I.- Dedicatoria

Dedico este trabajo primero a Dios por darme la oportunidad de seguir viviendo

día con día y en ese vivir el seguir aprendiendo.

A mi madre que me dio la vida, gracias a ella estoy aquí en este mundo y a

punto de acabar una etapa más de mi vida, la cual es una de las más

importantes, ya que con ella depende mi futuro, agradezco todo su apoyo tanto

económico como moral, sin ella esto no hubiese sido posible, ya que ella fue el

motor para salir adelante y mi inspiración para tener una visión mas clara de mi

vida y poder estar ahora donde estoy. Le agradezco mucho el simple hecho que

haya confiado en mí para salir adelante y poder superarme.

1

II.- Resumen

Este trabajo se hace con dos finalidades; una salvar un ecosistema con la

ayuda de airear el agua de la laguna para que esta tuviera mas oxígeno y sus

aguas sean viables para la subsistencia de sus ecosistemas que existen. Y la

otra ayudar a que la Universidad de Tamaulipas Norte, utilice lo mejor posible

los recursos que tiene, para poder atacar el problema de la falta de agua.

2

III.- Agradecimientos

Agradezco a mis profesores por todo este tiempo que se dedicaron a nuestra

educación y trataron de darnos lo mejor posible de ellos para que tengamos un

buen futuro y tratar de no cometer errores, si alguna ves los cometemos,

podamos salir adelante con las bases que nos proporcionaron.

Al Ingeniero Daniel Pineda por darme el tiempo y ayudarme a realizar este

trabajo que con mucho esfuerzo estoy sacando adelante.

3

1.- Introducción

1.1 Antecedentes

Debido a la demanda de la creciente industria a nivel mundial se crean

las modalidades educativas de duración corta; países desarrollados como son

Francia, Japón, Alemania, Estados Unidos y Canadá fueron los primeros en

obtenerla. En el año de 1991 en México se aprueba la construcción del

subsistema de Universidades Tecnológicas, estas instituciones educativas

imparten programas cuyo principal atributo es desarrollar las destrezas

específicas de una profesión como parte del plan de desarrollo estatal de 1999-

2004 se establece la creación de cinco Universidades Tecnológicas en los

municipios de Ciudad Victoria, Reynosa, Matamoros, Nuevo Laredo y Altamira.

Los estudios de pre-factibilidad arrojaron como variable la creación de cuatro

Universidades Tecnológicas.

En septiembre de 1999 el Gobierno del Estado de Tamaulipas con el

apoyo del Gobierno Federal inicio los trabajos de creación de la que meses

después sería denominada Universidad Tecnológica de Tamaulipas Norte. La

4

Universidad Tecnológica de Tamaulipas Norte inicia operaciones en agosto de

2000 en instalaciones provisionales ubicadas en la zona centro de la ciudad de

Reynosa, la cual contaba con cuatro carreras las cuales eran: Mantenimiento

Industrial, Electrónica y Electricidad, Procesos de Producción y Electrónica y

Automatización, el primer ciclo la Universidad Tecnológica de Tamaulipas Norte

contó con 305 solicitudes de las cuales sólo se aceptaron 205 todo esto

distribuido en 8 grupos del Turno matutino, así fue evolucionando en el año de

2002 se agregaron dos carreras mas de tal manera que hoy en día son 6 y dos

especialidades como son: Mantenimiento Industrial (con Especialidad en Pozos

Petroleros), Electrónica y Automatización, Electricidad y Electrónica Industrial,

Administración y Evaluación de Proyectos, Mecatrónica y Procesos de

Producción (con Especialidad en Inyección de Plásticos), la universidad cuenta

con equipo de primera calidad como son sus laboratorios de: CAD CAM,

Maquinados y Herramientas, Metrología, Laboratorios de Inglés, PLC,

Hidráulica y Neumática, Electricidad industrial, Robótica, cuatro Laboratorios de

Computo y actualmente se incorporó el Laboratorio de Sistemas Mecatrónicos.

