de agua, lechos de lagos, y embalses 35 m 2.100 m CUMPLE Acequias y desagües de riegos 15 m 76 m CUMPLE Captaciones de agua para abastecimiento público a poblaciones 250 m 3.461 m CUMPLE Tuberías de abastecimiento 15 m No hay en la zona CUMPLE Pozos no destinados a abastecimiento 35 m No hay en la zona CUMPLE Zona de baño reconocida 200 m No hay en la zona CUMPLE Zonas de acuicultura 100 m No hay en la zona CUMPLE Complejos turísticos 500 m No hay en la zona CUMPLE Viviendas de turismo rural 300 m No hay en la zona CUMPLE Monumentos 1000 m No hay en la zona CUMPLE Polígonos industriales 200 m No hay en la zona CUMPLE Industrias alimentarias 500 m No hay en la zona CUMPLE Industrias de transformación de animales muertos 1000 m No hay en la zona CUMPLE Anejo 2. Legislación y normativa Página 5 de 13 Distancia mínima a núcleos de población Especie animal Núcleos de población de menos de 500 habitantes Parcela-Laluenga Aves 500 m 5.000 m CUMPLE Distancia mínima entre explotaciones ganaderas Especie animal Distancia mínima Distancia de proyecto Avícola 500 m No hay en la zona CUMPLE Especies diferentes 100 m 1.805 m CUMPLE Anejo 2. Legislación y normativa Página 12 de 13 El resultado práctico es que del nitrógeno que queda en los suelos, por no ser extraído, parte será utilizado por las plantas y otra parte sufrirá un proceso de infiltración. La infiltración de estos porcentajes de nitrógeno en residuos ganaderos de pollos, supone la presencia de Nitritos y Nitratos en las masas de agua de capas inferiores, imposibilitando su utilización para el suministro de agua potable. Contaminación por escorrentía: La escorrentía se produciría cuando se aportasen residuos ganaderos en grandes cantidades, en suelos prácticamente saturados o en suelos impermeables. Cuando se realiza el vertido en suelos impermeables o poco permeables, la carga orgánica de los residuos ganaderos alcanzará las masas de aguas superficiales. 4.3. Normativa comunitaria Según el DECRETO 94/2009, de 26 de mayo, de la D.G.A., el titular de la explotación ganadera deberá disponer de suelo agrícola cultivado suficiente para asimilar los estiércoles generados por la actividad, justificándose, según criterios técnicos la producción de estos residuos y las dosis de aplicación ambientalmente asumibles en función de las características agroclimáticas de la zona y cumpliendo, cuando sea de aplicación, con lo establecido en la Directiva 91/676/CEE, transpuesta al Ordenamiento Jurídico español por RD. 261/96 de 16 de febrero. Como Laluenga está situada en una zona recientemente declarada vulnerable por contaminación de nitratos, la cantidad de estiércol que podemos echar dependerá del tipo de cultivo que se siembre en las fincas. Se va a calcular ahora la superficie mínima de terreno agrícola necesaria para que no se produzcan problemas de lixiviación de Nitrógeno tal y como estipula la Normativa Comunitaria anteriormente mencionada. En el Anexo I del DECRETO 94/2009, de 26 de mayo, aparece una tabla de producción de N por plaza y año de las diferentes especies animales. Para el caso de pollos de engorde (broilers) se fija en 0,2 kg N/plaza y año, por lo tanto, la superficie mínima disponible para el vertido de estiércol será: Anejo 2. Legislación y normativa Página 13 de 13 Suponemos que se siembra cereal de invierno. El cereal de invierno tiene unas necesidades máximas de nitrógeno de 30 kg N/Tm, y una estimación de producción de 3,5 Tm/ha (en secano). (0,20 · 75.000)/(30 · 3,5) = 143 ha Cálculo de cantidad de estiércol vertido por hectárea para 30 kg N/Tm: - Densidad media del estiércol: 560 kg/m³ - Producción de N por plaza y año: 0,2 kg N/plaza y año - Producción de estiércol en un año: 1596,87 m3 de estiércol/año - Cantidad de N en estiércol: 8 kg N/m3 estiercol 1596,87 m3 estiércol/143 ha = 11,17 m3 estiércol/ha 1596,87 m3 · 560 kg/m3/143 ha = 6253,5 kg estiércol/ha ANEJO 3 Cálculos constructivos Anejo 3. Cálculos constructivos Página 2 de 25 Índice 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 3 2. CÁLCULO DE LAS CORREAS DE CUBIERTA ...................................................... 4 2.1. Cálculo de las acciones características .................................................................. 5 2.2. Elección de las correas .......................................................................................... 7 3. CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN DE LA NAVE ................................................. 7 3.1. Condicionantes ...................................................................................................... 7 3.2. Cálculo del pórtico de la nave ............................................................................... 8 3.3 Características mecánicas de la nave ...................................................................... 8 3.4. Dimensionado de las zapatas de la nave ................................................................ 9 3.5. Cálculo de la armadura de las zapatas ................................................................. 12 4. ARRIOSTRAMIENTOS ............................................................................................ 15 4.1. Cálculo de la armadura longitudinal .................................................................... 15 4.2. Recubrimiento y canto útil .................................................................................. 15 5. CÁLCULO DE LA SOLERA DE LA NAVE ........................................................... 16 6. CONSTRUCCIÓN DE ALMACENES ..................................................................... 16 6.1. Construcción del almacén 1 ................................................................................. 16 6.2. Construcción de los almacenes 2 y 3 ................................................................... 18 7. CIMENTACIÓN DE LOS SILOS ............................................................................. 19 7.1. Dimensionado de las zapatas ............................................................................... 20 7.2. Cálculo de la armadura de las zapatas ................................................................. 22 8. CONSTRUCCIÓN DEL ESTERCOLERO ............................................................... 24 9. CONSTRUCCIÓN DE LA FOSA DE CADÁVERES .............................................. 24 10. CIMENTACION DEL TANQUE DE GAS ............................................................. 25 11. CONSTRUCCIÓN DEL BADÉN DE DESINFECCIÓN ....................................... 25 Anejo 3. Cálculos constructivos Página 3 de 25 1. INTRODUCCIÓN En este anejo se realiza una descripción y cálculo de todos los elementos estructurales que componen la explotación. Para el cálculo estructural es necesario conocer las acciones o cargas características que van a soportar cada uno de los diferentes elementos estructurales, basándose en las siguientes normas constructivas. - Documento Básico SE-AE de “Seguridad estructural-Acciones en la edificación”, que para este caso se consideran las siguientes acciones: · Acciones permanentes: peso propio · Acciones variables: viento, nieve y uso · Acción del terreno: producida por el empuje del terreno, se considera en las zapatas, soleras y muros de cimentación La nueva explotación constará de tres naves, cuyo eje longitudinal tendrá una orientación Noroeste-Sureste, con las entradas a las naves orientadas hacia el sureste, con dimensiones interiores de 100 x 14 m, teniendo una superficie útil de 1.400 m² cada una. Cada nave tendrá un almacén situado en el extremo sureste con diferentes dimensiones: en la nave 1 (principal) el almacén tendrá dos pisos, en la parte de arriba se situarán los depósitos de poliéster para abastecer de agua a las naves, y en la parte de abajo contará con la oficina, aseo, sala de pesaje y el almacén propiamente dicho. Las naves 2 y 3 contarán con un almacén del mismo tamaño que el de la nave anterior pero de una sola planta con sala de pesaje y sin oficina ni baño. Las dimensiones de todas las salas se describen a continuación: NAVE 1 NAVE 2 NAVE 3 Almacén Nave Almacén Nave Almacén Nave Almacén Oficina Aseo Sala pesaje Sala depósitos 1.400 m2 Almacén Sala pesaje 1.400 m2 Almacén Sala pesaje 1.400 m2 23 m2 6 m2 6 m2 6 m2 35 m2 35 m2 6 m2 35 m2 6 m2 41 m2 abajo y 35 m2 arriba 41 m2 41 m2 El estercolero tendrá unas dimensiones de 40 x 10 x 4 m de altura, con un volumen real de 1.600 m³, calculado en el anejo de legislación. Se realizará con solera de hormigón armado. Además dispone de una fosa de decantación para recoger lixiviados y donde evacuará la red de saneamiento del almacén, con un volumen total de 189 m3 (7 m x 9 m x 3 m). Anejo 3. Cálculos constructivos Página 4 de 25 El dimensionado de la fosa de cadáveres está regulado por el Decreto 94/2009, del Gobierno de Aragón y tendrá un volumen de 12 m³. En la cara Sureste de la nave se situarán los silos de pienso junto a la báscula de pesaje. Estos se apoyarán en una solera de hormigón armado. La explotación también contará con un tanque de gas, que descansará sobre solera de hormigón armado, un tanque prefabricado de chapa galvanizada y enterrado para el suministro de agua con un diámetro de 28,65 metros y 3 de profundidad, y finalmente con un badén de desinfección en la entrada de la explotación. ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS Cada nave contará con pórticos prefabricados de hormigón de 14 m de luz interior, con una altura útil mínima de 3 m y de 5,1 m de máxima, con pendiente del 30%. La separación entre pórticos será de 5 m. Los cerramientos serán de hormigón prefabricado con 5 cm de espuma de poliestireno como aislante, y con un espesor total de 16 cm. En un lado de la nave irán ventanas de dimensiones 2 x 1 m, una entre pórtico y pórtico, es decir, 20, y en el lado opuesto irán colocados los ventiladores de diferente caudal. Para la cubierta, se opta por correas de hormigón prefabricado con 1 m de separación, y como cerramiento chapa tipo panel sándwich con espuma de poliuretano como aislante. Una vez descrito el conjunto general de la explotación, se procede a calcular los distintos elementos que la componen. 2. CÁLCULO DE LAS CORREAS DE CUBIERTA Para definir al contratista de la obra el tipo de correas a instalar se calculará el momento flector máximo que deban soportar éstas en función de las cargas a considerar sobre las correas de cubierta. La separación entre correas será de 1m ya que el cerramiento de cubierta será de panel sándwich con placas de 1 m de ancho. Anejo 3. Cálculos constructivos Página 5 de 25 2.1. Cálculo de las acciones características Acciones gravitatorias Cargas - Peso propio de la vigueta (HEB 120): 27 kg/m - Cubierta de panel sándwich y anclajes (estimada): 10 kg/m² ∙ 1 m = 10 kg/m Sobrecargas - Nieve (Laluenga, zona 2: altitud 479 m.s.n.m.): 0,7 KN/m² ∙ 1 m = 0,7 KN/m = 71,36 kg/m - Uso (cubierta accesibles únicamente para conservación, pendiente = 30%): 1,5 KN = 152,9 kg (carga concentrada en el punto más desfavorable) =× × =m mm kg Uso 1 56,14 9,152 2,1 kg/m Acciones del viento Según el Documento Básico SE - AE, la acción del viento se calculara como: qv = qb · ce · cp qv = acción del viento o presión estática (kg/m2) qb = presión dinámica del viento que depende de la zona geográfica (kg/m2) ce = coeficiente de exposición, variable en altura. cp = coeficiente eólico o de presión, depende de la forma y orientación de la nave qb = 0,52 KN/m2 = 53 kg/m2 ce = 2,4 (altura 5,2 m, terreno rural llano) Anejo 3. Cálculos constructivos Página 6 de 25 CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE PRESIÓN (CP) - Fachada barlovento (D): SD = 100 · 3 = 300 m2 > 10 m2 h = 3 + 7 · 0,2873 = 5,1 m interpolar entre 0,7 y 0,8: d = 14 m cpe = 0,714 h/d = 5,1/14 = 0,36 (esbeltez) qv = 53 kg/m2 ∙ 2,4 ∙ 0,714 = 90,82 kg/m2 - Fachada sotavento (E): SE= 100 · 3 = 300 m2 > 10 m2 h = 3 + 7 · 0,2873 = 5,1 m interpolar entre -0,3 y -0,5: d = 14 m cpe = -0,329 h/d = 5,1/14 = 0,36 (esbeltez) qv = 53 kg/m2 ∙ 2,4 ∙ (- 0,329) = - 41,85 kg/m2 - Viento en cubierta: Zona S (m2) CP1(Succión) CP2(Presión) qv1 Succión (kg/m) qv2 Presión (kg/m) F 2,7 -1,31 0,7 - 166,63 89,04 G 98,6 -0,5 0,7 - 63,6 89,04 H 596 -0,2 0,4 - 25,44 50,88 I 596 -0,4 0 - 50,88 0 J 104 -0,5 0 - 63,6 0 MAYORACIÓN Y COMBINACIÓN DE ACCIONES Comprobación para estados limites últimos (ELU) para situación persistente según NBE-EA-95 Acción Valor (kg/m) Coef. ponderación Acción ponderada (kg/m) Cubierta 10 1,33 13,3 Correas 27 1,33 35,91 Nieve 71,36 1,5 107,04 Uso 2,1 1,5 3,15 Anejo 3. Cálculos constructivos Página 7 de 25 Viento 166,63 1,5 249,95 Total 277,09 391,77 2.2. Elección de las correas Momento flector máximo mayorado Qу = 391,77 ∙ cos 16,69 = 375,27 kg/m Consideraremos la viga como biapoyada siguiendo un momento flector de: Mz = (Qy ∙ l²) / 8 = (375,27 ∙ 5²) /8 = 1.172,71 kg ∙ m Así necesitaremos unas correas de hormigón prefabricado capaces de soportar 1.172,71 kg ∙ m 3. CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN DE LA NAVE 3.1. Condicionantes El diseño y cálculo de las zapatas de cimentación, deben de cumplir una serie de condicionantes a priori, tales como: a) Deben transmitir al terreno las cargas de la estructura sin superar la resistencia de éste, o sea, ofrecer seguridad frente al deslizamiento y al hundimiento. b) No se deben producir asientos diferenciales del terreno que sean incompatibles con la estructura. Según la EH-91, se considerarán para estas comprobaciones geotécnicas las acciones con su valor característico, no debiendo superar la presión máxima a la presión admisible. c) Debe poseer suficiente resistencia como elemento estructural. Se considerarán los valores ponderados de las solicitaciones. d) Debe de ser resistente a los ataques del terreno colindante, del agua y de cualquier agente componente del terreno. Anejo 3. Cálculos constructivos Página 8 de 25 e) Debe estar protegida frente a las modificaciones del entorno, como heladas, variaciones del nivel freático,... 3.2. Cálculo del pórtico de la nave Determinación de los pesos que va a recibir el pórtico: Cargas Valor (kg/m) Cubierta 10 kg/m2 ∙ 5 m = 50 kg/m Correas 27 kg/m ∙ (5 m / 1 m) = 135 kg/m Nieve 71,36 kg/m2 ∙ 5 m = 356,8 kg/m Uso 152,9 kg / 14,6 m = 10,47 kg/m Viento 166,63 kg/m2 ∙ 5 m = 833,15 kg/m Total 1.385,42 kg/m (Sin mayorar y sin incluir peso propio) Por lo que necesitaremos un pórtico que aguante más de 1.385,42 kg/m, con esto elegiremos un pórtico en el catálogo que tenga 14 m de luz interior, sus dimensiones podremos encontrarlas en los planos. 