UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELCTRICA

CONTROL AUTOMTICO DE MANTENIMIENTO DE JARDINES Y SIMILARES-FUNDAMENTOS Y CASOS DE IMPLANTACIN TRABAJO MONOGRAFICO FINAL DEL CURSO DE AUTOMATIZACION Y CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALESEQUIPO DE TRABAJO:ESTUDIANTES DEL OCTAVO CICLO DE LA ESCUELA DE INGENIERA ELCTRICA.1) TORRES PEREZ, HILTER 082597-G 2) SEGURA CHAVEZ JOHN 10231203893) CHAVEZ MENDOZA, FRANCO A. 10231202374) MENDOZA REYES, C. DAVID 10231207815) HERRERA SIGUEAS JEISER 10231205046) ZEVALLOS COCHACHI ANTHONY 1023120184

ASESOR TCNICO DEL PROYECTO: ING. GUTIERREZ TOCAS VICTOR L.CALLAO, OCTUBRE, 2014PER

CONTROL AUTOMATICO DE MANTENIMIENTO DE JARDINES Y SIMILARES-FUNDAMENTOS Y CASOS DE IMPLANTACION

INDICE

1) CARATULA.12) NDICE.23) INTRODUCCION34) OBJETIVOS35) RESUMEN...46) MARCO TEORICO....................................5 6.1. ENTENDIENDO EL SISTEMA DE RIEGO.56.2. SISTEMA DE RIEGO AUTOMATIZADO UNIDAD DE SENSORES INALMBRICOS56.3. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA AUTOMATIZACIN DE LOS RIEGOS. 6.4. SISTEMAS DE AUTOMATIZACIN6.5. AUTOMATIZACIN POR TIEMPOS..6.5.1. ELECTROVLVULAS6.5.2. PROGRAMADORES6.5.3. TIPOS DE PROGRAMADORES6.6. AUTOMATIZACIN POR VOLMENES.6.6.1. VLVULAS VOLUMTRICAS6.6.2. ELECTROVLVULAS.6.6.3. PROGRAMADORES6.7. DISEO DE UN SISTEMA HIDRONEUMTICO..6.8. MANTENIMIENTO DE JARDINES6.9. COMPONENTES DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO.6.10. APLICACIN DE HIDRONEUMATICA..6.11. USO EN EL MANTENIMIENTO DE JARDINES

7) CONCLUSIONES298) BIBLIOGRAFA....299) ANEXOS30

I. INTRODUCCION.El desarrollo tecnolgico conseguido en el campo de la electrnica unido al logrado en el campo de la informtica, permite realizar de forma automtica el riego de jardines y zonas verdes, y otras operaciones como la fertirrigacin o la limpieza de los filtros del cabezal de riego, lo que ha dado lugar a un mayor control y facilidad de manejo de las instalaciones y a un abaratamiento de los costes de mantenimiento.Los sistemas de automatizacin que se pueden encontrar en el mercado ofrecen numerosas posibilidades, que van desde la programacin de pequeas operaciones, como la apertura o cierre de una vlvula, hasta la realizacin de una programacin integral del riego, que permite realizar de forma automtica distintas operaciones adems del riego propiamente dicho.La automatizacin de los riegos es posible en cualquier sistema de riego empleado, sin embargo su uso est mucho ms extendido en los sistemas de riego por aspersin y difusin, y en los de riego localizado, ya que en la mayora de jardines y dems zonas verdes se emplean estos sistemas, o tienden a utilizarse.En el siguiente trabajo control automtico de mantenimiento de jardines se dar a conocer las aplicaciones de los sensores, dispositivos, instrumentos y dems accesorios que estn involucrados en el tema. Adems una aplicacin prctica de un sistema de riego de jardn.Cuyos aportes ayudaran al curso a entender ms sobre la automatizacin en sus diferentes aplicaciones.

II. OBJETIVOS.

1) Conocer los controles automticos de riego que se utiliza en jardines.2) Identificar los tipos de sensores que se utilizan en riego.3) Diagnosticar si el sistema de riego es un sistema de lazo abierto o lazo cerrado.4) Identificar los elementos que componen el automatismo de un sistema de riego.

III. RESMEN.

La utilizacin de automatismos facilita la prctica de los riegos, al permitir el control automtico de una parte o de todos los procesos que componen la ejecucin de stos, dependiendo del grado de automatizacin del sistema.La programacin de los riegos puede realizarse por tiempo o por volmenes, segn se determine el tiempo que debe durar cada riego, o el volumen de agua a aplicar en cada riego, respectivamente. Los elementos bsicos para automatizar un sistema de riego son los programadores y las electrovlvulas, de los que existen en el mercado un sinfn de modelos que permiten distintos niveles de automatizacin.Los programadores pueden funcionar con distintas fuentes de energa, elctrica, solar o a pilas, lo que permite automatizar jardines sin suministro elctrico o zonas de difcil acceso. Adems, con los sistemas sin hilo, que conectan programadores y electrovlvulas por control remoto, se evita la realizacin de zanjas y el cableado del jardn que se desee automatizar.Con los sistemas de programacin integral, pueden conseguirse los mayores niveles de automatizacin posibles dentro de las instalaciones de riego. El uso de mquinas de riego conectadas a sensores, que suministran informacin sobre las condiciones ambientales existentes en el rea regada o sobre la calidad de la solucin nutritiva aportada, permiten la regulacin automtica de los parmetros de riego implicados, en caso que sea necesario.