1.2 Planteamiento del problema

En los terrenos de la universidad Tecnológica de Tamaulipas norte existe

en la parte posterior una laguna, a principios de año del 2008 se hizo una

investigación por parte de los alumnos de Mecatrónica sobre la contaminación

de esa laguna, de la flora y fauna que allí existe. Por haberse hecho en los

primeros meses del año se encontraron varias especies de aves que recién

habían emigrado, algunas en peligro de extinción animales acuáticos como son

peces, tortugas de hecho hasta se llego a documentar una nutria dentro de esa

laguna. Esto origino que otras autoridades voltearan a ver dicha laguna

haciéndola así como el único sitio en el cual se mostraba una gran diversidad

de especies que no eran comunes en esta ciudad.

5

El estudio arrojó que había una fuga de aguas las cuales eran residuales, se les

reporto a las autoridades correspondientes y se solucionó dicho problema.

A principios de año se observó que la laguna se estaba secando, debido a eso

se elaboro un proyecto en el cual contemplaba hacer mas profunda la laguna y

oxigenar el agua, ya que por ser agua estancada no contenía suficiente oxígeno

para dar subsistencia a los distintos tipos de peces que allí sobreviven ya que la

contaminación anterior había deteriorado el suelo de dicha laguna.

Fig. 1.2.1 Ubicación de la laguna

6

1.3 Definición del problema

El problema en específico era que para hacer más profunda la laguna se

necesitaba que se secara ya que de profundidad solo tenía cerca de 90cm en la

parte mas profunda; por otro lado en la misma universidad se estaban secando

los jardines debido a que Reynosa Tamaulipas, es una ciudad en la cual la

temporada de lluvias es muy corta.

1.4 Hipótesis

Se elaboro un proyecto en cual como primera fase contemplaría que la

laguna se secara para poderse escarbar y así hacerse mas profunda; como

segunda fase con el mismo mecanismo se conseguiría poderle dar el oxígeno

que necesitaba el agua, y a su vez éste le daría manutención a los jardines de

la universidad, todo esto se tendría que hacer de forma automática debido a

que no se podía estar entrando y saliendo de la laguna todos los días a poner

este sistema.

1.5 Justificación

Este proyecto se elabora para poder salvar la flora y fauna que existe en

la laguna de la Universidad Tecnológica de Tamaulipas Norte y para poderle

dar mantenimiento a los jardines de dicha universidad, apoyando así la ecología

de la universidad en general y de la misma comunidad.

7

1.6 Objetivo

El objetivo principal es airear el agua en la laguna de la universidad y así

conservar las distintas especies que emigran año con año en esta laguna, al

hacerla mas profunda, ésta recolectará mas agua y así se podrá dar vida a los

distintos árboles de los jardines de la universidad.

1.7 Limitaciones

El proyecto contempla estar listo antes del mes de septiembre ya que la

temporada de lluvias es lo único que puede impedir que la laguna se seque y

que las máquinas no puedan entrar, excavar y así hacerla más profunda,

escoger el sistema adecuado para poder sacar el agua y que dicho sistema nos

sirva para el riego así como poder controlarla de tal manera que no necesite la

supervisión de una persona en cada activación si no que se revise

periódicamente.

1.8 Delimitaciones

Este proyecto fue elaborado en las instalaciones de la Universidad

Tecnológica de Tamaulipas Norte, teniendo como fin salvaguardar la única

reserva natural en la ciudad de Reynosa, Tamaulipas.

8

2.- Análisis de Fundamentos

2.1 Hidráulica

La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del

estudio de las propiedades mecánicas de los fluidos; desde la antigüedad se

usan las propiedades de los fluidos, teniendo como primer descubrimiento las

propiedades del agua en los cauces de los ríos; las primeras aplicaciones

físicas fueron basadas básicamente en la fuerza que ésta tiene, ya que sus

primeros registros son del año I A.C. en la antigua Roma con los molinos de

granos impulsados por la corriente de algunos ríos o canales.

Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del

aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos,

saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde; cuando su impacto

ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es

considerada sólo una forma de energía renovable.

La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se

transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.