3.3 Características mecánicas de la nave La estructura de la nave, que nos ocupa en el proyecto, se resuelve mediante pórticos prefabricados de hormigón a dos aguas, con pendiente del 30%, y una luz entre extremos exteriores de 15 m y 14 m interior, con una altura útil de 3 m, tal como se aprecia en el plano "Sección transversal de la nave" en el que aparece el detalle constructivo acotado de la nave en una sección que incluya un pórtico. Las dimensiones estándar de los pórticos, están obtenidas de un catálogo comercial, así como los esfuerzos que soportan y el hueco de zapata que hay que dejar para el anclaje del pilar. Será necesario comprobar la resistencia de las zapatas, según criterios de: -Vuelco -Deslizamiento Anejo 3. Cálculos constructivos Página 15 de 25 - > Ø de la barra mayor Vemos que cumple todas las premisas. En estas zapatas que están destinadas a soportar los esfuerzos del pórtico, para realizar la unión con éste se dejara un hueco del tamaño de la base del pórtico (0,35 x 0,7 m) con 4 redondos de armadura donde se insertara el pórtico. Previa colocación del hormigón, se dispondrá de unos separadores de la armadura, y una capa de hormigón de limpieza de 10 cm. 4. ARRIOSTRAMIENTOS Las piezas de atado o riostras, son las vigas que unen las zapatas de cimentación, de las cuales se calculará su armadura longitudinal, su recubrimiento y canto útil. Las riostras tienen una sección de 40 x 40 cm y una longitud de 3,5 m ya que cada zapata se introduce en la luz del pilar 75 cm. 4.1. Cálculo de la armadura longitudinal As ³ 0,15 ∙ Ac ∙ (fcd / fyd) = 0,15 · 40 ∙ 40 · 166,67 / 4.434,8 = 9 cm² fcd = fck / gc = 250 / 1,5 = 166,66 kg/cm² fyd = fyk / gs = 5100 / 1,15 = 4.434,8 kg/cm² Estos 9 cm² se cubren holgadamente con 4 redondos de f 20 mm. Como armadura transversal se colocaran estribos de f 6 mm cada 30cm. 4.2. Recubrimiento y canto útil Aplicamos el artículo 37.2.4 de la EHE. Se trata de un ambiente IIa con lo que el recubrimiento que implica es 25 mm + 10 mm de margen = 35 mm, con lo que adoptaremos un recubrimiento de: rnom = rmin + Δr = 25 + 10 = 35 mm ≈ 4 cm Canto útil = canto total – rnom – (farm/2) – festribo = 40 – 4 – (2/2) = 35 cm Anejo 3. Cálculos constructivos Página 16 de 25 5. CÁLCULO DE LA SOLERA DE LA NAVE La solera de las naves y almacenes será completamente horizontal, sin pendiente. Primero se extraerá la tierra vegetal y luego se compactará el terreno. Seguidamente se aportará primero 15 cm de zahorras y después 15 cm de hormigón HA-25/B/20/II sobre un mallazo electrosoldado de acero B-500S de 15 x 15 cm y f 6 mm. 6. CONSTRUCCIÓN DE ALMACENES En cada una de las granjas se va a levantar un almacén de distintas dimensiones: Almacén 1 Almacén 2 Almacén 3 Almacén Oficina Aseo Sala pesaje Sala depósitos Almacén Sala pesaje Almacén Sala pesaje 23 m2 6 m2 6 m2 6 m2 35 m2 35 m2 6 m2 35 m2 6 m2 41 m2 abajo y 35 m2 arriba 41 m2 41 m2 6.1. Construcción del almacén 1 El almacén 1 es el principal y más grande de los tres. Tiene dos pisos, debido a que el piso de arriba albergará los 8 depósitos de poliéster (7 de 2.000 litros y 1 de 1000 litros) para el suministro de agua de las tres naves, con el fin de conseguir los 3,5 m.c.a. que necesitan los bebederos de tetina. Seis depósitos de 2000 litros se emplearán para los bebederos (dos para cada nave) y el otro que queda más el de 1000 litros para disponer de agua para el baño, el equipo de refrigeración y tomas auxiliares. Mediante una conducción enterrada se llevará el suministro de agua de una a otra nave. En la parte de abajo contará con aseo, oficina, sala de pesaje y el almacén propiamente dicho con el fin de albergar los cuadros de mando, el equipo de refrigeración, el grupo electrógeno y los accesorios necesarios. En el piso de arriba irán colocados 7 depósitos de poliéster con capacidad de 2.000 litros y 1 depósito de poliéster de 1000 litros para conseguir la presión necesaria para los bebederos de tetina y para disponer de agua para el baño, el equipo de refrigeración y tomas auxiliares. Este almacén estará hecho con el mismo material que la nave, es decir, tendrá los Anejo 3. Cálculos constructivos Página 17 de 25 cerramientos de hormigón prefabricado con capa de aislante de espuma de poliestireno, apoyados en riostra corrida por todo su perímetro de 40 x 40 cm. El segundo piso estará sustentando con un forjado consistente en viguetas de hormigón prefabricado separadas 1 m más bovedilla y una capa de hormigón de 5 cm con un mallazo de 15 x 30 cm de 4 mm de diámetro. La cubierta se resolverá igual que la parte destinada para los animales, es decir, será una cubierta a un agua de 7,3 m, con una pendiente del 30 % con correas de hormigón prefabricado con 1 m de separación, y como cerramiento chapa tipo panel sándwich con espuma de poliuretano como aislante. Las correas serán las mismas porque tienen que aguantar las mismas acciones y la separación entre los dos pórticos del almacén es la misma que entre los pórticos de la nave, 5 m. CÁLCULO DEL FORJADO Se va a calcular el tipo de vigas de hormigón prefabricado que se pondrán en el forjado del 2º piso en el almacén 1, así como el tipo de pórtico a colocar, según las cargas que tengan que soportar. Necesitamos saber la carga por m2 que se va a dar en el piso superior que se desglosa en: - Forjado de 25 cm de espesor (aprox.): 280 kg/m² - Cargas de uso: 100 kg/m² - 8 depósitos poliéster (15.000 kg /35m²): 428,57 kg/m² TOTAL 808,57 kg/m2 Momento flector máximo mayorado Qу = 808,57 kg/m2 ∙ 1 m = 808,57 kg/m Consideraremos la viga como biapoyada siguiendo un momento flector de: Mz = (Qy ∙ l²) / 8 = (808,57 ∙ 7.3²) /8 = 5.386,08 kg ∙ m Así necesitaremos unas vigas de hormigón prefabricado capaces de soportar 5.386,08 kg ∙ m Anejo 3. Cálculos constructivos Página 18 de 25 CÁLCULO DEL PÓRTICO Los pórticos para el almacén serán diferentes del resto de pórticos para la nave, ya que serán a un agua, y tendrán que aguantar las cargas de la cubierta y del forjado. Las cargas a aguantar serán: - Acciones cubierta: 1.335 kg/m à 667,5 kg/m cada pórtico - Cargas forjado: (808,57 kg/m2 ∙ 5 m)/2 = 2.021,43 kg/m cada pórtico Total = 2.688,93 kg/m Con estos datos el contratista elegirá el pórtico que mejor se ajuste a la obra. Las dimensiones y formas del pórtico se pueden ver en el plano correspondiente. 6.2. Construcción de los almacenes 2 y 3 Estos almacenes son idénticos y de un solo piso, por lo que su construcción resulta mucho más fácil. Contarán con una sala para el pesaje y el almacén propiamente dicho para albergar los cuadros de mando, el equipo de refrigeración y los accesorios necesarios respectivamente. Las cubiertas y los cerramientos serán exactamente iguales que en el almacén 1, por lo tanto se resolverá de la siguiente manera: - Cerramientos de hormigón prefabricado con capa de aislante de espuma de poliestireno, apoyados en riostra corrida por todo su perímetro de 40 x 40 cm. - Las cubiertas a un agua de 7,3 m, con una pendiente del 30 % con correas de hormigón prefabricado con 1 m de separación, y como cerramiento chapa tipo panel sándwich con espuma de poliuretano como aislante . -Las soleras serán de hormigón. Anejo 3. Cálculos constructivos Página 19 de 25 7. CIMENTACIÓN DE LOS SILOS Cada nave contará con dos silos para almacenar el pienso de los animales. Estos silos descansarán sobre una solera de hormigón, cuya cimentación se resuelve mediante zapatas aisladas bajo cada uno de los pilares de sustentación. Se considerará en cada uno de los pilares las siguientes condiciones de carga: - Reacciones en el empotramiento, resultante de las condiciones de carga: El peso de cada uno de los silos que se proyectan es de 1.400 kg. Su capacidad máxima es de 11.800 kg, luego en cada una de las patas actuará: (11.800 + 1.400) / 4 = 3.300 kg será la carga axil sobre el pilar En el empotramiento también aparecerán una cortante y un momento flector originados por el viento. Como ya se ha calculado anteriormente, la acción del viento es de 90,82 kg/m² en cubierta. Los silos que se van a instalar tienen un diámetro de 2,1 m y 5 m de altura en el tronco principal, visto de perfil tienen una superficie aproximada de 5 x 2,1 m por lo que la carga del viento será de: 90,82 kg/m² · 10,5 m² = 953,61 ≈ 954 kg 954 Kg / 4 patas = 238,5 kg / pata de esfuerzo cortante Aplicado el cortante del viento en el centro de gravedad del silo que dista 4,5 m del empotramiento, el momento flector en el empotramiento será de: 238,5 kg · 4,5 m = 1.073,25 kg · m Así en el empotramiento tendremos las siguientes reacciones calculadas como una simple viga en voladizo. - Momento flector (My) = 1.073,25 kg · m - Esfuerzo axil (N) = 3.300 kg - Esfuerzo cortante (V) = 238,5 kg Anejo 3. Cálculos constructivos Página 20 de 25 7.1. Dimensionado de las zapatas Una vez confirmado que los pilares cumplen las exigencias a resistencia y a pandeo, faltará por proyectar las zapatas de cimentación para que absorban los esfuerzos antes calculados, comprobando que cumplen vuelco y deslizamiento, así como determinar el armado de la misma. Los valores de los esfuerzos a considerar sobre la zapata son: - Momento flector (My) = 1.073,25 kg · m - Esfuerzo axil (N) = 3.300 kg - Esfuerzo cortante (V) = 238,5 kg Se predimensiona la zapata para cada uno de los cuatro pilares del silo, de dimensione 1m x 1m x 1m. COMPROBACIÓN A VUELCO Estableciendo el equilibrio respecto al borde inferior de la zapata y con un coeficiente de seguridad al vuelco de 2 tendremos: M estabilizante 2.900 —————— = ——————— = 2,21 > 2 à CUMPLE M volcador 1.311,75 Pzapata = 2.500 kg/m³ · 1 m · 1 m · 1 m = 2.500 kg M estabilizante = (3300 + 2500) · 0,5 = 2.900 kg · m M volcador = (238,5 kg · 1 m) + 1.073,25 kg · m = 1.311,75 kg · m Anejo 3. Cálculos constructivos Página 21 de 25 COMPROBACIÓN AL DESLIZAMIENTO Calcularemos las fuerzas que estabilizan la zapata y las que favorecen al deslizamiento con un coeficiente de seguridad del 1,5. F estabilizadora 2.705 ——————— = ———— 11,34 > 1,5 à CUMPLE F deslizante 238,5 F deslizante = Esfuerzo cortante = 238,5 kg F estabilizadora = µ · N = tag 25º (3.300 + 2.500) = 2.705 kg µ terreno arcilloso = tag 25º COMPROBACIÓN A TENSIÓN ADMITIBLE POR EL TERRENO Para comprobar la tensión admisible por el terreno será necesario conocer el tipo de distribución de tensiones en la base de la zapata, pudiendo ser: - Homogénea: e = 0 - Trapecial: e < a/6 - Triangular: e > a/6 Siendo “e” el valor de la excentricidad y “a´” la longitud de la zapata: e = Mv / N = (1069,375 kg · m) / (3.300 + 2.500) = 0,184375 m a/6 = 0,166 à 0,184375 > a/6 à Distribución triangular. 4 · N 4 · 5800 σ max = ——————— = ——————————— = 1,225 kg / cm2 3 · (a – 2 · e) · b 3 · (100 – 2 · 18,4375) · 100 σ admisible = 1,25 · σ terreno = 1,25 · 1,5 = 1,875 kg / cm2 σ max < σ admisible à1,225 kg / cm2 < 1,875 kg / cm2 à CUMPLE Anejo 3. Cálculos constructivos Página 22 de 25 7.2. Cálculo de la armadura de las zapatas El cálculo de la armadura de las zapatas se hará por cuantía geométrica mínima, ya que al calcular las zapatas de la nave se ha visto que es la regla más restrictiva. La EHE establece unas cuantías geométricas mínimas, que en el caso del acero B-500S corresponde a la siguiente área mínima de acero: As > 0,0018 · b · h As = 0,0018 · 100 cm · 100 cm = 18 cm² Tomando este valor de acero, vamos a la tabla de capacidades mecánicas de las barras corrugadas de acero B-500S. Armando con 6 redondos de diámetro 20 mm, se cumple la cuantía geométrica mínima: A total = 6 redondos · π · r² = 6 · 3,14 · 1² = 18,85 cm2 > 18 cm². Al tratarse de una zapata cuadrada, la distribución de la armadura será uniforme y paralela a los dos lados de la zapata, doblando los extremos en ángulo recto y dejando un canto útil a cada lado de los extremos de la zapata. Canto útil y recubrimiento Para determinar el canto útil, antes se debe definir el recubrimiento mínimo para la armadura de la zapata. Se aplica el artículo 37.2.4 de la EHE que nos indica que para un ambiente de exposición IIa le corresponden un recubrimiento mínimo de 25 mm y un margen de 10 mm, con lo que tenemos: rnom = rmin + Δr = 25 + 10 = 35 mm ≈ 4cm Con lo que adoptamos un requerimiento de 4 cm., ahora siguiendo la normativa calcularemos el canto útil, que será: Canto útil = canto total – rnom – (farm/2) – festribo = 100 – 4 – (2/2) – 2 = 93 cm Entonces tenemos que colocar 6 redondos Ø 20 mm en 93 cm., es decir, cada redondo estará separado 15 cm. Separación entre armaduras Anejo 3. Cálculos constructivos Página 23 de 25 Para asegurarnos que esta separación es correcta según la normativa, se debe cumplir (artículo 66.4.1 de la EHE): - 1,25 veces el tamaño del árido (árido usado de 40 mm) - > 20 mm - > Ø de la barra mayor Vemos que cumple todas las premisas. Armadura de anclaje Lo siguiente que se debe hacer es determinar los anclajes de los extremos. Para determinar estos anclajes nos basamos en el artículo 66.5.1. de la EHE, el cual caracteriza a las zapatas como posición I, y dice que la longitud neta de anclaje no podrá adoptar valores inferiores al mayor de los tres siguientes: - 10 Ø - 15 cm. - La tercera parte de la longitud básica de anclaje (1bl) barras traccionadas y los dos tercios de dicha longitud para barras comprimidas. Para la posición I: 1bl = m · Ø2 > (fyk/20) · Ø Siendo: - Ø: Diámetro de la barra en centímetros. - m: Coeficiente numérico que aparece en la tabla 66.5.2. de la EHE que para un acero B-500S y un hormigón de resistencia 25 N/nm2 es de 15. - fyk: Límite elástico garantizado en acero que es 500 Mpa. 1bl = 15 · 22 = 60 cm La longitud del anclaje neta será: 1bneta = 1b · β · As / As real Anejo 3. Cálculos constructivos Página 24 de 25 Siendo: - β : Factor de reducción definido en la tabla 66.5.2. con valor 1. - As : Área de acero predeterminada. - As real : Área de acero puesta en la realidad. L bneta = 60 · 1 · (18/18,85) = 57 cm Estos 57 cm cumplen las tres premisas de longitud mínima. Con todo esto construiremos una parrilla con 6 redondos de Ø20 mm, con una separación entre barras de 12 cm., entrelazadas y unidas mediante soldadura o, en su defecto, con alambre fino con unos anclajes verticales y hacia arriba de 57 cm. Previa colocación del hormigón, se dispondrá de unos separadores de la armadura, y una capa de hormigón de limpieza de 10 cm. 8. CONSTRUCCIÓN DEL ESTERCOLERO Se construye un estercolero de dimensiones 40 x 10 x 4 m de altura, con un volumen real de 1.600 m³, calculado en el anejo de legislación. Se realizará con solera de hormigón armado, se aportará primero 15 cm de zahorras y después 15 cm de hormigón HA-25/B/20/II sobre un mallazo electrosoldado de acero B-500S de 15 x 15 cm y f 6 mm. Tendrá una pendiente del 1% hacia la fosa de decantación. Además dispone de una fosa de decantación para recoger lixiviados y donde evacuara la red de saneamiento del almacén, con un volumen total de 189 m3 (7 m x 9 m x 3 m). Se excavará sobre el terreno y se recubrirá de hormigón HA-25/B/20/II para hacerla estanca. 