IV. MARCO TERICO. Entendiendo el Sistema de Riego:

Un sistema simple: Un rociador conectado a una mangueraPara entender cmo funciona un sistema de riego automtico, conviene pensar en la instalacin ms simple: Un rociador colocado al final de la manguera del jardn.Un sistema como este permitira regar una pequea zona del jardn cada vez que se abra la llave de agua.Ahora bien, imaginemos que cambiamos la manguera por un tubo de PVC y lo colocamos bajo tierra; incluso podramos pensar en colocar ms de un rociador en el tubo, lo que permitira regar una zona ms grande. En ese caso ya tendramos un circuito de riego semi-automtico.

Podemos agregar ms regadores al tubo, hasta regar el jardn completo?

Puede que en un jardn muy pequeo funcione. Sin embargo, en una instalacin ms grande es posible que el arranque de agua potable, el medidor y los tubos que llegan hasta los rociadores no tengan la capacidad de entregar suficiente agua a una presin razonable a los regadores.La forma ms simple de evitar este inconveniente es trabajar con varios circuitos de riego, cada uno con su propia llave de agua y con un nmero moderado de rociadores. As, si se abre una llave de agua a la vez, se conseguir que los rociadores funcionen correctamente y se podr regar todo el jardn de manera eficaz.A modo de ejemplo, si para regar un jardn necesitamos 15 rociadores, pero la instalacin existente no es capaz de alimentar adecuadamente ms de 3 rociadores, deberemos dividir el jardn en 5 zonas, donde cada zona es regada por un circuito distinto con su propia llave de agua. As tendramos una instalacin de 5 zonas, con 5 llaves de agua y 3 rociadores por zona.

Podemos hacer que las llaves de agua se abran y cierren solas y olvidarnos de regar todos los das?

Aunque una llave de agua normal no se puede abrir sin una manoque la mueva, existen llaves de agua especiales, conocidas como electrovlvulas o vlvulas de solenoide, que dejan pasar el agua cada vez que reciben una seal elctrica y cortan el paso del agua cada vez que dejan de recibir electricidad.Si equipamos nuestro sistema con este tipo de llaves y las conectamos a un controlador de riego electrnico que entrega electricidad a cada vlvula en un horario determinado, tendremos un sistema de riego programado.En un controlador de riego tpico, es el usuario quien define a qu hora comenzar a regar, que das de la semana y cuantos minutos se debe regar cada zona.El controlador, por su parte, se encarga de comenzar a regar a la hora definida por el usuario y de activar las vlvulas, una a la vez y por el tiempo definido por el usuario, hasta completar el riego de todo el jardn.En resumen, un sistema de riego programado para jardines consiste en una red de tuberas y vlvulas (llaves de agua) que entrega agua proveniente de la red de agua potable a los rociadores que estn distribuidos en el jardn cuando las vlvulas de la instalacin estn abiertas.Este sistema es manejado por un controlador, el cual enva una seal elctrica a las distintas vlvulas de la instalacin para que dejen pasar agua hacia los rociadores a la hora y por el tiempo definidos por el usuario.

SISTEMA DE RIEGO AUTOMATIZADOEl sistema de riego automatizado permite optimizar el uso del agua en cultivos a travs de sensores que miden la humedad y la temperatura en la zona radicular de las plantas. La ventaja de regar cuando se ha excedido una temperatura determinada o bien por la deteccin o falta de humedad, permite que el cultivo no entre en estrs, con lo que se garantiza el mejor producto agrcola posible.

Fig. 1: Sistema de riego AutomatizadoEl sistema de riego automatizado consiste de una red de unidades de sensores inalmbricos (USI), una unidad remota de informacin (URI) y un panel de control (PC), los cuales estn enlazados por radio mdems que permiten la transferencia de datos.

Fig. 2: Red de unidades de sensores inalmbricos

El sistema opera utilizando energa solar, con el que se recarga una batera de ciclo profundo, que se usa para energizar la unidad remota y una bomba de corriente directa para regar el cultivo. Los sensores inalmbricos tambin operan con un panel solar utilizado para recargar bateras, por lo que el sistema puede utilizarse en zonas donde no haya electrificacin. El sistema cuenta con un enlace GPRS-Internet que permite comunicarse con una aplicacin WEB en la que se registra el archivo histrico de temperaturas, humedades y riegos del cultivo. Tambin es posible modificar los umbrales de temperatura y humedad desde la pgina de Internet. El sistema tambin permite la programacin de riegos calendarizados con la duracin deseada.

