Tema 6 - Electrònica Digital

Sistemes analògics i digitals

Quan una magnitud pot adoptar infinites posicions es tracta d'un senyal analògic, i quan una magnitud varia de manera discontinua, es tracata d'unsenyal digital.

Senyal Analògic i Senyal Digital

Els sistemes analògics treballen amb senyals continus o alterns, mentre els sistemes digitals treballen amb senyals discontinus o digitals.

A la pràctica, s'utilitzen els senyals binaris.

Definim senyal binari com una variable que només pot tenir dos valors, que corresponen a dos estats diferents i exclusius.

Senyal binar

Els circuits digitals que utilitzen senyals binaris s'anomenen circuits lògics.

Introducció a l'Àlgebra de Boole

Sistemes de numeració: El sistema decimal

Un sistema de numeració és un conjunt de símbols i regles que s'empren per representar quantitats o dades numèriques.

La característica distintiva de qualsevol sistema de numeració és la seva base.

La base és el nombre de símbols emprats per representar les quantitats.

El sistema decimal és un sistema de numeració de base 10, és a dir, per representar-ho s'empren 10 símbols diferents.

Diferents tipus de sistemes de numeració

El sistema binari: El bit

El sistema binari és un sistema de numeració de base 2, ja que utilitza dos dígits, 0 i 1, anomenats bits.

El bit, derivat de la expressió anglessa Binary Digit, és la unitat d'informació bàsica.

Conversió binaria-decimal

Per convertir un nombre del sistema binari al decimal, es multiplica cada bit pel pes que té associat.

Conversió binaria-decimal

Conversió decimal-binaria

Per convertir un nombre decimal en un nombre binari es divideix entre 2 succesivament i s'agafen totes les restes de cada divisió, de dreta a esquerra.

Conversió decimal-binaria

Operacions lògiques: L'Àlgebra de Boole

L'Àlgebra de Boole és el conjunt de lleis i postulats que permeten fer operacions lògiques amb les variables binàries.

La suma lògica

S = a + b

El producte lògic

S = a · b

La inverisó o negació

F = a negada


Funcions i portes lògiques

Quan una acció depèn dels elements que permeten executar-la, es diuq ue aquesta acció és una funció lògica d'aquests elements.

La funció lògica d'una variable binària és també una variable binària.


Taules de veritat

Una funció lògica també es pot representar per la taula de veritat, a partir de la qual, i d'una manera molt senzilla s'analitzen tots els estats possibles de les variables d'entrada i sortida.

Exemple de una taula de veritat

Portes lògiques

Els dispositius que efectuen directament les diferents funcions o operacions lògiques s'anomenen portes lògiques.

Funció NOT

Dona com a sortida l'invers de la senyal d'entrada

Funció OR

Dona 1 a la sortida quan almenys una de les variables d'entrada val 1

Funció AND

Dona 1 a la sortida quan totes les variables d'entrada valen 1

Funció NOR

Dona 1 a la sortida quan totes les variables d'entrada valen 0

Funció NAND

Dona 1 a la sortida quan almenys una de les variables d'entrada val 0

Tema 5 - Electrònica Analògica

L'electrònica és la part de la ciència i de la tècnica que tracta de l'estudi dels electrons i de les seves aplicacions en el tractament i la transmissió d'informació.

Corrent altern i Corrent continu

Hi ha dos tipus de corrent elèctric:

• Corrent continu: El desplçament d'electrons es fa sempre en el mateix sentit, amb una tensió i intensitat constants.

Exemple de corrent continu

• Corrent altern: El desplaçament d'electrons i les principals magnituds que el defineixen canvien continuament de valor i sentit.

Exemple de corrent altern

Els principals paràmetres que defineixen el corrent altern sinusoïdal son:

• Cicle: És la part de la senyal que es repiteix en el temps
• Període(T): Temps de durada d'un cicle complet. Es mesura en segons(s)
• Frequència(f): Nombre de cicles que es produeixen en un interval de temps. Es mesura en Hertzs(Hz)
• Valor instantani(v,i): És el valor que pren el senyal a cada instant de temps. La unitat de tensió es el Volt(V) i d'intensitat l'Ampere(A)
• Valor màxim: El valor més gran d'un senyal dins d'un periode.
• Valor eficaç: Valor d'un corrent continu que produeix el mateix treball elèctric en un receptor.

Components electrònics bàsics

El conjunt d'elements que integren els circuits electrònics s'anomenen components electrònics, els quals es poden classificar en:

• Components electrònics passius: Són aquells que, per sí sols, no son capaços d'amplificar o generar senyals elèctrics.
• Components electrònics actius: Són aquells que són capaços de generar, modificar i amplificar el valor del senyal elèctric.

Components electrònics passius

Resistors

Els resistors són components passius que ofereixen una determinada resistència al pas del corrent elèctric

Un resistor i el seu símbol

A l'hora de fer servir un resistor cal tenir present, essencialment, tres característiques:

• Valor òhmic
• Tolerància
• Potència que por dissipar

Condensadors

El condensador és un component que serveix per emmagatzemar temporalment càrregues elèctriques sobre una superfície relativament petita.

Diferents tipus de condensador

Bobines

Una bobina és un component format per un conductor elèctric aïllat i enrotllat sobre una superfície cilíndrica que serveix per crear un camp magnètic quan hi circula un corrent elèctric.

Funcionament d'una bobina

Relés

El relé és un interruptor elèctric que s'acciona per mitjà d'un electroimant.

Parts d'un relé

El corrent que circula per la bobina del relé rep el nom de corrent de maniobra o de comandament, mentre que el que circula pel segon circuit rep el nom de corrent principal o de potència.

Components electrònics actius

Díodes

Els díodes són uns components electrònics actius que permeten el pas del corrent en un únic sentit.