9. CONSTRUCCIÓN DE LA FOSA DE CADÁVERES Se proyecta una fosa de cadáveres cuyo dimensionado está regulado por El DECRETO 94/2009, del Gobierno de Aragón y tendrá un volumen de 12 m³. Para su construcción se excavara sobre el terreno y se recubrirá de hormigón HA25/B/20/II para hacerla estanca. Anejo 4. Instalación eléctrica 6 - Un interruptor de control de potencia (ICP), que se ubicará en un compartimiento independiente dentro del cuadro. - Interruptores diferenciales de protección contra contactos indirectos por cada circuito. - Un interruptor diferencial general. - Protecciones magnetotérmicas, consistentes en dispositivos de corte omnipolar contra sobrecargas y cortocircuitos para cada uno de los circuitos interiores (PIAs). Desde el CGMP y por mediación de los correspondientes circuitos se llevará la potencia hasta los receptores finales de la instalación, ya sean de alumbrado o de fuerza. 3.5. Conductores y canalizaciones. Todos los conductores utilizados para la instalación interior serán de cobre con aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), armonizados y no propagadores de la llama. Tendrán una tensión nominal 0,6/1 kV y serán instalados bajo tubo en montaje superficial o empotrados en obra, en base a la configuración B ó B2 según la ITC-BT19. Para los cálculos se considera la configuración B2 (cables multiconductores), ya que llevan menor intensidad con la misma sección. De esta forma, en obra se podrá optar por una u otra opción. Determinados conductores se ejecutarán en obra enterrados a 70 cm para simplificar el montaje. La tabla utilizada en estos casos se especifica en el apartado de cálculo de los conductores. Las canalizaciones serán de tubo plástico. Los tubos y cajas se montarán conforme al vigente Reglamento Electrotécnico. En las uniones se garantizará al menos una estanqueidad IP 44. Los elementos de fijación serán de tipo polímero. En los locales húmedos se adoptará una estanqueidad mínima IP 55. 3.6. Receptores En los apartados 4 y 5 del presente anejo figuran los cálculos y datos referentes a los receptores de alumbrado y fuerza, respectivamente. En cuanto a las tomas de corriente, se instalarán tomas trifásicas y monofásicas repartidas estratégicamente por cada una de las tres naves de la explotación. Los dos tipos dispondrán de toma de tierra y tendrán una intensidad nominal de 16 A. Anejo 4. Instalación eléctrica 7 4. CÁLCULO DE LA ILUMINACIÓN En este apartado se va a calcular la iluminación interior de las naves, puesto que la iluminación exterior no hace falta calcularla, ya que la actividad de la explotación se lleva a cabo dentro de las naves y no fuera, y simplemente se colocan para iluminar la entrada de las naves. Lo mismo pasa con los demás cuartos, como son los almacenes, las salas de bascula, la oficina y el aseo. Bastará con una iluminación mínima. De este modo, se opta para la iluminación exterior por lámparas de vapor de sodio de alta presión de 150 W (14.000 lm), y se colocarán encima de la puerta principal de las tres naves y de los almacenes. También se colocará otra lámpara en la puerta de entrada de la explotación, junto a la verja. Es decir un total de 7 lámparas, dos en cada nave y una en la entrada. En las otras salas se colocarán fluorescentes de las mismas características que los de la nave (una sola barra de 36 W) donde su distribución se recoge en el plano nº 15 llamado distribución de aparatos eléctricos, y que además se encuentran resumidos en la tabla 1, “Resumen de iluminación”. Dentro de las naves las luminarias van a ir atornilladas a las jácenas de los pórticos, quedando a 4,5 m del suelo de la nave, consideraremos el suelo de la nave como el plano de trabajo porque es por donde se van a mover los animales. Al ser la altura interior de la nave de unos 5 m en el punto más alto, he optado por instalar tubos fluorescentes como mejor opción, con las siguientes características: - Alta eficacia luminosa: 90 lm/w. - Precisan cebador, balasto y condensador. - Vida media: 7.500 horas. - Temperatura color: 2.700 – 6.500 K (luz bastante blanca). - Índice de rendimiento cromático (I.R.C.): 60-98. - Potencia: 36 w. - Flujo luminoso: 3.250 lm. Para el cálculo de la iluminación interior de las naves se utiliza el método del flujo, que permite determinar el número de lúmenes necesario y una vez conocido calcular el número de lámparas y su distribución. Anejo 4. Instalación eléctrica 8 El proceso a seguir viene dado por los siguientes pasos: 1) Elección del nivel de iluminación recomendado en cada caso. En nuestro caso, según los programas de iluminación recomendados para broilers, necesitaremos una iluminación máxima de 20 lux. 2) Altura de colocación de las luminarias. Cuando la luminaria está empotrada, ésta altura equivale a la altura del local (H). En luminarias suspendidas la altura óptima se determina a partir de la siguiente fórmula: h = 4/5 h’ Donde: - h: Distancia entre plano de trabajo y luminarias. - h’: Distancia entre plano de trabajo y techo. Como ya hemos dicho nuestros fluorescente irán empotrados a las jácenas de los pórticos a una altura de 4,5 m, por lo tanto h = 4,5 m. 3) Cálculo del índice K del local: K = +× × =)( bah ba = +× × =)14100(5,4 14100 2,73 Donde: - K: Índice del local. - a, b: Dimensiones de la planta del local. - h: Distancia entre plano de trabajo y luminarias 4) Determinación del rendimiento de la luminaria (ηL): ηL = 0,85, estimado. 5) Tipo de luminaria según el porcentaje de flujo luminoso, que depende de la altura del local: - Intensiva: > 10 m - Semi-intensiva: 6-10 m - Semi-extensiva o dispersora: 4-6 m Anejo 4. Instalación eléctrica 9 - Extensiva: < 4 m En este caso se trata de una altura de unos 5 m, por lo tanto es semi-extensiva o dispersora. 5) Determinación del rendimiento del local (ηR) fijado en tablas en función del tipo de luminaria, índice del local y reflectancias de techos, paredes y suelo. Dispersora, K = 2,73, techo color claro, paredes y suelo color medio à ηR = 0,64 6) Determinación del factor de mantenimiento (fm): - Locales limpios = 0,8 - Locales normales = 0,7 - Locales sucios = 0,6 Un nave avícola se considera local sucio, por lo tanto fm = 0,6 7) Cálculo del flujo luminoso total en base a la fórmula siguiente: Donde: - Ft: Flujo luminoso a emitir (lúmenes). - Em: Nivel de iluminación recomendado (luxes). - S: Superficie a iluminar (m2). - ηL: Rendimiento de la luminaria. - ηR: Rendimiento del local. - fm: Factor de mantenimiento. Ft = ×× ×× =6,064,085,0 1410020 86.805,55 lm 8) Cálculo del número de luminarias. Se determina mediante la expresión que se refleja a continuación: Nº luminarias = Ftotal / Fluminaria Redondeándose al alza para obtener una disposición regular. Anejo 4. Instalación eléctrica 10 86.805,55 / 3.250 = 27 luminarias Para una distribución más homogénea se colocarán dos fluorescentes por pórtico, por lo que tendremos 38 luminarias, que nos darán una iluminación media de: 38 × 3.250 6,064,085,0 14100 ×× ×× =Em à Em = 28,8 lux 9) Distancia máxima (d) entre luminarias. Según el tipo de distribución luminosa tenemos: - Intensiva: d < 1,2 h - Semi-intensiva, semi-extensiva o dispersora: d < 1,5 h - Extensiva: d < 1,6 h Como estamos en una distribución dispersora la distancia máxima que debemos de separar las luminarias será: d < 1,5 × 4,5 = 6,75 m 10) Por último, se realizan las comprobaciones del flujo luminoso total (Ft), la distancia máxima en ambas direcciones y la potencia total a instalar. - 38 × 3.250 = 123.500 lm > 86.805,55 à cumple - Ancho: 14 m / 2 luminarias = 7 m > 6,75 m à no cumple - Largo: 100 m /19 luminarias = 5, 26 m < 6,57 m à cumple - Potencia instalada: 38 ×36 = 1.368 w à 0.98 w/m2 A la vista de los resultados se acepta el cálculo aunque la distancia de anchura no se cumpla, ya que el margen es muy pequeño y la iluminación más que suficiente. Anejo 4. Instalación eléctrica 11 4.1. Resumen de la iluminación A continuación se muestra una tabla a modo de resumen del tipo y número de luminarias y la potencia instalada en cada espacio. Además se asigna a cada cuadro de mando y protección la potencia correspondiente al alumbrado. Cuadro Ubicación Tipo de luminaria Cantidad Potencia (W) CGMP-1 Exterior nave 1 Lámpara vapor de sodio 150 W 2 300 Interior nave 1 Fluorescente 36 W 38 1.368 Almacén 1 Fluorescente 36 W 4 144 Sala de báscula 1 Fluorescente 36 W 1 36 Oficina Fluorescente 36 W 1 36 Aseo Fluorescente 36 W 1 36 Puerta exterior Lámpara vapor de sodio 150 W 1 150 Caseta bomba Fluorescente 36 W 1 36 Total CGMP-1 2.106 CGMP-2 Exterior nave 2 Lámpara vapor de sodio 150 W 2 300 Interior nave 2 Fluorescente 36 W 38 1.368 Almacén 2 Fluorescente 36 W 2 72 Sala de báscula 2 Fluorescente 36 W 1 36 Total CGMP-2 1.776 CGMP-3 Exterior nave 3 Lámpara vapor de sodio 150 W 2 300 Interior nave 3 Fluorescente 36 W 38 1.368 Almacén 3 Fluorescente 36 W 2 72 Sala de báscula 3 Fluorescente 36 W 1 36 Total CGMP-3 1.776 Total potencia alumbrado (CGMP-1 + CGMP-2 + CGMP-3) 5.658 Anejo 4. Instalación eléctrica 12 5. RECEPTORES DE LA INSTALACIÓN DE FUERZA A continuación se muestran los receptores de fuerza previstos en el conjunto de la explotación, separados de igual modo que en el caso de las luminarias, por el cuadro de mando y protección que los alimenta. Cuadro Ubicación Tipo de receptor Cantidad Potencia (W) CGMP-1 Nave 1 Ventilador 1 CV (trifásico) 9 6.624 Nave 1 Ventilador 0,75 CV (monofásico) 9 4.968 Nave 1 Motor comederos 1 CV (monofásico) 8 2.944 Nave 1 Motor bebederos 1 CV (monofásico) 5 3.680 Nave 1 Motor sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 1 Motor reductor ventanas 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 1 Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Almacén 1 Bomba refrigeración 800 W (monofásico) 1 800 Almacén 1 Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Almacén 1 Toma de corriente (trifásico) 1 9.977 Sala báscula 1 Motor Sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Sala báscula 1 Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Aseo Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Oficina Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Caseta bomba Bomba hidráulica 1 CV (monofásico) 1 736 Total CGMP-1 58.433 Cuadro Ubicación Tipo de receptor Cantidad Potencia (W) CGMP-2 Nave 2 Ventilador 1 CV (trifásico) 9 6.624 Nave 2 Ventilador 0,75 CV (monofásico) 9 4.968 Nave 2 Motor comederos 1 CV (monofásico) 8 2.944 Nave 2 Motor bebederos 1 CV (monofásico) 5 3.680 Nave 2 Motor sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Anejo 4. Instalación eléctrica 13 Nave 2 Motor reductor ventanas 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 2 Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Almacén 2 Bomba refrigeración 800 W (monofásico) 1 800 Almacén 2 Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Almacén 2 Toma de corriente (trifásico) 1 9.977 Sala báscula 2 Motor Sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Sala báscula 2 Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Total CGMP-2 44.449 Cuadro Ubicación Tipo de receptor Cantidad Potencia (W) CGMP-3 Nave 3 Ventilador 1 CV (trifásico) 9 6.624 Nave 3 Ventilador 0,75 CV (monofásico) 9 4.968 Nave 3 Motor comederos 1 CV (monofásico) 8 2.944 Nave 3 Motor bebederos 1 CV (monofásico) 5 3.680 Nave 3 Motor sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 3 Motor reductor ventanas 1 CV (monofásico) 1 736 Nave 3 Toma de corriente (monofásico) 2 6.624 Almacén 3 Bomba refrigeración 800 W (monofásico) 1 800 Almacén 3 Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Almacén 3 Toma de corriente (trifásico) 1 9.977 Sala báscula 3 Motor Sinfín distribución 1 CV (monofásico) 1 736 Sala báscula 3 Toma de corriente (monofásico) 1 3.312 Total CGMP-3 44.449 Total potencia (CGMP-1 + CGMP-2 + CGMP-3) 147.331 Anejo 4. Instalación eléctrica 14 6. NECESIDADES TOTALES DE POTENCIA La siguiente tabla muestra las necesidades totales de potencia, desglosadas en iluminación y fuerza: Cuadro Iluminación (W) Fuerza (W) Total (W) CGMP-1 2.106 58.433 60.539 CGMP-2 1.776 44.449 46.225 CGMP-3 1.776 44.449 46.225 Total 5.658 147.331 152.989 Cabe indicar que la potencia máxima real que puede consumir la explotación en un momento dado nunca va a ser igual al total calculado. Esto se debe al propio funcionamiento de los equipos eléctricos y al manejo de la explotación. Por lo tanto la potencia contratada no será nunca igual a la potencia instalada puesto que en ningún momento se tendrán todos los receptores en marcha, ni todas las tomas de corriente en funcionamiento, de manera que se procede a hacer una estimación de la potencia a contratar en base a un coeficiente de simultaneidad, que en este caso se considera del 80 %. La potencia instalada en cada uno de los circuitos, teniendo en cuenta los coeficientes aplicados resultará la siguiente. Cuadro Potencia (W) CGMP-1 48.431 CGMP-2 36.980 CGMP-3 36.980 Total 122.391 Anejo 4. Instalación eléctrica 15 7. CÁLCULO DE LOS CONDUCTORES 7.1. Bases de cálculo El cálculo de la sección de los conductores correspondientes a los distintos circuitos se realiza según la ITC-BT-19, de manera que las intensidades de cálculo no superen las intensidades máximas admisibles de las secciones escogidas. También se tiene en cuenta que la caída de tensión entre el origen del circuito y el punto más desfavorable no supere los valores máximos admisibles, que es un 3% para alumbrado y un 5% para motores y tomas de corriente. Dicha caída se calcula considerando alimentados todos los receptores de utilización susceptibles de funcionar simultáneamente. Las fórmulas utilizadas para el cálculo son las que se reflejan a continuación: Líneas monofásicas Líneas trifásicas Donde: - P: Potencia activa (W) - I: Intensidad (A) - U’: Tensión simple, entre fase y neutro (230 V) - U: Tensión compuesta, entre fases (400 V) - L: Longitud (m) - s: Sección (mm2) - u: Caída de tensión (%) - cos j: Factor de potencia (0,85 para motores, 0,9 para alumbrado) - g: Conductividad (55,55 Cu; 35,71 Al) Se considera para el cálculo cables conductores de cobre con aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) en tubos de montaje superficial (B2 en tabla de intensidades máximas en cables de cobre). j cos´ × =U P I 100 ´ 2 (%) 2× ×× ×× =Us LP u g j cos3 ×× =U P I 100 (%) 2 × ×× × =Us LP u g Anejo 4. Instalación eléctrica 22 Circuito 1.2. Iluminación exterior Este circuito se compone de dos luminarias de vapor de sodio de 150 w en cada nave, una en la pared del almacén y otra encima de la puerta principal de la nave. Esta última es la más alejada del cuadro general, por lo tanto es la limitante para los cálculos. - Luminarias monofásicas de descarga (2 lámparas de vapor de sodio de 150 w) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 10 m - Potencia: P = 2 × 150 = 300 w - Las lámparas de descargas se mayoran por 1,8 y se aplica factor de potencia 0,9 - Intensidad circulante: Ic = × ×× = × =9,0230 9,08,1300 cos´ j U P 2,34 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 52,3 I c c F 2,6 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 18 A à S = 1,5 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× ×××× = ×× ×× =2305,156 10)9,08,1300(2 ´ 2 Us LP g 0,5 v ΔU(%) =×= 100 230 0,5 0,22% < 3% à CUMPLE - Cable a elegir: 1 fase de 1,5 mm2 + 1 neutro de 1,5 mm2 + 1 cable de protección de 1,5 mm2 Tubo de Dext = 16 mm Anejo 4. Instalación eléctrica 23 Circuito 1.3. Ventiladores monofásicos - Ventiladores monofásicos (9 ventiladores de 0,75 CV) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 105 m - Se mayora el motor de mayor potencia por 1,25 y se suman los demás - Potencia: P = (1 ∙ 0,75 ∙ 736) ∙ 1,25 + (8 ∙ 0,75 ∙ 736) = 5.106 w - Intensidad circulante: Ic = × = × =85,0230 106.5 cos´ j U P 26,11 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 11,26 I c c F 29 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 34 A à S = 4 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× ×× = ×× ×× =230456 105106.52 ´ 2 Us LP g 20,81 v ΔU(%) =×= 100 230 20,81 9,05% > 5% à NO CUMPLE Elegimos una sección superior: S = 6 mm2 à u = = ×× ×× =230656 105106.52 13,88 v ΔU(%) =×= 100 230 13,88 6,03% > 5% à NO CUMPLE Elegimos una sección superior: S = 10 mm2 à u = = ×× ×× =2301056 105106.52 8,33 v ΔU(%) =×= 100 230 8,33 3,62% < 5% à CUMPLE - Cable a elegir: Anejo 4. Instalación eléctrica 24 1 fase de 10 mm2 + 1 neutro de 10 mm2 + 1 cable de protección de 10 mm2 Tubo de Dext = 25 mm Circuito 1.4. Ventiladores trifásicos - Ventiladores trifásicos (9 ventiladores de 1 CV) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 100 m - Se mayora el motor de mayor potencia por 1,25 y se suman los demás - Potencia: P = (1 ∙ 1 ∙ 736) ∙ 1,25 + (8 ∙ 1 ∙ 736) = 6.808 w - Intensidad circulante: Ic = ×× = ×× =85,04003 808.6 cos3 j U P 11,56 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 56,11 I c c F 12,84 A - Tipo de instalación: B2 (3 x XLPE) à Iadm = 16 A à S = 1,5 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× × = ×× × =4005,156 100808.6 Us LP g 20,26 v ΔU(%) =×= 100 400 20,26 5,07% > 5% à NO CUMPLE Elegimos una sección superior: S = 2,5 mm2 à u = = ×× × =4005,256 100808.6 12,15 v ΔU(%) =×= 100 400 12,15 3,04% < 5% à CUMPLE - Cable a elegir: Anejo 4. Instalación eléctrica 25 3 fase de 2,5 mm2 + 1 neutro de 2,5 mm2 + 1 cable de protección de 2,5 mm2 Tubo de Dext = 20 mm Circuito 1.5. Tomas de corriente monofásica En la nave 1 habrá 7 tomas de corriente, 2 en el interior de la nave, dos en el almacén, 2 en la oficina y otra en la sala de báscula. En las naves 2 y 3 sólo habrá 4 tomas, 2 en el interior de la nave, 1 en el almacén y otra en la sala de báscula. Sin embargo se optarán por poner la misma instalación en todas las naves, siendo la de la nave 1 más desfavorable objeto de cálculo. Para calcular la potencia se estima que la corriente que alimente a las tomas será de 16 A. También se estima un factor de potencia de 0,9 para todas las tomas. - 7 Tomas de corriente monofásicos - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 8 m - Potencia: P = ´U ∙ I ∙cos j = 230 ∙ 16 ∙ 0,9 = 3.312 w - Intensidad circulante: Ic = × × = × =9,0230 7312.3 cos´ j U P 112 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 112 I c c F 124,4 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 131 A à S = 35 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× ××× = ×× ×× =2303556 87312.32 ´ 2 Us LP g 0,82 v ΔU(%) =×= 100 230 0,82 0,36% < 5% à CUMPLE - Cable a elegir: 1 fase de 35 mm2 + 1 neutro de 35 mm2 + 1 cable de protección de 16 mm2 Anejo 4. Instalación eléctrica 26 Tubo de Dext = 40 mm Circuito 1.6. Tomas de corriente trifásica Tomas de corriente trifásica habrá 1 en cada almacén, por lo que los circuitos serán idénticos en las tres naves. Al igual que antes, para calcular la potencia se estima que la corriente que alimente a las tomas será de 16 A. También se estima un factor de potencia de 0,9 para todas las tomas. - 1 Toma de corriente trifásica - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 4 m - Potencia: P = U×3 ∙ I ∙cos j = ×3 400 ∙ 16 ∙ 0,9 = 9.977 w - Intensidad circulante: Ic = ×× = ×× =9,04003 977.9 cos3 j U P 16 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 16 I c c F 17,8 A - Tipo de instalación: B2 (3 x XLPE) à Iadm = 22 A à S = 2,5 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× × = ×× × =4005,256 4977.9 Us LP g 0,71 v ΔU(%) =×= 100 400 0,71 1,18% < 5% à CUMPLE - Cable a elegir: 3 fase de 2,5 mm2 + 1 neutro de 2,5 mm2 + 1 cable de protección de 2,5 mm2 Tubo de Dext = 20 mm Anejo 4. Instalación eléctrica 27 Circuito 1.7. General motores Este circuito lleva todos los motores dentro de la nave, pero se ha visto oportuno agruparlos en tres subcircuitos debido al gran número de motores que hay, ya que no sería recomendable que estuvieran todos en un mismo circuito por posibles fallos en la instalación. En total son 15 motores monofásicos de 1 CV, todos de idénticas características. El primero de los subcircuitos tiene los motores propiamente dichos de los comederos, que serán 4 en cada nave (uno por comedero), el segundo circuito lleva los motores destinados a la regulación en altura de los comederos y bebederos, que son 9 motores en total por nave (uno por cada línea de comedero y bebedero) y el último circuito albergará los motores destinados al transportador del pienso, que serán 2, uno en la sala de báscula y otro dentro de la nave. Estos circuitos serán exactamente iguales en todas naves, por lo que sólo se calculará en una de ellas. Circuito 1.7.1. Motores comederos - Motores monofásicos (4 motores de 1 CV) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 112 m - Se mayora el motor de mayor potencia por 1,25 y se suman los demás - Potencia: P = (1 ∙ 1 ∙ 736) ∙ 1,25 + (3 ∙ 1 ∙ 736) = 3.128 w - Intensidad circulante: Ic = × = × =85,0230 128.3 cos´ j U P 16 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 16 I c c F 17,8 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 25 A à S = 2,5 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× ×× = ×× ×× =2305,256 112128.32 ´ 2 Us LP g 21,76 v ΔU(%) =×= 100 230 21,76 9,46% > 5% à NO CUMPLE Anejo 4. Instalación eléctrica 28 Elegimos una sección superior: S = 6 mm2 à u = = ×× ×× =230656 112128.32 9,07 v ΔU(%) =×= 100 230 9,07 3,94% > 5% à CUMPLE - Cable a elegir: 1 fase de 6 mm2 + 1 neutro de 6 mm2 + 1 cable de protección de 6 mm2 Tubo de Dext = 20 mm Circuito 1.7.2. Motores regulación altura - Motores monofásicos (9 motores de 1 CV) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 62 m - Se mayora el motor de mayor potencia por 1,25 y se suman los demás - Potencia: P = (1 ∙ 1 ∙ 736) ∙ 1,25 + (8 ∙ 1 ∙ 736) = 6.808 w - Intensidad circulante: Ic = × = × =85,0230 808.6 cos´ j U P 34,82 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 82,34 I c c F 38,7 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 60 A à S = 10 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× ×× = ×× ×× =2301056 62808.62 ´ 2 Us LP g 6,55 v ΔU(%) =×= 100 230 6,55 2,85% < 5% à CUMPLE - Cable a elegir: 1 fase de 10 mm2 + 1 neutro de 10 mm2 + 1 cable de protección de 10 mm2 Anejo 4. Instalación eléctrica 29 Tubo de Dext = 25 mm Circuito 1.7.3. Motores transportador - Motores monofásicos (2 motores de 1 CV) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 12 m - Se mayora el motor de mayor potencia por 1,25 y se suman los demás - Potencia: P = (1 ∙ 1 ∙ 736) ∙ 1,25 + (1 ∙ 1 ∙ 736) = 1.656 w - Intensidad circulante: Ic = × = × =85,0230 656.1 cos´ j U P 8,47 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 47,8 I c c F 9,41 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 18 A à S = 1,5 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× ×× = ×× ×× =2305,156 12656.12 ´ 2 Us LP g 2,06 v ΔU(%) =×= 100 230 2,06 0,9 % < 5% à CUMPLE - Cable a elegir: 1 fase de 1,5 mm2 + 1 neutro de 1,5 mm2 + 1 cable de protección de 1,5 mm2 Tubo de Dext = 16 mm Circuito 1.8. Motor ventanas - Motor monofásico (1 motor de 1 CV) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 15 m - Se mayora el motor por 1,25 - Potencia: P = (1 ∙ 1 ∙ 736) ∙ 1,25 = 920 w - Intensidad circulante: Anejo 4. Instalación eléctrica 30 Ic = × = × =85,0230 920 cos´ j U P 4,7 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 7,4 I c c F 5,23 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 18 A à S = 1,5 mm2 - Comprobación de caída de tensión: u = ×× ×× = ×× ×× =2305,156 159202 ´ 2 Us LP g 1,43 v ΔU(%) =×= 100 230 1,43 0,62 % < 5% à CUMPLE - Cable a elegir: 1 fase de 1,5 mm2 + 1 neutro de 1,5 mm2 + 1 cable de protección de 1,5 mm2 Tubo de Dext = 16 mm Circuito 1.9. Bomba de refrigeración - Motor monofásico (1 motor de 800 w) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 6 m - Se mayora el motor por 1,25 - Potencia: P = (1 ∙ 1 ∙ 736) ∙ 1,25 = 1.000 w - Intensidad circulante: Ic = × = × =85,0230 000.1 cos´ j U P 5,12 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 12,5 I c c F 5,68 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 18 A à S = 1,5 mm2 - Comprobación de caída de tensión: Anejo 4. Instalación eléctrica 31 u = ×× ×× = ×× ×× =2305,156 6000.12 ´ 2 Us LP g 0,62 v ΔU(%) =×= 100 230 0,62 0,27 % < 5% à CUMPLE - Cable a elegir: 1 fase de 1,5 mm2 + 1 neutro de 1,5 mm2 + 1 cable de protección de 1,5 mm2 Tubo de Dext = 16 mm Circuito 1.10. Bomba hidráulica Este circuito es el que abastece a la caseta que aloja la bomba junto al depósito de agua. Llevará tanto la bomba hidráulica como la luminaria de la caseta, que será un fluorescente de 36 w. - Motor monofásico (1 CV) y luminaria monofásica (fluorescente de 36 w) - Conductores de Cu con aislamiento de XLPE en montaje superficial - Longitud del circuito: L = 40 m - Se mayora el motor por 1,25 y la luminaria por 1,8 y por el factor de potencia - Potencia motor: P = (1 ∙ 1 ∙ 736) ∙ 1,25 = 920 w - Intensidad circulante motor: Ic = × = × =85,0230 920 cos´ j U P 4,7 A - Potencia luminaria: P = 36 × 1,8 × 0,9 = 58,32 w - Intensidad circulante luminaria: Ic = × = × =9,0230 32,58 cos´ j U P 0,28 A - Intensidad circulante total: 4,7 + 0,28 = 5 A - Factor de corrección tª ambiente: Fc = 0,9 I === 9,0 5 I c c F 5,55 A - Tipo de instalación: B2 (2 x XLPE) à Iadm = 18 A à S = 1,5 mm2 - Comprobación de caída de tensión: Anejo 4. Instalación eléctrica 38 Circuito Configuración cable Ø tubo XLPE (mm) Derivación individual 3 3F x 95 mm2 + 1N x 50 mm2 + 1P x 25 mm2 140 C.3.1 Iluminación interior 1F x 4 mm2 + 1N x 4 mm2 + 1P x 4 mm2 20 C.3.1.1 Iluminación almacén 1F x 1,5 mm2 + 1N x 1,5 mm2 + 1P x 1,5 mm2 16 C.3.1.2 Iluminación luminarias 1 1F x 4 mm2 + 1N x 4 mm2 + 1P x 4 mm2 20 C.3.1.3 Iluminación luminarias 2 1F x 4 mm2 + 1N x 4 mm2 + 1P x 4 mm2 20 C.3.2 Iluminación exterior 1F x 1,5 mm2 + 1N x 1,5 mm2 + 1P x 1,5 mm2 16 C.3.3 Ventiladores monofásicos 1F x 10 mm2 + 1N x 10 mm2 + 1P x 10 mm2 25 C.3.4 Ventiladores trifásicos 3F x 2,5 mm2 + 1N x 2,5 mm2 + 1P x 2,5 mm2 20 C.3.5 T.C. Monofásicas 1F x 35 mm2 + 1N x 35 mm2 + 1P x 16 mm2 40 C.3.6 T.C. Trifásicas 3F x 2,5 mm2 + 1N x 2,5 mm2 + 1P x 2,5 mm2 20 C.3.7 General Motores 1F x 10 mm2 + 1N x 10 mm2 + 1P x 10 mm2 25 C.3.7.1 Motores comederos 1F x 6 mm2 + 1N x 6 mm2 + 1P x 6 mm2 20 C.3.7.2 Motores regulación altura 1F x 10 mm2 + 1N x 10 mm2 + 1P x 10 mm2 25 C.3.7.3 Motores trasportador 1F x 1,5 mm2 + 1N x 1,5 mm2 + 1P x 1,5 mm2 16 C.3.8 Motor ventanas 1F x 1,5 mm2 + 1N x 1,5 mm2 + 1P x 1,5 mm2 16 C.3.9 Bomba de refrigeración 1F x 1,5 mm2 + 1N x 1,5 mm2 + 1P x 1,5 mm2 16 Anejo 4. Instalación eléctrica 39 8. CÁLCULO DE LAS PROTECCIONES 8.1. Aparamenta de seguridad Cada circuito se protegerá contra sobreintensidades mediante un interruptor automático magnetotérmico (P.I.A.). Para su correcta elección se debe cumplir que la intensidad nominal sea mayor o igual que la intensidad nominal de la línea y menor o igual que la intensidad máxima admisible de cada uno de los receptores. Cada circuito o grupo de circuitos, según el caso, se protegerá contra contactos indirectos mediante la instalación de un interruptor diferencial que abrirá el circuito cuando detecte un fallo de aislamiento con contacto a tierra. Para su elección se debe cumplir que la intensidad nominal del mismo sea mayor que la intensidad de línea cada receptor. Su sensibilidad será de 30 mA en circuitos de alumbrado y tomas de corriente, y de 300 mA en circuitos de fuerza. Para la protección del conjunto de la instalación se ubicará en cada cuadro general de mando y protección (CGMP) un interruptor de control de potencia (I.C.P.) junto a un interruptor diferencia que proteja la instalación general. En la caja de protección y medida (CPM) se colocara un interruptor general automático de corte omnipolar (I.G.A.) y también un interruptor diferencial general. 8.2. Protecciones en la caja de protección y medida El I.G.A. seleccionado para la instalación general que limitará la potencia contratada a la compañía eléctrica se elige en base a la intensidad que circula, que es la misma que la calculada en la acometida. I = 188,85 A Se elegirá un I.G.A. de un catálogo comercial cuyo valor sea superior a la intensidad total que circulará por el circuito, es decir In > I, pero sin sobrepasar la instensidad máxima admisble por el circuito que es de 220 A. En este caso se colocará un IGA de 4 polos de In 200 A. El interruptor diferencial elegido será de la misma intensidad que el IGA y con una sensibilidad de 300 mA, ya que existen receptores de fuerza. Por lo tanto elegiremos un interruptor diferencial de 4 polos de In 200 A (300 mA). Anejo 4. Instalación eléctrica 40 8.3. Protecciones en los cuadros generales de mando y protección Como se ha dicho, en los cuadros generales de cada nave se instalara un ICP y un interruptor diferencial dependiendo de la intensidad que llega a cada uno de ellos. Esta intensidad ya se ha calculado en el apartado de los conductores y es la siguiente: IDI-1 = 107,1 A IDI-2 = 81,76 A IDI-3 = 81,76 A Se opta por colocar en ambos cuadros las mismas protecciones, que serán un ICP de 4 polos con una In = 125 A y un interruptor diferencial de 4 polos con In = 125 A (300 mA). 