Diseo de un espacio acutico que aproveche la energa humana y favorezca el concepto de

esparcimiento en familia en el PRJ de la ciudad de Loja

#1Paula Canelos Ordez, #2Jorge Luis Jaramillo

#1 Profesional en formacin IET, Universidad Tcnica Particular de Loja #2 Docente investigador SET DCCE, Universidad Tcnica Particular de Loja

Loja, Ecuador

1pacanelos@utpl.edu.ec, 2jorgeluis@utpl.edu.ec

Resumen En este trabajo se describe los resultados obtenidos en la etapa de diseo de un espacio acutico que aproveche la energa humana, y, que favorezca el concepto de esparcimiento en familia, a ubicar en el Parque Recreacional Jipiro, de la ciudad de Loja.

Palabras claves energa, energa renovable, energa humana, aprovechamiento de energa humana en espacios pblicos, actividades ldicas integradoras.

I. INTRODUCCIN

En el mes de septiembre de 2014, el Gobierno Autnomo Descentralizado Municipal (GADM) de Loja solicit a la Universidad Tcnica Particular de Loja (UTPL), el apoyo tcnico en una serie de iniciativas de desarrollo local. En el grupo de actividades priorizadas se incluy la conformacin de una mesa de trabajo alrededor del aprovechamiento de energa de fuentes renovables en el Parque Recreacional Jipiro (PRJ), ubicado al centro norte de la ciudad.

Establecida la metodologa para el abordaje del problema, se describi el marco conceptual que rige la construccin y desarrollo del parque, y, se evalu la potencialidad de aprovechamiento de las fuentes renovables de energa para potenciar los diferentes procesos propios del parque. En este documento, se describe los resultados obtenidos en la etapa de diseo de un espacio acutico que potenciado por energa humana, que favorezca el concepto de esparcimiento en familia.

II. DISEO DEL ESPACIO ACUTICO

A. Sobre el concepto de diseo

Durante la etapa de revisin in situ de las caractersticas del PRJ, surgi la idea de adaptar el juego

de rayuela existente en el parque, denominado sapito (ver Fig.1), para que aprovechando energa humana, expulse agua. Entre las diversas opciones para impulsar el agua, se decidi explorar la utilizacin de sistemas mecnicos activados por cuerda, como los mostrados en la Fig.2.

Fig. 1. Panormica del juego de rayuela sapito, en el PRJ. [Fotografa de los autores]

Fig. 2 Mecanismo modelo con engranajes y cuerda, potencialmente utilizable para impulsar agua en el rediseo del juego de rayuela del PRJ. [Fotografa de los autores]

Fig. 3. Panormica del espacio acutico propuesto para el PRJ. [Diseo de los autores]

La idea se consolid alrededor de proponer el diseo e implementacin de un espacio acutico, con cuatro estaciones (expulsores de agua) tal como lo muestra la Fig.3. La idea se centra en conjugar el esparcimiento familiar con el aprendizaje (relacionado a la fauna local)

B. Metodologa de diseo

Para el diseo del espacio acutico se aplic una metodologa de abordaje por etapas, como la mostrada en la Fig.4.

Figura

Impulsor

Activador

INICIO

Conceptualizacin del espacio

Diseo de obra civil

Diseo de la estacin oso de anteojos

Diseo de la estacin picaflores

Diseo de la estacin rana de cristal gigante

de Bukley

Diseo de la estacin arnejo

FIN

Otros

Estaciones

Fuente

Piscina

Obra civil piscina

Sistema de tratamiento

Fig 4. Metodologa de trabajo para el diseo de un espacio acutico que aproveche la energa humana y favorezca el concepto de esparcimiento en familia en el PRJ. [Diseo de los autores]

C. Conceptualizacin del espacio

El espacio acutico a disear estar conformado por una fuente y cuatro estaciones (ver Fig. 3).

La fuente almacenar el agua con el que se proveer el espacio acutico. La fuente constar de una piscina y de un sistema de tuberas y conexiones.

Cada estacin operar la propulsin y expulsin del agua. Cada estacin constar de una reproduccin de fauna local (figura), de un mecanismo de propulsin del agua (impulsor), y, de un mdulo de acople entre el impulsor y la fuente (activador) (ver Fig.5).