9

Este enunciado, obtenido a partir de observaciones y experimentos por el físico

y matemático francés Blas Pascal (1623-1662), el cual se conoce como

principio de Pascal.

El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la

ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los

líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es constante, de modo que de

acuerdo con la ecuación p = po + · g · h si se aumenta la presión en la

superficie libre, por ejemplo, la presión en el fondo ha de aumentar en la misma

medida, ya que · g · h no varía al no hacerlo h.

Un ejemplo mas claro es la prensa hidráulica la cual; constituye la aplicación

fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite

entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de

diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente

lleno de un líquido que puede ser agua o aceite. Dos émbolos de secciones

diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de

modo que estén en contacto con el líquido.

Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la

presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite

íntegramente y de forma instantánea a todo el resto del líquido; por tanto, será

igual a la presión p2 que ejerce el líquido sobre el émbolo de mayor sección S2,

es decir:

p1 = p2

con lo que:

y por tanto:

Si la sección S2 es veinte veces mayor que la S1, la fuerza F1 aplicada sobre el

émbolo pequeño se ve multiplicada por veinte en el émbolo grande.

10

La prensa hidráulica es una máquina simple semejante a la palanca de

Arquímedes, que permite amplificar la intensidad de las fuerzas y constituye el

fundamento de elevadores, prensas, frenos y muchos otros dispositivos

hidráulicos de maquinaria industrial.

Fig. 2.1.1 Bomba Hidráulica

2.2 Neumática

La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como

energía para mover y hacer funcionar mecanismos; el aire es un material

elástico que al aplicarle una fuerza éste se comprime y mantiene la compresión

hasta que se le permita expandirse según la ley de los gases ideales la cual

dice: A partir de la Ley de Abogadro, para un gas a temperatura y presión

constantes, el volumen es directamente proporcional al número de moles del

gas, por lo tanto la formula queda así PV=nRT donde tenemos que:

P= Presión

V= Volumen

n= Numero de Moles

T= Temperatura Absoluta

R= Constante de los Gases

11

Por lo tanto teniendo que P se expresa en kilopascales (kPa), la temperatura en

grados Kelvin (K), y el volumen en litros (L), R tiene un valor de 8.31

L*kPa/K*mol.

2.3 Válvulas

Una válvula es un dispositivo que regula el paso de líquidos o gases en

uno o varios tubos o conductos. Existen varios tipos de válvulas según su tipo

pero mencionare las dos más importantes.

2.3.1 Válvula hidráulica

Una válvula hidráulica es un mecanismo que sirve para regular el flujo de

agua, existen varios tipos de estas válvulas y se clasifican según su estructura,

algunas tienen características de regular el fluido dentro de ellas, la simbología

de las válvulas se describe según su estructura (fig. 2)

Fig. 2.3.1.1 Válvula 3 vías 2 posiciones

En la Figura 1 podemos observar la simbología de una válvula de 3 vías 2

posiciones, se le denomina asi por lo siguiente: 3 vías de las cuales una es la

12

alimentación y dos salidas de fluido, dos posiciones ya que al recibir una señal

dentro de ella cambia la direccion del fluido a una de sus salidas.

2.3.2 Electroválvulas

Una electroválvula es un dispositivo diseñado para controlar el flujo de un

fluido a través de un conducto como puede ser una tubería o mangueras. Una

electroválvula solamente tiene dos estados, abierto y cerrado, y no sirve para

modular el flujo a diferencia de las válvulas convencionales esta en una válvula

la cual se acciona mediante una señal eléctrica o física, puede ser controlada

por la presión, el caudal, la temperatura, por el tiempo o por pequeñas señales

eléctricas enviadas por un Controlador Lógico Programable (PLC) o por una

Unidad Central de Procesos (CPU) debidamente programadas.

Una electroválvula tiene dos partes fundamentales: el solenoide y la válvula. El

solenoide convierte energía eléctrica en energía mecánica para actuar la

válvula.