8.4. Resumen de protecciones Para el cálculo de las protecciones de todos los demás circuitos seguiremos el mismo procedimiento que en los casos anteriores, a partir de la intensidad que circula en cada circuito, ya calculada en el apartado de los conductores, se elegirá el PIA y diferencial correspondiente. En la tabla de la página siguiente se muestra la relación de las distintas protecciones a instalar. Las indicaciones II y IV hacen referencia al número de polos (2 para monofásico y 4 para trifásico). Anejo 4. Instalación eléctrica 41 Circuito I Cálculo (A) I Max admisible (A) PIA Diferencial Acometida 188,85 220 IV/200 A (IGA) IV/200 A (300 mA) Derivación individual 1 107,1 125 IV/125 A (ICP) IV/125 A (300 mA) C.1.1 Iluminación interior II/16 A (30 mA) C.1.1.1 Iluminación almacén 2,2 18 II/16 A C.1.1.2 Iluminación luminarias 1 5,95 34 II/16 A C.1.1.3 Iluminación luminarias 2 5,95 34 II/16 A C.1.2 Iluminación exterior 2,6 18 II/10 A II/10 A (30 mA) C.1.3 Ventiladores monofásicos 29 60 II/50 A II/50 A (300 mA) C.1.4 Ventiladores trifásicos 12,84 22 IV/20 A IV/20 A (300 mA) C.1.5 T.C. Monofásicas 124,4 131 II/125 A II/125 A (30 mA) C.1.6 T.C. Trifásicas 17,8 22 IV/20 A IV/20 A (30 mA) C.1.7 General Motores II/80 A (300 mA) C.1.7.1 Motores comederos 17,8 44 II/32 A C.1.7.2 Motores regulación altura 38,7 60 II/50 A C.1.7.3 Motores trasportador 9,41 18 II/16 A C.1.8 Motor ventanas 5,23 18 II/10 A II/10 A (300 mA) C.1.9 Bomba de refrigeración 5,68 18 II/10 A II/10 A (300 mA) C.1.10 Bomba hidráulica 5,55 18 II/10 A II/10 A (300 mA) Circuito I Cálculo (A) I Max admisible (A) PIA Diferencial Derivación individual 2 81,76 180 IV/125 A (ICP) IV/125 A (300 mA) C.2.1 Iluminación interior II/16 A (30 mA) C.2.1.1 Iluminación almacén 2,2 18 II/16 A C.2.1.2 Iluminación luminarias 1 5,95 34 II/16 A C.2.1.3 Iluminación luminarias 2 5,95 34 II/16 A C.2.2 Iluminación exterior 2,6 18 II/10 A II/10 A (30 mA) C.2.3 Ventiladores monofásicos 29 60 II/50 A II/50 A (300 mA) C.2.4 Ventiladores trifásicos 12,84 22 IV/20 A IV/20 A (300 mA) C.2.5 T.C. Monofásicas 124,4 131 II/125 A II/125 A (30 mA) C.2.6 T.C. Trifásicas 17,8 22 IV/20 A IV/20 A (30 mA) C.2.7 General Motores II/80 A (300 mA) C.2.7.1 Motores comederos 17,8 44 II/32 A C.2.7.2 Motores regulación altura 38,7 60 II/50 A C.2.7.3 Motores trasportador 9,41 18 II/16 A C.2.8 Motor ventanas 5,23 18 II/10 A II/10 A (300 mA) C.2.9 Bomba de refrigeración 5,68 18 II/10 A II/10 A (300 mA) Anejo 4. Instalación eléctrica 42 Circuito I Cálculo (A) I Max admisible (A) PIA Diferencial Derivación individual 3 81,76 180 IV/125 A (ICP) IV/125 A (300 mA) C.3.1 Iluminación interior II/16 A (30 mA) C.3.1.1 Iluminación almacén 2,2 18 II/16 A C.3.1.2 Iluminación luminarias 1 5,95 34 II/16 A C.3.1.3 Iluminación luminarias 2 5,95 34 II/16 A C.3.2 Iluminación exterior 2,6 18 II/10 A II/10 A (30 mA) C.3.3 Ventiladores monofásicos 29 60 II/50 A II/50 A (300 mA) C.3.4 Ventiladores trifásicos 12,84 22 IV/20 A IV/20 A (300 mA) C.3.5 T.C. Monofásicas 124,4 131 II/125 A II/125 A (30 mA) C.3.6 T.C. Trifásicas 17,8 22 IV/20 A IV/20 A (30 mA) C.3.7 General Motores II/80 A (300 mA) C.3.7.1 Motores comederos 17,8 44 II/32 A C.3.7.2 Motores regulación altura 38,7 60 II/50 A C.3.7.3 Motores trasportador 9,41 18 II/16 A C.3.8 Motor ventanas 5,23 18 II/10 A II/10 A (300 mA) C.3.9 Bomba de refrigeración 5,68 18 II/10 A II/10 A (300 mA) 8.5. Cálculo de la intensidad de cortocircuito Para proteger la instalación frente a cortocircuitos, estos se calculan en los circuitos más desfavorables que son los que tienen una menor resistencia, es decir, aquellos en el que el cociente entre su longitud y sección sea menor. Dicho circuito es el correspondiente a las tomas de corriente monofásica, por lo tanto se calcula la intensidad de cortocircuito para este circuito, y se aplicara esa medida para el resto de circuitos. Como generalmente se desconoce la impedancia del circuito de alimentación a la red (impedancia del transformador, red de distribución y acometida) se admite que en caso de cortocircuito la tensión en el inicio de las instalaciones de los usuarios se puede considerar como 0,8 veces la tensión de suministro. Se toma el defecto fase tierra como el más desfavorable, y además se supone despreciable la inductancia de los cables. Se calcula considerando la impedancia del transformador y la de la red hasta el punto de defecto (suma de ambas). Anejo 4. Instalación eléctrica 43 La intensidad de cortocircuito en el cuadro de protección la calcularemos mediante la fórmula: Icc R U× =8,0 Donde: Icc: Intensidad de cortocircuito en amperios U: Tension de alimentación fase-neutro (230V) R: Resistencia del conductor de fase entre el punto considerado y la alimentación Para calcular R se debe tener en cuenta la suma de las resistencias de los conductores entre la Caja General de Protección y el punto considerado. Se considerara que los conductores se encuentran a una temperatura de 20 ºC, para obtener así el valor máximo posible de Icc. La fórmula es la siguiente: s L R× ×= 2 r Donde: - ρ: resistividad (0,018 Ω × mm2/m) - L: longitud del circuito (m) - s: sección conductor (mm2) RDI-1 95 1342 018,0 2 × ×= × ×= s L r =0,0508 Ω RDI-2 95 1652 018,0 2 × ×= × ×= s L r = 0,0625 Ω RDI-3 95 2042 018,0 2 × ×= × ×= s L r = 0,0773 Ω RC.1.5. 35 82 018,0 2 × ×= × ×= s L r =0,0041 Ω RC.2.5 35 82 018,0 2 × ×= × ×= s L r = 0,0041 Ω Anejo 4. Instalación eléctrica 44 RC.3.5 35 82 018,0 2 × ×= × ×= s L r = 0,0041 Ω Por lo que la intensidad de cortocircuito de cada una de las líneas y el poder de corte que deberán tener los interruptores automáticos magnetotérmicos serán de: IC.1.5 0,0041) +0508,0( 2308,0 × = = 3.351,55 A à 3,5 kA IC.2.5 0,0041) +0625,0( 2308,0 × = = 2.762,76 A à 3 kA IC.3.5 0,0041) +0773,0( 2308,0 × = = 2.260,44 A à 3 kA 9. PUESTA A TIERRA La puesta a tierra consiste en la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico mediante una toma de tierra con un electrodo o grupo de electrodos. En nuestro caso haremos tres conexiones a tierra, uno en cada cuadro general de mando y protección. El borne de puesta a tierra, ubicado en el CGMP, debe unir los conductores de protección de todos los circuitos con el conductor de tierra, que concluye en los electrodos. 9.1. Resistencia de la toma de tierra El valor máximo de la resistencia a tierra se calcula según la siguiente expresión: Rt ≤ nD×I Ub Donde: - Rt: Resistencia máxima de la puesta a tierra (Ω) - Ub: Tensión de contacto máxima admisible (24 V en instalaciones húmedas y 50 V en instalaciones secas) - I × Δn: Sensibilidad del interruptor diferencial (300 mA) Por tanto: Anejo 4. Instalación eléctrica 45 Rt ≤ 3,0 24 = 80 Ω 9.2. Cálculo de la longitud del electrodo Se utilizarán picas consistentes en barras de cobre de Dext > 14 mm a modo de electrodos teniendo en cuenta que su longitud deberá ser superior o igual a 2 m y que la separación entre picas debe ser superior a su longitud. La longitud de las picas se establece según la fórmula que sigue: L = ρ / Rt Donde: - L: Longitud de la pica vertical (m) - Rt: Resistencia máxima de la puesta a tierra (Ω) - ρ: resistividad del terreno (500 Ω m, considerando terraplenes cultivables poco fértiles) Por tanto: L = 500 / 80 = 6,25 m Se opta por la colocación de cuatro picas de toma de tierra de 2 m de longitud, separadas una distancia de 2 m como mínimo en cada uno de los cuadros. El conductor de tierra que conectará las picas será de cobre con una sección de 35 mm2. ANEJO 5 Fontanería Anejo 5. Fontanería Página 2 de 14 Índice 1. ABASTECIMIENTO DE AGUA ................................................................................ 3 2. CONSUMO DE AGUA EN LA EXPLOTACIÓN ...................................................... 3 2.1. Necesidades hídricas.............................................................................................. 3 2.2. Dimensionado del depósito ................................................................................... 4 3. INSTALACIÓN INTERIOR ........................................................................................ 4 3.1. Equipo de tratamiento de aguas ............................................................................. 5 4. CÁLCULO DE LAS CONDUCCIONES .................................................................... 5 4.1. Cálculo del diámetro de las tuberías de aspiración e impulsión (tramo 1 y 2) ...... 6 5. DIMENSIONADO DE LA INSTALACIÓN DE BOMBEO ...................................... 7 5.1. Potencia necesaria en la instalación de bombeo .................................................. 11 5.2. Elección del equipo de bombeo ........................................................................... 12 6. CÁLCULO DEL GOLPE DE ARIETE EN LA INSTALACIÓN DE BOMBEO .... 12 6.1. Cálculo de tiempo de parada de la bomba ........................................................... 12 6.2. Cálculo de la celeridad de la onda y de la longitud crítica .................................. 13 6.3. Cálculo de la sobrepresión debida al golpe de ariete........................................... 14 6.4. Elección del timbraje ........................................................................................... 14 Anejo 5. Fontanería Página 9 de 14 Þ ÷ ø ö ç è æ × -= D3,71 K + R 73,5 log2 f 1 9,0 f = 0,086 Ahora se pasa al cálculo de las pérdidas de carga por rozamiento continuo (hri) mediante la fórmula universal de Darcy-Weisbach: = × ××=××= 81,92 5,1 028,0 50 086,0 2 22 g V D L fh ri 17,6 m Cálculo de hsi: Las pérdidas de carga singulares se estiman en un 10% de las pérdidas debidas al rozamiento continuo cuando la equidistancia media entre piezas singulares es menos que mil veces el diámetro de la tubería. De esta forma tenemos unas hsi = 1,76 m.c.a. Así pues las pérdidas de carga producidas por la impulsión son: hi = hri + hsi = 17,6 + 1,76 = 19,36 m Ahora se puede pasar a determinar la altura manométrica de elevación (Hme), que resulta de: Hme = Ha + ha + Hi + hi = 3 + 1,936+ 5 + 19,36 = 29,29m Comprobación de la tubería del tramo 3: El tramo de tubería que va desde la nave 1 a la nave 2 se realizará con la misma tubería, teniendo una longitud de 35 metros y un caudal medio de un tercio del caudal en los primeros tramos, puesto que sólo alimenta a una nave de las 3. La presión que hay es de 5 m, la altura a la que están los depósitos de poliéster en el segundo piso de al amacén de la nave 1. La presión que necesitan los bebederos (que son los limitantes ya que las tomas auxiliares y la bomba de nebulización no necesitan presión alguna) es de 0,6 m. Las pérdidas de carga en la tubería son: 094,0 028,0 000231,0 2 = ×P == A Q V m/s = × × = × =-6 1014,1 094,0028,0 n VD R 2.308,77 Anejo 5. Fontanería Página 10 de 14 Þ ÷ ø ö ç è æ × -= D3,71 K + R 73,5 log2 f 1 9,0 f = 0,0966 = × ××=××= 81,92 094,0 028,0 35 0966,0 2 22 g V D L fhri 0,054 m 5 m – 0,054 m = 4,946 m > 0,6 m à CUMPLE Comprobación de la tubería del tramo 4: El tramo de tubería que va desde la nave 1 a la nave 3 se realizará con la misma tubería, teniendo una longitud de 70 metros y un caudal medio idéntico al de la nave 2, puesto que sólo alimenta a una nave. La presión que hay es de 5 m, la altura a la que están los depósitos de poliéster en el segundo piso de al amacén de la nave 1. La presión que necesitan los bebederos (que son los limitantes ya que las tomas auxiliares y la bomba de nebulización no necesitan presión alguna) es de 0,6 m. Las pérdidas de carga en la tubería son: 123,0 028,0 000231,0 2 = ×P == A Q V 0,094m/s = × × = × =-6 1014,1 094,0028,0 n VD R 2.308,77 Þ ÷ ø ö ç è æ × -= D3,71 K + R 73,5 log2 f 1 9,0 f = 0,0966 = × ××=××= 81,92 094,0 028,0 70 0966,0 2 22 g V D L fh ri 0,109 m 5 m – 0,109m = 4,891m > 0,6 m à CUMPLE Por lo tanto se usará una tubería de PEAD & 32 PN10 (diámetro interior de 28 mm) para toda la instalación, tanto para la exterior enterrada como para la instalación interior. Anejo 5. Fontanería Página 11 de 14 5.1. Potencia necesaria en la instalación de bombeo Lo primero a realizar es calcular la potencia útil del grupo electrobomba que viene dada por la siguiente expresión: Nu 75 HQ me ×× = r Donde: - Nu: Potencia del grupo de bombeo, en C.V. - Q : Caudal a elevar por cada bomba, en m3/s. - Hme: Altura manométrica de elevación, en m. - ρ: Densidad del agua, en Kg/m3. De esta forma: Nu 75 29,29 000694,0000.1 ×× = = 0,271CV Para que la bomba pueda aportar la potencia útil al flujo es necesario que reciba una potencia algo superior en su eje de accionamiento de tal manera que se puedan compensar los rendimientos. Así surge la potencia en el eje de la bomba, que es la que deja disponible el motor para ser aprovechada por la bomba a la hora de transmitir la potencia útil y vencer rozamientos y pérdidas de carga. De esta manera: Neje === 80,0 271,0 η N B u 0,339CV Para que el motor de accionamiento deje disponible una potencia en el eje igual a la calculada anteriormente, es necesario que absorba una potencia eléctrica superior de manera que se compensen los rozamientos mecánicos y las pérdidas eléctricas en ese motor. Esos rozamientos y pérdidas se evalúan a través del rendimiento del motor (ηm) y se calcula como: Nmotor === 75,0 339,0 η N m eje 0,452CV Anejo 5. Fontanería Página 12 de 14 5.2. Elección del equipo de bombeo Para cubrir las necesidades de la instalación tanto en caudal como en altura manométrica, se necesita una equipo de bombeo que proporcione un caudal total de 2,5 m3/h y una altura de 29,29 m.c.a., así como un motor que desarrolle aproximadamente 0,452 CV. Con estos datos se elige de los diferentes catálogos comerciales un grupo electrobomba con la siguiente potencia: 1 CV × 0,736 = 0,736 KW à 0,736 KW / 0,8 = 0,92 Kva 6. CÁLCULO DEL GOLPE DE ARIETE EN LA INSTALACIÓN DE BOMBEO Con la parada del grupo de impulsión, y el cierre violento de válvulas se produce en la tubería de impulsión una sobrepresión denominada golpe de ariete, para compensar esta sobrepresión deben dimensionarse mecanismos que lo amortigüen e instalar en lo posible elementos singulares que reduzcan la producción del mismo. 6.1. Cálculo de tiempo de parada de la bomba Según la expresión de E. Mendiluce se define el tiempo de parada de la bomba como: C (m)Hg V(m/s)L(m)K T me + × ×× = Donde: - K: Coeficiente de ajuste que depende de la longitud de la tubería de impulsión. - C: Coeficiente de ajuste que depende de la pendiente hidráulica de la impulsión. - V: Velocidad del agua, en m/s. - L: longitud de la tubería de impulsión, en m. - g: aceleración de la gravedad, 9,81 m/s2. - Hme: altura manométrica de impulsión, en m. K Longitud tubería (m) 2 < 500 1,75 = 500 1,5 500 < L <1500 1,25 = 1500 1 > 1500 Anejo 5. Fontanería Página 13 de 14 segundos 1,12 0,6 29,299,81 1,5502 T=+ × ×× = 6.2. Cálculo de la celeridad de la onda y de la longitud crítica La celeridad de la onda o velocidad a la cual se propaga se define con la expresión: e D K48,3 9900 a + = Donde: - D: Diámetro interior del tubo, en mm. - e: Espesor del tubo, en mm. - K: Coeficiente que depende del material de la tubería, para esta caso K=33,3. m/s 46,364 2 28 33,348,3 9900 a= ×+ = Así pues: - Si a 2L T< , siendo L la longitud de la tubería en m, se trata de un cierre rápido y se utiliza la fórmula de Allievi. - Si a 2L T> , siendo L la longitud de la tubería en m, se trata de un cierre lento y se utiliza la fórmula de Michaud. En este caso segundos 0,23 436,46 052 = × , y T = 1,12 segundos, por lo tanto a 2L T> y se trata de un cierre lento por lo que se utiliza la fórmula de Michaud. La longitud crítica de la onda viene dada por la siguiente expresión: m 42,442 2 1,12436,46 2 Ta Lc = × = × = Anejo 5. Fontanería Página 14 de 14 Se trata pues de una impulsión corta, ya que la longitud de la impulsión es menor que la longitud crítica. 