Solucionario Instalaciones Singulares en Viviendas y Edificios (Editorial Altamar)

SOLUCIONARIO Instalaciones singulares en viviendas y edificios

Miquel Casa Vilaseca Antonio Rodriguez Arenas Francisco Javier Biel Machín Manel López Giménez Javier Esteban Lapeña

Unidad didáctica 1. Instalaciones de sonido y megafonía Actividades 1. Pon diferentes ejemplos de espacios o situaciones en los que se requiere una instalación de sonido o megafonía.

 Nos podemos encontrar con un gran número de espacios o situaciones que requieran de una instalación de sonido: - Sonorización de espacios interiores: salas de conferencias, lugares de culto, escuelas, gimnasios, superficies comerciales, aeropuertos, etc. - Sonorización de espacios exteriores donde en un momento determinado se reúnen personas: campos de deporte, exposiciones, manifestaciones, actividades de ocio al aire libre y un largo etc. 2. Explica la relación que hay entre frecuencia y la longitud de onda.

Ambos conceptos como se explica en el libro en la página 9, están íntimamente relacionados. Las señales de longitud de onda corta son aquellas que tienen una frecuencia elevada, al ser menor la distancia entre crestas de la señal y viceversa. 3. ¿Porque la amplitud de una onda se mide en voltios?

Una onda se representa sobre unos ejes cartesianos, donde el eje de abcisas se corresponde con el tiempo y por tanto nos determina la frecuencia y por el eje vertical de ordenadas donde se representan los diferentes valores instantáneos de tensión de la señal en función del tiempo. 4. Calcular el periodo y la longitud de onda de una señal de 18KHz. T  =

1

1 = 55,55 µs  F  18000

λ  =

340 = 0,018m  F  18000 c

=

=

5. Hallar el valor eficaz de una señal sinusoidal de 100v p/p. V ef 

=

V  p / p

2 2

=

100 = 35,46 v 2,82

6. Hallar el valor pico a pico de una señal sinusoidal de 30v eficaces. V  p / p

= 2 2 ·V ef  = 2,82·30 = 84,6 v

7. ¿Que valores mide un polímetro?¿Y un osciloscopio?

Un polímetro genérico de los l os más habituales que nos vamos a encontrar en el mercado mide valores eficaces o RMS, sin embargo podemos encontrarnos con algún polímetro que pueda medir otros valores como el valor medio o el máximo, sin embargo no es lo habitual. Con un osciloscopio medimos los valores de pico o máximos y de pico a pico. Pudiendo además observar los valores instantáneos y la forma de onda de la señal. Sin embargo podemos encontrar también osciloscopios más sofisticados que en un display digital nos muestren todos los valores que deseemos y nos realicen la conversión. Además con el osciloscopio también medimos el periodo de la señal y por tanto podemos calcular la frecuencia. 8. Indica a que magnitudes del sonido están vinculadas el tono y la intensidad. Explica ambos conceptos.

El tono se corresponde con la frecuencia y la intensidad con la tensión. El tono se define como cada una de las frecuencias que componen un sonido y la intensidad es la mayor o menor amplitud de dicha señal. 9. Visualiza la forma de onda de una toma de red de una vivienda con el osciloscopio. Mide y dibuja la forma de onda obtenida, así como sus valores eficaz, pico a pico y los valores de periodo (T) y frecuencia (F). Para realizar esta actividad se debe utilizar una sonda divisora de tensión e ir con mucha precaución. Si no se dispone de la misma en el taller no realizar la práctica.

Es imprescindible como se indica en el enunciado usar una sonda divisora de tensión para no dañar el amplificador de entrada del osciloscopio. En la pantalla del osciloscopio observaremos una señal senoidal diez veces más pequeña que la realidad, ya que las sondas divisoras suelen ser por diez, cuya amplitud será: V  p / p

= 2 2 ·230 = 648,6 v

Y el periodo de la misma: T  =

1

1 = 20ms  F  50

=

10. Busca en internet las características del sonómetro que tienes en el laboratorio y analiza y explica cada uno de los mandos que lo componen. También puedes visitar la página de Promax: http://www.promax.es y descargarte las características del sonómetro que se muestra en la siguiente figura.

Cada alumno/a deberá buscar en internet con la ayuda de un buscador, las características del sonómetro que disponemos en le taller. Normalmente los fabricantes ponen toda la documentación técnica al alcance de los técnicos. Se recomienda visitar la siguiente página al profesorado sobre como elegir un sonómetro: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_infor http://www.juntadeandalucia.es/averroe s/recursos_informaticos/andared01/pais maticos/andared01/paisaje_sonoro/enlaces.htm aje_sonoro/enlaces.htm Se muestra un ejemplo de información de un fabricante, CESVA: http://www.cesva.com

SC-20c Sonómetro integrador-promediador de precisión · Sonómetro integrador tipo 1 · Cumple con la METROLOGIA LEGAL (29/12/98) · Mide todos los parámetros simultáneamente con las pond. frec. A y C · Tiene una sola escala · APLICACIONES:  APLICACIONES : Acústica medioambiental, ruido de tráfico, verificación de normas de ruido, evaluación de maquinaria, ...

SC-20c es un sonómetro integrador-promediador tipo 1 de fácil manejo y grandes prestaciones. Mide todas las funciones simultáneamente: LS, LF, LeqT, Leq1'', Leq1', LCpk, LE, L10, L50, L90, valores máximos, duración de la medición y muestra en pantalla la escogida con el selector de funciones. Una vez finalizada una medición se pueden consultar todas junto con sus valores máximos y percentiles. Con el SC-20c se suministra un programa para PC o compatible que permite la comunicación con el SC-20c, presentaciones gráficas y numéricas, almacenar resultados en el disco duro del ordenador, análisis es tadísticos, etc. El sonómetro integrador-promediador CESVA SC-20c permite realizar GRABACIONES de los datos medidos, guardar MEMORIAS de los resultados finales de las mediciones y realizar grabaciones AUTOSTORE de nivel continuo equivalente.

Se adjunta la documentación del sonómetro de la  figura 1.8  de la página 13 del libro que el alumnado podrá encontrar en la página del fabricante: www.promax.es

11. Realiza una medida de nivel sonoro en el aula en silencio; la misma medida sin pedir silencio. Realiza también una medida en la puerta p uerta del colegio o instituto. Compara los valores obtenidos con la tabla de nivel.

Con este ejercicio se pretende que el alumnado descubra y reflexione sobre los valores que obtendrá al realizar estas medidas. Podrá percibir por ejemplo que a pesar de estar el aula en silencio el sonómetro marca un nivel de dB un poco elevado, al percibir ruido a pesar de estar en silencio el aula y al ser un espacio cerrado y si además se habla el nivel alcanzado por el sonómetro indicará unos valores que a la larga pueden ser molestos. Sin embargo al salir a la puerta del instituto a pesar de haber más ruido ambiente, al ser un espacio abierto los valores obtenidos por el sonómetro en comparación con los obtenidos en el espacio cerrado no serán tan elevados como cabía esperar.

12. Coloca un altavoz conectado a un generador de funciones con una amplitud de 5 V p/p a una frecuencia de 2 KHz. ) Realiza la medida de potencia de nivel sonoro L p con el sonómetro a 1 m de distancia de la fuente y a 2 m a  de distancia. Comparar los valores obtenidos y explicarlos.

Si la fuente es un altavoz observaremos una pérdida de 6 dB. ) b 

Realiza el mismo ejercicio pero conectando el generador de funciones a una columna de altavoces. Comparar los valores obtenidos y explicarlos.

Si es una columna de altavoces observaremos que la pérdida es de 3 dB. ) Explica las diferencias entre los valores obtenidos en el apartado a) c 

y b).

Al realizar el montaje en el taller tal y como se indica en las figuras 1.4 y 1.5 de la página 10, en función del tipo de altavoz elegido, observaremos que a 2m de distancia si el altavoz puntual tendremos aproximadamente aproximadamente 6 dB menos menos que a 1m . Pero Pero si el altavoz es lineal lineal a 2m de distancia tendremos una pérdida de 3 dB. Para realizar esta práctica es importante no contaminar el espacio con excesivas fuentes de sonido ambiente. 13. En que condiciones atmosféricas se transmite mejor el sonido? Explica porqué.

Las condiciones atmosféricas que influyen en la propagación del sonido están explicadas en la  página 15 del libro. En ella se puede observar que la humedad relativa del aire si es baja permite mejor la propagación del sonido y evidentemente el viento en el mismo sentido de la propagación del sonido permite una mejor propagación del mismo. 14. Indica algunas situaciones en las que se provoque el eco. Que diferencia existe con la reverberación.

El eco y la reverberación no son más que dos rebotes de la señal original que llegan con distintos tiempos y por lo tanto nuestros oídos los interpretan diferente. Si el sonido original es rebotado y nos llega con mucho más retraso nos da la sensación que la señal original se repite. Sin embargo si el rebote es provocado por un objeto cercano dicho rebote se mezcla con la señal original distorsionándola y haciéndola ininteligible a este efecto se le denomina reverberación. 15. ¿Cuáles son los mejores materiales que deben recubrir las paredes de un local dedicado a discoteca? Justifica la respuesta.

En una discoteca nos interesan dos cosas fundamentalmente: En primer lugar que el sonido no llegue al exterior, por tanto nos interesa insonorizar bien el local y por otro lado que el sonido no se deforme internamente y por tanto que no existan demasiadas reflexiones. Por tanto nos interesan  paredes de hormigón o mármol para evitar que el sonido salga al exterior pero recubiertas de material con un gran coeficiente de absorción como el corcho o la moqueta. 16. Halla la impedancia total y parcial, de un circuito serie, compuesto por una resistencia de 100 Ω, una bobina de 20mH y un condensador de 20nF si aplicamos una señal senoidal de 20Hz, realizar los mismos cálculos aplicando una frecuencia de 20KHz. a)

Para F = 20Hz.  X  L

= 2·π · F · L = 6,28·20·20·10−3 = 2,512Ω

 X C  =

1 1 = = 398089,172Ω 2·π · F ·C  6,28·20·20·10 −9

 Z T  = 100 + 2,512 j − 398089,172 j  Z  =

= 100 − 398086,66 j

100 2 + 398086,662 = 398086,673Ω

b) Para F = 20KHz.  X  L

= 2·π · F · L = 6,28·20000·20·10 −3 = 2512Ω

 X C 

=

 Z T 

= 100 + 2512 j − 398,089 j = 100 + 2113,91 j

 Z  =

1 1 = = 398,089Ω 2·π · F ·C  6,28·20000·20·10 −9

100 2 + 2113,912 = 2116,27Ω

17. Repite la actividad anterior pero teniendo en cuenta que colocamos los mismos componentes en paralelo. a)

Para F = 20Hz.

El cálculo de XL y XC  es el mismo ya que solo depende de la frecuencia, pero al tener los componentes en paralelo hay que realizar el paralelo del mismo, para ello primero calcularemos la  bobina y el condensador condensador en paralelo: paralelo:  Z  P  =

 Z T 

=

 X  L · X C   X  L

+  X C 

 R Z  ·  P   R + Z  P 

=

=

2,512 90 º ·398089,172 −90 º 1000000 0 º 1000000 0 º = = = 2,512 90 º 2,512 j − 398089,172 j − 398086,66 j 398086,66 −90

100 0 º ·2,512 90º 251,2 90º 251,2 90º = = = 2,511Ω 88,57 º 2 2 100 + 2,512 j 100 , 031 2 , 512 100 + 2,512 arctag  1, 43 º 100

b) Para F = 20KHz.

El cálculo de XL y XC  es el mismo ya que solo depende de la frecuencia, pero al tener los componentes en paralelo hay que realizar el paralelo del mismo, para ello primero calcularemos la  bobina y el condensador condensador en paralelo: paralelo:  Z  P  =

 Z T 

=

 X  L · X C   X  L

+  X C 

 R Z  ·  P   R + Z  P 

=

=

2512 90 º ·398,089 −90º 999999,5680 º 999999,5680 º = = = 473,056 −90 º 2512 j − 398,089 j 2113,911 j 2113,91190

100 0 º ·473,056 −90 º 47305,6 −90º 47305,6 −90 º = = = 97,73Ω −11,94º Es 100 − 473,056 j 484 −78,06 º 100 2 + 473,056 2 arctag −473,056 100

necesario explicar al alumnado alumnado un poco de de teoría de números complejos complejos hacerle notar que a bajas bajas frecuencias el circuito es más capacitivo y conforme sube la frecuencia va teniendo más importancia la inductancia y menos la capacidad. Hacerle reflexionar en los ángulos. 18. Analiza y justifica los resultados de las dos actividades anteriores

Como se desprende de los valores obtenidos, cuando aumenta la frecuencia el valor de la impedancia inductiva aumenta, sin embargo la impedancia capacitiva disminuye. Esto ocurre tanto en serie como en paralelo.

19. Busca en internet, o en bibliotecas o libros, información detallada sobre los diferentes tipos de micrófonos que se han descrito en la tabla anterior y generar una ficha de documentación de cada uno de ellos donde conste: foto del micrófono, tipo, explicación, características principales, precio aproximado y aplicaciones del mismo. La extensión máxima de cada ficha será de un tamaño DIN A-4.

El alumnado con ayuda de un buscador, buscará en internet información sobre los diferentes tipos de micrófonos descritos en la página 21 del libro y generará una ficha como la que se muestra a continuación, se propone al profesor/a, visitar la página de internet : http://www.ickrom.com.mx/productos/audio/microfonos/

20. Busca en internet información de los diferentes tipos de fuentes musicales enumeradas en el apartado anterior. Realizar una ficha de cada uno de ellos en un tamaño DIN A-4 que incluya: fotografía, descripción, ventajas, inconvenientes y características de cada uno de ellos.