Unidad de sensores inalmbricos Cada unidad de sensores inalmbricos sirve para medir la temperatura de la tierra y la humedad de la tierra en la zona radicular de las plantas de cultivo. Una USI consiste de un sensor de temperatura, el cual es un circuito integrado encapsulado en un cilindro de PVC; un sensor de humedad, el cual es un dispositivo electrnico de estado slido; una tarjeta electrnica transmisora, que es un esquema de trazado de un circuito impreso basado en un microcontrolador, el cual es un circuito de estado slido de bajo consumo de energa y que contiene un algoritmo apropiado para la medicin y transmisin de la temperatura y humedad del suelo.

Fig. 3: Componentes de una unidad de sensores inalmbricos.Tambin cuanta con un radio mdem de radio frecuencia, que es un dispositivo inalmbrico que establece un canal de comunicacin con la URI, y que tiene un alcance de hasta 1.5 km. Para su operacin cuenta con un paquete de tres bateras recargables de Ni-MH configuradas en serie para suministrar un voltaje de 3.6 voltios a 2100 Miliampers (mA); y un panel fotovoltaico para mantener la carga de las bateras recargables.El panel fotovoltaico est montado en una base prismtica de PVC, la cual se encuentra en la parte superior de un tubo estaca de PVC, y presenta una perforacin roscada para ser sujetada mediante un tornillo al tubo, adems de permitir ajustar la orientacin del panel fotovoltaico hacia el sol con la inclinacin pertinente; el extremo inferior del tubo estaca presenta una terminacin de punta para ser enterrado. El resto de los componentes mencionados se encuentran resguardados en un contenedor de PVC a prueba de agua el cual est conformado por una caja semiesfrica y un tapn cilndrico, ambas piezas empatan y sellan mediante un O-ring. Los cables de alimentacin y de informacin de los sensores de temperatura, de humedad y del panel fotovoltaico entran al contenedor mediante un conector glndula que permite sellar perfectamente estos cables.

Fig. 4: Disposicin de los componentes dentro del contenedor.

Unidad remota de informacin Los datos de temperatura y humedad del suelo provenientes de cada unidad de sensores inalmbricos son registrados y analizados en la unidad remota de informacin la cual consiste de un microcontrolador coordinador, un circuito de estado slido montado en una tarjeta electrnica receptora, donde se tiene un programa apropiado para registrar, analizar y transmitir la informacin recibida. Cuenta tambin con un radio mdem de radio frecuencia, como coordinador que permite establecer un canal de comunicaciones bidireccional con las unidades de sensores inalmbricos; un mdem de radio transmisin de paquetes generales, GPRS por sus siglas en ingls, el cual sirve para mantener una comunicacin bidireccional con una pgina en Internet, donde se despliegan la informacin de cada uno de los sensores de temperatura y humedad del suelo.

Fig. 5: Componentes de la unidad remota de informacin.

La URI cuenta hasta con dos relevadores, que son activados por el microcontrolador coordinador con un tiempo proporcional al riego requerido; y bombas de corriente directa, para suministrar el agua a los cultivos con una presin de hasta 8 psi, bombeando el agua desde sus respectivos depsitos; as como de una batera recargable de ciclo profundo de 100 Amper-hora a 12 voltios, la cual suministra la potencia requerida para alimentar a los circuitos electrnicos y las bombas. La batera de ciclo profundo es cargada por un panel fotovoltaico de 130 Watts a travs de un controlador de carga. El microcontrolador coordinador tiene programado el algoritmo de monitoreo de riego automatizado, que permite accionar las bombas a partir de los datos recibidos de cada unidad de sensores inalmbrico. La funcin principal del algoritmo es recibir los datos de temperatura y humedad del suelo, y en comparacin con los valores programados de umbral mnimo de humedad o mximo de temperatura se controla el encendido de las bombas por un periodo determinado, el cual depende del tipo de cultivo. La activacin de cada bomba se realiza por medio de un interruptor tipo relevador. Fig. 6: Bombas de corriente directa y depsitos de agua. El algoritmo tambin se encarga de registrar en una memoria de estado slido los valores registrados de temperatura y humedad de cada USI, as como la hora y tiempo de activacin de cada bomba, generando una base de datos local. Estos datos son transmitidos a Internet mediante el mdem de radio transmisin de paquetes generales, para ser desplegados en el panel de control que es una pgina web en tiempo real. Este enlace es bidireccional, por lo que a travs de una interfaz grfica de usuario en la pgina web se pueden establecer los valores umbrales de temperatura y humedad, los tiempos de riego en modo autnomo, o bien la opcin de realizar un riego remoto. Los componentes electrnicos son resguardados en una caja hermtica de plstico con una tapa transparente dispuesta de un interruptor para el encendido/apagado de la URI; un interruptor tipo de botn para accionar manualmente las bombas por un tiempo determinado; un conector serial por el cual se establece una comunicacin serial entre una computadora y el microcontrolador coordinador para supervisar cada una de las acciones de este microcontrolador, as como para descargar la informacin guardada en la memoria de estado slido; un conector glndula que permite el acceso de los cables de alimentacin que proviene de la batera recargable; y dos conectores glndula para la alimentacin de las bombas que provienen de cada uno de los relevadores.