Díode i el seu símbol

El díode es basa en la unió de dos de dos materials semiconductors, silici o germani, un de tipus P i un altre de tipus N. El de tipus P és capaç de aceptar electrons i el de tipus N és capaç de cedir electrons.

Díodes LED

El LED és un components electrònic que emet llum quan és travessat per un corrent elèctric. El seu nom prové de Light-Emitting Diode (Díode emissor de llum)

Parts d'un Díode LED

Els avantatges principals que presenten els LEDs, respecte a les bombetes de filament, són:

• Alt rendiment energètic
• Poca producció de calor
• Vida útil molt elevada
• Mida reduïda
• Carcassa resistent
• Disponibilitat en diversos colors
• Consum baix

Transistors

El transistor és un component electrònic format per material semiconductor que consta de tres parts ben diferenciades:

• Emissor(E)
• Base(B)
• Col·lector(C)

El transistor pot estar de dos maneres, NPN i PNP

Fonamentalment pot funcionar de dues formes: En conmutació i en mode lineal.

El circuit integrat

Un circuit integrat o xip és un dispositiu electrònic de petites dimensions consistent en un conjunt d'elements, com ara díodes, transistors, resistors i condensadors, connectats permanentment i íntimament a un material semiconductor, que formen un circuit miniaturitzat.

Circuit integrat o xip

Els principals avantatges que presenten els circuits integrats són:

• Cost menor
• Major nivell de miniaturització
• Més fiabilitat i efectivitat
• Menys consum d'energia
• Millors especificacions tècniques

Tema 4 - Pneumàtica i Hidràulica

La pneumàtica i l'oleohidràulica

Hi ha dues tècniques molt utilitzades, basades precisament en l'utilització de l'aire i l'oli com a transmissors d'energia: la pneumàtica i l'oleohidràulica

La pneumàtica és el conjunt de tècniques basades en la utilització de l'aire comprimit com a fluid transmissor d'energia, per a l'accionament de màquines i mecanismes.

                                            Exemples de màquines pneumàtiques

  

L'oleohidràhulica és el conjunt de tècniques basades en la utilització de l'oli mineral com a fluid transmissor d'energia, per a l'accionament de màquines i mecanismes.

                                                Exemple de màquina hidràulica amb xeringues



Entre les aplicacions més usuals de l'aire comprimit podem considerar: martells i perforadors pneumàtics, eines de cargolar i descargolar, obertura de portes automàtiques, etc.

Els avantatges de la utilització de l'aire comprimit són:

• No és perillós, ja que no emet espurnes
• Es troba fàcilment disponible
• És un fluid net
• S'emmagatzema amb facilitat
• Es desplaça amb rapidesa per l'interior de conduccions.

 Entre les aplicacions més usuals de l'oleohidràulica podem considerar: grues, premses, elevadors, etc.

Els avantatges de la utilització de sistemes oleohidràulics són:

• Fàcil regulació de la velocitat
• Transmissió de grans potències
• Control de la posició
• Reversibilitat dels accionaments
• Protecció del sistema
• Possibilitat d'arrencada i aturada en càrrega
• Menys soroll

El circuit pneumàtic

Podem considerar un circuit pneumàtic com un conjunt d'elements disposats de tal manera que per mitjà d'aire comprimit realitzen un treball.
El subministrament de l'aire comprimit és el primer pas per aconseguir el funcionament dels circuits i les instal·lacions pneumàtiques. Comprèn la producció, el condicionament i la distribució de l'aire comprimit.

Elements d'un circuit pneumàtic

Producció de l'aire comprimit
La producció de l'aire comprimit la duen a terme els compressors. No obstant, és habitual que en una mateixa màquina s'integrin el compressor, el refrigerador i l'acumulador.

• Compressors: Els compressors són màquines rotatives mogudes per motors elèctrics o tèrmics de combustió interna, la funció dels quals és aspirar aire a pressió atmosfèrica i comprimir-lo a una pressió més elevada. Representen l'element central d'una instal·lació productora d'aire comprimit.

Compressor

• Refrigeradors: Un refrigerador és un tipus de bescanviador de calor format fonamentalment per una sèrie de tubs pels quals circula el fluid refrigerant, per exemple, aigua.
• Acumuladors: Un dipòsit acumulador emmagatzema aire comprimit per fer front a les puntes de demanda de consum i poder mantenir estable la pressió del circuit.

Acumulador

Condicionament de l'aire comprimit

L'aire procedent del compressor no és convenient utilitzar-lo directament, ja que pot contenir impureses que poden fer malbé el circuit, es per això que abans d'utilitzar-lo cal procedir a:

• Assecament: Si el constingut de vapor d'aigua que hi ha a l'aire és massa alt, llavors caldrà reduir-lo fent-lo passar per un assecador pneumàtic.
• Filtratge: En l'aire hi ha impureses sòlides que poden danyar el circuit, el filtre pneumàtic retè aquestes impureses.
• Regulació de la pressió: El regulador de la pressió és l'element que regula automàticament la pressió de sortida, ajustant-la al valor seleccionat.
• Lubrificació: Un dispositiu de lubrificació fa un últim tractament de lubrificació a l'aire amb l'objectiu de realitzar el greixat de les peces mòbils dels components pneumàtics.

Sovint aquests elements es troben formant un sol bloc anomenat grup d'acondicionament d'aire

Grup d'acondicionament d'aire

Distribució de l'aire comprimit
L'aire comprimit generat per l'unitat de producció es canalitza fins als punts d'utilització per mitjà de la xarxa de distribució, que és el conjunt de canonades emprades per connectar els diversos elements pneumàtics.



Actuadors pneumàtics
En una instal·lació pneumàtica els receptors són anomenats actuadors pneumàtics o elements de treball i la seva funció és transformar l'energia pneumàtica de l'aire comprimit en treball mecànic per a l'accionament de màquines i mecanismes.