El alumnado con ayuda de un buscador, buscará en internet información sobre los diferentes tipos de fuentes musicales descritos en la página 22 del libro y generará una ficha como la que se muestra a continuación, se propone al profesor/a, visitar la página de internet : http://www.ickrom.com.mx/productos/audio/ Amplificador Amplificad or para Estudio y Cabina D75 D45 Crown

Serie D de amplificadore Crown (D45 &D75) Amplificadores de audio profesional ideales para monitores de campo cercano en estudio grabacion, cabinas de Broadcast, estudios de ediciÛn de video, etc . Protegidos contra bajas impedancias.

Caracteristicas Potencia de Salida por canal en modo estereo con control para ambos canales Potencia Continua FTC Medida desde 20 Hz a 20 kHz con no mas de 0.1% THD: D-75A: 35 watts a 8 ohms, 45 watts a 4 ohms. Maxima Potencia Medida a 1 kHz con no mas de 0.1% THD: D-45: 20 watts a 16 ohms, 25 watts a 8 ohms, 35 watts a 4 ohms. D-75A: 25 watts a 16 ohms, 40 watts a 8 ohms, 55 watts a 4 ohms.

Potencia de salida en modo Bridge-Mono: Maxima Potencia Medida a 1 kHz con no mas de 0.1% THD: D-45: 70 watts a 8 ohms. D-75A: 110 watts a 8 ohms. Relacion seÒal-ruido (unweighted): (unweighted): 106 dB por debajo de la maxima potencia desde 20 Hz to 20 kHz. Impedancia de salida: 20 K ohms balanceado, 10 K ohms desbalancedo. Controles: Power, canales 1 y 2 con control por ranuras , switch puente dual/mono.

Conectores: Entradas: Balanceda tres-pines Neutrik combo XLR and 1/4-in. phone jack por cada canal. Salida: Cuatro terminales en linea (dos por canal) y headphone jack estereo. Alimentación : Estandard con clavija aterrizada de tres pines Dimensiones: 19 in. (48.3 cm) el estandard para montaje a rack de ancho , 1.75 in. (4.4 cm) de alto, 8.38 in. (21.6 cm) de largo para montaje en superficie. Net Weight: D-45: 9 lbs. 11 oz. (3.9 kg). D-75A: 9 lbs. 7 oz. (4.3 kg). Shipping Weight: D-45: 10 lbs. 9 oz (4.8 k g). D-75A: 11 lbs. 4 oz. (5.1 kg). Total Harmonic Distortion (THD): menor a 0.001% desde 20 Hz to 400 Hz y un incremento lineal de 0.05% para 20 kHz delivering rated power into 8 ohms/channel. Intermodulation Distortion (IMD): (60 Hz and 7 kHz 4:1) menor a 0.05% desde 0.01 a 0.25 watt y menor a 0.01% desde0.25 watts medido medido en 8 ohms/canal. Impedance de carga : Preparado de 4 a 16 ohms in Estereo y 8 a 16 ohms en modo Bridge-Mono. Realmente soporta todas las cargas

21. Monta el circuito de la figura 1.21 y calcula la potencia eficaz de un amplificador. Indica en una ficha las señales y valores obtenidos tanto a la entrada como a la salida. Compara los resultados obtenidos con las características técnicas del fabricante del amplificador que hayas utilizado.

Se trata de montar el circuito de la figura 1.21 de la página 23. Colocamos el generador a una frecuencia de 1Khz 1Khz como se muestra muestra en la figura. Colocamos un osciloscopio osciloscopio en la salida para observar la forma de onda. Vamos aumentando la señal de entrada hasta que en la salida alcancemos un valor máximo a partir del cuál la señal de salida se deforma. Medimos la tensión en la resistencia de salida que será del valor que nos indica el fabricante del amplificador, por ejemplo 8Ω, para saber la potencia eficaz del amplificador aplicamos:  P   RMS  =

V 2 (Obtenida )

8Ω

=

A continuación buscamos en el catalogo de dicho amplificador las características que nos indica el fabricante. 22. Mide la resistencia R de un altavoz con un polímetro. Anotad su valor. Este valor será el resistivo del altavoz, nunca su impedancia Z. - Busca en la tabla 1.3 su correspondencia con la impedancia Z. Anota su valor y justificad la variación. - Cambia las puntas del polímetro cuando se mide la resistencia, observar y explicad el efecto que se produce en el cono del altavoz.

Se trata de medir la resistencia de un altavoz con un polímetro. Imaginemos que nos ha marcado 6Ω. Nos vamos a la tabla 1.3 de la página 26 y determinamos que la impedancia del mismo es de 8Ω. Al intercambiar las puntas del polímetro en el altavoz observamos que el cono sale o entra, al revés en cada caso. Ello es debido a que los polímetros incorporan una pila de C.C en su interior y  polarizan el altavoz en uno u otro sentido. sentido. 23. Mide la resistencia de tres altavoces del taller. A continuación conéctalos en serie y mide su resistencia. Compara los valores teóricos con los obtenidos en la práctica.

Escogemos tres altavoces del taller, normalmente serán de 8 Ω que son los más genéricos. Por tanto:  Z T 

= 8 + 8 + 8 = 24Ω

24. Conecta los mismos altavoces del apartado anterior en paralelo y realizar la misma práctica del ejercicio anterior.

Si por el contrario los colocamos en paralelo:  Z T 

8 = = 2,6Ω 3

25. Conecta los mismos tres altavoces en conexión mixta. Realiza la misma práctica de los apartados anteriores.

En conexión mixta podemos encontrarnos múltiples configuraciones, se propone dos altavoces en  paralelo en serie con con el siguiente, para esta configuración obtendremos:

 Z  P  =  Z T 

8 = 4Ω 2

= 8 + 4 = 12Ω

26. Queremos realizar la instalación de una línea de altavoces de 70/100V, a la que tenemos que conectar 6 altavoces con una potencia total de 300 W en cada una de las 6 líneas. ¿Qué sección de cable deberemos utilizar en cada una de las líneas si las longitudes son: dos líneas de 70m, dos de 140m y dos de 280m?

Para la línea de 70 70 m la sección será de 0,75 mm 2 Para la línea de 140 m la sección será de 1,5 mm 2 Para la línea de 280 m la sección será de 4 mm 2 27. Explica alguna de las diferencias más importantes que te vas a encontrar para diseñar una instalación de sonido entre la pista polideportiva o sala de actos (biblioteca o similar) de tu escuela o instituto.

Evidentemente estamos planteando dos tipos de instalaciones totalmente diferentes como se explica en la página 33 del libro. Ambas instalaciones son de interior pero la pista polideportiva es de mayor tamaño. El tipo de sala es totalmente diferente, hay que tener en cuenta el mobiliario y las  personas que habrá en el local. Es importante tener en cuenta la reverberación, por tanto hay que cuidar el recubrimiento de las paredes.

Autoevaluación 1. ¿Qué área cubre un altavoz de techo?

La cobertura acústica depende del nivel de ruido, de las condiciones acústicas del recinto, de la altura de instalación y de las características del altavoz. En condiciones habituales de bajo ruido (~ 60 dB), una altura estándar de 3 m y un tiempo de reverberación muy bajo, un altavoz de techo estándar cubre entre 30 y 50 m2, en función de la uniformidad de cobertura acústica que quiera conseguirse. Si se instalan en pasillos habitualmente se deja un espacio entre altavoces de 5 ó 6 m. 2. ¿Cómo se conectan los altavoces al amplificador?

En instalaciones de megafonía se utiliza la salida de línea de 100 V del amplificador o etapa de  potencia, que permite la instalación en paralelo de tantos altavoces como sea necesario siempre que no se supere la potencia máxima entregada por el amplificador. 3. ¿Qué cable hay que utilizar para conectar los altavoces?

La señal de audio transmitida tiene un ancho de banda de 20 a 20.000 Hz y valores de pico de 100 V en caso de transmisión a máxima potencia. El cable debe ser de dos conductores de sección suficiente para evitar una pérdida de potencia superior al 10% de la potencia total entregada, teniendo en cuenta la distancia a la que se conectan los altavoces. Por tanto, en función de la potencia y la distancia se obtienen las secciones recomendadas de sección: por ejemplo, un amplificador de 120 W con sección de 2,5 mm2 permite la conexión de altavoces a unos 300 m.

4. ¿Qué tipo de entradas encontrarás en el amplificador?

En megafonía se trabaja habitualmente con tres tipos de entrada: De micrófono: -60 dB (0,775 mV, 600 ohm) De auxiliar: -20 dB (100 mV, 1 kohm) De 0 dB (775 mV, 600 ohm) La señal de 0 dB se utiliza para conectar equipos entre sí, en algunos pupitres microfónicos y en sistemas microprocesador. Es una señal mucho más robusta que las de auxiliar y micrófono. Cada tipo de señal debe conectarse a la entrada adecuada: si se conecta un micrófono en una entrada de auxiliar o de 0 dB no se escucharía nada, si se conecta una fuente musical en una entrada de micrófono se saturaría el amplificador... El preamplificador programable PM-612 y los amplificadores de la serie PA disponen de entradas de sensibilidad programable, y admiten cualquier tipo de señal de entrada. 5. ¿Qué cable debo utilizar para conectar los micrófonos?

Los micrófonos entregan señales eléctricas muy débiles (del orden de pocos mV), y cualquier ruido que capte el cable interfiere con facilidad la señal. Los elementos eléctricos, como interruptores o fluorescentes, y las líneas eléctricas son las responsables en muchas ocasiones del ruido de fondo de los micrófonos. Para evitar estos problemas se utiliza cable con apantallamiento de cobre al 80% (mínimo) de uno o dos conductores, según sea la señal asimétrica o simétrica. 6. ¿Es necesario alimentar a los micrófonos?

Los micrófonos con cápsula electret necesitan polarización. Pueden alimentarse directamente con una fuente de alimentación, añadiendo un hilo más para llevar la tensión de alimentación, o puede superponerse en los mismo hilos de señal, técnica conocida como alimentación phantom por la ausencia de cables específicos para la alimentación. Los micrófonos con alimentación phantom deben conectarse a equipos que proporcionen esta alimentación. 7. ¿Qué es la prioridad de avisos?

En los sistemas de megafonía, cuando se produce un aviso, ya sea grabado o en directo desde un micrófono, se debe detener el programa musical. Los amplificadores integrados, por ejemplo, disponen de esta función que atenúa o detiene la señal de las entradas auxiliares y sólo dejan pasar las señales presentes en las entradas de micrófono. Las técnicas utilizadas habitualmente son dos:  por umbral de audio audio –vox control- o por por contacto de entrada. entrada. 8. ¿Qué es la seguridad de avisos?

En los sistemas de megafonía, cuando se produce un aviso, la señal emitida debe escucharse en todas las zonas de altavoces, incluso en las controladas por un atenuador, aunque esté a cero. Los atenuadores de la serie AV disponen de esta función y se conectan con una manguera de tres conductores a la central de megafonía.

9. ¿Qué es el efecto larsen?

Se trata del fenómeno de la realimentación acústica, que se produce por la proximidad entre micrófonos y altavoces en una instalación de audio. El sonido captado por el micrófono y emitido  por un altavoz vuelve a ser captado por el micrófono y se amplifica nuevamente, generando un  bucle realimentado que finalmente satura el amplificador y produce el denominado pitido de realimentación, habitualmente a determinadas frecuencias. La solución es variar la situación de micrófono y altavoz, ecualizar adecuadamente la señal de audio o instalar un desacoplador o antiLarsen que busque y trate las frecuencias problemáticas (las varía ligeramente y evita la realimentación). 10. ¿Cómo hay que conectar una señal estereofónica a una entrada monofónica?

Los dos vivos, de los canales derecho e izquierdo, deben unirse directamente o mediante resistencias de 10 kohm, para evitar daños en la fuente de sonido. Las mallas de los dos canales se unen directamente. 11. ¿Qué niveles de ruido son los habituales?

En los locales silenciosos —como zonas residenciales, calles de poco tránsito u hospitales—, el nivel de ruido es de 40 ~ 50 dB. Las zonas de ruido normal —como oficinas o viviendas—, tienen un nivel de ruido de 50 ~ 65 dB. En entornos ruidosos —como supermercados o calles transitadas—, el nivel de ruido es de 65 ~ 80 dB. Hay entornos muy ruidosos —como algunas industrias o zonas de aeropuertos—, en los que el nivel de ruido puede alcanzar los 90 ~ 100 dB, con daños para el oído en exposiciones largas. 12. ¿Qué relación señal-ruido es necesaria para garantizar una buena inteligibilidad d e la palabra?

En locales cerrados se necesita una SNR de 25 dB (y un tiempo de reverberación inferior a 2 segundos). Si el tiempo de reverberación es menor, en locales bien acondicionados acústicamente, es suficiente una SNR de 15 dB. En locales abiertos es suficiente la SNR de 15 dB, al ser los tiempos de reverberación muy bajos. 13. ¿A qué distancia deben pasarse los cables de la in stalación de megafonía de los cables eléctricos?

Si son líneas de micrófono deben situarse a 1 m de las líneas eléctricas de 230 V CA, 60 cm de las líneas de altavoces y 30 cm de las líneas de 0 dB. Si son líneas de altavoces, deben situarse a 2 m de líneas de alta tensión, a más de 40 cm de líneas eléctricas de 230 V CA, a 30 cm de las l as líneas de 0 dB y a 60 cm de las líneas de micrófono. 14. ¿Puedo usar la red de ordenadores de mi empresa para enviar avisos de megafonía?

Sí, utilizando sistemas de control de megafonía de diferentes proveedores, por ejemplo utilizando el SMP250 de Optimus, es posible equipar a los ordenadores en red de un programa que los convierte en pupitres microfónicos virtuales. El envío de la señal de audio y de control se realiza con  protocolos de audio audio sobre IP. 15. Práctica de sonido y megafonía. Dibuja el plano en planta de tu casa, y diseña el esquema de la instalación de una central de sonido y megafonía. Puedes buscar información en catálogos y/o en Internet de algunas empresas dedicadas a la fabricación de este material. Por ejemplo, con materiales Niessen puedes encontrar información de las características de los diferentes elementos que la componen y los posibles esquemas de montaje.