50 m < 244,42 m 6.3. Cálculo de la sobrepresión debida al golpe de ariete Utilizando la fórmula de Michaud resulta: Tg VL2 ΔH × ×× = Donde: - L : longitud de la tubería de impulsión, en m. - V: velocidad del agua, en m/s. - T: tiempo de parada de la bomba. - g: aceleración de la gravedad, 9,81 m/s2. 65,31 1,129,81 1,5052 ΔH = × ×× = m Con lo que la presión máxima que se produzca en la tubería cuando se paren las bombas será: Pmax= Hme + DH = 29,29+ 13,65 = 42,94 m 6.4. Elección del timbraje La válvula de retención se sitúa al inicio de la tubería de impulsión, por ello la presión estática máxima coincide con la diferencia de cota que ha de vencer la bomba. Disponiendo de un timbraje PN 10, es decir de 100 mca, sería suficiente para que no hubiera problemas de figuración causados por un exceso de presión, dado que la presión máxima que se produce en la tubería cuando se paren las bombas es de 42,94 m. ANEJO 6 Ventilación y refrigeración Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 2 de 30 Índice 1. CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LA ZONA ............................................... 3 2. AISLAMIENTO ........................................................................................................... 4 2.1. Características del material aislante ...................................................................... 4 2.2. Aislante elegido ..................................................................................................... 5 2.3. Cálculo del aislante ................................................................................................ 5 3. VENTILACIÓN ........................................................................................................... 7 3.1. Objetivos de la ventilación .................................................................................... 7 3.2. Control de la temperatura ...................................................................................... 8 3.3. Control de la humedad ........................................................................................... 9 3.4. Control del dióxido de carbono ........................................................................... 10 3.5. Control del amoníaco ......................................................................................... 10 3.6. Control del polvo ................................................................................................. 12 3.7. Diseño de la instalación ...................................................................................... 12 3.8. Tipos y características de los ventiladores .......................................................... 15 3.9. Ventiladores elegidos .......................................................................................... 17 3.10. Necesidades de ventiladores .............................................................................. 18 3.11. Cálculo de las entradas de aire ......................................................................... 20 3.12. Sistemas de emergencia .................................................................................... 22 4. REFRIGERACIÓN ................................................................................................... 22 4.1. Generalidades. ..................................................................................................... 22 4.2. Sistemas de refrigeración ................................................................................... 24 4.3. Dimensionado del equipo. .................................................................................. 27 4.4. Grupo de presión ................................................................................................ 30 Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 3 de 30 1. CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LA ZONA Para la realización de este anejo necesitaremos conocer los datos climáticos en Laluenga, sobre todo los saltos térmicos que se puedan producir y la humedad del aire expresada como humedad relativa. Los datos climáticos se han tomado de la estación meteorología de Barbastro, dado que es la más cercana a Laluenga. La serie de datos termopluviométricos tomada corresponde a un periodo de 15 años, de 1989 a 2008, que será suficiente para obtener una buena precisión en el estudio. Como características termométricas básicas de esta zona y para las diferentes estaciones del año, cabe destacar: - Inviernos: Largos y con frecuentes heladas que pueden superar con facilidad los 0ºC, las temperaturas medias mensuales son menores de 10º C de Noviembre a Marzo. - Primaveras: Irregulares pero bastante templadas, aunque con muchas oscilaciones de temperaturas, las temperaturas medias oscilan entre 10 y 15º C y las máximas pueden superar los 28ºC en Abril y los 30º en Mayo. Destacar que las heladas primaverales las podemos encontrar hasta finales de Abril. - Veranos: Muy calurosos y secos de Junio a Septiembre, las temperaturas medias fácilmente superan los 25º C. Se pueden llegar a temperaturas entre 35 - 40º C. RESUMEN DE LAS TEMPERATURAS (ºC) · tmm: temperatura media mensual · Tm: temperatura media máxima · tm: temperatura media mínima · TMa: temperatura máxima absoluta · tma: temperatura mínima absoluta ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MEDIA tmm 4,9 6,9 10,7 12,7 17,6 21,7 24,2 24 19,2 14,5 8,5 5,9 14,2 Tm 9,7 12,5 17,1 19,2 23,8 28,6 31,6 30,7 24,8 20 13,5 9,3 20 tm 0,7 1,2 3,9 6,8 11 15 17,1 16,9 13,2 9,5 3,9 1,4 8,4 TMa 15,9 17,5 23,5 25,6 30,7 35,1 36,6 35,9 30,7 25,4 19,4 16,1 26 tma -4,7 -4,2 -2 1,9 4,5 9,2 12,4 12,5 8,2 3,8 -1,5 -4,5 2,8 Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 4 de 30 HUMEDAD RELATIVA (%) MES MÍNIMA MEDIA MÁXIMA Enero 71,1 78,29 85,62 Febrero 59,16 70,37 81,33 Marzo 48,17 62,08 76,52 Abril 47,16 61,63 76,19 Mayo 46,58 60,66 75,24 Junio 41,79 57 72,19 Julio 35,84 52,21 68,33 Agosto 39,48 56,21 72,38 Septiembre 44,79 60,53 76,48 Octubre 54,04 66,79 79,43 Noviembre 65,74 74,63 83,62 Diciembre 74,16 79,89 85,48 2. AISLAMIENTO 2.1. Características del material aislante Una de las cosas más importante en una nave destina a pollos broilers es el aislante, ya que una buena refrigeración y ventilación depende de él. Si la nave esta mal aislada tendremos muchos problemas en el manejo y perderemos mucho dinero en calefacción innecesariamente. Por eso es imprescindible que la nave este bien aislada, y para ello hay que elegir el material correcto para su instalación. Hay que tener en cuenta varios factores antes de elegir un aislante: - Bajo coeficiente de conductividad: Tiene que tener una alta resistencia al paso del calor y del frío ya que se trata de dos factores inversos. - Alta resistencia a la humedad: Un material aislante que tenga un cierto poder de absorción de humedad habrá perdido una parte importante de su valor aislante con el tiempo. - Incombustibilidad: Las diferencias al respecto entre los distintos materiales aislantes son muy considerables, habiendo 5 categorías distintas según la norma UNE 23727 a efectos de su reacción al fuego, desde M0 (incombustibles) hasta M4 (fácilmente inflamables). Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 11 de 30 numerosos pudiendo citar: - Una ventilación insuficiente para retirar lo que se está produciendo continuamente. - Una elevada humedad ambiental en la nave que favorece el deterioro de la yacija según el tiempo que esté actuando. - Las altas densidades de población, hecho muy frecuente en la cría de broilers. - Todo proceso entérico que, incrementando el consumo de agua, favorezca las diarreas, con lo que la yacija se humedece más rápidamente. - Los derrames de agua de los bebederos, ocasionando, como mínimo, zonas de yacija húmeda alrededor suyo, con una alta producción de amoniaco. - La colocación de una capa insuficiente de yacija. Por lo tanto, la mejor prevención para evitar un aumento de la concentración de amoniaco en una granja debe consistir en vigilar todos estos aspectos y, muy en particular, el primero de ellos. Como vemos el nivel de ventilación que se requeriría en una granja para cubrir simplemente las necesidades fisiológicas de las aves es muy inferior que lo que se requiere para retirar la humedad producida por las aves y evitar una alta concentración de amoniaco, lo que significa que son éstos, y no el aporte de oxígeno, los factores limitantes de la ventilación. Este nivel de ventilación debe permitir que el nivel de amoniaco no supere en ningún momento las 20-25 ppm que se recomienda como nivel superior. A partir de éstas concentraciones, los daños producidos, se manifiestan por la inapetencia de los animales y por una mayor sensibilidad a las enfermedades respiratorias, que en definitiva se traduce en una menor productividad. Estos efectos nocivos se incrementan con la presencia de polvo en suspensión y fundamentalmente de vapor de agua condensado, pues en éste caso, el amoniaco disuelto es oxidado a nitrato, al condensarse en contacto con las superficies frías: los efectos de la ingestión de agua con nitritos o bien con nitratos es letal para las aves. Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 12 de 30 3.6. Control del polvo Aunque no tenga la importancia de los gases antes estudiados, se trata de un contaminante de las granjas, su procedencia es muy variada: - Las mismas aves, como consecuencia de la caspa procedente de los folículos de las plumas, así como escamas y piel. - El pienso, cuyas partículas más finas, especialmente si se trata de harina, tienden a flotar en el aire de la granja. - La yacija, con las deyecciones acumuladas sobre ella, especialmente si se trata de un material muy seco y polvoriento. La humedad y la ventilación tienen una enorme importancia en la cantidad de polvo presente en un gallinero, en cuanto a la primera, cuanto más baja sea mayor es el número de partículas de polvo en la nave. En cuanto a la ventilación, el movimiento del aire no favorece la acumulación de polvo, de lo que se deduce que todo lo que sea cerrar más una nave hará que éste aumente. En cuanto a los peligros del polvo, recordemos que, aparte de su incomodidad para el hombre, lo es también para las aves por irritar sus vías respiratorias, disminuyendo su resistencia a las enfermedades que afectan a este aparto, y sirviendo de vector de numerosas enfermedades y organismos patógenos. Desde el punto de vista mecánico, la acumulación de polvo interfiere en la eficacia de la ventilación, pudiendo llegar a obstruir casi algunas telas metálicas, afectando a la velocidad de los ventiladores al depositarse en las palas de éstos. 3.7. Diseño de la instalación Para diseñar un sistema de ventilación que nos permita actuar sobre los factores de confort antes mencionados, modificándolos según los requerimientos de la crianza, vamos a tener en cuenta los siguientes aspectos. - Esquema de flujos de ventilación en la nave. - Cálculo y diseño de las entradas de aire. - Sistemas de control de funcionamiento. - Sistemas de emergencia. Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 13 de 30 Esquemas de ventilación: Para empezar diremos que existe ventilación natural, y ventilación forzada, como nuestra explotación va a ser en sistema forzado, vamos a hacer un esquema de los posibles sistemas de ventilación forzada, en función a la disposición de los ventiladores y de las entradas de aire, que en definitiva repercutirán de diversas formas sobre los objetivos que antes nos marcábamos con la ventilación. Así tenemos: A) SISTEMAS DE INYECCIÓN: - Por la cubierta, con salida de aire por los costados. - Por los costados, con salida de aire por los mismos. - Por canalizaciones especiales. B) SISTEMAS DE EXTRACCIÓN: - Por la cubierta, con entrada de aire por los costados. - Por los costados, con entrada de aire por la cubierta. - Por un costado, con entrada por el lado opuesto. - Por un extremo de la nave, con entrada de aire por el opuesto. C) SISTEMAS REVERSIBLES: - Con inyección o extracción según la época del año. D) SISTEMAS DE PRESIÓN CONSTANTE: - Con inyección y extracción de forma simultánea. Los sistemas de inyección de aire, también llamados de "presión positiva" o "sobrepresión", basados en la entrada forzada de aire en la nave, tienen la ventaja de poder actuar sobre éste, controlando la calidad del mismo (a base de filtrarlo, calentarlo, humedecerlo, etc.). Sin embargo, tienen el problema de las posibles condensaciones sobre la estructura a causa de la tendencia del aire húmedo interior a buscar su salida hacia el exterior. Además, necesita de unos ventiladores de tipo centrífugo o axial de mayor gasto, por lo que es un sistema poco utilizado en avicultura. El sistema de ventilación por extracción de aire o "de depresión", es el más utilizado en las explotaciones avícolas. Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 14 de 30 Al crear un vacío en el interior de la nave, el aire es fácilmente controlable, y a diferencia del sistema anterior, no se producen excesivas corrientes de aire en el interior de la nave, que en cambio si se crean cuando inyectamos aire, sobre todo en las proximidades de los ventiladores. El tercer sistema de ventilación "reversible" consistiría en una serie de ventiladores trifásicos, o bien monofásicos a los que se les da la vuelta, según la época del año en la que interese inyectar o extraer aire. Es un sistema poco implantado en las explotaciones avícolas. Por último están los "sistemas de presión constante", que inyectan y extraen a la vez. Raramente se utilizan, debido a que es necesario el doble de ventiladores, para hacer la misma función que si se tuviesen la mitad. Requisitos de la ventilación: Todo buen sistema de ventilación, sea cual sea, debe cubrir los 3 siguientes objetivos básicos: 1. Uniformidad en el reparto de aire. 2. Correcta velocidad del aire a nivel de las aves. 3. Versatilidad de ajuste a las condiciones climáticas. 