Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2002-03

3105EA0014 INSTAL·LACIONS AGROPECUÀRIES


Objectius Programa provisional  

Proporcionar a l'alumne les bases del disseny i dimensionament de les diferents instal·lacions de les explotacions agrícoles i ramaderes: elèctriques, frigorífiques i hidràuliques.
 
Prerrequisits  

no en té
 
Contingut (Programa)  

PART 1. INSTAL·LACIONS ELÈCTRIQUES (35 h)

Tema 1. FONAMENTS DE L'ENERGIA ELÈCTRICA (4 h)

-Introducció.
-Sistema de generació i distribució de l'energia elèctrica.
-Conceptes bàsics d'electricitat i magnetisme.
-Conceptes bàsics de corrent altern.

Tema 2. SISTEMES TRIFÀSICS (7 h)

-Fonament.
-Connexió en estrella.
-Connexió en triangle.
-Equivalència entre la connexió en estrella i en triangle.
-Sistemes trifàsics equilibrats i desequilibrats.
-Potència en els sistemes trifàsics.
-Mesura de la potència en els sistemes trifàsics.

Tema 3. MÀQUINES ELÈCTRIQUES (3 h)

-Introducció.
-Potència de les màquines elèctriques.
-Transformadors:
Principi de funcionament.
-Motors elèctrics:
Tipus.
Principi de funcionament.

Tema 4. ENLLUMENAT (5 h)

-Magnituds i unitats lluminoses.
-Lleis fonamentals de la luminotècnia.
-Reflexió, absorció i transmissió de la llum.
-Especificació del color.
-Fonts de llum.
-Lluminàries.
-Disseny d'una instal·lació d'enllumenat.

Tema 5. LÍNIES ELÈCTRIQUES (4 h)

-Conductors elèctrics.
-Càlcul de línies elèctriques.
-Sistemes de distribució en la xarxa de baixa tensió.

Tema 6. APARELLS DE MESURA I PROTECCIÓ (3 h)

-Aparells de mesura.
-Aparells de protecció contra sobreintensitats i curtcircuïts.
Fusibles.
Interruptors magnetotèrmics.

-Aparells de protecció contra contactes indirectes.
Posada a terra.
Interruptor diferencial.

-Aparells de protecció contra descàrregues atmosfèriques.
Parallamps

Tema 7. DISSENY D'UNA INSTAL·LACIÓ ELÈCTRICA (7 h)

-Normativa existent.
-Estructura general d'una instal·lació elèctrica.
-Esquema unifilar d'una instal·lació.
-Bases per al disseny d'una instal·lació elèctrica.
Previsió de càrregues.
Criteris de disseny.
Càlcul de la secció dels conductors. Consideracions en funció del receptor.
Posades a terra.
Atmosferes perilloses.
Locals especials.
Aparellatge: endolls, interruptors.
Potència a contractar.

-Exemples pràctics.
-Instal·lacions elèctriques d'energia solar fotovoltaica.

Tema 8. FACTURACIÓ DE L'ENERGIA ELÈCTRICA (2 h)

-Característiques i contractació del subministrament elèctric.
-Estructura de les tarifes elèctriques.
-Contractació de potència.
-Complements de les tarifes:
-discriminació horària
-energia reactiva
-estacionalitat

-Facturació de l'energia elèctrica.
-Estalvi en la facturació de l'energia elèctrica.
-Exemple pràctic d'elecció de tarifa i discriminació horària més convenient.


PART 2. INSTAL·LACIONS DE FRED (10 h)

Tema 1. CONCEPTES BÀSICS. (4 h)

-Concepte de calor sensible, calor latent i calor total.
-Concepte de temperatura.
-Mecanismes de transferència de calor.

Tema 2. INSTAL·LACIONS DE FRED (6 h)

-Sistemes de producció de fred.
-Càlcul de la càrrega de refredament en cambres de refrigeració.
-Elecció dels equips de la instal·lació frigorífica.


PART 3. HIDRÀULICA I INSTAL·LACIONS DE FLUIDS (30 h)

Capítol 0. Introducció (1 h)

-L'aigua a l'agricultura. Recursos hídrics.
-Hidràulica, hidrologia, regs i drenatges.
-Empirisme i anàlisi racional en el desenvolupament de la hidràulica dels sistemes de reg.
-Pla de l'assignatura.