Se adjunta plano de vivienda para facilitar la labor del profesor y entregar un modelo único de plano de vivienda,

http://search.abb.com/library/ABBLibrary.asp?DocumentID=1TXA600008C0701_03_CONFORT&LanguageCode=es&DocumentPartId=&Action=Launch http://search.abb.com/library/ABBLibrary.asp?DocumentID=1TXA600008C0701_13_ESQUEMAS_MANUAL ES&LanguageCode=es&DocumentPartId=&Action=Launch http://www.abb.com/Product/seitp329/d54bdd4b821cea00c1257122005cc005.aspx?productLanguage=es&countr y=ES&tabKey=1

Además de los enlaces propuestos para encontrar manuales completos de fabricantes, se sugiere al  profesorado que visite la siguiente página web del fabricante UDE, donde encontrará soluciones de sonido de diferentes tipos de instalaciones, para poder proponer más ejercicios al alumnado. Lo encontará en el link de UDE: http://www.ude-audio.com  , en el apartado de servicios y en el subapartado aplicaciones. A modo de ejemplo se indica la instalación de un camping.

Unidad didáctica 2. Instalación de antenas Actividades 1. Explica las diferencias que hay en la elaboración y emisión de señales analógicas y digitales.

En la elaboración: las señales analógicas se forman directamente mediante las “señales fuente” es decir las señales originales de audio y video; las señales digitales se crean mediante la cuantificación de las señales originales de audio y video. En la emisión: las señales analógicas emplean modulaciones donde la señal a transportar modifica  parámetros como amplitud amplitud o frecuencia de una una señal portadora; portadora; las señales digitales hacen viajar, en códigos binarios, las señales de audio y vídeo modificando parámetros de amplitud y fase de la  portadora. 2. Escribe la definición de las palabras siguientes: •

• • • •

• • •

•

 Impedancia:

Resistencia al paso de la corriente eléctrica y que es la suma vectorial de componentes capacitivos, capacitivos, inductivos y resistivos. Depende Depende de la frecuencia de la señal y se mide en ohmios ( Ω)  Longitud de Onda : Distancia entre dos puntos de la onda con mismos valores de amplitud y fase. Se mide en unidades de longitud.  Nivel eficaz : Valor equivalente de un parámetro eléctrico en corriente continua que genera la misma potencia que una señal en corriente alterna.  PAL: estándar de televisión analógica. Sus siglas significan  Phase Alternating Line en español línea alternada en fase.  Multiplexación: Técnica que permite la utilización de un mismo medio para la transmisión de varias señales. Existen diferentes tipos aunque los más utilizados son la multiplexación temporal (entrelazar diferentes señales en tiempos direrentes) y la multiplexación en frecuencia (posicionar en diferentes frecuencias las señales a transmitir).  Desmodulación: Recuperación de la señal original transmitida mediante la modulación de una portadora. VHF : siglas de Very High Frecuency. Banda de señal que comprende las freuencias de 47 a 470MHz.  FM : siglas de Frecuencia Modulada. Modulación en la que el parámetro a variar de la  portadora es su frecuencia. frecuencia. También se suele emplear emplear el término FM para definir definir la banda de señal que comprende las frecuencias de 87 a 108MHz por ser la banda de transmisión de señal de radio modulada en FM. Estrictamente esta banda se define como Banda II. SCATV : siglas de Small Cable Television. Técnica para la distribución de señales en instalaciones de Televisión por cable. También se emplea el término SCATV para definir la  banda de señal que comprende las frecuencias de 5 – 860MHz por ser la banda empleada en las instalaciones indicadas.

3. Relaciona los tipos de modulación más indicados para la transmisión de señales con los sistemas de televisión indicados:

FM---> TV analógica satélite. QPSK---> TV digital satélite. COFDM---> TV digital terrestre. QAM---> TV digital por cable AM---> TV analógica y radio en modulación de amplitud 4. Identifica los diferentes elementos que componen la instalación de televisión de tu casa o edificio. Dibuja un esquema con todos ellos.

Respuesta libre 5. Completa la siguiente tabla indicando las ventajas e inconvenientes de los diferentes tipos de antenas:

Tipo

Ventaja

Inconveniente

Yagi

directividad

poco ancho de banda

DAT

directividad y ancho de banda

Panel

ancho de banda

poca directividad

Logarítmicas

ancho de banda

poca directividad y ganancia

Electrónicas

ganancia

poca directividad y telealimentación

6. Explica en qué consiste la relación C/N y BER, y qué importancia tiene en una instalación de antena.

C/N es la diferencia entre la portadora de una señal, analógica o digital, y el ruido. En función de la modulación empleada, la cantidad de ruido afectará en mayor o menor medida la desmodulación de la señal. El BER es la tasa binaria de errores de una señal digital ya desmodulada, la cuantificación de los  bits erróneos recibidos. recibidos. Ambos parámetros indican la calidad de la señal recibida y, en señales digitales, están ligados. 7. Completa la tabla siguiente indicando en qué circunstancias es recomendable acudir a alguno de los recursos siguientes para mejorar la captación de la señal.

Recurso

Cuándo se deben utilizar

Qué beneficios proporcionan

Apilamiento

presencia de ecos o doble imagen

-mejora directividad

Amp.Bajo Ruido

señales muy débiles

-aumenta señal de entrada amplificadores de distribución

MRD

señales digitales débiles

-aumenta cobertura TDT sin riesgos de intermodulación con señales analógicas

en

8. Explica en cada uno de los casos siguientes qué soluciones propondrías: •

Estás instalando una antena para la TDT y no consigues descodificar todos los canales. Mides niveles y algún múltiple digital llega débil, mientras que los canales analógicos llegan con niveles aceptables:

- INSTALACIÓN MRD EN UNA ANTENA DAT •

En un tejado hay instalada una antena de tipo panel y la señal de la TDT no se llega a descodificar aunque los niveles son óptimos. A cierta distancia, y a más de 45º respecto al repetidor de televisión, se divisa un emisor de telefonía móvil

- INSTALACIÓN DE UNA ANTENA DIRECTIVA (por ejemplo DAT45) •

En un edificio se requiere recibir emisiones de dos repetidores con una única antena. Ambos están separados configurando un ángulo mayor de 60º

- INSTALACIÓN DE UNA ANTENA DE PANEL (asegurando el lóbulo de radiación secundario hacia el repetidor de más potencia). 9. Tienes que instalar una antena en el tejado o terraza de tu casa. Indica todas las consideraciones mecánicas que tendrías en cuenta. •

Buscar un lugar alejado de obstáculos, fuentes de interferencias y líneas eléctricas donde en el que se tenga señal directa del repetidor a captar.

•

Una vez conocido el tipo y número de antenas a instalar, idear qué método de fijación de mástil es el idóneo: - Torreta: se empleará si hay que conseguir una altura específica para librar la captación de obstáculos, si se necesitan varias antenas o si el emplazamiento está afectado por presencia de fuertes vientos. - Fijaciones en pared o chimenea: si no hay que ganar altura y si el emplazamiento no está afectado por presencia de fuertes vientos.

10. Respecto al ejemplo 2.2 qué otras opciones hubiese podido adoptar en los siguientes casos: a) si el nivel relativo entre el canal 60 y el múltiple digital 59 no superase los 5dB y al ajustar el nivel de salida se produjesen interferencias entre ellos.

El canal analógico hay que amplificarlo mediante un módulo selectivo. Se empleará un módulo selectivo para el múltiple TDT si la integridad del múltiple no se ve afectada (se trata de una  prueba de fallo/error evaluado mediante la medida del del CBER). En caso de fallo, habrá habrá que tratar el múltiple digital mediante un procesador. Ventajas: se conseguirá la tensión de salida oportuna sin intermodulación. Inconvenientes: se incrementa el precio de la instalación. b) Si en vez de una comunidad de vecinos se tratase de un hotel donde no consideran oportuno dotar a cada habitación de un receptor TDT.

Instalación de transmoduladores digitales COFDM/PAL Ventajas: no hay necesidad de receptores TDT y todas las tomas tienen disponibles todos los canales. Inconvenientes: incremento del precio de la instalación. No están disponibles funciones típicas de la distribución transparente como la elección de idiomas, etc.

11. Busca en catálogos de fabricantes diferentes tipos de amplificadores. Describe sus características .

Identificar parámetros como: tipo de instalación, tipo de alimentación a utilizar, tipo de conexionamiento, ganancia, número de entradas, regulación de ganancia en cada entrada, bandas asociadas a cada entrada, figura de ruido, r uido, etc. 12. Busca en Internet y calcula el azimut, la elevación y la polarización para instalar un reflector parabólico en Toledo, Vigo y Tenerife que esté captando el satélite Hotbird1.

Realizar la búsqueda 13. Realiza el proceso de orientación que deberías poner en práctica en tu casa, escuela o instituto si tuvieses que instalar un reflector parabólico para captar las señales el satélite Astra2D. •

Localizar en Internet la cobertura del satélite en tu zona y obtener la PIRE recibida.

•

En función del tipo de instalación a realizar establecer una C/N mínima en recepción.

•

Mediante el gráfico de la fig.2.20 calcular el diámetro del disco a utilizar. util izar.

•

Obtener datos de Azimut, Elevación y Polarización en Internet, para el satélite a recibir y la localidad de recepción.

•

Localizar un emplazamiento sin obstáculos y cercano al punto de instalación del receptor.

14. La comunidad de vecinos del ejemplo 2.2 puede optar por instalar un sistema de TV Satélite. Las opciones que se plantean son: - Distribución en FI - Transmodulación Explica qué hay que instalar en cada caso en la cabecera y en las viviendas.

- Distribución en FI:  comprobar si la red de distribución es compatible con la banda de FI. Si no lo es habrá que cambiar derivadores, repartidores, tomas y hasta tramos de cable. Habrá que incorporar un amplificador de FI en la cabecera. En las viviendas, comprobar si existe algún elemento en la red interior que no sea compatible con la FI.

- Transmodulación:  se instalaría un transmodulador por canal que se quiera obtener. Se habrá de dotar a la cabecera de módulos extra para los l os nuevos canales generados. En la vivienda sólo habrá que sintonizar en los televisores t elevisores los nuevos canales. 15. Consulta en una tienda de electrónica diferentes receptores de TVSAT, compara sus características y sus precios.

Identificar parámetros como: número de LNB's que pueden conectarse, inclusión de protocolo DiSEqC, número de memorias, presencia de modulador de salida, dotación de conexionamiento (RS232 para actualización de firmware, scart, RCA, salida óptica, etc)

16. Considerando el esquema de la figura 2.34 hacer el cálculo de la instalación para el caso en el que los derivadores estuviesen en una única línea (sin el repartidor de cabecera). Asignación de derivadores: Planta 5: ref.5447 Planta 4: ref.5446 Planta 3: ref.5446 Planta 2: ref.5445 Planta 1: ref.5445 Planta baja: ref.5425 Tomas: ref.5226

Siguendo el guión de los puntos a seguir: -PUNTOS 1 Y 2. Están marcados ya por el esquema establecido. -PUNTO 3. Localización de la toma de mayor pérdida. El derivador situado en la planta 1 es el que acumula mayores pérdidas. Ello es debido a que es el más alejado de la cabecera y el último antes de un cambio de referencia. Además, el que le sigue es un derivador de 2D, de pérdidas inferiores. Dentro de la vivienda, se sigue el mismo criterio que en el esquema planteado en el texto y así, la toma de mayores pérdidas es la situada en el dormitorio 1. -PUNTO 4. Localización de la toma más favorecida. El derivador de la planta 5 es el más cercano a la cabecera pero, teniendo en cuenta frecuencias de UHF, sus pérdidas de 25dB son superiores a la del derivador de la planta siguiente quien acumula la pérdida propia de derivación (20dB) más las de paso del derivador anterior (1,3dB). Efectivamente en FI la cuenta es diferente, ya que la toma más favorecida pudiera estar en la última planta. Elegir el criterio de la UHF es más universal pues los niveles mínimos y máximos en FI también están influenciados por los receptores a utilizar. Así, el derivador de menor pérdida está situado en la planta 4. La toma más favorecida, al igual que en el ejemplo del texto, es la cocina. -PUNTO 5. Cálculo de pérdidas hasta la l a toma más desfavorable:

-PUNTO 6. Niveles mínimos: Vout_Mín@47MHz = 60dBµV + 43,38dB = 103,88dBµV Vout_Mín@860MHz = 60dB µV + 45,9dB = 105,9dB µV Vout_Mín@950MHz = 47dB µV + 51,18dB = 98,18dBµV Vout_Mín@2150MHz = 47dB µV + 56,72dB = 103,72dB µV

-PUNTO 7. Cálculo de pérdidas hasta la toma más favorable:

- PUNTO 8. Niveles máximos: Vout_Máx@47MHz = 80 dB µV + 34,94dB = 114,94dBµV Vout_Máx@860MHz = 80dBµV + 36,2dB = 116,2dB µV Vout_Máx@950MHz = 77dBµV + 38,44dB = 115,44dB µV Vout_Máx@2150MHz = 77dB µV + 43,66dB = 120,66dB µV 17. Conecta un medidor de campo en el conector macho de una toma donde haya servicio de RTV y realiza las instrucciones siguientes:

Actividad práctica.

Autoevaluación 1. La constante  c en ondas de radiofrecuencia vale: ) 300.000 kilómetros por segundo. a  b) 340 kilómetros por segundo. c) 300.000 metros por segundo. d ) 340 metros por segundo. 2. La combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión es denominada: a) Modulación. b) Filtraje. c) Codificación. ) Multiplexación. d  3. El sistema de televisión analógica utilizado en España es: a) NTSC. ) PAL. b  c) SECAM. d ) Ninguno de ellos. 4. El tipo de modulación utilizado para la transmisión de TV digital terrestre es: ) QPSK. a  b) FM. c) COFDM. d ) QAM.