Existen varios tipos de electroválvulas. En algunas electroválvulas el solenoide

actúa directamente sobre la válvula proporcionando toda le energía necesaria

para su movimiento. Es común que se mantenga cerrada por la acción de un

muelle y que el solenoide la abra venciendo la fuerza del muelle. Esto quiere

decir que el solenoide debe estar activado y consumiendo potencia mientras la

válvula deba estar abierta.

13

Fig. 2.3.2.1 Eelectroválvula monoestable

En la figura 3 podemos ver una electroválvula para un sistema de riego, a

diferencia de las válvulas motorizadas. La diferencia es que la electrovalvula es

accionada por un Solenoide y las válvulas motorizadas son activadas por un

motor, otra diferencia que las distingue es que la electrovalvula en una señal

cierra por completo su caudal y la válvula motorizada puede regular el caudal

dentro de ella.

También es posible construir electroválvulas biestables que usan un solenoide

para abrir la válvula y otro para cerrar o bien un solo solenoide que abre con un

impulso y cierra con el siguiente. Las electroválvulas pueden ser cerradas en

reposo o normalmente cerradas lo cual quiere decir que cuando falla la

alimentación eléctrica quedan cerradas o bien pueden ser del tipo abiertas en

reposo o normalmente abiertas que quedan abiertas cuando no hay

alimentación. Hay electroválvulas que en lugar de abrir y cerrar lo que hacen es

conmutar la entrada entre dos salidas. Este tipo de electroválvulas a menudo se

usan en los sistemas de calefacción por zonas, lo que permite calentar varias

zonas de forma independiente utilizando una sola bomba de circulación.

En otro tipo de electroválvula el solenoide no controla la válvula directamente

sino que el solenoide controla una válvula piloto secundaria y la energía para la

actuación de la válvula principal la suministra la presión del propio fluido.

14

2.4 Solenoide

El solenoide es un alambre aislado enrollado comúnmente llamado

bobina el cual depende de las vueltas y del calibre del alambre para determinar

la fuerza que se quiere que tenga, al activarse con un núcleo apropiado se

convierte en un electroimán, su característica principal es que en el núcleo

genera un campo magnético uniforme.

Fig. 2.4.1 solenoide

En la figura 4 se puede observar un solenoide el cual tiene un cuerpo en medio

de la bobina que lo llamaremos vástago, al accionarse esta contrae el vástago y

el resorte hace que; cuando la bobina no genera el campo el vástago regrese a

su estado en reposo. En una electrovalvula es igual ya que al accionarse y salir

el vástago éste, con un dispositivo físico simple abre y cierra el flujo, según sea

el caso que se requiera.

15

2.5 Relevadores

El relé o relevador (del francés relais, relevo) es un dispositivo

electromecánico, que funciona como un interruptor controlado por un circuito

eléctrico en el que; por medio de un electroimán, se acciona un juego de uno o

varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos

independientes fue inventado por Joseph Henry en 1835.

Ya que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que

el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, una forma de

amplificador eléctrico ya que su bobina puede accionarse con un voltaje menor

al que se quiera transmitir.

Los contactos de un relé pueden ser Normalmente Abiertos o Normalmente

Cerrados o de conmutación, los contactos Normalmente Abiertos conectan el

circuito cuando el relé es activado; el circuito se desconecta cuando el relé está

inactivo. Este tipo de contactos son ideales para aplicaciones en las que se

requiere conmutar fuentes de poder de alta intensidad para dispositivos

remotos.

Los contactos Normalmente Cerrados desconectan el circuito cuando el relé es

activado; el circuito se conecta cuando el relé está inactivo. Estos contactos se

utilizan para aplicaciones en las que se requiere que el circuito permanezca

cerrado hasta que el relé sea activado.

Los contactos de conmutación controlan dos circuitos: un contacto

Normalmente Abierto y uno Normalmente Cerrado con una terminal común.

En la Figura 4 se representa, de forma esquemática, la disposición de los

elementos de un relé de un único contacto de trabajo. Se denominan contactos

de trabajo aquellos que se cierran cuando la bobina del relé es alimentada y

contactos de reposo a lo cerrados en ausencia de alimentación de la misma.