TEMA A. HIDRÀULICA FONAMENTAL (6 h)

Capítol 1. Definició i propietats dels fluids (1 h)

-Definició de fluid.
-Propietats dels fluids. Densitat i pes específic. Pressió d'un fluid. Compressibilitat. Viscositat. Pressió de vapor. Tensió superficial.
-Comportament dels líquids.


Capítol 2. Hidrostàtica (2 h)


-Generalitats: Camp d'estudi. Propietats de la pressió hidrostàtica. Direcció i intensitat. Equació fonamental de la hidrostàtica. Pressió hidrostàtica: Pressió en un punt. Alçada de pressió o alçada piezomètrica. Superfície de nivell. Diagrama de pressions.

-Aplicacions: Mesura de pressions: Instruments. Unitats. Premsa hidràulica. Empenta sobre superfícies submergides. Superfícies planes: Força i centre de pressió. Casos d'interès pràctic. Condicions d'estabilitat de murs de gravetat per a la contenció d'aigües. Superfícies corbes. Descomposició en components vertical i horitzontal. Casos d'interès pràctic. Equilibri de cossos submergits.



Capítol 3. Hidrodinàmica (3 h)


-Cinemàtica de fluids: Mètode de representació del moviment dels fluids. Tipus de corrents: corrents lliures i corrents forçades. Tipus de moviment: Uniforme i variat. Permanent i variable. Cabal. Velocitat mitjana.

-Equacions fonamentals: Equació de continuïtat. Equació de la quantitat de moviment. Equació de l'energia. Aplicacions de l'equació de l'energia: Sortida d'un líquid per un orifici, per un tub i per una tovera. Sifó.

-Anàlisi dimensional i semblança hidràulica. Interès. Teorema de Buckingham.

-Dinàmica del líquid real: Número de Reynolds. Règim laminar, turbulent i crític d'un corrent. Distribució de velocitats en règim laminar i turbulent. Teoria de la capa límit.


TEMA B. SISTEMES DE DISTRIBUCIÓ (23 h)

Capítol 4. Corrents en càrrega (8 h)

-Pèrdues de càrrega en canonades.

-Pèrdues de càrrega contínues: Rugositats en canonades comercial. Expressió general de les pèrdues de càrrega contínues: Equació de Darcy-Weisbach. Coeficient de fricció de Darcy-Weisbach. Comportament hidrodinàmic d'una canonada Fórmules per al coeficient de fricció en règim laminar i en règim turbulent. Diagrama de Moody. Fórmules empíriques per al càlcul de la pèrdua de càrrega contínua. Càlcul hidràulic de canonades.

-Pèrdues de càrrega localitzades: Expressió general de les pèrdues de càrrega en punts singulars. Mètode del coeficient de pèrdua. Mètode de la longitud de canonada equivalent.

-Sistemes de conducció. Corba característica d'una canonada. Canonades en sèrie. Canonades en paral·lel. Canonada equivalent. Mètodes de solució d'un sistema simple de canonades. Mètode numèric. Mètode gràfic. Conduccions de transport. Conduccions de distribució. Conduccions amb servei en ruta: Distribució de cabal contínua i distribució de cabal discreta.

-Disseny de conduccions: Funcionament d'una canonada en funció de la posició de les línies d'energia. Perillositat de l'aire en conduccions.

-Instal·lacions d'aigua. Tipus: interiors, exteriors, afs, acs. Elements d'una instal·lació: canonades i accessoris. Dimensionat: Dades de partida. Criteris de càlcul. Velocitats límit aconsellades. Procés de càlcul. Dimensionament per mínim cost.


Capítol 5. Corrents lliures. (4 h)

-Característiques descriptives del moviment en canals. Moviment permanent uniforme en canals. Equació de l'energia. Representació gràfica de les línies d'energia. Fórmules per a la determinació de les pèrdues de càrrega. Dimensionament de canals. Distribució de velocitats en una secció transversal d'un canal.

-Instal·lacions de sanejament. Finalitat. Parts de la instal·lació: canonades, elements auxiliars, xarxa de ventilació. Dimensionat.


Capítol 6. Impulsions (11 h)


-Fonaments: Equació de l'energia amb aportació d'energia per una màquina hidràulica. Turbomàquines: Classificació, elements. Alçada manomètrica. Alçada geomètrica. Potència i rendiment d'un grup de bombeig. Corbes característiques d'una bomba. Cavitació. Semblança en bombes. Velocitat específica. Selecció del tipus d'impulsor.