1. La uniformidad significa que el aire a renovar en la granja se reparta por igual por todas las zonas de la misma, en las cuales, en contrapartida, debe existir la misma mínima concentración de gases perjudiciales y de humedad. Esto implica la evitación de las llamadas "zonas muertas", que pueden ser tanto en el sentido superficial de la nave como en el vertical. Un ejemplo de lo primero son aquellas granjas de gran longitud que, por exigencias del terreno, tienen un extremo situado al lado de un talud y por cuyas ventanas, entra una cantidad menor de aire que por el otro. Y un ejemplo de la buena uniformidad que debe existir en lo vertical son las naves con baterías de múltiples pisos. Una buena uniformidad es independiente del caudal de ventilación, el cual puede ser correcto, mientras que ésta no. Por eso en naves de ambiente controlado se necesita un estudio minucioso de las entradas de aire, colocación de ventiladores, y velocidad de los mismos. 2. Una correcta velocidad del aire sobre las aves implica la conveniencia de evitar las llamadas "corrientes de aire". Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 15 de 30 Como se puede entender, el concepto de velocidad es muy elástico ya que sus efectos dependen de la temperatura ambiente, de la edad de las aves... Se puede comprender como el pollito pequeño, de menos de 10-15 días, provisto solo de plumón y que no ha llegado todavía a una situación de homeotermia, el efecto de una velocidad demasiado elevada de aire tiene que producir un enfriamiento proporcional a dicha velocidad. Por eso en pollitos pequeños se recomiendan velocidades de 0,16 - 0,25 m/s. En cambio, en el pollo ya crecido o en las aves adultas, un aumento de la velocidad del aire facilita un incremento del intercambio de calor que, por convección, tiene lugar entre la superficie corporal y el medio ambiente más inmediato, ejerciéndole un efecto refrescante, por ello se pueden alcanzar de 2,5 a 3,33 m/s en aves adultas. 3. Adecuada versatilidad a los cambios climatológicos, significa la necesidad de adaptar los caudales y hasta la forma de ventilar un gallinero en dependencia de la temperatura exterior, de los efectos del viento, etc. En las naves de ambiente controlado es en donde todo ello se halla más perfeccionado ya que, mediante termostatos o termistores por una parte y ventiladores de velocidad regulable o bien conectados por grupos por otra, el control del medio ambiente se puede llevar a cabo de forma casi perfecta. En tales casos el ajuste de la ventilación suele comprender tanto el caudal de aire como el sentido del flujo de éste, variando tanto una cosa como la otra en función de lo que requieran las aves (por su edad, peso, etc.) y de las condiciones climatológicas (día o noche, invierno o verano), todo esto regulado por un ordenador. Tipo de ventilación elegido: De todos los sistemas de ventilación descritos, el elegido para la nave del proyecto es un sistema de depresión o extracción de aire por un costado, con entrada de aire por el contrario, comúnmente llamado sistema de ventilación cruzada. Se trata de un sistema ya clásico en avicultura, pero sin lugar a dudas uno de los más eficaces, si se hace un buen diseño de lo que van a ser entradas de aire y elección de los ventiladores, así como su distribución, aspectos que se detallarán a continuación. 3.8. Tipos y características de los ventiladores - Ventiladores centrífugos: son aquellos en los que la salida del aire es perpendicular al eje. Debido a las altas presiones que consiguen, en la práctica no tienen uso en avicultura, además son muy ruidosos. Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 16 de 30 - Ventiladores axiales: son los considerados de media presión, siendo en ellos la salida del aire, al igual que en los helicoidales, paralela a su eje. Suelen tener transmisión directa, con muchas y estrechas palas y a veces ajustables en ángulo. - Ventiladores helicoidales: han sólido considerarse de baja presión ya que son diseñados para mover pequeños caudales. Suelen tener tres o cuatro palas, las cuales no son ajustables, y pueden tener transmisión directa o mediante polea. Aspectos fundamentales que identifican a un ventilador: El caudal: Es obvio que el primer aspecto a tener en cuenta sea el caudal, ya que hay que adquirir el número de ventiladores que, multiplicado por la potencia de cada uno, nos proporcione el volumen total de ventilación requerido en la nave en pleno verano. Sin embargo, el aportar de un 10 a un 20 % más para cubrir cualquier eventualidad (un aparato estropeado, un día anormalmente caluroso) puede ser muy recomendable. La presión estática: En lo que se refiere al concepto de la "presión estática", conviene explicar el concepto de resistencia del aire. Para hacemos una idea, en un local con grandes ventanales abiertos en un costado y unos ventiladores en marcha en el opuesto: al no hallar éstos ninguna resistencia, trabajarán sin restricciones y sin crear ningún vacío perceptible en la nave, es decir, bajo lo que se conoce como presión estática nula o a "descarga libre". El diámetro del aparato: Un diámetro mayor dará más caudal de aire por hora, pero con el inconveniente de que las corrientes de aire serán más pronunciadas y la distribución de aire será menos uniforme a lo largo de la nave. Por otro lado, el colocar ventiladores de mayor diámetro abaratará la instalación, puesto que el número de aparatos será menor. El motor del ventilador: Un motor trifásico, tiene la ventaja que puede ser reversible, esto es, cambiando las fases del motor, permite cambiar el sentido de giro de las aspas, pudiendo utilizarse tanto para inyectar como para extraer aire de la nave. En nuestra nave con ventilación cruzada no tiene ningún sentido. Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 17 de 30 El inconveniente que tienen, consiste en que para ser regulados electrónicamente necesitan un regulador de frecuencia de funcionamiento que es un accesorio muy caro. Sin esto, siempre van a funcionar a su régimen máximo. Los caudales de aire que ofrecen dependen exclusivamente del diámetro de las aspas que se instalen y la potencia del motor. Generalmente ofrecen caudales desde los 15.000 m3/h hasta los 48.000 m3/h, con aspas que van desde los 90 cm hasta los 130 cm y potencias que oscilan entre 0,5 CV y 2 CV. El inconveniente principal de los ventiladores con motor trifásico radica en que, a pesar de ser muy útiles en las crías de verano, cuando las aves ya son adultas, son muy problemáticos en crianzas de invierno, cuando lo único que se busca es una renovación mínima. Los motores monofásicos intentan evitar muchos de éstos inconvenientes. Son muy interesantes de cara fundamentalmente al manejo, puesto que ofrecen la posibilidad de ser regulados en cuanto a caudal mediante el regulador, al modificar éste el número de revoluciones del motor. Los ventiladores monofásicos más comunes que hay en el mercado, ofrecen según el modelo, caudales que oscilan entre los 4.000 m3/h y los 12.000 m3/h, para unas aspas que van entre 50 cm y 75 cm y potencia en sus motores variable entre 150 W y 500 W. El inconveniente que presentan, es que al ser aparatos de pequeño diámetro, su caudal de aire es menor que los ventiladores de mayor diámetro (trifásicos), con lo cual se necesitan más número de ventiladores monofásicos para conseguir el mismo volumen de ventilación con el consiguiente encarecimiento. Una vez indicadas estas características técnicas de los ventiladores, se deberá elegir que tipo de ventilador se elige, en función del tipo de ventilación que se persiga para conseguir un determinado número de renovaciones de aire por hora (como se verá más adelante), así como asegurar una eficaz ventilación en las crías de verano. Colocar ambos tipos de ventiladores, en lo que sería un sistema mixto: ventiladores monofásicos regulables en caudal, junto con ventiladores trifásicos de mayor diámetro como apoyo en las crías de verano. 3.9. Ventiladores elegidos El sistema elegido para el proyecto que nos ocupa, es el tercero antes mencionado, a base de un sistema mixto de ventiladores trifásicos y monofásicos. Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 18 de 30 Los aparatos elegidos son: - Ventiladores trifásicos de caudal máximo 38.000 m3/h y potencia 1 CV - Ventiladores monofásicos de caudal máximo 12.000 m3/h y potencia 0,75 CV Para evitar pérdidas de calor a través de las aberturas de los ventiladores cuando éstos no estén en funcionamiento, se dispondrán de unas "persianas de sobrepresión" lo suficientemente eficaces que garanticen además un óptimo rendimiento del ventilador. 3.10. Necesidades de ventiladores El número de aparatos que se instalen, irán en función de la cantidad de aire que será necesario extraer para un número determinado de renovaciones de aire por hora. Para estas necesidades de ventilación influyen tanto las temperaturas exteriores como el peso del animal. Así con temperaturas exteriores bajas, habrá que ventilar el mínimo causado por necesidades de confort, para eliminar amoníaco y humedad. Se tendrá en cuenta para el cálculo del número de ventiladores, las condiciones más desfavorables, estos es, las crianzas de verano con los animales en estado adulto. A continuación se presenta una gráfica de las necesidades de ventilación a lo largo de toda la crianza según el peso del animal. Las barras azules indican la ventilación mínima, que se daría en invierno y se mide en el eje de la izquierda, y los puntos rojos indican la ventilación máxima medida en el eje de la derecha y que se daría en verano. Estos datos están referidos a 1000 animales, por lo que habrá que dividirlos para mil y para el peso de los animales según en qué semana de la crianza estemos. Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 19 de 30 En el caso más desfavorable, a las 7 semanas (49 días) la ventilación máxima será de 16.500 m3/100 aves y h, que equivale a unos 5,24 m3/kg PV y h. Puesto que las dimensiones de cada nave son de 1.400 m2, con una densidad de 18 aves/m2, las necesidades de ventilación en la época más desfavorable será: 18 aves /m2 · 1.400 m2 · 5,24 m3/h y kg PV · 3,15 kg PV= 415.951,2 m3/h Este volumen a renovar lo tenemos que conseguir entre ventiladores trifásicos de 38.000 m3/h y ventiladores monofásicos 12.000 m3/h, y éstos los distribuiremos de forma uniforme para que así también lo sea la ventilación. Colocaremos por cada nave: 9 ventiladores trifásicos que renovarán: 38.000 m3/h · 9 = 342.000 m3/h 9 ventiladores monofásicos que renovarán: 12.000 m3/h · 9 = 108.000 m3/h Total: 450.000 m3/h Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 20 de 30 450.000 m3/h > 415.951,2 m3/h, el planteamiento efectuado es algo superior pero parece el más correcto a la hora de mejorar así la homogeneidad de la ventilación. La disposición de los ventiladores en los distintos pórticos se vera en el plano de alzados correspondiente. La decisión de disponer tanto de ventiladores monofásicos como trifásicos se ha realizado pensando en las grandes diferencias de temperaturas que se dan entre el invierno y el verano, cambiando así sustancialmente los volúmenes de ventilación. Así en invierno o cuando las temperaturas sean bajas funcionaremos con los ventiladores monofásicos regulables, y en verano se sumarán los grandes extractores trifásicos. Con todo esto conseguimos disminuir gastos de instalación (ya que si todos los ventiladores hubieran sido monofásicos hubiéramos necesitado más) y de consumo eléctrico, ya que los trifásicos tienen un rendimiento mayor. Todo este complejo planteamiento estará dirigido por un ordenador automático que leerá mediante sondas temperaturas interiores y exteriores, así como humedades relativas, y todo esto irá unido con el sistema de refrigeración y el de calefacción, así como con las ventanas. 3.11. Cálculo de las entradas de aire Tan importante como hacer una buena elección de los ventiladores, es conseguir un diseño óptimo de las entradas de aire. Así para obtener una eficaz ventilación, se va a tener que jugar con dos factores igual de importantes que son: - Caudal de ventilación. - Velocidad del aire. En cuanto al caudal de ventilación, ya se han calculado las necesidades máximas para una crianza de verano con pollos de 7 semanas de vida. Con respecto a la velocidad ya vimos que ésta podía variar entre los 0,16 - 0,25 m/s de la primera semana de vida y los 3,33 m/s cuando son adultos, por eso podemos calcular la superficie necesaria de ventanas, para la época de verano, tanto en la primer día como en la séptima semana de vida. Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 27 de 30 en funcionamiento. 4.2.2.2. Paneles húmedos. La base del sistema es conseguir una difusión lo más rápida posible en la nave del aire que se humedece en su paso por unos paneles de celulosa por los que se hace recircular agua. Lo más normal es utilizarlos en sistemas de depresión, en la fachada opuesta a los extractores. Unos factores críticos, son la velocidad del aire de entrada a través de los paneles (aproximadamente 2,5 m/s), y el rendimiento de los extractores de transmisión por correa. En la capacidad refrigerante de los paneles influyen, factores como su tipo, superficie, grosor, limpieza, temperatura del agua... En resumen, en comparación con la refrigeración evaporativa mediante nebulización de agua (alta presión), el sistema de refrigeración mediante paneles, tiene una serie de aspectos en pro y contra: 1.- Puede conseguir un enfriamiento superior de la nave en tanto la instalación esté bien concebida y el mantenimiento de los paneles sea el correcto. 2.- No se humedece la cama, como podría suceden en algunos casos con las boquillas de nebulización. 3.- El coste de la instalación con paneles es bastante superior respecto al de instalar el sistema de nebulización a alta presión (del orden de cuatro veces más), y muy por encima del de baja presión (sobre 8 veces más), sin considerar los rendimientos. En vista de estos factores, y de la localización de la nave, se ha optado por instalar un sistema de refrigeración por nebulización a alta presión, controlado por ordenador central y con limitador de la humedad relativa mediante sondas. 