5. El nivel de señal mínimo en antena de TV terrestre analógica es de: a) 75 dBµV. b) 45 dBµV. ) 57 dB V. c  d ) 120 dBµV. 6. ¿Qué tipo de antena terrestre se caracteriza por tener una buena directividad y un escaso ancho de  banda? a  ) Yagui. b) DAT. c) De panel. d ) Logarítmica. 7. La diferencia entre el nivel de señal y el nivel de ruido recibe el nombre de: a) Ganancia. b) Ancho de haz. c) Relación delante/detrás ) Relación C/N. d  8. ¿Qué tipo de amplificador se caracteriza por no tener toma de alimentación y una potencia, utilizándose para instalaciones individuales de pocas tomas? a) Centrales de línea. ) De banda ancha de mástil. b  c) Centrales multibanda de cabecera. d ) De amplificación separada. 9. La solución más idónea en caso de señal TDT con varios múltiples y una diferencia de nivel superior A 10 dB es: a) Amplificador monocanal. b) Procesador de canal ) Amplificador multicanal. c  d ) procesador en el múltiple digital. 10. El LNB es un elemento que se encuentra en… a) El reflector parabólico. b  ) La unidad externa. c) En la cabecera de amplificación. d ) Es un elemento mecánico. 11. La orientación en el plano horizontal respecto al norte se denomina: a  ) Azimut. b) Elevación. c) Polaridad. d ) Directividad. 12. El dispositivo que sirve para demodular una información recibida y modularla con un esquema diferente se llama: a) Modulador. b) Demodulador. c) Conversor. d  ) Transmodulador. Transmodulador.

13. Los elementos de la red de reparto a través de los que el usuario final accede a la señal son: ) Las tomas de usuario. a  b) Los PAU. c) Los repartidores. d ) Los derivadotes. 14. El valor máximo de BER que se puede permitir es: a  ) 3E-2. b) 5 E-2. c) 8 E-2 d ) Depende de la modulación empleada.

Unidad didáctica 3. Instalaciones de telefonía e intercomunicación Actividades 1. A partir de una línea telefónica, instalar in stalar un teléfono supletorio y dibujar las conexiones en la roseta utilizada.

2. Responde las preguntas siguientes: ¿Qué es la BAT?

La BAT, o Base de Acceso Terminal, es el conector que se encarga de unir la red interior con cada uno de los terminales telefónicos. ¿Para que sirve el conmutador de test del PAU?

Sirve para comprobar la instalación hasta la “red de dispersión”. A partir de aquí nos encontramos con la “red interior de usuario”. ¿Qué diferencia hay entre la marcación por tonos y la marcación por pulsos?

En la marcación por pulsos o decádica, transmitiremos el mismo número de pulsos que representa el dígito a marcar, en cambio, en la marcación por tonos se envía un tono por cada dígito marcado. ¿Cuántos contactos hay en un RJ-11?

4 contactos. 3. Busca información de los diferentes conectores que podemos encontrar en telefonía.

Los conectores que se pueden encontrar son los siguientes: RJ45, RJ11, RJ12.

4. A partir de una línea ADSL con router y 2 PCs, realiza el conexionado de los elementos para que estos puedan salir a Internet. Pide ayuda a vuestro profesor si se ha configurar el acceso a redes en los PCs.

5. responde las siguientes preguntas: ¿Qué dos tipos de conectores de telefonía nos encontramos en una instalación ADSL?

RJ12 para terminales telefónicos y RJ45 para terminales de datos (PCs). ¿Qué diferencia a nivel de cable existe entre la red de datos y la red de voz?

En la red de voz se utiliza cable de 2 pares y en la de datos cable de 4 pares. ¿Cuál es la función del splitter?

Separar la red de voz de la red de datos. ¿Para que sirven los microfiltros?

Sino hay splitter, necesitamos los microfiltros para que se pueda hablar correctamente por el terminal telefónico. Elimina los datos a la entrada del Terminal telefónico. t elefónico. 6. Con ayuda de Internet, dar una relación de los diferentes productos ADSL que se pueden contratar, con que operadoras y a qué precio.

Un lugar de referencia r eferencia para comenzar puede ser http://www.adsl4ever.com/ 7. A partir de un Bus U: Conectar el TR1 y realizar una instalación en bus pasivo corto de dos ramales y un terminal por ramal

Puedes ver las  figuras 3.29 y 3.30 del libro. Haciendo pruebas con el cruce de cables y las resistencias terminadoras, observa que sucede en cada uno de los posibles casos. -

-

-

La primera comprobación es la de no cortocircuito. Para ello, quitamos las resistencias terminadoras y medimos con el polímetro en una de las rosetas. Todas las combinaciones entre cables deberían dar una impedancia infinita. La segunda comprobación es la de impedancia correcta y conexión correcta. Para ello, volvemos a colocar lar resistencias y en cualquier caso, la impedancia entre los terminales 3-6 y 4-5 ha de ser siempre de 100 ohms. La última comprobación es la de no inversión de polaridad. Aunque la medición anterior sea correcta, no debemos obviar el cruce entre los hilos 3 y 6 o 4 y 5. Ahora mediremos entre extremos del 3 (o bien del 6) y debería dar continuidad. Lo mismo sucede con el 4.

8. Responde las siguientes preguntas: ¿Qué cable se utiliza en una instalación RDSI?

Cable UTP. ¿Es importante la polaridad en una instalación in stalación RDSI? Justificarlo

Sí. Más que la polaridad, está el hecho de que cada pin del conector cumple una función concreta y no podemos intercambiarlos entre los extremos de forma aleatoria. Si queremos aprovechar una FAX de tipo 2 en nuestra instalación, ¿Qué necesitamos?

 Necesitamos un Terminal Adapter que permita conectar ese dispositivo analógico a la red digital. ¿Qué diferencia hay entre un canal B y un canal D?

Principalmente, el canal B es el que transporta los datos y el D la señalización. ¿Qué diferencia hay entre interfaz S/T y T?

Que en el interfaz S/T podemos conectar directamente equipos terminales y en el T necesitamos el NT2 para poder disponer de una interfaz S. 9. De acuerdo a lo que establece el reglamento de la ICT ¿Cuantos pares hay en las regletas de salida de un bloque de pisos dividido en 10 viviendas y 2 locales comerciales?.

10 viviendas x 2 líneas = 20 líneas 2 locales x 3 líneas = 6 líneas lí neas Previsión de demanda = 20 líneas + 6 líneas = 26 líneas. Red distribución = 26 líneas x 1,4 = 36,4 líneas.  Normalizando cable: cable: 36,4 líneas ≈ 50 pares. 10. Responde las siguientes preguntas: ¿Qué servicios transportan cada uno de los 8 tubos de la canalización externa?

4 TB, 1 RDSI, 1 TLCA, 2 reserva. ¿En que lugar se colocaría el TR1 de un acceso básico?

 Normalmente se sitúa en el domicilio del usuario. usuario. ¿Cuándo es posible utilizar un solo tubo para telefonía en la canalización principal?

Cuando el nº de PAUs ≤30. ¿Cuántos tubos tiene la canalización secundaria si tenemos más de 6 viviendas por planta?

6 tubos (1 para TB+RDSI, 2 para TLCA, 2 para RTV, 1 reserva). 11. A partir de la centralita Netcom Básica 4/8: Realizar la conexión de una línea exterior y 3 extensiones. Comprobad su funcionamiento son los parámetros por defecto en cuanto a la programación. La extensión 11 es una extensión obligatoria, por ser ésta la extensión inicial de programación. Documentar el montaje anterior utilizando software del tipo Visio o Dia y trabajando por capas para la estructura del inmueble, los elementos y el cableado.

Dia es un programa gratuito que se puede descargar del enlace http://dia-installer.de/download.html

12. Responde las preguntas siguientes: ¿Qué es habitual encontrar, mayor número de líneas externas o m ayor número de extensiones?

Mayor número de extensiones. ¿Cuál es la diferencia entre una centralita analógica y una centralita digital?

Aunque, por supuesto, la circuitería interna contiene gran parte de electrónica digital, las centralitas analógicas no permiten el uso de líneas digitales. ¿Qué característica principal define una centralita híbrida?

Soportan tanto líneas analógicas como digitales. ¿Qué llamadas no se tarifican en una instalación de telefonía con centralita?

Las llamadas internas o entre extensiones. ¿Dónde NO se debe colocar una centralita?

Cerca de fuentes de calor y/o campos electromagnéticos. 13. Para la instalación de una oficina con 6 puestos de trabajo, dar la relación y la cantidad de los elementos que han de formar parte de la instalación de voz y datos sabiendo que tienen una centralita con 3 líneas externas y 6 extensiones y salen a Internet mediante un router de 4 puertos.

− Armario de telecomunicaciones. telecomunicaciones. − Router. − Centralita. − 1 switch de 8 puertos. − 12 Rosetas RJ45. − 2 Patch panel con 12 rosetas cada uno. Uno para telefonía y otro para datos. − 1 patch panel de 8 rosetas para llevar las líneas de telefonía al armario y la DSL − 12 latiguillos para los puestos de trabajo. − 12 latiguillos para el armario. − 3 latiguillos para conectar las líneas a la centralita. − 1 latiguillo para conectar la linea DSL al router. − 1 latiguillo para conectar el router con el switch. Como ejercicio complementario, se puede realizar el esquema de la instalación. 14. Responde las preguntas siguientes: ¿Qué partes conecta el cableado vertical?

Conecta el cuarto de equipos con la red de alimentación. ¿Qué tipo de cable se emplea en los latiguillos del área de trabajo?

UTP cat 5e. ¿Cuál es la distancia máxima que se puede alcanzar con un segmento de cable?

90 metros. ¿Qué contiene el armario de telecomunicaciones?

Routers, switches, y elementos pasivos que permiten pasar del cableado vertical al horizontal. ¿Qué aparato mide el NEXT en una instalación?

Certificador de cable.

15. De acuerdo al esquema que se presenta a continuación: Dibujar el esquema multifilar.

Realizar el montaje práctico del mismo. Consultando la documentación de FERMAX en su página web, realizar el listado completo de materiales necesarios para la instalación .

MATERIAL NECESARIO: - En las viviendas: T1, T2, ...Tn Teléfonos CityMax Ref.: 8044 - En zona común interior: A1 Alimentador Audio Ref.: 8787 - En la calle: 2AP202 F1 Abrepuertas Ref.: 2911 (Extraído del catálogo de FERMAX)

16. Realizar las modificaciones necesarias en el esquema para añadir otro teléfono y una cancela de acceso antes de la puerta principal.

La solución más sencilla es añadir otro abrepuertas en paralelo pero de Ref. 2909, que permanece desbloqueado,tras desbloqueado,tras ser activado, hasta que la l a puerta es empujada. Éste abrepuertas lo colocaremos en la puerta principal.

17. De acuerdo al esquema que se presenta a continuación: Dibujar el esquema multifilar.

Realizar el montaje práctico del mismo.

Consultando la documentación de FERMAX en su página web, realizar el listado completo de materiales necesarios para la instalación. MATERIAL NECESARIO: - En las viviendas y plantas: M1, M2, ...Mn Monitor Citymax Export Ref.: 8023 D2.1, ...,D2.n Distribuidor Video Ref.: 2448 Se supone una distribución de 2 monitores por planta.

- En zona común interior: A1 Alimentador Audio Ref.: 8787 A3 Alimentador Vídeo Ref.: 88302 Un alimentador Ref. 88302 por cada 60 monitores.

- En la calle: P1 Placas de calle Combinación necesaria . No olvidar telecámara Ref. 8028

F1 Abrepuertas Ref.: 2911 (Extraido del catálogo de FERMAX)

18. Realizar las modificaciones necesarias en el esquema para añadir otro monitor y una cancela de acceso antes de la puerta principal.

En este caso, el abrepuertas adicional es idéntico al ejercicio 4 del apartado anterior. La conexión de un monitor adicional en uno de los pisos quedaría como sigue:

Unidad didáctica 4. Sistemas de seguridad

Actividades 1. Define cuál es la finalidad de los sistemas de seguridad .

La necesidad de protecciones y seguridades de bienes y personas, Por eso, para proteger vidas y disminuir pérdidas materiales, se ha comenzado a recomendar, en algunos casos, y a exigir, en otros la instalación y la aplicación aplicación de sistemas sistemas de seguridad y  prevención, con el fin de detectar cualquier incidencia y poder dar soluciones o atajar problemas lo mas rápido y efectivamente posible. 2. Enumera y clasifica por grupos las diferentes soluciones de sistemas de seguridad .

Sistemas de seguridad de obligado cumplimiento como: - Sistemas de seguridad de Iluminación. - Sistemas de seguridad de alarmas de incendios. Exigencia de las empresas sobre todo de aseguradoras los han convertido en necesarios u obligatorios para poderse hacer cargo de los mismos como: - Sistemas de seguridad de alarmas contra robo Y otros que buscan, sobretodo, la seguridad y el bienestar de las personas y la seguridad de los muebles e inmuebles inmuebles como: - Sistemas de seguridad con aplicación domótica. - Sistemas de vigilancia de procesos industriales. 3. ¿En qué centros y locales se deben emplear los sistemas de seguridad?

Se ha comenzado a exigir en determinados centros como teatros, hospitales, colegios, almacenes, centros comerciales, entidades de crédito, viviendas, etc., a los que se les dado el nombre de lugares de pública concurrencia. También se recomienda su presencia en otros lugares como oficinas, museos, archivos, instalaciones industriales, etc., que están también expuestos a peligros, sobretodo de incendios. Es igualmente recomendable el empleo de estos equipos, con el fin de detectar y atajar inmediatamente los siniestros, así como la evacuación en las mejores condiciones . Se ha comenzado comenzado a extender la utilización utilización conjunta de todos los sistemas en en uno con gran aplicación en la vivienda de forma conjunta todos ellos, de seguridad y confort, a lo que se les l es ha dado el nombre de sistemas domóticos.