Cilindres
Els cilindres són actuadors que fan el treball mitjançant moviments lineals i rectes que trensformen l'energia de l'aire comprimit en treball mecànic.
Es divideixen en tres grans categories, en funció del seu accionament i de la forma en que realitzen el treball:

• Cilindres de simple efecte: Només té una entrada de pressió i desenvolupa l'esforç en un únic sentit.
• Cilindres de doble efecte: L'aire comprimit exerceix la seva acció en les dues cambres del cilindre, d'aquesta forma pot realiktzar el treball en els dos sentits del moviment.
• Cilindres especials: Algunes aplicacions particulars necessiten cilindres especials, com cilindres de doble tija, antigir, etc.

Diferents tipus de cilindres

Actuadors de gir

Els actuadors de gir són emprats quan es necessita un moviment angular. Un altre element cada cop més popular és la pinça pneumàtica.

Actuador de gir

Motors pneumàtics

Els motors pneumàtics transformen l'energia pneumàtica en energia mecànica de rotació, en un procès similar i invers al de compressió. El tipus més utilitzat és el motor de paletes.

Motor pneumàtic

Elements de regulació i control

En una instal·lació pneumàtica o oleohidràulica és necessari comandar, regular i controlar la pressió, el cabal i el sentit de la circulació del fluid per aconseguir el moviment i el correcte funcionament de les parts operatives o motrius.

Vàlvules distribuïdores

Les vàlvules distribuïdores, anomenades també vàlvules de control direccional, són les encarregades de governar l'arrencada, l'aturada i el sentit del flux en un circuit pneumàtic o oleohidràulic.

Esencialment, es componen d'un cos, una part mòbil i uns elements d'accionament que permeten canviar l'estat de la vàlvula.

Diferents tipus de vàlvules distribuïdores

Vàlvules de control i regulació

Les vàlvules de control, regulació i bloqueig, dins de les limitacions que imposen l'energia pneumàtica i oleohidràulica, permeten d'ajustar les velocitats de desplaçament dels actuadors i regular la seva força. Dins d'un circuit pneumàtic/oleohidràulic fan les funcions d'elements de comandament.

• Vàlvules unidireccionals: Permeten la virculació del flux de fluid en un únic sentit.
• Vàlvules reguladores de cabal: Regulen el cabal d'alimentació.
• Vàlvules reguladores de pressió: Regulen la pressió d'entrada.
• Vàlvules limitadores de pressió: Impideixen superar la pressió màxima permesa pel sistema.
• Vàlvules d'escapament ràpid: Acceleren la velocitat dels cilindres.
• Vàlvules selectores de circuit: Compleixen la funció lògica OR
• Vàlvules de simultaneïtat: Compleixen la funció lògica AND

Captadors de senyal

Els captadors de senyal són dispositius encarregats de captar informació en un determinat moment i transmetre-la a l'equip pneumàtic/oleohidràulic.

El circuit oleohidràulic

                                           Components d'un circuit hidràulic

Un circuit oleohidràulic és un conjunt d'elements, disposats adequadament, que utilitzen oli mineral com a fluid transmissor d'energia, per realitzar un treball o executar una sèrie d'accions destinades a l'accionament de màquines o mecanismes.
Els components principals d'un circuit oleohidràulic son:

Grup generador de pressió hidràulica

És l'encarregat de la producció i control de l'energia hidràulica.

Dispositius de regulació i control

Per controlar, regular i distribuir l'oli s'empren les vàlvules, que permeten controlar aquests paràmetres.

• Vàlvula distribuidora 4/2: Governa cilindres de doble efecte.
• Vàlvula distribuidora 4/3: Governa cilindres de doble efecte i té una posició intermèdia.

Elements de treball

Són els elements que desenvolupen la força i el moviment necessaris en la instal·lació per dur a terme el treball requerit pel sistema.

• Cilindres: Fan el treball en direcció recte, hi han de simple efecte i de doble efecte.
• Motors oleohidràulics: Transformen l'energia hidràulica en energia mecànica rotativa.

Tema 3 - Manteniment de l'habitatge

Podem considerar el manteniment com el conjunt d'accions que cal dur a terme en un objecte o sistema per tal d'allargar la seva vida útil.
La vida útil de'un objecte o sistema és el temps que va des de que es fabrica fins que deixa de satisfer adequadament la necessitat per a la qual va ser creat. Hi ha objectes, com per exemple molts envasos, que tenen una vida útil molt curta. En canvi, els vehicles, els habitatges, les carreteres... tenen una vida útil molt més llarga.


Manteniment i reparació d'elements estructurals

Recorda que els elements estructurals dels habitatges són aquells destinats a suportar tots els esforços de l'edifici. Si la seva disposició és vertical parlem de pilars, columnes i parets de càrrega i si tenen una disposició horitzontal parlem de jàsseres, bigues i forjats.

L'estructura és una part fonamental dels habitatges ja que els proporciona la rigidesa i la resistència necessària perquè es mantinguin dempeus. Els materials més utilitzat en aquests elements són el formigó armat i l'acer tot i que també és molt utilitzada l'estructura de fusta en determinats habitatges de tipus rústic.

Els problemes que poden afectar a l'estructura solen venir derivats d'un excés de càrrega, d'una pèrdua de resistència del sòl que pugui afectar als fonaments, d'humitats o deteriorament prematur del material o de l'acció d'organismes vius com els fongs, els corcs i els tèrmits en el cas de la fusta.
Uns dels problemes més frequents que poden causar debilitament del material són:

Aluminosi
L'aluminosi ñes la pèrdua de resistència que experimenta un tipus especial de formigó elaborat  amb ciment aluminós. Aquest formigó, molt utilitzat en la construcció durant els anys 50 i 60 pel seu ràpid enduriment, ha deixat d'utilitzar-se perquè s'ha demostrat que es torna porós i molt sensible a la humitat, permetent la corrosió de l'acer interior.