16

Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de

contactos (cuando tienen más de un contacto conmutador se les llama

contactores en lugar de relés), intensidad admisible por los mismos, tipo de

corriente de accionamiento, tiempo de activación y desactivación, etc.

La gran ventaja de los relés es la completa separación eléctrica entre la

corriente de accionamiento (la que circula por la bobina del electroimán) y los

circuitos controlados por los contactos, lo que hace que se puedan manejar

altos voltajes o elevadas potencias con pequeñas tensiones de control.

Posibilidad de control de un dispositivo a distancia mediante el uso de

pequeñas señales de control.

Fig. 2.5.1 Relevador

2.6 Temporizador (Timer)

Se denomina timer o temporizador al dispositivo mediante el cual

podemos regular la conexión o desconexión de un circuito eléctrico durante un

tiempo determinado. El cual en electrónica al activarse recibe la simbología de

Ton (Timer ON en ingles) y al desactivarse Toff (Timer off en ingles).

17

El temporizador es un tipo de relé auxiliar, pero se diferencia en que sus

contactos no cambian de posición instantáneamente

Un temporizador puede utilizarse para controlar la secuencia de un

acontecimiento o proceso. Considerando que un cronómetro que cuenta hacia

arriba de cero para medir el tiempo transcurrido, un temporizador de cuenta

regresiva a partir de un determinado intervalo de tiempo, como un reloj de

arena. Temporizadores pueden ser mecánicos, electromecánicos, electrónicos

(de cuarzo), o incluso el software como la mayoría de Temporizadores digitales

incluyen ordenadores de uno u otro tipo.

Fig. 2.6.1 Temporizador

2.7 Bomba Sumergible

Una bomba sumergible es una bomba que tiene un motor sellado a la

carcasa, el conjunto se sumerge en el líquido a bombear; la ventaja de este tipo

de bomba es que puede proporcionar una fuerza de elevación significativa pues

no depende de la presión de aire externa para hacer ascender el líquido. Sus

características a diferencia de las bombas hidráulicas son: que tienen un

18

sistema de sellos mecánicos que se utilizan para prevenir que el líquido que se

bombea entre en el motor y cause un cortocircuito.

La bomba puede tocar el fondo de donde se instale conectándola con la tubería

de salida, sin embargo las bombas hidráulicas son movidas por una propela o

engranes según sea el caso las cuales están aisladas del motor, debe estar

elevada todo el tiempo ya que no puede mojarse el motor, si la tubería no tiene

agua desde la propela hasta el fondo no hará la función de succión, y esto

ocasiona que se desgaste la propela o engranes.

Las bombas sumergibles soportan según sea el tipo hasta cierto rango de

sólidos en los líquidos como es la arena y el lodo, ésta es una propiedad que se

aprovecha en el desensolve de drenajes, piletas o pozos.

Fig. 2.7.1 Bomba Sumergible

19

2.8 Fuente de poder

En electrónica, una fuente de alimentación es un circuito que convierte la

tensión alterna de la red industrial en una tensión prácticamente continua.

Muchos circuitos necesitan para su funcionamiento, una fuente de poder o de

alimentación de corriente continua, usualmente la entrada es una tensión

alterna proveniente de la red eléctrica comercial, y la salida es una tensión

continua con bajo nivel de rizado o comúnmente llamada como una señal

variante, las cuales constan de tres o cuatro etapas:

Sección de entrada: compuesta principalmente por un rectificador,

también tiene elementos de protección como fusibles, varistores, etc.

Regulación: su misión es mantener la salida en los valores prefijados.

Salida: su misión es filtrar, controlar, limitar, proteger y adaptar la fuente

a la carga a la que esté conectada.

Para lograr obtener corriente continua, la entrada de corriente alterna debe

seguir un proceso de conversión; a este tipo de fuentes se les conoce como

fuentes lineales.

Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro,

regulación y salida. En primer lugar el transformador adapta los niveles de

tensión y proporciona aislamiento galvánico. El circuito que convierte la

corriente alterna en continua se llama rectificador, después suelen llevar un

circuito que disminuye el rizado como un filtro de condensador. La regulación se

consigue con un componente disipativo regulable. La salida puede ser

simplemente un condensador.