4. Enumera y define los organismos que legislan sobre los sistemas de seguridad.

- NBE-CPI/96. Normas básicas de edificación sobre condiciones de protección contra incendios en los edificios.

- NBE. Normas Básicas de Edificación. - RIPCI. Reglamento de Instalaciones de Protección Contra Incendios. - RIPCREI. Reglamento de Instalaciones de Protección Contra Robo e Intrusión. - NORMAS UNE (Una Norma Española). - NORMAS EN. Normas Europeas. - REBT.ITC. Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, y las Instrucciones Técnicas Complementarias. - Ordenanzas municipales. - Otras Normas: CEPREN, NFPA, ITSEMAP... 5. Realiza un cuadro como el del punto 4.2.1. y define cada uno de los alumbrados que intervienen en un sistema de seguridad de iluminación.

Sistemas seguridad de iluminación Alumbrado de Emergencia Todo tipo de instalaciones especiales realizadas en un edificio, distintas de la iluminación general.

Alumbrado de seguridad Es el alumbrado de emergencia está previsto  para garantizar la seguridad seguridad de las personas que evacuen una zona o que tengan que terminar un trabajo potencialmente  peligroso antes de abandonar la zona.

Alumbrado de evacuación Es la parte del alumbrado de seguridad previsto para garantizar el reconocimiento y la utilización de los medios o rutas de evacuación cuando los locales estén o puedan estar ocupados.

Alumbrado ambiente o anti-pánico Es la parte del alumbrado de seguridad previsto para evitar todo riesgo de pánico y proporcionar una iluminación ambiente adecuada que permita a los ocupantes identificar y acceder a las rutas de evacuación e identificar obstáculos. Alumbrado de zonas de alto riesgo Es la parte del alumbrado de seguridad previsto para garantizar la seguridad de las personas ocupadas en actividades potencialmente  peligrosas o que trabajan en un entorno peligroso. Permite Permite la interrupción de los trabajos con seguridad para el operador y para los otros ocupantes del local. Alumbrado de reemplazamiento Es la parte del alumbrado de emergencia que permite la continuidad de las actividades normales.

6. Define y relaciona los diferentes conceptos de los alumbrados que intervienen en un sistema de seguridad de iluminación. Tipo de alumbrado

Qué debe garantizar

Iluminación que debe proporcionar En rutas de evacuación una iluminancia mínima de 1 lux.

Evacuación El reconocimiento y la utilización de los medios o rutas de evacuación.

En los puntos en los que estén situados los equipos de las instalaciones de protección la iluminancia mínima será de 5 lux.

Relación de iluminación

Cuándo Tiempo de debe funcionamiento funcionar

Máxima y la Cuando se mínima en el eje  produzca el Como mínimo, durante una de los pasos fallo de la  principales será alimentación hora. menor de 40. normal.

Evitar todo riesgo de  pánico y proporcionar una iluminación ambiente Ambiente o adecuada que permita a los antipánico ocupantes identificar y acceder a las rutas de evacuación e identificar obstáculos. La seguridad de las  personas ocupadas en actividades potencialmente  peligrosas o que trabajan De zonas de en un entorno peligroso. Alto riesgo Permite la interrupción de los trabajos con seguridad  para el operador y para los otros ocupantes del local.

Una iluminancia horizontal mínima de 0,5 lux en todo el espacio considerado, desde el suelo hasta una altura de 1 m.

Mínima de 15 lux o el 10% de la iluminancia normal, tomando siempre el mayor de los valores.

La relación entre Cuando se la iluminancia máxima y la  produzca el Como mínimo fallo de la mínima en todo el espacio alimentación durante una hora. considerado será normal. menor de 40.

La relación entre la iluminancia Cuando se máxima y la  produzca el mínima en todo fallo de la el espacio alimentació considerado será n normal. menor de 10.

Como mínimo, el tiempo necesario para abandonar la actividad o zona de alto riesgo.

7. Enumera los locales o recintos en que debe instalarse alumbrado de emergencia.

- En todos los recintos cuya ocupación sea mayor de 100 personas. - Los recorridos generales de evacuación de zonas destinadas a usos residencial u hospitalario, y los de zonas destinadas a cualquier otro uso que estén previstos para la evacuación de más de 100 personas. - En los aseos generales de planta en edificios de acceso público. - En los aparcamientos cerrados y cubiertos para más de 5 vehículos, incluidos los pasillos y las escaleras que conduzcan desde aquellos hasta el exterior o hasta las zonas generales del edificio. - En los locales que alberguen equipos generales de las instalaciones de protección. 8. Enumera en qué lugares o zonas de los locales deben colocarse las luminarias de emergencia.

- En las salidas de emergencia y en las señales de seguridad reglamentarias. - En todo cambio de dirección de la ruta de evacuación. - En toda intersección de pasillos con las rutas de evacuación. - En el exterior del edificio, en la vecindad inmediata a la salida. - Cerca de las escaleras, de manera que cada tramo de escaleras reciba una iluminación directa. - Cerca de cada cambio de nivel. - Cerca de cada puesto de primeros auxilios. - Cerca de cada equipo manual destinado a la prevención y extinción de incendios. - En los cuadros de distribución de la instalación de alumbrado de las zonas indicadas anteriormente

9. Enumera y define las formas de alimentación de las luminarias de emergencia.

Aparatos autónomos para alumbrado de emergencia: la batería, la lámpara, el conjunto de mando y los dispositivos de verificación y control, si existen, están contenidos dentro de la luminaria o junto a ella (es decir, a menos de 1 m). Luminaria alimentada por fuente central. Está alimentada a partir de un sistema de alimentación de emergencia emergencia central, es decir, no incorporado incorporado en la luminaria. Se pueden utilizar las siguientes fuentes de alimentación: - Baterías de acumuladores. Generalmente las baterías de arranque de los vehículos no satisfacen las prescripciones de alimentación para los servicios de seguridad. - Generadores independientes.* Derivaciones separadas de la red de distribución, es decir, independientes de la alimentación normal. 10. Realiza un cuadro de características como el presentado en el apartado 4.2.7 , de tres lámparas de emergencia que tengas en el taller con su catálogo.

Características de las lámparas de emergencia Luminaria autónoma d1 (legran) Tipo de luminaria  Normativas empleadas en la fabricación Características del índice de protección Tiempo de carga Autonomía Tiempo de duración o de vida Características del acumulador Otras características

Gama fluorescente con señalización o alumbrado permanente - Fabricadas según normas EN 60598-2-22 UNE 20392-93. NBE CPI 91 - Con marca de calidad Cumple con las Directivas de Compatibilidad Electromagnéticas y Baja Tensión, obligatorias a partir de Enero 96 y 97 respectivamente - IP 227 - Clase II Tiempo de carga: 24 horas 1h Lámparas de señalización de 10.000 horas. - Acumuladores de Ni-Cd de alta temperatura. - Materiales resistentes al calor y al fuego. - Aptas para montaje en superficies inflamables.

Características de las lámparas de emergencia Luminaria serie URA 21 (Legran) Tipo de luminaria  Normativas empleadas en la fabricación Características del índice de  protección Tiempo de carga Autonomía Tiempo de duración o de vida v ida Características del acumulador Otras características

Luminarias no permanentes con señalización. - Fabricadas según normas de obligado cumplimiento: UNE- EN 60 598.2.22, UNE 20 062 – 93 (Inc) y UNE 20 392 – 93 ( Fluo), NBE CPI 96. - Producto Producto certificado certificado por AENOR. AENOR. Con marca marca - Clase II - IP 42 IK 04 - Tiempo de carga: 24 horas 1h - Larga duración (100.000 horas ó 12 años) de vida media para minimizar el mantenimiento y reposición de los mismos - Acumuladores de Ni-Cd de alta temperatura. - Material de envolvente autoextenguible y reciclable.

11. Realiza un cuadro de aplicación como el mostrado en el apartado 4.2.8 , con un catálogo de tres de las lámparas que tengas en el aula o en el taller. Tipo de luminaria

Flujo luminoso (Lúmenes)

Referencia

Autonomía (h)

Tipo de Lámpara Emergencia

Metros cubiertos

Luminarias autónomas D1

Emergencia Emergencia + señ al i zaci zac i ón 

Permanente 

614 50 614 54 614 52 614 55 614 57 614 59 614 53

60

1h

4 W/ G5

12

110

1h

6 W/ G5

22

120

1h

6 W/ G5

24

170

1h

6 W/ G5

34

250

1h

9 W/ 2G7

50

420

1h

11 W/ 2G7

84

90

1h

18

Luminarias Serie URA 21 I ncandesce ncandescente  nte 

617 00

35

1h

2 x 1,98 W

7

70

1h

6 W - G5

14

100

1h

6 W - G5

20

Fluorescentes tubo lineal 

617 01 617 02 617 05 617 06 617 07

155

1h

6 W - G5

30

210

1h

6 W - G5

42

315

1h

6 W - G5- DLX

62

12. Realiza la siguiente tabla relacionada con los elementos comunes de las instalaciones con equipos de alarmas y control, poniendo en cada caso el nombre nomb re que corresponda. Elementos comunes Central de procesos o unidad de control.

Sistemas de Incendios Central de incendio.

Detectores y Elementos detectores.  pulsadores de incendios Elementos señalizadores y actuadores. Elementos de conexión.

Sistemas de Robo

Sistemas Domóticos

Sistemas Industriales

Central de robo e intrusión.

Unidad de control del sistema domótico.

Autómatas programables. Control industrial.

Detectores de robo

Detectores de (gas, incendio, Intrusión, Inundación.)

Detectores Pulsadores. Finales de carrera.

Acústicos (sirenas) / Luminosos (pilotos). Actuadores (relés y contactores). Comunicación telefónica /Via radio.  Normalmente, son los fabricantes fabricantes quiénes nos indican indican el medio de comunicación idóneo en cada caso, que suelen ser cables metálicos, cables paralelos, mangueras trenzadas, trenzadas, cables apantallados, cables coaxiales, fibra óptica y comunicaciones de señales vía radio.

13. Enumera los diferentes medios de transmisión empleados en las redes de mando de los sistemas de seguridad con equipos de alarmas y control.

Cables metálicos, cables paralelos, mangueras trenzadas, cables apantallados, cables coaxiales, fibra óptica y comunicaciones de señales vía radio. 14. Define los términos fuego  e  e incendio , y sus diferencias.

El FUEGO es un proceso químico de combustión entre dos sustancias, una combustible (la que se quema) y otra comburente (el oxígeno) que reacciona en presencia de una fuente de ignición (que ( que es la que comienza el proceso). I NCENDIO fuego sin control, no deseado 15. Completa la tabla siguiente, indicando para cada tipo detector, como funciona y en que lugares se recomienda su aplicación. Clase de detector

Iónico

Óptico de humo

Óptico de llama

Principio de funcionamiento

Lugares donde se recomienda su instalación

Este tipo de detectores está compuesto por dos cámaras separadas, que se encuentran en ambientes diferentes. Una está situada en el interior del conjunto detector, a la cual no puede acceder el aire exterior del local. La otra cámara se encuentra en contacto con el aire exterior. En el intermedio de las dos cámaras, el aire se encuentra ionizado por efecto de un pequeño material radiactivo, convertido, en cierto modo, en conductor de electricidad. En reposo, dichas cámaras se comportan de igual manera, trabajando con la conducción de una corriente eléctrica que tiene poca variación, que puede rondar entre 20 y 40 mA. Las partículas de los gases procedentes de una combustión son más grandes y  pesadas que las moléculas del aire. Cuando las partículas de estos gases ascienden hacia el aire penetran en la cámara de medida del detector, y la conductividad del aire ionizado se modifica disminuyendo la corriente que  pasa a través de ella a causa de un aumento de resistencia. Esta alteración eléctrica produce la señal en la central y esta actúa poniéndose en funcionamiento.

 No se deben instalar en instalar en lugares donde existe gran concentración de vapor o de gases, o locales con excesiva concentración de polvo, ya que éstos Es un detector sensible a los humos visibles y es muy indicado para los tipos  pueden actuar como reflejo de la luz y con ello proporcionan falsas alarmas, de fuego que van precedidos de un prolongado periodo de humo. El detector en su versión mas moderna trabaja según el principio de efecto de o locales con corrientes de aire de difracción de la luz; es el mismo efecto que nos permite notar el humo de un mas de 5m/s. cigarrillo en una habitación oscura, en el haz de luz de un proyector. Este detector está compuesto por una capsula que contiene un pequeño laberinto de color negro en la que se encuentra, en un lado una pequeña lámpara o diodo semiconductor, que emite luz de forma intermitente, y en el otro lado del laberinto, un fototransistor o célula fotoeléctrica que se encuentra inactivo, al no poder recibir la señal a causa del laberinto Si se produce un incendio con humos, las partículas emitidas hacen de trasmisor de la luz, como un espejo, que hace que estos destellos lleguen a la célula fotoeléctrica activándola. Esta varia su resistencia, variación que queda detectada por una central que se activará. Este tipo de detectores son muy utilizados en lugares donde se trabaja con materiales que desprenden humo u otros gases, antes que el propio fuego, por que son materiales plásticos.

También se les llama detectores de infrarrojos o ultravioletas, u ópticos de llamas. Basan su funcionamiento teniendo en cuenta que las llamas de un incendio emiten radiaciones infrarrojas o ultravioletas. Contienen en su interior un filtro que sólo deja pasar las radiaciones infrarrojas o las ultravioletas, y un detector fotoeléctrico o fotorresistencia sensible a las ondas electromagnéticas emitidas por estas radiaciones. Este

Se utiliza en locales con techos de gran altura que hacen que se retarde la llegada del humo o la apreciación del aumento de temperatura. Aunque se llama detector de llamas responde, tanto a los humos visibles como a los

 percibe las variaciones en el ambiente al producirse las llamas, y hace que el invisibles. No se aconseja su detector, al cambiar su estado, cambie la condición de comunicación con la utilización en locales donde penetre central, que percibe esta variación y se pone en estado de alarma. directamente la luz solar, ya que  producirían falsas alarmas.