Exemple d'una paret amb aluminosi

Carbonatació

La carbonatació del formigó és un procés lent de deteriorament que es dona per la reacció química del calç Ca(OH2) del ciment amb el diòxid de carboni CO2 de l'ambient i forma carbonat càlcic Ca(CO3). 

Aquesta reacció química provoca un augment d'acidesa del material i la corrosió de les armadures interiors d'acer. La conseqüència és una important pèrdua de resistencia del material amb el perill de col·lapse de l'estructura.

Carbonatació d'una columna

El manteniment de l'estructura és una tasca que normalment hauríem de deixar en mans de tècnics especialistes. Tot i així, hi ha algunes operacions que pdoen ser realitzades pels mteixos usuaris del habitatge. Alguns exemples d'aquestes tasques senzilles són:

• La pintura dels pilars, columnes, jàsseres i bigues d'acer que estiguin a la vista per evitar oxidacions i corrosions que redueixen la resistència d'aquests elements. les pintures utilitzades hauran de tenir la propietat de protegir contra la corrosió. Algunes pintures també tenen propietats ignífugues per augmentar la resistència al foc.

Pintura ignífuga per ferro

• L'aplicació sobre els elements de fusta de productes protectors com els fungicides per prevenir l'acció dels fongs, o els insecticides contra els corcs o tèrmits. Tradicionalment aquests productes d'incorporen als vernissos o laques que, a més, tenen propietats decoratives. Si l'element d'estructura a protegir es troba a l'intempèrie, caldrà utilitzar vernissos que, a més, el protegeixin de la humitat i la radiació del sol.

Vernís per bigues de fusta

Manteniment i reparació de cobertes, tancaments i revestiments

Recorda que les cobertes d'un habitatge poden ser les taulades, els terrats i les terrasses mentre que els tancaments els formen les parets (de façana, de càrrega o envans interiors). Dins el grup de revestiments trobem el paviment, l'enrajolat i l'arrebossat. Les cobertes i les façanes tenen com a funció l'aïllament de l'exterior, mentre que els revestiments tenen funcions principalment decoratives i higièniques.

Manteniment i reparació de cobertes

Els problemes que poden presentar les cobertes són principalment les goteres i humitats.

Les teulades, terrats i terrasses modernes es construeixen, normalment, amb una capa de tela asfàltica que impideix les filtracions d'aigua.

Aplicació de tela asfàltica

També disposen d'un sistema de recollida i canalització de l'aigua de pluja. En el cas de les taulades, aquests sistemes consisteixen en un canaló al llarg de tot el perímetre que recull l'aigua i la condueix cap al clavegueram.

Sistema de canalització de l'aigua de pluja

En el cas de terrats i teulades hi han senzilles operacions de manteniment que estan a l'abast dels usuaris. Aquestes consisteixen en:

• Neteja periòdica dels sistemes de canalització
• Substitució de peces trencades
• Renovació de les juntes del paviment

Manteniment i reparació dels tancaments

Les façanes, a més de la seva funció d'aïllament vertical dels habitatges, també tenen funcions decoratives ja que mostren la imatge externa dels edificis. El manteniment d'aquests elements és especialment important per aquesta doble funció però també per raons de seguretat.

L'observació atenta o inspecció de l'exterior de les façanes ens permetrà detectar esquerdes, bombaments o irregularitats que ens indicaràn problemes interns de fixació i, per tant, la necessitat d'actuar ràpidament per tal d'evitar accidents. Les accions de manteniment més comuns són:

• Neteja periòdica de les façanes
• Renovació de la pintura de les façanes
• Renovació de la capa d'arrebossat

Empresses especialitzades en la rehabilitació de façanes són les que normalment duen a terme totes aquestes operacions de manteniment i reparació.

Façana en procés de rehabilitació

Manteniment i reparació de revestiments

Les operacions de manteniment i reparació dependran en tot moment del tipus de material utilitzat. Algunes operacions bàsiques de manteniment segons el tipus de paviment o revestiment són les següents:

• La ceràmica i el parquet de fusta artificial no requereixen operacions específiques de manteniment i, per tant, només cal fer la neteja regularment i la substitució de les peces trencades si és el cas.

Revestiment de cerámica

• La pedra tallada natural o artificial convé polir-la periòdicament per tal de recuperar la lluentor decorativa i evitar que es torni massa porosa. També caldrà, de tant en tant, renovar les juntes aplicant ciment diluït per mantenir l'adherència de les peces entre sí o canviar les peces trencades.

Revestiment de pedra natural

• El parquet de fusta natural necessita un manteniment molt constant amb neteja frequent i reparació d'esgarrapades. Cal evitar l'incidència directa del sol durant molta estona i regular l'humitat de l'ambient per evitar que sigui excessiva o escassa. Cada 10 anys aproximadament cal polor-lo i tornar-lo a envernissar.

Revestiment amb parquet de fusta natural

• La moqueta requereix la neteja frequent i, en cas de deteriorament, la substitució.

Revestiment amb moqueta

Manteniment i reparació d'instal·lacions

Per estudiar la reparació i el manteniment de les instal·lacions de l'habitatge, ens centrarem en les més importants: aigua potable, sanejament, gas i electricitat.

Manteniment i reparació de la instal·lació d'aigua potable

Els problemes que acostumen a afectar a les instal·lacions d'aigua potable són la calç i les fuites. A banda també caldrà tenir presents determinades accions per tal de reduir al màxim el consum d'aigua en benefici del medi ambient.

La quantitat de calci i magnesi que porten les aigües potables es coneix com duresa de l'aigua i és una dada important per diferents motius. Quan una aigua té una duresa elevada significa que conté moltes sals minerals, i això comporta diversos problemes.

Duresa de l'aigua en Espanya

Hi ha diferents sistemes de descalcificació per evitar aquests inconvenients:

• Electromagnètics: No modifiquen la quantitat de sals a l'aigua, sino que apliquen camps magnètics per canviar l'estructura cristalina del carbonat càlcic.
• D'intercanvi iònic: Consisteixen en l'utilització de resines sintètiques per tal de retenir els ions de calci.