-Aplicacions. Sistemes d'impulsió simples: Punt de funcionament. Elecció de la bomba adequada. Zona de treball. Adaptacions a canvis de demanda. Sistemes d'impulsió complexes: connexió de bombes en sèrie i en paral·lel.

-Disseny d'instal·lacions de bombeix. Elements d'una instal·lació. Criteris de càlcul i instal·lació. Dimensionament per mínim cost total.

-Cop d'ariet: Concepte. Prevenció. Càlcul aproximat.

-Impulsió de gasos. Transport de gasos per conduccions. Ventiladors: classificació, equacions.

-Instal·lacions de ventilació. Finalitat. Tipus de ventilació. Dimensionat: cabal d'aire, càlcul dels conductes d'extracció, selecció del ventilador.


PART IV. SISTEMES DE REG (30 h)

TEMA A. FONAMENTS HIDROLÒGICS DEL REG (3 h)


Capítol 1. L'aigua en el sòl (1.5 h)



-El sòl com a mitjà porós.
-Energia de l'aigua en el sòl.
-Moviment de l'aigua en el sòl: Equació de Darcy. Equació general de flux d'aigua al sòl.
-Determinació de les funcions hidràuliques del sòl: Mètodes directes i indirectes.
-Infiltració i redistribució d'aigua.


Capítol 2. Demanda d'aigua de reg (1.5 h)


-Equilibri hídric de les plantes
-Objectius del reg
-Determinació de les necessitats totals d'aigua de reg. Eficiència de reg i les serves components.


TEMA B. MÈTODES I SISTEMES DE REG (27 h)

Capítol 3. Introducció al reg (1 h)


-Esquema general d'un regadiu.
-Mètodes de reg. Distribució pressuritzada i per gravetat.
-Planificació del reg: Etapes. Projecte i explotació.
-Criteris de selecció de mètodes de reg.


Capítol 4. Regs per superfície (4 h)


-Mètodes i sistemes de reg per superfície: Descripció i característiques.
-Hidràulica del reg superficial: Fases del reg. Variables del reg. Interès dels models de simulació.
-Mètodes de disseny. Classificació i característiques.
-Projecte de reg per compartiments: Variables de disseny. Preparació del terreny.
-Projecte de reg per tablars: Variables de disseny. Criteris de disseny. Preparació del terreny. Operació de reg.
-Projecte de reg solcs. Variables de disseny. Criteris de dissny. Preparació del terreny. Operació de reg.
-Noves tècniques de reg superficial: mètodes. Materials.

Capítol 5. Regs per aspersió (10 h )

-Sistemes d'aspersió: Descripció. Característiques.
-Sistemes d'aspersió estacionaris. Elements del sistema. Marc d'aspersió: condicionants, selecció. Cálcul hidràulic.
-Projecte de reg amb una unitat de reg estacionària: Informació bàsica, disseny agronòmic, disseny hidràulic.
-Canons mòvils. Descripció de les màquines. Variables del reg amb màquines amb canó mòvil. Selecció. Projecte de reg amb una unitat de reg amb canó: informació bàsica, disseny agronòmic, disseny hidràlic.
-Lateral pivot. Descripció de l'equip. Variables del reg en pivot: selecció. Càlcul hidràulic. Projecte de reg amb una unitat pivot.
-Lateral d'avançament frontal. Descripció de l'equip. Variables del reg en pivot. Selecció. Càlcul hidràulic. Projecte de reg amb una unitat d'avançament frontal. Anàlisi comparatiu amb el lateral pivot.
-Avaluació del reg per aspersió. Objectius. Uniformitat. Eficiència. Avaluació de sistemes d'aspersió estacionaris i de desplaçament continu.

Cápítol 6. Regs per goteig (12h )


-Sistemes de microirrigació. Definició. Característiques.
-Càlculs hidràulics. Càlcul de la pèrdua de càrrega en laterals i terciàries. Pressió en un punt intermig. Distribució de pressions. Pressió necessària a l'origen.
-Projecte d'una unitat de reg localitzat. Disseny agronòmic: Càlcul de les varialbes del reg. Disseny hidràulic: Fonaments. Seqüència de disseny. Variació admissible de cabals i pressions enla subunitat. Anàlisi i càlcul hidràulic. Disseny hidràulic mitjançant solució gràfica.
-Avaluació de sistemes de reg per goteig. Objectius. Presa de dades de camp. Equacions aplicades. Avaluació de resultats. Diagnòstic de la instal·lació.