20

Diagrama de una fuente de poder

Fuente de poder

Fig. 2.8.1 Fig. 2.8.2

2.9 Transformadores

Se denomina transformador a una máquina eléctrica que permite

aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna,

manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo; en el caso de un

transformador ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la

salida.

Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas,

dependiendo de su diseño. El transformador es un aparato que debe su

funcionamiento al acoplamiento magnético de bobinas conductoras. Está

formado por un núcleo o circuito magnético sobre el que se arrollaban las

bobinas conductoras.

De esta manera existen dos bobinas una llamada PRIMARIO o inductora y otra

llamada SECUNDARIO o inducida. En el transformador ideal las perdidas en el

21

circuito magnético son nulas y por tanto la energía se transfiere de primario a

secundario íntegramente gracias al flujo magnético que las une; manteniendo la

potencia varía la tensión y la intensidad a un lado y otro del transformador. Si el

primario tiene el doble de vueltas de hilo que la segunda la tensión inducida en

el secundario será la mitad que la del inductor. Por supuesto la relación de las

corrientes es justo al revés.

si n1 = espiras primario

n2= espiras secundario

Entonces:

n=n1/n2

V1=n*V2

I1*n=I2.

Estructura de un transformador Transformador

22

Fig. 2.9.1 Fig. 2.9.2

3.- Desarrollo del Proyecto

3.1.- Ubicación de la bomba en la laguna

Para poder instalar la bomba sumergible se tuvo que buscar el lugar mas

profundo ya que esto da la seguridad que si el nivel comienza a bajar no le

afectara en gran manera hasta que este sea demasiado, el lugar mas profundo

se encuentra casi a mitad de la laguna el cual actualmente tiene 0.75 metros de

profundidad.

23

3.1.1 Ubicación de la bomba

3.2.- Lay out de las mangueras y electroválvulas

24

3.3.- Determinación de los materiales a utilizar

Debido al estudio del terreno y al hecho que el area es natural se llegó a

la conclusión que se necesitaba una bomba sumergible, debido a que el agua

tiene residuos de lodo y este tipo de bombas soporta solidos o arena, 2

electrovalvulas para poder gobernar el caudal tanto del riego para los jardines

como para la aereacion de la misma agua, 2 temporizadores uno para activar

de manera automática la bomba y otro para que abra y cierre el caudal de las

electroválvulas y asi haga los cambios necesarios a tiempo para el sistema de

riego y aereacion.

25

3.4.- Funcionamiento de la bomba.

La bomba sumergible fue una bomba de medio caballo de fuerza con 2”

de diámetro, ésta se alimenta de una corriente directa de 110 V, esta bomba

tiene como característica principal sostener cierta cantidad de arena y fluidos

muy pesados como es agua con lodo, de hecho esta bomba es apta para el

desazolve de drenajes y pozos teniendo como área de trabajo optimo desde 20

centímetros hasta 8 metros de profundidad no teniendo ningún problema con su

funcionamento trabajando con este tipo de fluidos una temperatura de 45º C.,

su uso es de uso continuo.

Fig. 2.4.1 Bomba Sumergible

26

3.5.- Ciclo de trabajo del Sistema

Para poder dar al sistema una vida larga al sistema igual que a su

componente principal la bomba sumergible; se hicieron varias pruebas de

funcionamiento y comportamiento de la misma, llegando a la conclusión que

para no sobrecalentarla su uso debería ser de 4 horas a temperatura ambiente.

Teniendo como base los horarios de clase y las temperaturas del agua se hizo

un gabinete para controlar estos ciclos.

3.6.- Gabinete de Control

Se elaboro un gabinete de control para el sistema de riego…

Fig. 3.6.1 Gabinete de Control

27

3.6.1 Instalación y Programación de temporizadores

Dentro del gabinete se instalaron 2 temporizadores mecánicos de entrada

de 110V con un soporte de amperaje de 10A, de uso casero; el cual tiene una

salida de igual magnitud, como los contactos eran monofasicos se uso

contactos del mismo tipo, los temporizadores al ser energizados comenzaron

sus ciclos respectivos, el primer temporizador comenzo su primer ciclo el cual

comprendia de las 4:00 horas a las 8:00 horas, este temporizador activó la

bomba sumergible y un transformador, para proteger el temporizador se uso un

relevador de 110V el cual se alimento de la corriente principal.