Funcionament d'un descalcificador elecromagnètic

Les fuites d'aigua en les instal·lacions d'aigua potable són degudes normalment a una fallada dels sistemes  d'estanqueïtat, ja sigui a les unions de canonades o a vàlvules i aixetes.

Manteniment i reparació de la instal·lació de sanejament

El manteniment de la instal·lació de sanejament és necessari per tal d'evitar problemes com les obturacions ja que poden provocar inundacions o, senzillament, la inutilització de la instal·lació.

Les obturacions a la xarxa de sanejament generalment dón degudes a la presència de restes sòlids a les canonades.
Les accions de manteniment consisteixen bàsicament a:

• Evitar utilitzar el vàter com si fós la galleda d'escombraires
• No utilitzar més sabó del necessari a la rentadora.
• Netejar periòdicament les reixetes de desguàs.

Manteniment i reparació de les instal·lacions de gas i electricitat

Degut a la seva perillositat, el manteniment i reparació de les instal·lacions de gas i electricitat cal deixar-los en mans de tècnics qualificats.

Tanmateix hi ha una operació de manteniment que cal tenir present si la instal·lació de gas és de butà en bombones. Es tracta de la comprovació  de la data de caducitat del tub de goma que uneix el egulador de la bombona amb l'electrodomèstic.

Tub de goma i la seva informació

També hi ha algunes operacions de manteniment i aspectes de seguretat que cal tenir presents en les instal·lacions elèctriques:

• Cal accionar periòdicament l'interruptor diferencial.
• No conectar molts aparels a un mateix endoll per evitar un sobreescalfament del mateix.
• No empalmar cables elèctrics.

Interruptor diferencial

Tema 2 - Instal·lacions de l'habitatge

Les instal·lacions de l'habitatge

L'habitatge, a més de protegir-nos de les inclemències atmosfèriques, ens serveix per descansar, cuinar, rentar-nos, veure la televisió, escoltar música...
Per satisfer aquestes necessitats ha de disposar de les instal·lacions necesàries que el proveeixen dels diferents subministraments i serveis.

En definitiva, les instal·lacions ens faciliten la vida a l'interior de l'habitatge i ens aporten comoditat, confort i unes condicions de vida adequades.

Per tant, entenem per instal·lacions de l'habitatge el conjunt d'elements encarregats de subministrar i distribuir l'aigua, l'energia i les comunicacions.

Escalfament de l'aigua de la instal·lació d'aigua

Quadre de comandament de la instal·lació elèctrica

La instal·lació de l'aigua

La humanitat sempre ha necessitat un subministrament continu d'aigua per fer les necessitats mes bàsiques, com beure, menjar, rentar-nos, netejar..., però ha de ser aigua potable, i la xarxa de subministrament i la instal·lació interior de l'habitatge n'han de garantir la distribució en condicions adequades.

Entenem per aigua potable la que és adequada per l'alimentació i no produeix alteracions a l'organisme.

Al mateix temps, és necessari evacuar sense problemes, les aigües residuals domestiques i també l'aigua de la pluja recollida a teulades i terrats. Per tot plegatés necessària i imprescindible la instal·lació d'àigua.

Així doncs, la instal·lació d'aigua d'un habitatge està formada per:

• La xarxa d'aigua sanitària.
• La xarxa de sanejament d'aigües residuals i pluvials 

Instal·lació d'aigua en un habitatge

El cicle d'utilització de l'aigua

La naturalesa ens proveeix d'aigua, i la hi retornem un cop utilitzada. La captació, l'ús i el retorn de l'aigua són tres activitats que determinen el cicle d'utilització de l'aigua.

Ara bé, l'aigua captada per una finalitat determinada poques vegades es pot utilitzar sense un tractament previ. Per exemple, si volem aigua potable haurem d'eliminar-ne les impureses nocives per al consum humà.

D'altra banda, tenint en compte que l'aigua és un bé limitat, les aigües residuals s'han de sotmetre a un procés de depuració abans de retornar-les a la natura, per evitar els danys ecològica que tots coneixem.

Cicle d'utilització de l'aigua

La xarxa d'aigua sanitària

Els serveis municipals han de garantir el subministrament d'aigua potable a tota la població. Per això, s'abasten d'aigua en embassaments, fonts o pus i la canalitzen fins a les plantes de potabilització, ón és tractada per que sigui apta per al consum humà. Posteriorment, mitjançant estacions de bombejament, es fa arribar a uns grans dipòsits situats prop de les poblacions, des d'on s'alimenta la xarxa general de distribució per gravetat, si el dipòsit està prou elevat, o amb bombes d'impulsió, si no ho està.

La xarxa d'aigua sanitària és la instal·lació interior que permet el subministrament d'aigua freda i calenta a tots els punts de la casa on sigui necessària.

Esquema d'abastment, tractament i distribució de l'aigua

A l'entrada de cada casa hi sol haver una clau de pas general de l'aigua que connecta, a través de dipòsits, la instal·lació interior amb la xarxa de distribució municipal. Un comptador a l'inici de la xarxa controla el consum.

La xarxa d'aigua sanitària està formada per la instal·lació d'aigua freda i la d'aigua calenta sanitària(ACS).

La legislació obliga a instal·lar ACS per a la higiene personal. No obstant, sovint la canalització de l'ACS va paral·lelament amb la d'aigua freda. Per simplificar les instal·lacions i reduir-ne les despesas, les cambres que requereixen aigua solen estar l'una al costat de l'altra.

Sistema de subministrament d'ACS

Elements de la xarxa d'aigua sanitària

Els principals elements de la instal·lació d'aigua són les canonades, les claus de pas, les aixetes, els aparells sanitaris, els escalfadors i els dipòsits. Tots aquest elements han de estar fabricats amb materials que compleixin bàsicament les condicions següents:

• Ser resistent a la corrosió de l'aigua.
• Suportar la pressió de l'aigua de la xarxa.
• No alterar la potabilitat ni les característiques organolèptiques de l'aigua.