Fig. 7: Vistas de la URI. Panel de control El panel de control (Fig. 9) puede ser consultado va Internet a travs de una computadora o un dispositivo mvil. Los datos se muestran en la interfaz grfica en tiempo real para cada uno de los sensores, al mismo tiempo que se crea una base de datos en formato tipo texto o bien de una hoja de clculo para su anlisis posterior. Adicionalmente, el panel de control puede enviar alarmas o un reporte diario al usuario(s) interesado(s) va un correo electrnico, con lo que se genera un respaldo de la base de datos generada por el sistema.

Fig. 8: Pantalla del panel de control con grficas de temperatura y humedad del suelo.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA AUTOMATIZACIN DE LOS RIEGOS. SISTEMAS DE AUTOMATIZACIN

La posibilidad de realizar el riego de un jardn de forma automtica supone numerosas ventajas para la persona encargada de ste, que podr dedicar su tiempo a otras operaciones con la seguridad de realizar un adecuado control y manejo de la instalacin de riego. Frente a estas ventajas, la automatizacin de una instalacin de riego tambin presenta algunos inconvenientes, relacionados, sobre todo, con el aspecto econmico.

VENTAJASINCONVENIENTES

-Permite un mayor control y un mejor ajuste de las dosis de riego a aplicar.- Consigue una mayor eficiencia de riego, lo que se traduce en un ahorro de agua.- Reduce el empleo de mano de obra, al ser posible el control automtico de determinados procesos durante los riegos, facilitando su ejecucin y disminuyendo posibles errores humanos.- Permite la programacin de otras operaciones relacionadas con los riegos, como son la limpieza de filtros y la fertirrigacin.- Permite programar los riegos en las horas en las que la energa es ms barata, dando lugar a una reduccin de los costes.- Permite programar los riegos en los momentos de menor interferencia con el aprovechamiento y uso del jardn.- Facilita la realizacin del control de las anomalas que pudieran ocasionarse durante el funcionamiento del sistema, permitiendo al usuario la posibilidad de variar las condiciones de trabajo de los elementos de la instalacin.- Permite el control de parmetros relacionados con la calidad qumica del agua aportada para evitar obturaciones y mejorar la nutricin de las plantas.-Supone un incremento del coste de la instalacin, que en algunos casos puede resultar poco rentable.- Requiere una formacin adecuada por parte de los usuarios para poder realizar un uso correcto del sistema instalado.- Necesita, en la mayora de los casos, energa elctrica, lo que supone una limitacin en zonas no electrificadas, adems de un coste adicional, por consumo elctrico y por la necesidad de instalar bateras o placas solares, que aseguren el funcionamiento en caso de un corte en el suministro elctrico.

SISTEMAS DE AUTOMATIZACINEl control automtico de los riegos puede realizarse utilizando varios parmetros distintos: el tiempo, en este caso se habla de automatizacin por tiempos; el volumen, en el caso de automatizacin por volmenes; y parmetros relacionados con el agotamiento del agua en el suelo, en la automatizacin a demanda.Los sistemas de automatizacin por tiempos se basan en la determinacin y programacin del tiempo de duracin del riego, para que el sistema suministre el volumen de agua necesario para el mantenimiento en condiciones ptimas del jardn. El clculo del tiempo de riego se realiza en funcin de las necesidades de las plantas, del rea mojada por los emisores y el caudal que stos suministren Una vez transcurrido este tiempo, se detiene la ejecucin del riego.