 
Bibliografia  


PART I. INSTAL·LACIONS ELÈCTRIQUES

Alabern, X.; Humet, L.; Nadal, J.M.; Orille, M.A. i Serrano, J.A. 1988. Circuits elèctrics i la seva resolució. Eumo Editorial. Vic.

Alabern, X.; Humet, L.; Nadal, J.M.; Orille, M.A. i Serrano, J.A. 1989. Circuits trifàsics i la seva resolució. Eumo Editorial. Vic.

Boix, O. i Rull, J. 1993. Circuits elèctrics. Quaderns d'Aula nº1. Edicions dela Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona.


Boix, O. i Rull, J. 1993. Instal·lacions elèctriques. Quaderns d'Aula nº4. Edicions dela Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona.

De Francisco, A.; Castillo, M. i Torres, J.L. 1993. La energía eléctrica en el explotación agraria y forestal. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid.

Departament d'Indústria i Energia. 1991. Instal·lacions elèctriques de baixa tensió. Direcció General de seguretat industrial. Generalitat de Catalunya, Barcelona.

De la Plaza, S. 1997. Electrotecnia y electrificación rural. ETSIA Universidad Politécnica de Madrid, Madrid.

Gutiérrez J.L., García E., Adrados, C. 1991. Electrotecnia y electrificación rural. 2 volums. Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia, València.

Lagunas Marqués, A.1999. Instalaciones eléctricas de baja tensión comerciales e industriales. Editorial Paraninfo, Madrid.

Roger Folch, J.; Riera Guasp, M. i Roldán Porta, C. 2002. Tecnología eléctrica. Editorial Síntesis, Madrid.

Rosell Polo, J.R. 2000. Circuitos eléctricos monofásicos y trifásicos: fundamentos teóricos y ejercicios resueltos.ñ Ediciones de la Universidad de Lleida, Lleida.

Seip, G.G. 1989. Instalaciones eléctricas. 3 volums. Siemens, Berlín.

PART II. INSTAL·LACIONS DE FRED


Amigo, P. 2000. Termotecnia: aplicaciones agroindustriales. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid.

López Gómez, A. 1994. Las instalaciones frigorícas en las industrias agroalimentarias. AMV Ediciones, Madrid.

Maestre, J.(dir) 1993. Nuevo curso de ingeniería del frío. AMV Ediciones, Madrid.

Melgarejo, P. 1995. Aislamiento, cálculo y construcción de cámaras frigoríficas. AMV Ediciones. Madrid.

Rapin, P. J. 1990. Instalaciones frigoríficas. 2 volums. Marcombo, Barcelona.

PART III. HIDRÀULICA I INSTAL·LACIONES DE FLUIDS


Agüera J. 1996. Mecànica de fluidos incompresibles y turbomáquinas hidràulicas. 4ª edición. Ed. Ciencia 3. Madrid.

Arizmendi L.j: 1995. Cálculo y normativa básica de las instalaciones de los edificios. Tomo I. Ediciones de la Universidad de Navarra. Pamplona

Agüera, J. 1996. Mecánica de fluidos incomprensibles y turbomáquinas hidráulicas. Problemas resueltos. 4ªedición. Ed. Ciencia, 3. Madrid.

Brun E.A., Martinot-Lagarde A., Mathieu J.1979. Mecànica de los fluidos. Tomo I. (Traducción al castellano dirigida per Virto L.). Editorial Labor, Barcelona.

French R.H. 1988. Hidráulica de canales abiertos. Ed. McGraw-Hill/interamericana de España, Madrid.

Gómez Pompa P. 1993. Instalaciones de bombeo para riego y otros usos. Ed. Agrícola Española S.A.

Giles D.V.1992. Mecánica de los fluidos e hidráulica. Ed. Mc.Graw Hill.

Hauser B.A. 1991. Practical hydraulics handbook. Lewis Publishers, Inc, Michigan.

Martínez M.A.1993. Hidráulica aplicada a proyectos de riego. Universidad de Murcia.

Mataix C. 1982. Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas. Ed. Del Castillo. Madrid.

Mayol J.M. 1981. Tuberías. Tomo I y II. Ed. Editores Técnicos Asociados. Barcelona.