Parts d'un tub multicapa

Les canonades

Les canonades interiors son els conductes que transporten l'aigua als diferents punts de la casa. Poden ser d'acer galvanitzat, coure i plàstic(PE). S'instalen encastades a les parets i al terra o sobre de falsos sostres.

Actualment, uns dels tubs més utilitzats són els multicapa. Aquests tubs són lleugers, resistents a la corrosió i s'instalen fàcilment. El diàmetre de les canonades està en funció del cabal d'aigua que cal subministrar.

El cabal d'aigua és el volum d'aigua que circula pel conducte per unitat de temps; s'expressa en litres per segon L/s, o en m3/s.

 

Les claus de pas

Les claus de pas són vàlvules que permetan obrir o tallar el pas d'aigua per les canonades. Fetes de bronze o acer, s'intercalen a les canonades.

Al començament de la instal·lació interior hi ha la clau de pas general, que premet tancar el subministrament d'aigua a tota la instal·lacio. Aixo es útil en casos com, per exemple, una avería.

Les aixetes

Les aixetes son els dispositius manuals amb els quals es regula el cabal d'aigua als punts d'utilització.
Hi ha aixetes individuals de pom giratori, només per a l'aigua freda o calenta; individuals amb polsador, que subministres aigua durant un temps determinat; monobloc, amb un sol cos i dues vàlvules, que permeten barrejar les temperatures; monocomandament, que permeten regular el cabal i la temperatura a la vegada; termostàtiques, que poden predeterminar la temperatura de l'aigua, etc...

Els escalfadors

Per alimentar la xarxa d'ACS es fan servir els escalfadors i les calderes. Aquest aparells utilitzen l'energia disponible per escalfar l'aigua.

Els escalfadors més utilitzats són els de gas i els elèctrics.

Amb els escalfadors de gas s'obté aigua calenta a l'instant però tenen el risc de fuites i emanacions nocives.

Amb els escalfadors elèctrics no hi ha perill d'emanacions, però com que l'escalfament de l'aigua és lent i, per tant, el consum d'energia és elevat, han de tenir un dipòsit acumulador per l'ACS.

Els dipòsits

Com a mesura preventiva el el cas d'un tall en el subministrament d'aigua, molts habitatges tenen dipòsits per emmagatzemar una certa quantitat. A la part superior del dipòsit, una vàlvula de boia obtura l'entrada d'aigua quan el dipòsit està ple. Al fons del dipòsit, una aixeta permet regular el cabal de sortida.

Aparells Sanitaris

Els aparells sanitaris són els elements que permeten la higiene i neteja personal i de l'hogar amb les condicions higièniques i sanitàries adequades. Els elements habituals d'una cambra de bany són: vàter, lavabo i banyera o dutxa, i sovint també un bidet.

L'aigüera, a la cuina, i el safareig, a l'eixida són els elements sanitaris per a la neteja que completen la instal·lació.

La xarxa de sanejament: aigües brutes o residuals

La xarxa de sanejament recull les aigës utilitzades en els diferents punts de l'habitatge i les canalitza fina a l'arqueta sifonal, punt de connexió amb la xarxa de clavegueres. Aquesta instal·lació costa poc de mantenir, però és imprescindible vigilar que estigui neta i que no s'embussi amb l'ús.

La xarxa de sanejament o instal·lació de desguassos és l'encarregada de recollir i canalitzar aigües residuals i pluvials cap a les clavegueres.

Elements de la xarxa de sanejament

Sifons

Sistema de tancament hidràulic que permet evacuar les aigües residuals i impideix que les males olors entrin a les cases. S'instalen en els forats de desguàs dels aparells sanitaris.

Funcionament d'un Sifó

Derivacions

Conjunt de canonades horitzontals que conecten els diferents aparells sanitaris amb els baixants.

Baixants

Conjunt de canonades verticals que recullen les aigües de derivacions, vàters i teulades.

Col·lector

Son les canonades horitzontals enterrades al subsòl que, conectades als baixants, canalitzen les aigües evacuades fins a l'arqueta sifonal.

Arqueta sifonal

Punt de connexió de la xarxa de sanejament amb la claveguera. Fa la funció de tanca ment hidràulic i impideix que les pudors i les rates de claveguera entrin a les cases pels desguassos.

Com que el desplaçament de les aigües brutes és per simple gravetat, per facilitar-ne la circulació i evitar embussos cal instal·lar les canonades horitzontals amb un pendent mínim del 2,5%

Manteniment i conservació de les instal·lacions d'aigua

L'aigua, que duu un alt contingut en sals, com ara el calci, deteriora les instal·lacions i crea problemes importants, sobretot a les instal·lacions d'aigua calenta..Es per aixó, i per poder fer-ne un bon ús, que cal vigilar cualsevol tipus d 'anomalia.

És recomanable que un tècnic competent o instal·lador reconegut faci una revisió completa de la instal·lació cada dos anys.

Com a precaució és recomanable tancar la clau de pas cada vegada que hàgim de ser fora de casa uns quants dies.

Per reparar eficaçment la majoria d'averies es necessita la intervenció d'un tècnic qualificat, que és qui té els coneixements i les eines adequades.

El rebut de l'aigua

El rebut de l'aigua especifica el que hem de pagar mensualment pel servei i consum de l'aigua. L'import és la suma de tres conceptes:

• La quota de servei. És la quota fixa que dona dret a consumir. En algunes poblacions es determina amb un mínim de consum a pagar, tant si es consumeix com si no.
• El consum realitzat. Es la part variable del rebut, és a dir, els m3 consumits pel preu del m3
• Les taxes i l'IVA

Rebut de l'aigua

La instal·lació de gas

En molts habitatges es fa servir el gas combustible per satisfer les necessitats d'energia tepermica degut als seus avantatges.