FUENTE

BOMBA

IMPULSOR

FIGURA

ACTIVADOR

Fig. 5. Diagrama de conexin de los elementos que conforman una estacin. [Diseo de los autores]

D. Diseo de obra civil

En este apartado, se identific la obra civil requerida para el espacio acutico, destacando la construccin de una piscina, y de un sistema de tratamiento de agua.

Analizada la relacin de costo / beneficio de las diferentes opciones, se decidi recomendar la adquisicin de una piscina fabricada en fibra de vidrio, de 5 m de dimetro y 1 m de alto (ver Fig.6)

Fig. 6. Vista frontal de la piscina requerida para el espacio acutico propuesto para el PRJ. [Diseo de los autores]

En la piscina existirn 2 entradas de agua, y, 6 salidas. Por la entrada 1 (E1) ingresar agua potable, mientras que por la entrada 2 (E2) ingresar agua purificada. La salida 1 (S1) o desage de fondo, facilitar tareas de mantenimiento de la piscina, y tratamiento del agua. La salida dos (S2) o drenaje de superficie, ayudar a eliminar las impurezas que flotan en el agua. Las salidas restantes (S3, S4, S5, S6) corresponden a la captacin de agua para cada estacin. En cada salida se instalar un filtro.

Para colocar la estructura de fibra de vidrio, se excavar un hoyo de 5,60 m de dimetro y 1,50 m de alto. Una vez montado el sistema de circulacin de agua, con el fin de elaborar una base fija para el estanque, se colocar una capa de 10 cm de mezcla de cemento con arena en el fondo del hoyo. Finalmente, se construirn 4 columnas de ladrillo, separadas 90 una de otra, que mantendrn fija la piscina.

En una zona aledaa, se construir un cuarto de mquinas en el que se albergar el clorificador y la bomba para mantenimiento.

El espacio se complementar con una acera de 60 cm de ancho, construida alrededor de la piscina.

Para que en el agua de la piscina no proliferen bacterias peligrosas para los usuarios, se requiere de un sistema de limpieza y tratamiento de agua. Para ello, deber adecuarse un filtro de agua, una bomba de succin motorizada, y un alimentador qumico. Todos estos elementos se colocarn en el cuarto de mquinas.

E. Diseo de la estacin oso anteojos

En esta estacin, como expulsor se utilizar la figura de un oso de anteojos (ver Fig.7) de 1,6m de altura. La figura se modelar en arcilla, y se vaciar en fibra de vidrio reforzada. La figura se cubrir con pintura polcroma.

Fig. 7. Oso de anteojos, Tremarctos ornatus [Imagen tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Tremarctos_ornatus]

Como impulsor se emplear un mecanismo simulador del movimiento de subir y bajar escalones (ver Fig. 8). El impulsor tendr una altura de 1,50 m, y ocupar un rea de 0,84 m2. El mecanismo utilizar el principio de transmisin por cadena e impulsar 2 bombas tipo palanca.

Fig. 8. Impulsor a utilizar en la estacin oso de anteojos [Diseo de los autores]

De acuerdo a [1], el impulsor utilizar una cadena de rodillos nmero 41, con una resistencia a la traccin mnima de 1500 lb, por lo podr soportar un promedio de 70 Kg de peso. Los apoyos para pies del impulsor sern de 1,15 m de largo y 0,10 m de ancho. La pintura que se utilizar ser de tipo epxica [2] con el fin de brindar durabilidad del color y resistencia a la humedad.

El activador constar de 2 bombas manuales tipo palanca, de la marca LiquiMoly [3], proporcionando un caudal de 20 l/min.

La conexin con la fuente ser a travs de tubera de 2 pulgadas, de 1,50 m de longitud. Adicionalmente se emplearn 2 codos de 90 , de 2 pulgadas de dimetro.

F. Diseo de la estacin picaflores

En esta estacin, como expulsor se utilizar las figuras de 3 picaflores (ver Fig. 9). Cada ave tendr una altura de 0,30 m, e ir sujeta a un soporte vertical de 1,50 m de alto, que representa a un tronco de rbol.

Fig. 9. Colibr, picaflor, Chaetocercus mulsant [Imagen tomada del [3]]

En esta estacin se usar el movimiento de la bicicleta como propulsor, con lo que los usuarios tonificarn los msculos de las piernas y mejoraran su salud cardiovascular (ver Fig. 10). La estructura tendr una altura de 1 m, y ocupar un rea de 0,70 m2. Se aplicar el principio de transmisin por cadena para activar una bomba rotativa.