Térmico

Termovelocimétrico

De contacto manual

Son detectores sensibles al incremento de temperatura que solo reaccionan cuando alcanzan un valor fijo, determinado o calibrado, normalmente en la fábrica, oscilando entre los (50), y (70) grados, dependiendo del lugar a controlar. El principio de funcionamiento de estos detectores está basado en la dilatación  producida por el efecto del calor de la combustión de un incendio en un contacto de un bimetal. Este se encuentra en el interior del detector, que se dilata con el aumento de temperatura, accionando un contacto eléctrico que activa la central. También en algunos detectores se emplea una resistencia “PTC” (Coeficiente de Temperatura Positivo) que varia su valor en función del aumento de Este tipo de detectores se emplea en lugares donde es habitual la presencia temperatura que al detectar su variación, activa la alarma. de humo, como garajes, talleres, Es un detector cuya característica principal es ser sensible a un aumento cocinas, salas de máquinas, etc., rápido o brusco de temperatura en muy poco tiempo; o a un aumento lento donde es desaconsejable la  pero constante, muy por encima de la temperatura normal para el local que utilización de detectores iónicos o de  protege, por ejemplo 60 o 70 grados. humo que podrían dar falsas alarmas,. La constitución de este tipo de detectores es semejante al anterior, compuesto  por un contacto bi-metálico y por una resistencia que actúa cuando la velocidad de variación de temperatura aumenta progresivamente o de forma  brusca. Se emplea en lugares en que el humo es casi constante o normal, normal, como garajes, talleres o cocinas etc. Los detectores de temperatura, tanto el térmico o termo-estático, y los detectores termo-velocimetricos actúan en la ultima etapa del incendio, que es cuando el fuego desprende calor. Es en éste momento cuando se produce más cantidad de llamas y humo. Son los denominamos pulsadores de incendios o detectores de contacto. También se les da el nombre de pulsadores de pánico. El funcionamiento de este tipo de detectores es como cualquier pulsador normal que tiene contactos NC (normalmente cerrados) y contactos NA (normalmente abiertos), o un contacto conmutado NC y NA. Este tipo de detectores es activado por medio de la acción de las personas, al Se colocan en las paredes de forma comprobar la presencia de un incendio. Queda de forma fija conectado, una accesible a las persona. vez accionado. Se compone de un contacto de pulsante propiamente dicho y una resistencia calibrada según la central, utilizada de tal forma, que al actuar no realiza un cortocircuito sino que lo que detecta la central es una variación de resistencia. Por tanto consume la misma corriente que cualquier otro detector, lo que hace que la central se ponga en funcionamiento.

16. Tienes que diseñar la instalación de un sistema de seguridad antiincendios en alguno de los sitios siguientes. Indica que tipo de detector o detectores utilizarías y justifica tu decisión.

Lugar En la cocina de tu casa. En un taller de coches que tiene un techo bajo En una nave industrial que almacena productos inflamables

Tipo de detector Térmico Térmico De llama

En un garaje

Térmico

En una carpintería

Térmico o Termovelocimetrico

Justificación Por ser este el mas aconsejable para las cocinas En general son los utilizados en los talleres y garajes de coches Al ser local con productos inflamables inflamables rápidamente  pasa el fuego de forma forma rápida Son los mas utilizados pues los de humo pueden dar falsas alarmas Son locales en que puede pasar rápido al calor casi sin desprender humo

17. Imagínate que tienes que instalar un sistema de seguridad antiincendios en un taller de fabricación mecánica que se encuentra en una planta baja de una zona industrial. Tiene 350 m 2 y una altura de 3’5 m, la maquinaria que incluye son tornos, taladradoras, sierras mecánicas, fresadoras, etc. Haz un plano de este taller y diseña un sistema de seguridad antiincendios. Utiliza algún catálogo de fa bricante. Ten en cuenta el cuadro de apli cación  cación . 18. Dibuja un edificio y define las zonas de protección en que la dividirías.

19. De una central que tengas en tu casa o en el aula o taller, define las características y dibuja la regleta de conexión

Por ejemplo, si disponemos de la Central TP2: CENTRAL TP2 La TP2 es una central microprocesada de dos zonas de simple uso e instalación. El contenedor es metálico, de dimensiones reducidas con espacio previsto para alojar una batería de 12 V con capacidad máxima de 6 Ah. Está  provista de un interruptor de autoprotección contra la abertura. abertura. E NTRADAS Dos entradas de zona (Z1, Z2, C) de tipo NC: Una entrada de autoprotección (TAMPER) de tipo NC: Una entrada llave (+ KEY) (conexión e la Central): SALIDAS Una salida relé sirena (SR,-): Una salida relé sirena Autoprotección (SRA,-): Una salida Lógica de Prealarma(PREAL) Prealarma(PREAL) Una salida relé contacto libre (NO, NC, C): Contacto libre relé para señalizaciones de alarma (máx. 24V, 2A). Una salida alimentación sensores (SENS+,SENS-): (SENS+,SENS-): Alimentación sensores varios; microondas, infrarrojos, etc,…(13.8V, Máx. corriente prelevable: 300mA). ALIMENTACIÓN La Central puede ser alimentada a través de la tensión de red 230V CA. y una batería LA PROGRAMACIÓN DE LA CENTRAL. Durante las fases de programación de la Central es posible definir: Tiempo de entrada (Solo para la Zona 1) Tiempo de salida Tiempo de sonada de la sirena Llave de acceso tipo Personal Key (Opcional) R EGLETA EGLETA DE CONEXIÓN -

-

-

20. Completa la tabla siguiente, indicando para cada tipo detector, como funciona y en que lugares se recomienda su aplicación. Clase de detector

Principio de funcionamiento

Lugares donde se recomienda su instalación

Por contacto

Basan su funcionamiento en la actuación por contacto, tanto si es NC como Puerta o ventana  NA. Su activación se basa en el movimiento de los contactos.

Micrófono o de rotura de vidrio

Este tipo de detectores contiene en su interior un pequeño micrófono de alta sensibilidad, que está percibiendo el sonido ambiente constantemente, hace que Escaparates de comercios, así llegue a la central una señal constante. Cuando, por la acción de un golpe fuerte como en el interior de cajas en la puerta o ventana, o por la rotura brusca de un vidrio, el pequeño fuertes, etc. micrófono detecta un sonido de diferente nivel, el propio detector activará un relé interno, que enviará una señal a la central de alarma para su activación.

De vibración o sísmicos

Este tipo de detectores esta compuesto por una cápsula que contiene un contacto de dos piezas, que normalmente están unidas, y que dejan pasar la  No se recomienda su utilización corriente eléctrica. Se coloca en la superficie que se quiere controlar y, cuando en lugares en los que, de forma ésta recibe una vibración por golpe, las dos piezas se separan e interrumpen el normal, ya existen vibraciones  paso de la corriente. La central detecta esta interrupción y actúa.

De barrera de infrarrojos

Este tipo de detectores basa su funcionamiento en la transmisión y captación de ondas electromagnéticas de rayos infrarrojos. Son rayos no visibles al ojo Básicamente en puertas o humano, que se comportan de igual manera que los rayos de luz, es decir, que accesos se trasmiten como un haz luminoso en línea recta.

De radar, microondas y ultrasónico

Este tipo de detector basa su funcionamiento en el envío de una señal de una frecuencia constante sobre la zona a proteger. Esta señal se refleja en el objeto y vuelve a la misma frecuencia. Cuando un intruso, a su paso, corta esta señal, la central detecta esta diferencia de frecuencia y se pone en alarma.

Como un haz en línea recta y pueden ser reflejados por cualquier superficie Volumétricos  brillante Este tipo de detectores basa su funcionamiento en la transmisión y captación de ondas electromagnéticas de rayos infrarrojos. Son rayos no de visibles al ojo humano, que se comportan de igual manera que los rayos de luz, infrarrojos es decir, que se trasmiten. Basa su funcionamiento en dos tecnologías en un mismo detector, o mejor dicho, en una misma carcasa, se colocan los elementos de dos detectores que De doble solo dan la señal de alarma cuando los dos, de forma simultánea, detectan un tecnología intruso.

Generalmente son colocados en locales como salas de exposiciones oficinas, despachos... Se colocan en la zona principal a proteger.

Donde hay alguna duda a la hora de poner un detector u otro.

21. Con el catálogo u hoja de instrucciones de un detector, dibuja la zona que cubre, ángulo, arco y metros de longitud.

Por ejemplo, DUALTECNO es un detector de doble tecnología (infrarrojo pasivo+microondas). Debe ser instalado a una altura entre 2 metros y 2,5 metros en  paredes estables. Tiene un Alcance de12 m y una Cobertura de 84º.

22. Realiza una tabla de características como la del apartado 4.5.6 , de un detector que tengas en el aula o taller, mediante un catálogo. Descripción del detector

Tipo de detector Técnica empleada

Alimentación Tensión de trabajo

Alcance 12 metros Angulo cubierto 84º 24 zonas sensibles sobre 3 niveles. Entre 2 metros y 2,5 metros en paredes estables.  No orientar nunca DUALTECNO DUALTECNO frente a luz solar directa o fuentes de calor (termo o convectores) Tensión nominal: 12V Tensión trabajo: 10.5V…14.5V

Cable

No se conecte nunca mas de un detector por cable.

Cobertura Zona que cubre Instalación

Lugar de colocación Orientación

Alimentación y consumo

Conexionado

Protección

Volumétrico Doble tecnología (Infrarrojo pasivo + microondas)

Esquema del detector

Tamper

Sistema anti-apertura o anti-sabotaje

23. Diseña un sistema de de seguridad contra robo e int rusión para una vivienda unifamiliar de segunda residencia en una urbanización. Solamente está ocupada los fin es de semana.

Respuesta abierta.

Autoevaluación

 Normativas empleadas empleadas en las instalaciones instalaciones de seguridad seguridad Pon un círculo a el nombre que corresponda a cada definición

   T    B    E    R

   S    A    M    E    R   E    B    O   N    N    N   U

   I    C    P    I    R

   I    E    R    C    P    I    R

  s   s   e  ,   a   z   l    N   n   a  …   p    E  ,   a   i   c   n    R   e   i   n    P   A    P    d   u   r    E   F    O   M   C   N

1

Condiciones de diseño e instalación de sistemas de protección contra incendios, vienen impuestas por las compañías aseguradoras, nos son de obligado cumplimiento, se trata de recomendaciones

a

 b

c

d

e

f 

(g)

2

Estas normas suelen suelen ser complementarias, complementarias, dictadas en un municipio, ciudad o autonomía, de cumplimiento en ese territorio o esa zona. Existentes sobre todo en grandes ciudades.

a

 b

c

d

e

(f)

g

3

Establece las condiciones técnicas y garantías que deben reunir las instalaciones eléctricas.

(a)  b

c

d

e

f 

g

4

Define las condiciones técnicas que deben reunir las instalaciones, los aparatos, aparatos, los equipos y las normas de instalación de los mismos, como sus sistemas de protección y de mantenimiento.

a

 b

(c)

d

e

f 

g

5

 Nos habla de los requisitos que deben cumplir cumplir las instalaciones de protección c protección contra ontra robo e intrusión.

a

 b

c

d

(e)

f 

g

Lugar principal de colocación de cada uno de los elementos de seguridad Pon un círculo a el nombre que corresponda

  s   e    d   e   r   a    P

  s   o    h   c   e    T

  s    l    i   o    l   c   a   e   s   e    d    f   a   l   e    b   y   s    d   r   m   i   s   o   s   s   e   r   o   r    i   e   o   d   e   r   a   s   a   c    h   e   e   l   c   g   e   g   a    t   c   r   c   e   a   u   c   x   o   c   u   a   n    E    T  p    L  a    L   i    l

6

Lámparas de emergencia

7

Detectores de incendio automáticos

8

Detectores de incendio manuales o pulsadores

9

Detectores de robo e intrusión automáticos

(c) d a d (b) c c d (a)  b a b (c) d

10

Detectores automáticos en general

a

b

c

11

Detectores manuales en general

a

b

c

12

Elementos de señalización, acústicos y luminosas

a

b

c

a

b

e

f

e

f

e

f

e

f

(e) f f (d) e d e (f) d

Definiciones de alumbrado de seguridad

Pon un círculo al nombre que corresponda cada definición.

  s   a   o   n    t   o    i    t   n   z   n   e   e   e   o   e   e   e    d   i    d    d    A    d    d   g   m   s   o   o   n   o   o   o   a   e    d   o   i    d   a    ó    d    d   d    d   i   z    d   c    i   r   a   a   a   a   a   a   a   r   r   r   c   r   n   r   l   r   r    d   a   e   o    b    b   o    b   i    b   g    b   p    b   t   u   r    l   c   c   m   i   m  u   m  r   m   m   A   m  a   m  e   n    l   u   u   u   u   a   u   g   u   e    l   e    l   e    l   v    l   e    l   m    A   R   A   d    A   E   A  p    A   S    A  e

13

Todo tipo de instalaciones especiales realizadas en un edificio, distintas de la iluminación general.

a

 b

c

d

e

14

Es el alumbrado de emergencia que está previsto para garantizar la seguridad de las personas que evacuen una zona o que tengan que terminar un trabajo potencialmente peligroso antes de abandonar la zona.

a

 b

c

d

(e) f 

15

Es la parte del alumbrado de seguridad previsto para garantizar el reconocimiento y la utilización de los medios o rutas de evacuación cuando los locales estén o puedan estar ocupados.

a

 b

(c) d

16

Es la parte del alumbrado de seguridad previsto para evitar todo riesgo de pánico y proporcionar una iluminación ambiente adecuada que permita a los ocupantes identificar y acceder a las rutas de evacuación e identificar obstáculos.

a

 b

17

Es la parte del alumbrado de emergencia que permite la continuidad de las actividades normales.