La instal·lació de gas s'encarrega de fer arribar el gas combustible als gasodomèstics i d'evacuar, si és encessari, els gasos resultants de la combustió amb les màximes condicions de seguretat.

Els gasos més utilitzats són:

• Gasos liquats de petroli(GLP). Gas butà i gas propà. Es distribueixen en estat líquid i s'han d'emmagatzemar en recipients adequats.
• Gasos canalitzats. El gas natural i el gas manufacturat es distribueixen en estat gasós a traves de canonades soterrades, des de centres de distribució fins als habitatges.

Instal·lació de gas

Elements característics de les instal·lacions de gas

Instal·lacions de gas natural

La comoditat de disposar de subministrament de gas sense necessitat d'emmagatzemar-ho fa que el gas natural sigui el més utilitzat en els llocs on arriba la seva xarxa de distribució.

Els elements característics de la instal·lació de gas en un habitatge són:

• Les canonades. Uneixen la xarxa de distribució amb els gasodomèstics.Normalment són de coure i es col·loquen fixades a la paret. Els aparells mòbils es connecten a la xarxa amb tubs flexibles de seguretat, que tallen el pas en cas de despreniment del tub.
• Les claus de pas. La seva funció és obrir i tancar el subministrament de gas a la instal·lació interior i als diferents aparells. A l'exterior, en un lloc de fàcil accés, està la clau de pas general.
• Comptador. Mesura el consum de gas en m3 del habitatge. Duu incorporada una clau de pas i un regulador de cabal.
• Reixetes de ventilació. Facilita l'intercanvi d'aire amb l'exterior, que fa possible la combustió correcta en els aparells.
• Conductes d'evacuació. Impedeixen que els gasos de la combustió s'acumulin a l'interior de l'habitatge.

Instal·lacions de gas butà

El subministrament més habituals dels habitatges que no estan connectats a la xarxa del gas canalitzat, és el de gas butà envasat en bombones. Llavors, els elements que diferèncien la instal·lació de gas butà són la bombona i el regulador de pressió.

• La bombona. Recipient d'acer que emmagatzema el gas a pressió en estat líquid. Per a la connexió de la bombona a la instal·lació s'utilitzen els tubs flexibles, homologats, fabricats amb elastòmers.
• El regulador de pressió. Té la funció de subministrar el combustible a una pressió baixa i constant. Duu incorporada una clau de pas.

Bombona de gas butà

Els gasodomèstics

Els gasodomèstics són aparells que aprofiten la calor per dur a terme activitats cotidianes com ara la cuina, la calefacció, etc...

L'aparell característic de qualsevol aparell de gas és el cremador, que permet produir la combustió en condicions adequades. El tipus de cremador més utilitzat és el cremador atmosfèric de flama blava, és el típic cremador de les cuines de gas.

Cremador atmosfèric de flama blava

En funció de les característiques de combustió, els aparells es classifiquen en:

• Aparells de circuit obert. Són els que agafen l'aire necessari per a la combustió de l'atmósfera del recinte on estan instal·lats i, per tant, necessiten unes condicions de ventilació determinades.
• Aparells de circuit estanc. En aquests gasodomèstics el circuit de combustió no té comunicació amb l'atmósfera del recinte on es troben.Hi ha calderes de calefacció, escalfadors d'aigua, etc., que són de circuit estanc.

El rebut del gas

El rebut del gas especifica el que hem de pagar pel servei i el consum de gas en un període de temps determinat. L'import del rebut correspon als conceptes següents:

• El terme fix, la quantitat fixa per mes facturat, que depen de la tarifa contractada.
• El consum de gas, que és la part variable del rebut. És la quantitat de m3 utilitzats per el preu de cada m3.
• L'import del lloguer del comptador, quan aquest es propietat de la companyia subministradora.
• L'IVA corresponent.

Rebut del gas

Normes d'ús, manteniment i conservació de la instal·lació de gas

La instal·lació de gas d'un habitatge, per la potencial perillositat que implica, l'ha de fer obligatoriament un instal·lador autoritzat i ha de cumplir una normativa establerta. És recomanable cuidar bé de la instal·lació de gas periòdicament, les regles bàsiques que s'han d'observar són aquestes:

• Evitar que s'apaguin les flames dels fogons quan es cuina.
• En absències llargues, tancar les claus de pas i la clau general de l'habitatge.
• Adquirir aparells de gas homologats i preparats per el tipus de gas que van a consumir.
• No obstruir reixetes de ventilació i netejar-ler periòdicament
• Etc...

La instal·lació elèctrica

La instal·lació electrica te la funcio de suministrar energia electrica a l'habitatge, tot garantint la seguretat de les persones i el bon funcionament dels aparells i de la mateixa insta·lació.
L'us generalitzat va motivar que l'administració eleborés el reglament electrotecnoc de baixa tensio (REBT).
L'actual REBT determina dos nivells o graus d'electrificació per als habitatges:

• Electrificacio basica. Disposa d'un mínim de cinc circuits. Permet el funcionament simultani d'una potencia total no inferior 5750W a 230V
• Electrificació elevada. Disposa de més de cinc circuits que permeten el funcionament simultani d'una potència total no inferior a 9200W a 230V

Torre d'alta tensió

Elements constitutius de la instal·lació elèctrica

La instal·lació elèctrica d'un edifici està formada per la instal·lació d'enllaç i per la instal·lació exterior decada habitatge.

Instal·lació d'enllaç

La instal·lació d'enllaç uneix la xarxa de distribució publica amb la instal·lacio interior de cada habitatge. Es compon dels seguents elements:

• L'escomesa o connexió general. És la part de la instal·lació compresa entre la xarxa de distribució i la caixa general de protecció.
• La caixa general de protecció. És la caixa que conté els fusibles destinats a protegir la instal·lació.
• La línia general d'alimentació. Uneix la caixa general de protecció amb la centralització de comptadors.
• La centralització de comptadors. És el conjunt de comptadors, elements de protecció i connexions.