4.3. Dimensionado del equipo. Para el cálculo de la refrigeración adoptamos una densidad de 18 aves /m2 y quedándonos del lado de la seguridad, ya que dijimos que en las crianzas de verano la Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 28 de 30 densidad sería de 17 aves/m2. La UNE 100-001-85 prefija unos valores para la provincia de Huesca de 29,8° C de temperatura seca y de 19,5° C de temperatura húmeda, lo que corresponde con una humedad del 40% transformándolo en el diagrama de Psicrométrico. La temperatura deseada en el interior de la granja es de 22° C con los que el salto térmico será: St = 29,8 º C – 22º C = 7,8º C Calor total a disipar - El calor producido por las aves (4,8 Kcal/h kg PV) que será: 3,15 kg/ave · 4,8 Kcal/h kg PV · 25.000 aves = 378.000 kcal/h - El calor recogido por los cerramientos y cubierta debido a radiación: K cerramientos = 0,45 Kcal/h °C m2 K cubierta = 0,433 Kcal/h °C m2 C rad= (S cubierta · K cubierta + S cerramientos · K cerramientos) · St = C rad = (1.462 m2 · 0,433 + 772 m2 · 0,45) · 7,8º C = 7.647,5 Kcal/h Ct = 378.000 kcal/h + 7.647,5 kcal/h = 385.647,5 kcal /h Este calor llevará asociado un caudal de aire necesario para poderlo evacuar, que se calcula mediante la expresión: Q = Ct / 0,3 · St Siendo: - 0,3: Calor específico del aire - St: Salto térmico entre dentro y fuera. Q = Ct / 0,3 · St = 385.647,5 / 0,3 · 7,8 = 164.807 m3/h Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 29 de 30 Este valor está muy por debajo del caudal de aire que se extrae del interior de la nave para renovar el aire (415.951,2 m3/h) tal como se ha calculado antes, en el apartado de ventilación, por lo tanto, no existen problemas en cuanto a las necesidades de ventilación a la hora de refrigerar la nave. Ese gradiente de temperaturas de 7,8 °C que en teoría se produciría, no tiene una traducción real directa en la práctica, puesto que es la humedad relativa del aire es la que juega un papel determinante. Como hemos visto la UNE determinaba para Huesca una temperatura de 29,8° C para una humedad relativa del 40%; entrando con estos datos en el diagrama psicométrico leeremos que el contenido de agua en la atmósfera es de 10,5 gramos de agua por kilo de aire seco. Ahora miramos cuanta agua hay en la atmósfera para la misma temperatura y una humedad del 75% (condiciones que nunca se deben superar para no causar estrés al animal). Con estos datos en el diagrama psicométrico leemos 20 gramos de agua por kilo de aire seco, con lo que habrá que aportar: 20 g – 10,5 g = 9,5 gramos de agua por kg de aire seco Siendo la densidad del aire 1,2 kg/m3 hay que aportar: 9,5 g agua/kg aire · 1,2 kg/m3 = 11,4 g agua/m3aire Puesto que el caudal de aire a renovar es de 415.951,2 m3/h para que constantemente haya una humedad del 75% habrá que aportar en forma de nebulización: 11,4 g/m3 · 415.951,2 m3/h = 4.741.843,68 g agua/h que en litros equivalen aproximadamente a 4.742 litros/h de agua a nebulizar en las horas más calurosas. El equipo de nebulización trabajando a 80 atm, sus boquillas echan 6 litros /h, con lo que serán necesarias: 4.742 (l/h) / 6 (l/h boquilla) = 794 boquillas Se instalarán dos hileras junto a las entradas de aire, una a mitad de la nave y otra más cerca de la entrada de aire, en las que se colocarán 20 boquillas por pórtico lo que significa que estarán separadas 0,25 m, estarán orientadas a favor de la entrada de aire y Anejo 6. Ventilación y refrigeración Página 30 de 30 con una inclinación de 45°. Al final se colocarán 800 boquillas por nave y así la distribución queda mejor y más uniforme. Cada línea sobre la que se coloquen las salidas de agua, serán de tubo redondo de cobre de 15 mm de diámetro, a la que irán soldadas unas tres hembras donde irá roscada la boquilla, para poder sacarla para mantenimiento. Pese a la instalación de filtros, las boquillas se suelen obturar con facilidad o bien por la cal o bien por la acumulación de diminutos limos, con lo que es frecuente que cada 2 o 3 crianzas haya que desmontar las boquillas para limpiarlas. 4.4. Grupo de presión Se instalará un grupo de presión en cada nave de 3 pistones que trabaje en un rango de 40 a 80 atmósferas, accionado por un motor eléctrico de 800 w además de otros elementos, como un filtro, un regulador de presión un manómetro y un amortiguador. Dispone de un depósito de 100 litros de fibra de vidrio con una tapa encima y boya que asegura el suministro. ANEJO 7 Calefacción Anejo 7. Calefacción Página 2 de 14 Índice 1. INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN ............................................................................. 3 1.1. Normas y reglamentaciones........................................................................................ 4 1.2. Características del depósito ........................................................................................ 4 1.3. Emplazamiento de la instalación ................................................................................ 5 1.4. Zona de estación de G.L.P. y distancias de seguridad ................................................ 5 1.5. Elementos de seguridad, control y maniobra.............................................................. 6 1.6. Toma de tierra ............................................................................................................. 7 1.7. Defensa contra incendios ............................................................................................ 7 1.8. Rótulos de protección ................................................................................................. 7 1.9. Red de distribución del gas ......................................................................................... 7 1.10. Anclaje del depósito a la cimentación ...................................................................... 8 1.11. Pruebas, ensayos y verificaciones ............................................................................ 8 1.12. Ventilación mínima .................................................................................................. 9 2. CÁLCULO DE LA INSTALACIÓN ................................................................................ 9 2.1. Necesidades de calefacción ........................................................................................ 9 2.2. Apartado de consumo ............................................................................................... 11 2.3. Reacción de los productos de consumo .................................................................... 11 3. UTILIZACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA INSTALACIÓN ................................ 12 3.1. Pantallas de infrarrojos ............................................................................................. 12 Anejo 7. Calefacción Página 3 de 14 1. INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN Los siguientes requisitos son los factores a considerar al elegir un sistema de calefacción: 1. Que la instalación sea económica. 2. Que su coste de funcionamiento sea económica. 3. Que la regulación de la temperatura sea fácil. 4. Que tenga seguridad en su empleo. Dentro de la gran variedad de sistemas de calefacción a considerar en las granjas, se pueden hacer dos grandes grupos: 1. Los de calefacción central o ambiental. Son aquellos que se basan en calentar más o menos por igual todo el volumen de los mismos. Entre ellos se hallan los siguientes: - Las estufas de cáscara de almendra. - Las estufas de carbón. - Las criadoras sistema "gloria". - Los sistemas de agua caliente. - Los sistemas de aire caliente. - Las estufas u hornos de gallinaza. - Los sistemas de apoyo mediante energía solar. 2. Los de calefacción local. Con ellos se caldea únicamente la superficie del local en la que hacen su vida los pollos. Entre ellos se hallan los siguientes: - Las pantallas con resistencia eléctrica. - Las pantallas de infrarrojos eléctricos. - Las criadoras de petróleo. - Las pantallas de infrarrojos a gas. Comparando éstos grandes grupos a través de las referencias prácticas, no podemos llegar a ninguna conclusión definitiva en cuanto a la superioridad de uno de ellos sobre el otro. Así pues, se redacta este anejo de calefacción con el objetivo de definir y calcular el sistema de calefacción elegido para la explotación avícola en la cual se ha recurrido a instalar pantallas de infrarrojos a gas, por ser uno de los sistemas locales de calefacción más cómodos de los que se puede disponer en una explotación ganadera, pudiendo funcionar tanto con gas propano como con gas natural. Será necesario realizar una instalación del Gas Licuado de Petróleo (G.L.P.) con depósito fijo aéreo (alquilado a la empresa de suministro) de gas propano comercial y de la red de distribución de cobre mediante uniones soldadas para abastecer los servicios de calefacción de la explotación. Anejo 7. Calefacción Página 4 de 14 1.1. Normas y reglamentaciones En la redacción de este anejo, así como en la ejecución de la instalación, se cumplirán las siguientes reglamentaciones y normas: - Reglamento sobre Instalaciones de Almacenamiento de Gases Licuados de Petróleo (G.L.P.) en depósitos fijos O.M. del 20-1-86 (ROE de 22-6-86). - Normas Básicas de Instalaciones de Gas en edificios habitados (B.O.E. 30-3-74). - Reglamento General de Servicios Públicos de Gases Combustibles (B.O.E. 21-1173). - Reglamento de aparatos que usan gas como combustible. Real decreto 494 del 20-574. - Reglamento de Aparatos a Presión (B.O.E. 29-5-79). - Reglamento de Redes y Acometidas de Combustibles Gaseosos. O.M. de 18-11-74. - Orden del 29 de diciembre de 1985. 1.2. Características del depósito Datos de fabricación y características El "depósito aéreo", para almacenamiento de gas a granel, estará fabricado de acuerdo con la normativa vigente, estando oficialmente homologado por la Dirección General de Industrias Siderometalúrgicas y Navales. Una de las ventajas de la utilización de tanque aéreo para el suministro a granel, es el aprovechamiento de la mayor capacidad de vaporación de gas, al ser mayor la superficie de contacto de chapa con el exterior, se consigue mayor caudal de gas. En el tanque, siempre se va a encontrar un equilibrio entre la masa líquida y la de gas. El líquido, por efecto del calor absorbido, pasa a estado de vapor seco no saturado. Cuando alcanza el vapor una presión determinada se equilibra con el líquido para evitar su vaporización, siendo entonces un vapor saturado y a la presión que alcanza se le denomina tensión de vapor. Esa vaporización o cambio de estado, de líquido a gas o vapor (digamos que es gas mientras es no saturado o invisible y vapor cuando es saturado o visible por las gotitas en suspensión), exige la absorción de una determinada cantidad de calor, es el llamado calor latente de vaporización, y es variable con la temperatura. El paso del calor desde el entorno del tanque hasta la masa de líquido se hace a través de la chapa del depósito. En el tanque aéreo desde el aire ambiente a la cara exterior del depósito por convección y radiación, y a través de aquella por conducción alrededor de 9,8 Kcal/h m2. Anejo 7. Calefacción Página 5 de 14 Datos constructivos El depósito que debe instalarse es del tipo LP-8334, cuyos datos constructivos vendrán suministrados por la empresa que nos suministre el gas, la cuál también se encargará del diseño de la instalación de la misma. El depósito será nuevo y vendrá directamente de fábrica, es necesario un mantenimiento de tipo preventivo, consistente en que el depósito esté perfectamente pintado de color blanco, con objeto de proteger su superficie de la posible corrosión. Presiones de prueba y de trabajo De acuerdo con la reglamentación vigente, el depósito se fabricará para poder soportar, sin deformaciones, las siguientes presiones: Presión de prueba ....................................................... 26 Kg/cm2 Presión de trabajo ....................................................... 20 Kg/cm2 1.3. Emplazamiento de la instalación Queda reflejada en los planos correspondientes la situación del depósito en relación con los caminos de acceso a la granja. La distancia del depósito a la nave queda determinada en los planos. 1.4. Zona de estación de G.L.P. y distancias de seguridad Se muestra en los planos la especificación de las dimensiones de la instalación. La zona donde se sitúe el depósito estará ubicada al aire libre, en zona abierta y ventilada. La zona estará protegida por una cerca de malla metálica con una altura de 2 m, con una puerta abriendo al exterior. Como la superficie empleada en la construcción de estas instalaciones ganaderas está totalmente vallada, se podrá prescindir de dicho cerramiento (colocando en su defecto las oportunas protecciones de hormigón). El acceso de los camiones cisterna a la zona del depósito está exenta de todo obstáculo, pudiéndose hacer el trasvase de acuerdo con la distancia mínima exigida. La descarga de gas propano en fase líquida se realizará directamente sobre la boca de trasvase equipada con todos los accesorios necesarios para su buen funcionamiento. Las distancias mínimas de seguridad que dicta la normativa son: - A limites de propiedad, aberturas de inmuebles, focos fijos de inflamación, motores de explosión, vías públicas, férreas o fluviales, proyección de líneas aéreas de alta tensión, equipos eléctricos no protegidos, sótanos, alcantarillas y desagües: 6 metros. - A aberturas de edificios de uso docente, uso sanitario, de hospedaje, de culto, de esparcimiento o espectáculo, de acuartelamiento, de centros comerciales, museos, bibliotecas o lugares de exposición públicos. Estaciones de servicio. (Bocas de Anejo 7. Calefacción Página 6 de 14 almacenamiento y puntos de distribución): 3 metros. - 1,25 metros a la cerca metálica. 1.5. Elementos de seguridad, control y maniobra Sobre el depósito - Válvula de seguridad: Permite en el caso fortuito de sobrepresión, dejar salir a la atmósfera el sobrante de gas para que nunca haya dentro del depósito una presión de gas superior a la que está tarada. Estará tarada a 20 kg/cm2. La capacidad de descarga se definirá mas adelante. - Multiválvula salida fase gaseosa con las funciones de corte, limitación de caudal y manómetro de lectura directa. - Indicador de punto alto de llenado. - Indicador magnético de nivel: Informa del grado de llenado del depósito en % de su capacidad geométrica. - Válvula de fase liquida permite salir al exterior propano en fase líquida en lugar de gas. - Válvula de llenado. Permite acoplar la manguera de llenado del camión que suministra el gas. - Válvula de purga: Destinada al eventual vaciado del agua con que se hace la prueba de estanqueidad o para la limpieza del mismo, irá colocada en la generatriz inferior. - Arqueta de registro con tapa protectora y cerradura que impida toda manipulación a personas extrañas y evite que la humedad deteriore los accesorios. Sobre la red - Regulador de presión encargado de reducir una presión de gas comprendida entre dos valores determinados a otra constante de 1,70 kg/cm2. - Limitador de presión tarado a 1,75 kg/cm2. - Llave de corte general colocada en el exterior de los locales y antes de entrar en éstos la tubería. - Llave de corte general interior colocada inmediatamente después de entrar la tubería en la nave. - Manómetro con escala hasta 6 kg/cm2. - Llave de corte y regulador de presión para los aparatos, con destino a maniobra y regulación.