(a)  b

Detectores de incendios - Lugares donde se recomienda colocar los diferentes detectores. - Lugares donde no se aconseja su utilización Pon un círculo a el nombre que corresponda

(f)

e

f 

c

(d) e

f 

c

d

f 

e

  e    d   e   e   e   r   r   r   o    d    d    d   o   d   o    t   s   o   o   s    t   o   c   o    i   c   a   c   a   c   o    t   r   c    i   e   o   e   l    i   s    t    t   m   m   m    l   n   u   p   u   p   a   e   a    t   e   u   o    I    h    O   h    O   l    l    D  c    D  p

18

Son muy utilizados en lugares donde se trabaja con materiales que desprenden humo u otros gases, antes que el propio fuego

a

(b) c

19

Se utiliza en locales con techos de gran altura que hacen que se retarde la llegada del humo o la apreciación del aumento de temperatura.

a

Este tipo de detectores se emplea en lugares donde es habitual la 20  presencia de humo, como como garajes, talleres, cocinas, cocinas, salas de máquinas, etc. 21 22

d

e

b

(c) d

e

a

b

c

(d) e

Este tipo de detectores es activado por medio de la acción de las  personas, al comprobar comprobar la presencia de un incendio incendio

a

b

c

d

(e)

 No se deben instalar en lugares lugares donde existe gran concentración concentración de vapor o de gases, o locales con excesiva concentración de polvo

a

(b) c

d

e

Detectores de robo e intrusión - A que tipo de detector corresponden estas definiciones Pon un círculo a el nombre que corresponda

23

Se colocan, la mayoría de las veces en las instalaciones donde hay alguna duda a la hora de poner un detector u otro, para tener la certeza y aumentar la seguridad de que el sistema no fallará,

Son detectores que se colocan en la zona principal a proteger 24 con el objetivo de detectar cualquier movimiento que se  produzca dentro de un espacio espacio o de un volumen determinado

  s   e    l   a   r    t   e   m    i   r   e    P

27

Este tipo de detectores suele ser de infrarrojos y microondas a la vez.

  s   o   c    i   r    t    é   m   u    l   o    V

  e   e    d    d   a   s   s    í   e   e   g   e   r   r   o   o    l    l   o    t   o    b   o    t   c    t   r   o   c   a   c   e   t   e   a    d   n    t    t   c   n    d   e   e   e   e    D   T   D  o   c    D  a   r

(d) e

a

 b

c

a

 b

(c) d

Son detectores encaminados a proteger las zonas de acceso o de  paso, creando en el lugar a proteger una especie de línea línea o 25 a  barrera, de tal forma forma que al paso de un intruso ésta queda queda cortada y hace que el detector actúe. Son detectores que se colocan en la periferia o perímetro 26 exterior de la construcción a proteger y actúan como una  barrera que se activa activa cuando algo o alguien entra o la atraviesa. atraviesa.

  e    d   o   s   e   a    l   r   a   e   e   r   r   n   a    i    L   b

(b)

c

f 

e

f 

d

e

f 

(a)  b

c

d

e

f 

a

c

(d) e

f 

 b

Unidad didáctica 5. Instalación de energía solar fotovoltaica Actividades 1. ¿Por qué la energía solar fotovoltaica se considera una fuente de energía renovable?

Porqué el termino energías renovables engloba a una serie de fuentes de energía que en teoría no se agotarían con el paso del tiempo. Dado que la energía solar fotovoltaica, fotovoltaica, proviene de la radiación del sol, i este en principio no se agotara, se la considera energía renovable. 2. Elige cinco tipos de energía renovable de los que aparecen en el esquema de la fi gura 5.1 y explica su funcionamiento.

LA ENERGÍA GEOTÉRMICA  tiene su origen en el calor interno de la tierra, sustentado por la desintegración radioactiva de los elementos de la serie del uranio y el torio. Hay zonas de la Tierra donde hay suficiente proximidad entre el magma y el ambiente exterior. Este foco térmico puede utilizarse para producir trabajo útil. Los aprovechamientos más típicos consisten en sistemas de agua caliente para calefacción. Mediante procesos térmicos, es posible generar electricidad, en las plantas llamadas "geotermoeléctricas". LA ENERGÍA MAREOMOTRIZ  es la energía obtenida gracias al aprovechamiento de los movimientos de las masas de agua en las mareas. Las mareas están producidas por los efectos gravitatorios de la Luna y el Sol. El resto de las energías renovables tienen su fuente última en la radiación solar que alcanza el  planeta. LA ENERGÍA DE LA BIOMASA utiliza la energía solar almacenada en forma de biomasa por las  plantas. Comprende: -

-

-

PROCESOS TERMOELÉCTRICOS: La energía se aprovecha mediante la generación de vapor de agua para la producción de electricidad, y es captada por una turbina de vapor, mediante la combustión de leña, incineración de residuos urbanos, etc. Se busca hacer reaccionar la biomasa con oxigeno y así obtener energía. De estos procesos destacan: la combustión, la gasificación y la pirolisis. PROCESOS BIOQUÍMICOS: Son procesos biológicos, y se distinguen de los anteriores en que la transformación a energía no se produce por combustión, sino que la materia se descompone por la acción de microorganismos y bacterias. Destacan de estos procesos: · Digestión anaerobia: anaerobia: El resultado es un biogás aprovechable energéticamente. · Fermentación alcohólica: Se obtiene bioetanol, que es aprovechable como combustible líquido. PROCESOS QUÍMICOS: Hay diferentes procesos, pero el más interesante es la obtención de  biodiesel. Se obtiene por la reacción química química de aceites vegetales con metanol. metanol.

LA ENERGÍA HIDRÁULICA parte de la energía solar que recibe el planeta se emplea en mantener el ciclo hidrológico. La energía hidroeléctrica se genera mediante el aprovechamiento de la energía contenida en una masa de agua situada a cierta altura. La fuerza del agua hace girar

una o varias turbinas que a su vez mueven uno o varios generadores eléctricos. Comprende tanto las grandes centrales hidroeléctricas como el aprovechamiento de pequeños cursos de agua (energía mini y micro hidráulica). LA ENERGÍA EÓLICA  es la energía que aprovecha los vientos, lo cuales tienen también su origen en los gradientes térmicos producidos por la distribución irregular de la energía solar en el planeta. La potencia del viento es proporcional al cubo de su velocidad. Su aprovechamiento se limita a lugares con velocidades medias del viento apreciables. Comprende desde las grandes instalaciones hasta los pequeños aerogeneradores, molinos de viento, bombas eólicas, etc. LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA consiste en la conversión de la radiación solar en energía eléctrica por medio de paneles fotovoltaicos. Comprende las instalaciones aisladas y las conectadas a la red. LA ENERGÍA TERMOSOLAR   consiste en aprovechar la radiación solar, la cual se utiliza para aumentar la temperatura de un cuerpo (generalmente un fluido). A partir de aquí puede seguirse el aprovechamiento directo (agua caliente sanitaria y de calefacción, aplicaciones de  baja temperatura) o la producción de energía eléctrica (aprovechamiento de alta temperatura, como en la plataforma solar de Almería). Otras energías renovables de origen solar: -

-

LA ENERGÍA DE LAS OLAS es la energía extraída del oleaje (producido por vientos) En este tipo de energía se utiliza el vaivén de las olas del mar para generar energía eléctrica. Las olas son, a su vez, producidas por el efecto del viento sobre el agua. Por tanto, también es una forma derivada de la energía solar. LA ENERGÍA MAREMOTÉRMICA  es un tipo de energía que aprovecha la acumulación de calor en las masas de agua. Con la diferencia de Temperatura Oceánica se ha propuesto utilizar el gradiente térmico entre la l a superficie (unos 20ºC) y el fondo oceánico (cercana a los 0º), para proporcionar los flujos de calor para impulsar un ciclo termodinámico y  producir otras formas de energía.

3. Cita diferentes lugares o espacios donde hayas visto una instalación solar fotovoltaica. En cada uno de los casos indica las ventajas y desventajas de un sistema de este tipo con respecto a la conexión eléctrica convencional.

Algunos ejemplos son los siguientes: Biblioteca pública Pompeu Fabra de Mataró. Dado que la principal actividad se realiza por la tarde noche, en horas de poca radiación solar, en esta biblioteca hay diferentes sistemas de captación de energía solar fotovoltaica, que transformada a energía eléctrica se vende a la red eléctrica general, y en las horas que tiene más demanda compra esta energía a la red eléctrica.  Núcleo rural Sant Iscle de Vallalta. Se ha creado una micro red eléctrica con generación solar híbrida. Consta de diferentes elementos de generación de energía eléctrica, con placas solares fotovoltaicas, molinos de energía eólica i complementados complementados con un grupo electrógeno. La falta de acceso a la electrificación supone en el hábitat rural unos inconvenientes que dificultan su vida diaria, su capacidad de trabajo, su acceso al ocio, la cultura i la información, así como a la salud i la higiene. Una de las ventajas de este sistema frente al uso exclusivo de la energía solar fotovoltaica, dispone de un pico de potencia mayor para cada usuario i permite pequeñas actividades productivas en el servicio. La utilización de la energía solar fotovoltaica en señales de tráfico.

4. Un haz de rayos de Sol con una intensidad de 750 W/m 2 incide sobre una superficie horizontal, formando un ángulo de 45º con la normal de la misma. ¿Qué intensidad efectiva recibe?  I ' D =  I  D . cos α  = 750 W 

m

2

. cos 45º = 530,33W 

m2

5. Compara los valores de la constante solar y el valor estándar de referencia de radiación solar. Explica ambos conceptos y las razones por las que los valores de la radiación solar no son los mismos en la atmósfera que en la superficie terrestre.

La constante solar es de 1353 W/m 2, i el valor estándar de referencia es de 1000 W/m 2. La diferencia entre una y otra es que la constante solar es la radiación medida antes de la atmósfera i el valor estándar es el valor de la radiación a nivel del suelo terráqueo, una vez atravesada la atmósfera. 6. Explica los diferentes tipos de radiación incidente sobre una superficie. Pon un ejemplo de cada uno de ellos. ADIACIÓN DIRECTA: Es aquella que llega directamente a la superficie terrestre. Ejemplo, la R ADIACIÓN que llega directamente a la placa fotovoltaica. ADIACIÓN INDIRECTA: aquella que se dispersa a su paso por la atmósfera. Ejemplo, en un día R ADIACIÓN nublado, la que llega a la placa fotovoltaica. ADIACIÓN DE ALBEDO O REFLEJADA: Aquella que es reflejada por el terreno y finalmente R ADIACIÓN alcanza el área de medición. Existen tablas indicando el índice de reflexión de diferentes materiales o colores.

7. Busca las coordenadas de tu localidad o provincia y argum éntalas.

Se puede utilizar la tabla final de capitulo y buscar en Internet. 8. Completa la tabla siguiente indicando las ventajas e inconvenientes de los diferentes instrumentos de medición de la radiación solar.

Medidor

Ventajas

Inconvenientes

Piranómetro

Ideal para equipos meteorológicos

Piroheliómetro

Exactitud Diseño sencillo, instaladores.

Células calibradas

ideal

para

Se ha de tener especial cuidado con el tipo de radiación que queremos medir (directa, indirecta o reflejada). Alto nivel tecnológico para poder utilizar-lo Valor bastante aproximado.

9. ¿Qué rendimiento (%) tendrá una célula de 150 mm de diámetro, con una potencia de pico de 35 W/m2 y expuesta a una radiación luminosa de 1.000 W/m2? 2

S  = π .r 

=

π .d 2

=

π .0,15 2

= 0,0176 m 2

4 4 Wp = 35W  2 ; Wp placa = 0,616W  m

0,616 = 0,000616 01 Wr  1000 η  = 0,0616% η  =

Wp

=

10. Calcula el valor de la potencia máxima que suministra un módulo fotovoltaico si la corriente de cortocircuito es de 3,5 amperios, la tensión en circuito abierto es de 14,7 voltios y el factor de forma es de 0,72.  FF  =

Wp  I SC .V OC 

; WP = FF  I  . SC .V OC  = 0,72.3,5.14,7 = 37,044W 

11. Algunos años atrás se originó en Valencia una gran tormenta a medianoche. ¿Es posible que 72 horas después hiciese un tiempo soleado?

Es una pregunta “trampa”, es otra forma de preguntar cuanto tiempo tarda en hacer la rotación entera nuestro planeta. Es evidente que si partimos de medianoche medianoche 3 días después (72 horas), horas), sigue siendo medianoche, por tanto no hará un tiempo soleado. 12. A partir de los siguientes datos que nos da un fabricante, calcula el factor de forma del módulo fotovoltaico. Potencia en prueba: 110 W; corriente a máxima potencia: 6,79 A; tensión a máxima potencia: 16,2 V; corriente en cortocircuito: 7,40 A; tensión en circuito abierto: 20,5 V.  FF  =

 Ip.Vp  I SC  V  . OC 

=

6,79.16,2 = 0,725 7,4.20,5

13. Calcula la declinación solar del día 29 de septiembre de 1972.

Si tenemos en cuenta que 1972 es un año bisiesto, tenemos que hacer que en la formula siguiente sea dividido por 366, en vez de 365.

 

 (dn + 284)  = 23,45.sin 360 (272 + 284)  = −2,811º    366    366       

δ  = 23,45. sin 360

El signo negativo indica que la declinación solar esta por debajo del ecuador. 14. ¿Qué inclinación tendrán los paneles fotovoltaicos en una vivienda aislada de la red eléctrica, ubicada en la provincia de Huelva y habitada durante todo el año? α  = latitud  + 15º = 37,26º +15º = 52,26º

15. Un panel fotovoltaico se encuentra a 6 m al sur de un muro de 4 m de altura y azimut 0. La latitud corresponde a 24º norte. ¿Se encuentra a suficiente distancia para evitar sombras?

Dado que el panel se encuentra en el sur del muro, no hay ningún problema. 16. ¿Hacia dónde tendríamos que orientar un equipo de energía solar fotovoltaica para que nos proporcionara la máxima potencia posible en el hemisferio Norte? ¿Y en el hemisferio Sur?