Quadre de comandament i protecció

Es el conjunt d'elements destinats a la seguretat, la protecció i el control de la instal·lació interior.
Els elements que conté son els seguents:

• L'interruptor de control de petencia maxima (ICPM). El el interruptor general automàtic de la instal·lació interior.
• L'interruptor general automatic (IGA). És l'interruptor general de la instal·lació interior.
• L'interruptor diferencial (ID). Protegeix lespersones del perill d'electrocució per descàrregues elèctriques.
• Els petits interrumptors automatics (PIA). Protegeixen totsels circuits contra sobrecàrregues i curtcircuits.
• El born de terra o de protecció. La seva funció és connectar la presa de terra amb el circuit de connexió a terra de la instal·lació interior.
• El dispositiu de protecció contra sobretensions (DPS). Dipositiu que en detectar una sobretensió perillosa per a la instal·lació la desvia directament cap el terra de la instal·lació a traves dels conductes de protecció.

Quadre de comandament i protecció

Els circuits d'alimentació

El  corrent elèctric es distribueix per l'habitatge per mitjà de diversos circuits que alimenten diferents receptors. Aquests circuits tenen l'origen en un PIA i estan formats per:

• Els conductors. Són els cables que enllacen els diferents elements del circuit per portar el corrent fins als receptors.
• Els aparells de comandament. Són els dispositius que ens permeten maniobrar o governar el funcionament de la instal·lació elèctrica, segons la nostra voluntat.
• Els aparells de connexió. S'utilitzen per empalmar i derivar els conductors, i per connectar els receptors al circuit.
• Les canalitzacions. Protegeixen els conductors i els aparells de la instal·lació dels agents externs.

Els receptors

Els receptors són els aparells que funcionen amb energia elèctrica: làmpades, frigorífics, rentadores, ordinadors...

Per informar al consumidor de la eficiència energètica dels electrodomèstics que ofereix el mercat, als països de la UE hi ha instaurat el sistema d'etiquetes energètiques.

Sistema de classificament del rendiment

El rebut de la llum

Les empreses subministradores d'energia elèctrica determinen el cost de l'energia que consumim mitjançant la tarifació elèctrica.

El seu import és la suma dels conceptes següents:

• La facturació de potència, que és la part fixa del rebut.
• La facuració d'energia, que és la part variable del rebut.
• L'import del lloguer del comptador, quan aquest és propietat de la companyia subministradora.
• Els impostos i taxes vigents i l'IVA corresponent.

Rebut de la llum

Ús, conservació i seguretat de la instal·lació elèctrica

Per fer un bon ús de les instal·lacions elèctriques i assegurar-se de que es mantenen en condicions òptimes per al seu ús, cal tenir en compte les normes bàsiques següents, entre altres:

• Comprovar periòdicament que l'ID funciona correctament.
• No connectar habitualment electrodomèstics amb cables allargadors.
• No abusar de les connexions múltiples en un mateix endoll.
• Evitar empalmar cables.

Instal·lacions de claefacció i climatització

La sensació de confort ambiental a l'interior d'un edifici és determinada per les condicions de temperatura (de 20 a 22º a l'hivern i de 24 a 26º a l'estiu) i d'humitat relativa de l'aire (45%-60%), amb independència de les condicions climàtiques de comfort.

La instal·lació de calefacció controla la temperatura de l'habitatge i la manté superior a la de l'exterior

La instal·lació de refrigeració controla la temperatura de l'habitatge i la manté inferior a la de l'exterior.

La instal·lació de climatització controla la temperatura i la humitat de l'habitatge i les manté en els valors adequats per al confort ambiental.

Instal·lació de climatització

La instal·lació de calefacció

Segons els mecanismes de transmissió de la calor, podem classificar els sistemes de calefacció en:

• Calefacció per convecció natural. La transmissió de la calor es fa fonamentalment per convecció, mitjançant els radiadors.
• Calefacció per convecció forçada. Consisteix en un aparell d'escalfament d'aire calent que l'impulsa cap a l'estança a escalfar.
• Calefacció per radiació. Es basa en l'aprofitamen de la radiació com a forma d'emissió de calor. Consisteix a escalfar l'habitatge mitjançant canonades encastades al terra, parets i sostre.

Radiador d'una instal·lació de calefacció

El sistema més utilitzat, però, és la calefacció individual per aigua calenta. Els seus components bàsics son:

• La caldera. S'encarrega d'escalfar l'aigua i distribuir-la pel circuit amb la ajuda d'una bomba de circulació.
• El vas d'expansió. És l'element que absorbeix les dilatacions que experimenta l'aigua del circuit en escalfar-se.
• El circuit de distribució de la calor. Està format per un conjunt de canonades, radiadors, purgadors, aixetes i claus de pas. Serveixen per transportar l'aigua calenta per la instal·lació.

La instal·lació de climatització

L'aparell més utilitzat per a la climatització és la bomba de calor, que funciona com un frigorífic: un compressor accionat per un motor elèctric fa circular el fluid a travès d'un evaporador i un condensador.

Sistema de climatització

Ús, conservació i seguretat de la instal·lació de calefacció i climatització

Per a una correcta utilització de la instal·lació de calefacció i per evitar possibles accidents, és aconsellable seguir les recomanacions següents:

• No manipular res que no es conegui, ni intentar solucionar cap problema si no se està molt segur que el risc d'accident no pot aumentar.
• Si la instal·lació funciona malament, tallar sempre el subministrament d'energia o combustible a les calderes o escalfadors.
• No tapar ni suprimir les entrades o sortides d'aire del lloc on estigui col·locada la caldera. No hi emmagatzemar matèries inflamables o combustibles.