El segundo temporizador comenzó su ciclo a las 6:00 horas teniendo como

tarea activar un relevador el cual gobernaba las salidas de las electrovalvulas;

se usó un relevador de 110V ya que las salidas de los temporizadores es de

esa magnitud pero las salidas del relevador de las electrovalvulas son

alimentadas por la fuente de 24V.

Fig. 3.6.2 Temporizadores

28

3.6.2 Instalación del Transformador

El transformador es una fuente la cual se alimenta de 110V con salida de

corriente directa de 24V, este es alimentado de la corriente principal activada

por el temporizador que activa la bomba, el transformador es de uso continuo.

Fig. 3.6.2.1 Fuente de poder de 24v

3.6.3 Instalación de Relevadores y conexión de electroválvulas

Se instaló un relevador para poder proteger y controlar las

electroválvulas ya que la fuente de energía era de un voltage más alto que el de

la alimentación de las electroválvulas y se instaló otro para la bomba sumergible

para evitar que hubiera un sobrecalentamiento en el temporizador.

29

Fig. 3.6.3.1 Electroválvulas Fig. 3.6.3.2 Reelevador de 110v

3.7.- Prueba de funcionamiento.

Para poner el sistema de riego se buscó el lugar mas cercano de la

universidad a la laguna el cual se encontraba localizado en el edificio numero 3

constando este de 96 metros, teniendo como toma de corriente mas próxima a

una distancia de 56 metros, para las primeras pruebas se compraron 50 metros

de manguera de .75” de diametro y un cople de 2” a .75” de diametro para

conectar los 50 metros de manguera.

Al hacerse las primeras pruebas se noto que había una caída excesiva de

presión debido al diámetro pequeño de salida y a que el terreno estaba muy por

debajo del nivel de los terrenos de la universidad por lo tanto se compraron 100

metros de manguera de 1.5” de diámetro con ello se compenzó un poco la

caída presión pero aún así era insuficiente, por lo tanto se atacó el problema

nivelando el fluido con unas estructuras que sostuvieran el caudal de la

maguera, y para compensar el golpe del agua se le coloco una “Y” de 1.5” de

diámetro la cual con una inclinación de 23º aproximadamente el caudal obtuvo

buenos resultados…

30

Fig. 3.7.1 Bomba conectada

En la segunda fase se empezó a analizar la manera de gobernar el sistema de

riego de tal manera que este fuera automático, se planteo y se llego a la

conclusión que serían necesarios temporizadores y electroválvulas de simple

efecto; lo que se compró fueron 2 electroválvulas de .75” de diámetro las cuales

necesitaban una alimentación de 24 Volt`s, por lo tanto se compro un fuente de

alimentación de 110 Volt`s y salida de 24 Volt`s.

Una vez solucionado el problema de las electroválvulas se compraron

temporizadores mecanicos debido a que estos estaría trabajando a la

intemperie y este tipo de temporizadores por ser mecanicos y de bajo costo son

optimos ya que soportan mas que los digitales u otro tipo… los temporizadores

tenían características de 2 tiempos de accionamiento con dos interruptores para

cortar el ciclo, con un tiempo minimo de 00:30 minutos y duración prolongada

de hasta 23:30 horas por lo tanto para poder realizar el trabajo sin supervisión

eran los mas optimos.

3.7.1.- Ciclos de Trabajo

Se programaron de la siquiente manera: el primero inicia su ciclo desde

las 4:00 horas hasta las 8:00 horas, durante este tiempo de activación el

temporizador (TM1) manda la señal a el primer relevador (R1) este es

empleado para activar el motor de la bomba(M) y el transformador de 24V (T),

el transformador está conectado al segundo relevador(R2) con dos salidas, la

salida normalmente cerrada tiene activa la electrovalvula del sistema de

aireación(E1) y el normalmente abierto tiene como salida el sistema de

riego(E2).