Programador por tiempos.Por otro lado, en los sistemas de automatizacin por volmenes se programa el volumen de agua que el sistema debe aplicar en cada riego. La cantidad de agua que se deber aplicar corresponde con las necesidades brutas de la zona a regar (ver Unidad Didctica 2). El riego no se detendr hasta que no se haya aplicado la totalidad de la cantidad programada. Estos sistemas permiten diversos niveles de automatizacin, desde la apertura manual de las vlvulas a las que previamente se les ha fijado la cantidad de agua que deben dejar pasar durante el riego, hastalos que emplean equipos ms sofisticados, con programadores que permitan realizar todas las operaciones de forma automtica.Ambos sistemas no slo se diferencian en los parmetros empleados para llevar a cabo la programacin de los riegos, sino tambin en la forma de realizarla y en los equipos que utilizan. En este sentido, los sistemas de automatizacin por tiempos son ms cmodos y fciles de manejar, ya que para la programacin basta con indicar en el programador la hora de inicio y de finalizacin del riego. Por su parte, los sistemas de automatizacin por volmenes requieren, la determinacin de la hora de comienzo del riego y del volumen de agua que ha de circular por cada vlvula. En los niveles de automatizacin ms bsicos, esto se har de forma manual, y a medida que se avanza de nivel, la programacin puede hacerse con un programador, una consola de programacin, o un ordenador.En la actualidad, a la hora de programar los riegos de parques, jardines, campos de deporte, etc.,la automatizacin por tiempos es la ms utilizada. Sin embargo, si se desea realizar un aporte de agua lo ms adecuado posible, en funcin de las necesidades brutas de las plantas a regar, se debe realizar una programacin por volmenes. El motivo es tan sencillo como que la programacin por tiempos no garantiza el suministro completo del agua que se debe aporta, ya que pasado el tiempo establecido el riego se detiene. Si durante su ejecucin surge alguna incidencia, como una reduccin de la presin de trabajo del sistema o del caudal circulante por el mismo, la cantidad de agua aplicada ser inferior a la prevista.Adems, la existencia en el mercado de equipos como electrovlvulas, que permiten la medicin del caudal circulante, y de programadores adecuados, que posibilitan la realizacin de una programacin cmoda y sencilla de los volmenes de agua a aportar por el sistema, est contribuyendo a que este tipo de automatizacin se vaya implantando en las instalaciones de riego de jardines.El riego a demanda basa su funcionamiento en la colocacin de sensores en lugares clave de la zona a regar. Cuando se sobrepasan los niveles establecidos de agotamiento de agua en el suelo, el programador recibe una seal e inicia la sesin de riego. La finalizacin se puede determinar por parmetros volumtricos o por otro sensor colocado en el nivel inferior del suelo en el lmite del perfil que se quiere mojar. Su implantacin en jardinera tropieza con la dificultad de resolver problemas de temporalidad, es decir, no accionar el riego en el momento exacto de producirse la demanda, sino contemplar la oportunidad de realizarlo en funcin a otros horarios no coincidentes con los usos del jardn. Esto es esencial en riegos por aspersin que pueden mojar espacios ocupados por personas o producir derivas incmodas para el disfrute el jardn.

Elementos utilizados en los sistemas deAutomatizacinLos elementos ms bsicos que se utilizan en los sistemas de automatizacin son las electrovlvulas y los programadores. Pero junto a stos, y a medida que el nivel de automatizacin de la instalacin aumenta, pueden emplearse otros equipos que permitan la programacin de otras actividades relacionadas con el riego, como la fertirrigacin, o la limpieza de los filtros.En el mercado existe una amplia gama de electrovlvulas, de programadores, y de otros elementos utilizados en la automatizacin de una instalacin de riego, lo que puede dificultar la eleccin del equipo ms adecuado. En caso de dudas se debe recurrir al consejo y a la opinin de una persona experta en el tema, y elegir el modelo que ms se adecue a la instalacin que se quiera automatizar, sin olvidar que en la mayora de los casos lo mejor no es lo ms caro.

Distintos modelos de programadores y electrovlvulas.

AUTOMATIZACIN POR TIEMPOS ElectrovlvulasLas electrovlvulas, tambin conocidas como vlvulas solenoide, son dispositivos que controlan la circulacin del agua en funcin de una serie de impulsos elctricos enviados desde el programador de riego. Se componen principalmente de dos elementos: un diafragma, que permite o impide el paso del agua a travs de la electrovlvula, y un solenoide, que recibe los impulsos elctricos, y que a su vez acciona la apertura o el cierre de la membrana.

Representacin esquemtica de una electrovlvulaSegn su funcionamiento, pueden distinguirse dos modelos de electrovlvulas: normalmente abiertas y normalmente cerradas. Una electrovlvula es normalmente abierta cuando el impulso elctrico que acta sobre ella provoca el cierre del diafragma, y es normalmente cerrada, cuando este impulso provoca su apertura. La utilizacin de un modelo u otro va a depender de la duracin de los riegos, de forma que si son de larga duracin, se recomienda el uso de electrovlvulas normalmente abiertas, mientras que si son riegos cortos, se deben utilizar las normalmente cerradas. Las electrovlvulas consumen energa durante todo el tiempo de funcionamiento. Esto puede suponer una limitacin, por ejemplo, en el caso de zonas verdes donde la disponibilidad de energa elctrica no sea suficiente para el abastecimiento del sistema de automatizacin. En estos casos se pueden utilizar electrovlvulas LACH, que slo consumen energa durante el acto de apertura y cierre de la misma, y que adems pueden funcionar con bateras o pilas.Las electrovlvulas se localizan a la entrada de cada sector de riego, y deben colocarse en el interior de una arqueta encastrada, que las proteja de la accin de agentes externos y de posibles manipulaciones indebidas. Es recomendable rellenar el interior de las arquetas con grava para que en caso de producirse una fuga, el agua pueda drenar con facilidad evitando que las electrovlvulas se inunden.