Potter M.C. y Wigger D.C. 1991. Mechanics of fluids. Ed. Prentice-Hill International. Englewood Cliffs, N.J.

Roberson J.A., Cassidy J.J., Chaudhry M.H. 1988. Hydraulic engineering. Houghton Mifflin Company, Boston.

S&P. 1972. Prontuario de ventilación.

Streeter V.L., Wylie E.B.1985. Fluid mechanics. Ed. McGraw-Hill. Tokio.

Torres J.E. 1999. Hidráulica genral y agrícola. ETSIA. Valencia.

Velayos J., Comamala, M. i González, J.R. 1998. Fluids. Ed. J.Velayos Solé i Palahí A.G. Girona

Warring R.H. 1997. Selección de bombas. Ed. Labor.Barcelona.

PART III. SISTEMES DE REG

Barragán J. 1990. IV Curso de Tecnología del riego. ETSEA. Lleida.

Booher L.J.1974. El riego superficial. FAO. Cuadernos de fomento agropecuario número 95. FAO, Roma

Cemagref. 1992. Irrigation. Collection Guide pratique du Cemagref.

De Paco J.L. 1993. Fundamentos del cálculo hidráulico en los sistemas de riego y de drenaje. Coed. IRYDA-Mundi Prensa. Madrid.

Doorembos J. y Kassan A.H. 1979. Efectos del agua sobre el rendimiento de los cultivos. Estudios FAO: Riego y drenaje, 33. Roma

Doorembos J. y Pruitt W.O. 1975. Las necesidades de agua de los cultivos. Estudios FAO: Riego y drenaje, 24. Roma

Fuentes J.L. 1992. Técnicas de riego. MAPA. Madrid

Hernández J.M. y col. 1987. El riego localizado. INIA. MAPA.

Hoffman G.L., Howell T.A., Solomon K.A. 1990. Management of farm irrigation systems. ASAE, St. Joseph, Michigan

IRYDA. 1983. Normas para la redacción de proyectos de riego localizado. Estudios monográficos nº5. MAPA, Madrid

Jury W.A., Gardner W.R, Gardner W.H. 1991. Soil physics. 5ª ed. John Wiley & sons, Inc.

Martín de Santa Olalla F. y De Juan J.A. 1993. Agronomía del riego. Ed. Mundi Prensa- Universidad de Castilla-La Mancha. Madrid.

Pizarro F. 1987. Riegos localizados de alta frecuencia. Ed. Mundi-Prensa. Madrid

Ramírez de Cartagena F. 1995. Método numérico de diseño de subunidades de riego localizado. Apuntes - Monografía EPS (UdG).

Rodrigo J., Hernández J.M., Pérez A., González J.F. 1992. Riego localizado. CENTER- IRYDA- Mundi Prensa, Madrid.

Rolland L. 1986. Mecanización del riego por aspersión. Estudios FAO: Riego y Drenaje nº 35. Roma

Tarjuelo J.M. 1991. El riego por aspersión: Diseño y funcionamiento. Ed. Universidad de Castilla- La Mancha. Albacete

Vermeiren L. y Jobling G.A. FAO. 1986. Riego localizado. Estudios FAO Riego y Drenaje. nº 36. Roma
 
Mètodes docents  

2n curs. Anual. 12.0 crèdits

teoria + problemes: 10.5 crèdits

pràctiques: 1.5 crèdits
 
Tipus d'exàmens i avaluacions  

Examen final de teoria i problemes. Informe de pràctiques.
 
Informació addicional  

PRÀCTIQUES (15 h )

Part I. Instal·lacions elèctriques ( 6 h )

1. Reconeixement d'elements d'instal·lacions elèctriques.
2. Càlcul de l'enllumenat d'una nau agrícola amb programes informàtics.
3. Determinació de la instal·lació elèctrica d'una nau agrícola amb programes informàtics
4. Determinació de la tarifa elèctrica òptima.

Part III. Hidràulica i instal·lacions de fluids ( 3 h )

1. Reconeixement d'elements d'instal·lació hidràuliques.
2. Càlcul hidràulic de canonades a pressió i canals.

Part Iv. Sistemes de reg ( 6 h )

1. Avaluació de sistemes de reg per aspersió.
2. Avaluació de sistemes de reg localitzat d'alta freqüència.

 
Llengua de les classes