31

El segundo temporizador (TM2) activa al relevador (R2) que su primer ciclo

comienza de las 6:00 horas hasta las 8:00horas, al activarse activa el contacto

que cierra el circuito normalmente abierto dando paso a que la electroválvula2

(E2) comience el ciclo y cuando llega al final apaga todo el proceso.

El segundo ciclo tiene comienzo a las 23:00 horas y termina a las 3:00 horas

activando el primer relevador, y para el segundo relevador el ciclo comienza a la

1:00 horas hasta las 3:00 horas teniendo las mismas activaciones.

Figura 3.7.1.1

32

3.7.2.- Diagrama de Escaleras

Se realizó un diagrama de escaleras para poder entender mejor los

ciclos de trabajo el cual quedo de la siguiente manera….

33

L T1

T1

N

R1

T1

R1M

TT2

T2

T2T2

E1

E2

X YR2

R2

T (24Vcc)

120 Vca

3.7.3.- Diagramas analogicos

34

4.- Resultados

Este proyecto actualmente se encuentra en fase de aprobación, se

hicieron unas pruebas para comprobar el funcionamiento del sistema en general

y fueron positivos, se introdujo la bomba en un tambor de 200 litros con agua a

tres cuartas partes; el sistema se programó con 2 ciclos de 2 horas de duración.

El primer ciclo se programó a las 7:00 horas activando primeramente la

electroválvula de aireación, al abrirse la válvula dejo fluir el agua la cual se

direccionó hacia el mismo tambor donde se hizo la prueba, a las 8:00 horas se

programo el cambio de la dirección del fluido hacia la electroválvula que

gobernaba el riego, al abrirse se direccionó el fluido del agua hacia el mismo

tambor teniendo el mismo resultado que la electroválvula de aireación, a las

9:00 horas se apago automáticamente la bomba y el transformador,

desactivando las electroválvulas.

El segundo ciclo se programó a las 11:00 horas activando primeramente la

electroválvula de aireación, al abrirse la válvula dejo fluir el agua la cual se

35

direccionó hacia el mismo tambor, a las 12:00 horas se programó el cambio de

la dirección del fluido hacia la electroválvula que gobernaba el riego, al abrirse

se direccionó el fluido del agua hacia el mismo tambor teniendo el mismo

resultado que la electroválvula de aireación, a las 13:00 horas se apagó

automáticamente la bomba y el transformador, desactivando las electroválvulas.

Figura 4.1

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5.0.- Recomendaciones

El mantenimiento del proyecto de

1.- Mantenimiento semanal: este mantenimiento lo puede hacer cualquier

alumno o docente de la Universidad.

I.- desconectar la corriente principal.

II.- desconectar la fuente de poder y los timer.

III.- activar la bomba de manera directa y con esa activación probar cada una de

las electroválvulas de modo manual y ver que estén funcionando

correctamente.

IV.- verificar que los temporizadores estén trabajando de manera adecuada y

que los ciclos de trabajo trabajen de acuerdo a lo planeado y principalmente

que los temporizadores trabajen al mismo tiempo.

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Este mantenimiento asegura la funcionalidad y la vida del equipo, para su buen

desempeño.

6.- Biografía

http://es.wikipedia.org

http://www.pysel.com.ar

http://commons.wikimedia.org

http://www.monografias.com

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7.- Glosario

Aireación.- En el agua es el proceso de proporcionar oxigeno a aguas en

calma o estancadas.

Laguna.- Formación de agua estancada; proveniente de ríos, montañas o

simplemente del estancamiento de aguas lluviosas.

Monoestable.- Es un circuito el cual realiza una función secuencial en con una

sola señal y se mantiene hasta que esta deja de fluir.

Biestable.- Es un circuito el cual se mantiene en un estado determinado con

una señal de excitación por tiempo indefinido y posteriormente

regresa a su estado pasivo con otra señal.

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