ProgramadoresLos programadores son los elementos encargados de dirigir el sistema de automatizacin de una instalacin de riego. En general, se encargan de la apertura y cierre de las electovlvulas, aunque tambin se podran programar para la puesta en marcha y parada de otros equipos, como las bombas y los inyectores de fertilizante, o para realizar la limpieza de los filtros. Segn la fuente de alimentacin, los programadores pueden funcionar con energa elctrica, con energa solar o a pilas.

Programador a pilas (a la izquierda) y programador alimentado por corriente elctrica.Una caracterstica de los programadores es que pueden tener una o varias estaciones, es decir, una o varias salidas con las que alimentar una o ms electrovlvulas o cualquier otro elemento del sistema. Esto significa que con un solo programador pueden controlarse ms de un sector de riego del jardn. Adems, algunos modelos pueden alimentar ms de una electrovlvula por estacin, esto significa que con un programador con una sola estacin capaz de alimentar dos electrovlvulas, se podran controlar dos sectores de riego distintos.La variedad de programadores existente en el mercado es muy amplia, lo que da lugar a un gran abanico de posibilidades a la hora de introducir los datos de programacin, hora de inicio, duracin del riego, hora de finalizacin, das que se desea regar, etc. En cuanto a la determinacin de los das de riego, los programadores convencionales permiten sealar los das que se desea regar o los que no, dentro de una semana. Para realizar una programacin de los riegos con carcter mensual o anual, se debe recurrir al uso de ordenadores con programas especficos para ello.

Tipos de programadoresEn la programacin por tiempo de riego se distinguen principalmente los siguientes tipos de programadores: Programadores horarios con mandos mecnicos: van dotados de un reloj, que permite el establecimiento del tiempo de riego, y de una serie de mandos e interruptores para determinar el orden de apertura y cierre de los equipos conectados a los canales de salida, en caso de tener ms de uno. Programadores digitales por tiempo: son un poco ms complejos que los anteriores. Constan de un reloj digital, que permite el almacenamiento de los datos de programacin en caso de que falle la alimentacin elctrica del equipo. Disponen de varias salidas, para establecer el control del riego, de los fertilizantes y la limpieza de los filtros. Programador digital por tiempo con registro de caudal: son similares a los anteriores, pero incorporan un contador de caudal instantneo, que permite la medicin del volumen de agua y fertilizantes aportados, as como los valores totales acumulados. Cuentan tambin con entradas de alarma que, al recibir informacin de anomalas a travs de sensores presentes en la instalacin, detienen el funcionamiento del sistema. Programador a pilas con o sin vlvula incorporada: dispone de un dispositivo electrnico que le permite controlar la apertura y cierre de la vlvula. Los hay de dos clases, aquellos que pueden ser programados mediante un pulsador, o los de programacin mediante teclado. Ambos son de fcil manejo y de bajo consumo elctrico (con la carga de una pila pueden funcionar de 1 a 2 aos). Programador a pilas con salidas a vlvulas LATCH: presentan varias salidas de 12 voltios para el control de vlvulas LATCH.Para el adecuado funcionamiento de los programadores se requiere un emplazamiento cubierto, sin humedad, de fcil acceso y protegidos frente a la accin de agentes desfavorables. A excepcin de los programadores a pilas, los programadores suelen ir conectados a la red elctrica, por lo que se deben instalar en las proximidades de una toma de corriente. Como para su funcionamiento requieren tensiones bajas (12 24 voltios), necesitan de un transformador elctrico que reduzca la tensin procedente de la red a valores adecuados. En caso de que el programador no disponga de transformador interno, habr que conectarlo a uno exterior para que lleve a cabo dicha reduccin.

Los programadores suelen instalarse en el interior o a la intemperie, en una caja.

En el caso de los programadores a pilas, stos suelen colocarse en las arquetas donde se disponen las electrovlvulas que controlan.

AUTOMATIZACIN POR VOLMENESLos elementos utilizados en automatizacin por volmenes, varan en funcin del nivel de automatizacin alcanzado en la instalacin. Los sistemas que presentan un nivel ms bajo, emplean fundamentalmente vlvulas hidrulicas y volumtricas para el control del agua aplicada durante los riegos. A medida que el nivel de automatizacin va aumentando, se utilizan sistemas con programadores y electrovlvulas, parecidos a los empleados en automatizacin por tiempos, pero dotados con mecanismos que permitan programar en funcin del caudal aplicado.Vlvulas hidrulicasLas vlvulas hidrulicas son dispositivos que abren o cierran el paso del agua mediante el accionamiento de un pistn, cuando ste recibe una seal de naturaleza hidrulica. Las vlvulas hidrulicas se denominan normalmente abiertas, cuando impiden el paso del agua al recibir la seal, y normalmente cerradas, en caso contrario.Vlvulas volumtricasLas vlvulas volumtricas son vlvula hidrulica que llevan incorporadas un contador tipo Woltmann. Cuentan con un selector donde se marca de manera manual la cantidad de agua que se pretende que pase por la vlvula, de forma que una vez contabilizado dicho volumen, el contador transmite una seal a la vlvula hidrulica, que cierra el paso del agua. Durante su funcionamiento puede modificarse la cantidad de agua que debe pasar a su travs, e incluso es posible su cierre manual si se desea.