Siempre hacia hacia el Sur. Sur. Hacia el Norte

17. Supongamos que tenemos que poner dos filas de paneles solares. La longitud del panel utilizado es de 1,2 metros y la instalación se encuentra en la provincia de Guadalajara. El consumo que haremos de esta instalación será predominante en verano. Encuentra la distancia mínima d entre paneles.

40,63º − 10º = 10,315º 2 2  β  = 90º −(l − δ ) = 90 − (40,63 − (−23,5)) = 25,87 º α  =

latitud 

− 10º =

   

d  = l  panel . cos α  +

  sin α   sin 10,315   = 1,2. cos10,315 +  = 1,623 m tg  β    tg  25 , 87    

18. ¿Cuantas células son necesarias para construir un panel apropiado para alimentar un motor de un juguete que tiene un consumo de 200 mA a 1,6 voltios? Las células que utilizaremos tienen una tensión de 0,4 voltios y 100 mA. ¿Cómo las conectaremos?

200 =2  I célula 100 V max 1,6 ncélulas = = =4 V célula 0,4 ncélulas

=

Im ax

=

Por necesidades de la intensidad lo conectaremos en paralelo, y por necesidades de la tensión lo conectaremos en serie. Por tanto teniendo en cuenta la intensidad y tensión requerida lo conectaremos en mixto, como se indica en la figura siguiente:

19. Queremos alimentar el consumo de una vivienda situada en Tenerife. - Tensión nominal de trabajo: 24 V. - Durante el verano se utilizará básicamente los fines de semana y durante el invierno el uso será diario (diciembre y enero). Estancia Habitación A Habitación B Comedor Cocina WC Garaje Porche TV CA Bomba de agua/ CA Consumo total

Potencia Fluorescente 20W Fluorescente 20W Fluorescente 20W Fluorescente 20W Fluorescente 8W Fluorescente 15W Fluorescente 20W 20W 80W

h/dia ½ hora /día ½ hora /día 6 horas/día 3 horas/día 1 hora/día 2 horas/día 2 horas/día 5 Wh/día ½ hora /día

Wh/dia 10 Wh/día 10 Wh/día 120 Wh/día 60 Wh/día 8 Wh/día 30 Wh/día 40 Wh/día 100 Wh/día 40 Wh/día 418 Wh/día

 – Los días de autonomía D serán 4.  – Utilizaremos baterías estacionarias de Pb-Sb utilizadas en energía solar (C 1 = 0,005).  – El coeficiente de energía perdida en la batería durante los procesos procesos de carga y descarga en forma de calor será de 0,1 (C 2). 2).  – El convertidor será de onda cuadrada (C 3 = 0,1).  – El rendimiento global en la red por efecto Joule (C 4 = 0,15).  – La profundidad de descarga Pd será del 54%.  – Utilizaremos paneles solares de 55 Wp (Ip = 3,55A; Vp Vp = 15,49 V) (Dimensiones del panel: 0,95 x 0,5 metros.) Longitud de la línea De

A

Metros

Paneles

Regulador

10

Regulador Regulador /Convertidor

Batería Línea principal iluminación

2 24

Regulador/Convertidor Regulador

Línea principal “fuerza” Convertidor

18 2

 – Las placas se situarán en el terrado, orientadas (igual que la parte ancha de dicho terrado) al sur. Las medidas m edidas de la terraza son: 2 metros de largo y 1,2 1 ,2 metros de ancho. Calcula: ) El rendimiento global a   R

=1−

= 1−

(1 − C 2 − C 3 − C 4 ) • C 1 • D  P d  − C 2

− C 3 − C 4

= 1−

(1 − 0,1 − 0,1 − 0,15) ⋅ 0,005 ⋅ 4 0,54 − 0,1 − 0,1 − 0,15

0,013 = 0,9315 % 0,19

) La energía necesaria b   E  =

 E U   R

=

418 = 448,738 Wh / dia 0,9315

) La capacidad del acumulador c  C bat  =

 E ⋅ D  P d 

C bat ( Ah ) =

=

448,738 ⋅ 4 = 3323,985 wh 0,54

C bat (wh ) V bat (V )

=

3323,985 = 138,499 Ah 24

) La inclinación de los paneles solares d  α  = latitud  + 15º = 28,47º +15º = 43,47 º ≅ 45º

El mes más desfavorable es diciembre: 9466 KJ/m 2 9466 KJ 

m

2

⋅

1 Kw 1000wh ⋅ = 2629,44 wh 2 m 3600 KJ  1kwh

e) Las horas solares pico  HSP  =

 Energia  solar  segun tablas  Potencia estándar 

=

2629,44 wh 1000 w

m2

m2

= 2,629 horas

=

f) La energía suministrada por los paneles  E  paneles

=

 E 

448,738 = 498,597 wh 0,9

=

0,9

) El número de paneles g   Núm. paneles

498,597 = 3,831 ≈ 4  paneles 0,9 ⋅ P ⋅ HSP  0,9 ⋅ 55 ⋅ 2,629  E  paneles

=

=

h ) La conexión de los paneles (en serie/en paralelo)

=

 N  ps

Cd  =

 Npp

U nom U  panel 

 Eu V bat 

=

=

24 = 1,549  paneles  serie ≈ 2 paneles  serie 15,49

=

418 = 17,416 Ah 24

Cd 

(Im⋅ HSP )

=

17,416   ≈ 2 paneles = 1,866 (3,55 ⋅ 2,629)

i ) Las sombras provocadas por las diferentes filas de

paneles

α  = latitud  + 15º = 28,47 º +15º = 43,47 º  β  = 90º −(l − δ ) = 90 − ( 28,47 − ( −23,5)) = 38,03º

   

d  = l  panel . cos α  +

sin α  

  sin 43,47   = 2. cos 43,47 +  = 3,21 m tg  β    tg  38 , 03    

 j ) La sección de los conductores en las diferentes partes

De panel a regulador: S  =

200 ⋅ ρ  ⋅ ⋅l ⋅ p 2

cdt ⋅ V 

=

200 * 0,0172 * 10 * 220 = 13,138 mm 2 2 1 * 24

La sección comercial inmediatamente superior es de 16 mm2. De regulador a bateria S  =

200 ⋅ ρ  ⋅ ⋅l ⋅ p cdt ⋅ V 2

=

200 * 0,0172 * 2 * 220 = 2,627 mm 2 2 1 * 24

La sección comercial inmediatamente superior es de 4 mm 2. De regulador a convertidor S 

=

200 ⋅ ρ  ⋅ ⋅l  ⋅  p 200 * 0 , 0172 * 2 * = = 2 , 627 mm cdt  ⋅ V  2 1 * 24 2

2

La sección comercial inmediatamente superior es de 4 mm 2.

Autoevaluación 1. Calcula la declinación solar, la altura solar y la inclinación de los paneles correspondientes al día 9 de enero.

 

 (dn + 284)  = 23,45.sin 360 (9 + 284)  = −22,17º    365    365       

δ  = 23,45. sin 360

2. Busca en Internet algún ejemplo de energía de la biomasa sobre los procesos de combustión, gasificación y pirólisis.

Respuesta libre. 3. Pasa las siguientes cantidades de KJ/m2/día a Wh/m 2/día (multiplicaremos el resultado por 1 hora, dado que éste se debe expresar en Wh/m 2/día): 12572 kJ/m2 ; 8357 kJ/m2 ; 9275 kJ/m2

• 12572

12572 KJ 

m

2⋅

1 Kw 1000wh ⋅ = 3492,22 wh 2 m 3600 KJ  1kwh

• 8357

8357 KJ 

m

2⋅

1 Kw 1000wh ⋅ = 2321,38 wh 2 m 3600 KJ  1kwh

2⋅

1 Kw 1000wh ⋅ = 2576,38 wh 2 m 3600 KJ  1kwh

• 9275

9275 KJ 

m

4. Un palo vertical de 4 m de altura proyecta una sombra de 5,3 m. ¿Qué altura solar hay en estos momentos?  L sombra  proyectada =

tan H  =

l   sombra

=

l 

tan H 

;

4 = 0,7547;  H  = 37º 2'32' ' 5,3

5. Calcula la longitud de la sombra de un árbol de 18 metros de altura cuando el ángulo formado por los rayos del Sol con el suelo es de 22º.

18 m

22º

 L  sombra  proyectada =

18 = 44,55 m tan H  tg  22 l 

=

6. Un árbol de 6,44 metros de altura proyecta, en un determinado momento, una sombra de 8,46 metros. Calcula la inclinación de los rayos del Sol.  L sombra  projectada

tan H  =

l   sombra

=

=

l 

tan H 

;

6,44 = 0,7612;  H  = 37º16'46' ' 8,46

7. Un captador solar se encuentra a 6 m al norte de un muro de 4 m de altura y azimut 0. La latitud es de 41º norte. ¿Se encuentra a suficiente distancia para evitar las sombras? (Calcúlalo sobre el día 21 de diciembre.)

Primero calcularemos calcularemos la declinación declinación solar (al mediodía solar), solar), para averiguar averiguar seguidamente seguidamente la altura solar, escogeremos el día en que la altura solar es menor, que corresponde al solsticio de invierno (21 de diciembre) dn=355

  (dn + 284)   = 365      (355 + 284)   23,45 sin 360    = −23º 24'4' '    365  

δ  = 23,45 sin 360

α  = 90º −(l − δ ) = 90º −( 41º −(− 23º 24'4' ')) = 25º35'56' '  L  sombra  proyectada = 1,35 *

l 

tan α 

= 1,35 *

4 = 11,2712 m tan 25º35'56' '

Por tanto podemos observar que la distancia entre el muro y el captador no es adecuada.

8. Un captador solar se encuentra 6 m al norte de un muro de 4 m de altura y azimut 0. La latitud es de 41º norte. ¿Se encuentra a suficiente distancia para evitar las sombras? Debemos tener en cuenta que utilizaremos la instalación solamente en verano. α  =

latitud 

2

− 10 =

41 − 10 = 10,5º = 10º30' 2

 L  sombra  proyectada = 1,35 *

l 

tan α 

= 1,35 *

4 = 29,135 m tan 10º30

Por tanto podemos observar que la distancia entre el muro y el captador no es adecuada. 9. ¿Cuantas células solares se necesitan para construir un panel que deba alimentar una radio con un consumo de 100 mA a 3,2 V? ¿Cómo lo conectaremos? (Cada célula tiene una tensión de 0,4 voltios y proporciona una intensidad de 100 mA.) Según la demanda de intensidad y de tensión, las conectaremos en serie.

100 =1  I célula 100 V  max 3,2 ncélulas = = =8 V célula 0,4 ncélulas =

Im ax

=

10. ¿Cuantas células solares se necesitan para la construcción de un panel que deba alimentar el motor del kit, cuyo consumo es de 200 mA a 1,6 V? ¿Cómo lo conectaremos? (Cada célula tiene una tensión de 0,4 voltios y proporciona una intensidad de 100 mA.)

200 =2  I célula 100 V  max 1,6 ncélulas = = =4 V célula 0,4 ncélulas =

Im ax

=

Por necesidades de la intensidad lo conectaremos en paralelo, y por necesidades de la tensión lo conectaremos en serie. Por tanto teniendo en cuenta la intensidad y tensión requerida lo conectaremos en mixto, como se indica en la figura siguiente:

11. Quiero conseguir una conexión de células solares que me d é una tensión de 0,8 voltios y una intensidad in tensidad de 400 mA. Hay dos posibles soluciones. Elabora el esquema pertinente (cada célula tiene una tensión de 0,4 voltios y proporciona una intensidad de 100 mA).

Im ax

400 =4  I célula 100 V  max 0,8 ncélulas = = =2 V célula 0,4 ncélulas =

=

Por necesidades de la intensidad lo conectaremos en paralelo, y por necesidades de la tensión lo conectaremos en serie. Por tanto teniendo en cuenta la intensidad y tensión requerida lo conectaremos en mixto, como se indica en la figura siguiente:

12. Observa el panel solar que tienes en el taller. ¿De cuántas células fotovoltaicas se compone? Calcula la superficie de una de las células y la de todo el panel.

Respuesta libre. 13. Calcula la intensidad y la potencia eléctrica que generaría una célula del panel sabiendo que la intensidad luminosa máxima es de 1.000 W/m2, que el valor máximo de tensión eléctrica de la célula es de 0,5 voltios y que su rendimiento es del 15%. η  =

Wp

; Wp = η .Wr  = 0,15 *1000 = 150W 

Wr 

Wp =  Ip.Vp;  Ip

=

Wp Vp

=

150W  = 300 A 0,5V 

14. ¿Cuántas baterías estacionarias de 2 voltios se necesitarían para obtener una tensión de trabajo de 48 Vcc? ¿Cómo las conectarías? n baterias

=

V  max V baterias

=

48 = 24 baterias  Las conectaríamos en serie. 2

15. Conociendo la tensión en circuito abierto del panel fotovoltaico del equipo que utilizas, calcula cuántos paneles se necesitarían para generar 170 Vcc. ¿Cómo los conectarías?

Respuesta abierta. 16. ¿Qué rendimiento (%) tendrá una célula de 120 mm de diámetro, 2,75 A de intensidad máxima producida y expuesta a una radiación luminosa de 1.000 W/m2?

 Nos faltaría la tensión, por por ejemplo de 120V. 120V. S  = π .r 2

= π .0,06 2 = 0,0113m 2 Wp  Ip.Vp 2,75.120 η  = = = = 0,33 01 Wr  Wr  1000 η  = 33% 17. ¿Qué potencia puede tener una célula de 150 mm de diámetro, expuesta a una radiación de 80 W/m2 y cuyo rendimiento es del 15%? η  =

Wp Wr 

; Wp = η .Wr  = 0,15 * 80 = 12W  / m 2

S  = π .r 2

= π .0,075 2 = 0,0176 m 2

W  = WP * S  = 12 W 

m

2

.0,0176 m 2 = 0,2112W