Vlvula volumtrica

ElectrovlvulasLas electrovlvulas utilizadas en automatizacin por volmenes a diferencia de las utilizadas en la programacin por tiempos, disponen de un contador volumtrico, encargado de transmitir impulsos a un programador, en el que previamente se habr indicado el valor en volumen de cada impulso. De esta manera se tiene una medida del volumen circulante por el interior de la electrovlvula, que se cerrar tras una seal del programador, en el momento que haya pasado a su travs el volumen de agua programado.ProgramadoresLos programadores presentan caractersticas muy parecidas a los utilizados en automatizacin por tiempos, ya que generalmente se encuentran preparados para poder funcionar en ambos tipos de sistemas, al contar con programas que permiten elegir el tipo de automatizacin a realizar.Adems del control de la cantidad de agua aplicada, algunos de estos modelos incorporan programas que permiten llevar a cabo el control volumtrico de las dosis de fertilizantes empleadas y la limpieza de los filtros cuando sea necesario.

DISEO DE UN SISTEMA HIDRONEUMTICOLa red de abastecimiento de agua potable es un sistema de obras de ingeniera, concatenadas que permiten llevar hasta la vivienda de los habitantes de una ciudad, pueblo o rea rural relativamente densa, el agua potable.

MANTENIMIENTO DE JARDINES

Origen del aguaLos sistemas de abastecimiento de agua potable se pueden clasificar por la fuente del agua, de le que se obtienen:

Agua de lluvia almacenada en aljibes Agua proveniente de manantiales naturales, donde el agua subterrnea aflora a la superficie; Agua subterrnea, captada a travs de pozos o galeras filtrantes; Agua superficial, proveniente de ros, arroyos, embalses o lagos naturales; Agua de mar.

Segn el origen del agua, para transformarla en agua potable deber ser sometida a tratamientos, que van desde la simple desinfeccin, hasta la desalinizacin.

Componentes del sistema de abastecimiento

El sistema de abastecimiento de agua potable ms complejo, que es el que utiliza aguas superficiales, consta de cinco partes principales: Almacenamiento de agua bruta Captacin Tratamiento Almacenamiento de agua tratada; Red de distribucin.APLICACIN DE HIDRONEUMATICALa informacin que se va a suministrar es la creacin de un proyecto de un sistema de hidroneumtico en particular, que no es ms la distribucin de agua para edificios o instalaciones. Disear la capacidad de un sistema hidroneumtico para una edificio de 4 plantas, de 8 apartamentos por plantas tomando en cuenta que en cada apartamento viven 5 personas y que la dotacin para cada persona es de 400 lts/ personas. Calculando un Qtotal de todas las personas que habitan.Entre los diferentes sistemas de abastecimiento y distribucin de agua en edificios e instalaciones, los Equipos Hidroneumticos han demostrado ser una opcin eficiente y verstil, con grandes ventajas frente a otros sistemas; este sistema evita construir tanques elevados, colocando un sistema de tanques parcialmente llenos con aire a presin. Esto hace que la red hidrulica mantenga una presin excelente, mejorando el funcionamiento de lavadoras, filtros, regaderas, llenado rpido de depsitos en excusado, operaciones de fluxmetros, riego por aspersin, entre otros; demostrando as la importancia de estos sistemas en diferentes reas de aplicacin. As mismo evita la acumulacin de sarro en tuberas por flujo a bajas velocidades. Este sistema no requiere tanques ni red hidrulica de distribucin en las azoteas de los edificios (evitando problemas de humedades por fugas en la red) que dan tan mal aspecto a las fachadas y quedando este espacio libre para diferentes usos.

Los Sistemas Hidroneumticos se basan en el principio de compresibilidad o elasticidad del aire cuando es sometido a presin, funcionando de la siguiente manera: El agua que es suministrada desde el acueducto pblico u otra fuente, es retenida en un tanque de almacenamiento; de donde, a travs de un sistema de bombas, ser impulsada a un recipiente a presin (de dimensiones y caractersticas calculadas en funcin de la red), y que posee volmenes variables de agua y aire. Cuando el agua entra al recipiente aumenta el nivel de agua, se comprime el aire y aumenta la presin, cuando se llega a un nivel de agua y presin determinados (Pmx.), se produce la seal de parada de bomba y el tanque queda en la capacidad de abastecer la red; cuando los niveles de presin bajan, a los mnimos preestablecidos (Pmn.) se acciona el mando de encendido de la bomba nuevamente. Como se observa la presin vara entre y Pmx y Pmn, y las bombas prenden y apagan continuamente. El diseo del sistema debe considerar un tiempo mnimo entre los encendidos de las bombas conforme a sus especificaciones, un nivel de presin (Pmn) conforme al requerimiento de presin de instalacin y un Pmx, que sea tolerable por la instalacin y proporcione una buen calidad de servicio.

Usualmente los encargados de los proyectos consideran un diferencial de presin de 10 mca, lo que puede resultar exagerado, ya que en el peor de los casos la presin vara permanentemente entre 5 y 15 mca. Este hecho es el que los usuarios notan, ya que estas variaciones en la presin se traducen en fluctuaciones del caudal de agua. Adems, el sistema de calentamiento de agua variar su temperatura en funcin del caudal. En efecto, el caudal de 15 mca es un 35% superior al que se tiene, si la presin es de 5 mca. Una instalacin con sistema hidroneumtico, calculado segn lo anterior, consumir un 18 % ms de agua por el hecho de tener que aumentar la presin sobre el mnimo, este aumento conlleva a una prdida de energa importante.Mientras mayor sea el diferencial de presin y menor el tiempo entre partidas de los motores, ms pequea resulta la capacidad del estanque de presin.Las bombas estarn funcionando entre dos puntos de operacin de presin y por consiguiente de caudal, por lo que al no ser un punto nico, no podr estar permanentemente en su punto ptimo de eficiencia.

Las Bombas

Cuando se selecciona el tipo o tamao de bomba, se debe tener en cuenta que la bomba por si sola debe ser capaz de abastecer la demanda mxima dentro de los rangos de presiones y caudales, existiendo siempre una bomba adicional para alternancia con la (o las) otra (u otras) y cubrir entre todas, por lo menos el 140% de la demanda mxima probable. Adems debe trabajar por lo menos contra una carga igual a la presin mxima del tanque.Cuando se dimensiona un tanque se debe considerar la frecuencia del nmero de arranques del motor en la bomba, llamados Ciclos de Bombeo. Si el tanque es demasiado pequeo, la demanda de distribucin normal extraer el agua til del tanque rpidamente y los arranques de las bombas sern demasiado frecuentes, lo que causara una desgaste innecesario de la bomba y un consumo excesivo de potencia.El punto en que ocurre el nmero mximo de arranques, es cuando el caudal de demanda de la red alcanza el 50% de la capacidad de la bomba. En este punto el tiempo que funcionan las bombas iguala al tiempo en que estn detenidas. Si la demanda es mayor del 50%, el tiempo de funcionamiento ser ms largo; cuando la bomba se detenga, la demanda aumentada extraer el agua til del tanque ms rpidamente.La potencia de la bomba puede calcularse, de la siguiente manera:HP = Q (l/s) H (m) /75 * n %/100

Dnde: HP: Potencia de la bomba en caballos de fuerzaQ: Capacidad de la bomban: Eficiencia de la bomba, Para efectos de clculos tericos se supone de un 60%.Los equipos hidroneumticos sirven para mantener la presin constante en las tuberas de aguas blancas, dentro de una casa, oficina y planta purificadora de agua. Estos aparatos permiten que el agua salga a la presin y flujo adecuado, sin importar lo retirado que estn los diferentes puntos de agua de la entrada principal del inmueble.

USO EN EL MANTENIMIENTO DE JARDINESLos sistemas hidroneumticos son verstiles y sus aplicaciones incontables, por lo cual el riego de plantaciones es una de las ms utilizadas despus del uso habitacional, ya que como se mencion en el inciso anterior, puede prescindirse de bastante personal, ya que al tener un control de volumen de agua, de presin y podrsele conectar a un temporizador, cumple con los horarios y presin para el cultivo que sea, sobre todo en cultivos con micro aspersin y goteo, ya que mantiene la presin constante y permite un riego uniforme en reas de tamao constante, con lo cual se consiguen cosechas adecuadas y sin que hayan sectores faltos de humedad.

V. CONCLUSIONES.

Se conoci los controles automticos de riego que se utiliza en jardines con sus diferentes formas de tecnologa existentes Se identific los tipos de sensores que se utilizan en riego, que van en las electrobombas y para la programacin de cada uno de ellos. El sistema de riego es un sistema de lazo abierto. Los elementos que componen el automatismo de un sistema de riego son Electrovlvulas, Programador, Aspersores, tuberas, acoples giratorios y accesorios. Las aplicaciones que se encontr para jardines se detalla en los anexos, que esta explicado de forma secuencialmente.

VI. BIBLIOGRAFA.

www.hunterindustries.com/global www.rainbird.eu www.territorioverde.cl Construccin, Mantencin y Reparacin de Sistemas de Riego Manual de Riego de Jardines Autores: Antonio Martn Rodrguez, Ricardo vila Alabarces1 M del Carmen Yruela Morillo2 Rafael Plaza Zarza2 ngel Navas Quesada2 Rafael Fernndez Gmez. Manual sistema inteligente de riego-proemisa

ANEXOS