Fig. 10. Impulsor a utilizar en la estacin picaflores [Diseo de los autores]

Se utilizar una cadena de rodillos nmero 41, con una resistencia a la traccin mnima de 1500 lb, por lo podr soportar un promedio de 70 Kg de peso [1]. La pintura que se utilizar ser de tipo epxica [2] con el fin de brindar durabilidad del color y resistencia a la humedad.

Como activador se utilizar una bomba rotativa manual, de la marca Mod. BT [4], que brinda un caudal de 35 l/min.

La bomba se activar a travs de una cadena de rodillos, usando 2 ruedas dentadas (ver Fig. 11) separadas 70 cm. La rueda (pin conductor) tendr 57 dientes, mientras que el pin tendr 14. La bomba se acoplar al pin.

Fig. 11. Sistema de unin de las ruedas dentadas [Imagen tomada de: http://tecno3iesmservet.blogspot.com/2013_02_01_archive.html]

La conexin con la fuente se realizar a travs de tubera de 2 pulgadas, con una longitud de 1,50 m, un codo de 90 de 2 pulgadas de dimetro.

G. Diseo de la estacin rana de cristal

En esta estacin se utilizar como expulsor, la figura de una rana de cristal (ver Fig. 12). La figura tendr una altura de 1 m.

Fig. 12. Rana de cristal gigante de Bukley, Centrolene bukleyi [Imagen tomada de [5]]

Como impulsor se emplear un soporte vertical que, permita ejercitar los msculos de los brazos (ver Fig. 13). La estructura tendr 1,60 m de altura y ocupar un rea de 0,60 m2. Utilizar el principio de transmisin por banda (correa trapezoidal). El dimetro de la polea mayor ser de 0,30 m, y el dimetro de la polea menor ser de 0,08 m. Los ejes de las poleas estarn separados 1 m [6]. La pintura que se utilizar ser de tipo epxica [2] con el fin de brindar durabilidad del color y resistencia a la humedad.

Fig. 13. Impulsor a utilizar en la estacin rana de cristal [Diseo de los autores]

Como activador se emplear una bomba rotativa manual, de la marca Mod. BT, que proporcionar un caudal de 35 l/min.

La conexin con la fuente ser a travs de una tubera de 2 pulgadas, con una longitud de 1,50 m, y un codo de 90 , de 2 pulgadas.

H. Diseo de la estacin arnejo

En esta estacin se utilizar como expulsor, la figura de un arnejo (ver Fig. 14). La figura tendr una altura de 1 m.

Fig. 14. Arnejo [Imagen tomada de: http://www.biciecuador.com/ecuador/html/ecuador_sabias.html]

Como impulsor en esta estacin, se contemplan 2 soluciones posibles. La primera solucin se enfoca en el mecanismo mostrado en la Fig.2. La segunda solucin contempla la utilizacin de un mecanismo impulsado por brazos (ver Fig.15).

Fig. 16. Impulsor a utilizar en la estacin arnejo [Diseo de los autores]

El segundo mecanismo propuesto utilizar el principio de transmisin por cadena, tendr una altura de 2,30 m y ocupar un rea de 0,45 m2. La cadena de rodillos ser nmero 41, con una resistencia a la traccin mnima de 1500 lb, por lo que soportar un promedio de 70 Kg. Se utilizar tubo galvanizado para sujetar las 2 bombas a la cadena. La pintura que se utilizar ser de tipo epxica [2] con el fin de brindar durabilidad del color y resistencia a la humedad.

El activador constar de 2 bombas manuales tipo palanca, de la marca LiquiMoly, y, proporcionar un caudal de 20 l/min.

La conexin con la fuente ser a travs de 2 tuberas de 2 pulgadas, con una longitud de 1,50 m, y, 2 codos de 90 de 2 pulgadas.

A manera de resumen

La Tabla muestra un resumen comparativo de los dispositivos mecnicos a utilizar en el espacio acutico propuesto.

Tabla 1. Cuadro comparativo de los dispositivos mecnicos a

utilizar en el espacio acutico propuesto. Diseo de autores Estacin Bomba

rotativa Bomba de palanca

Sistema de transmisin

Peso soportado

Estacin oso

anteojos x

Cadena de rodillos con

rueda dentada 70 Kg

Estacin picaflor x

Cadena de rodillos con

rueda dentada 70 Kg

Estacin rana de cristal

x Banda 70 Kg

Estacin arnejo x

Cadena de rodillos con

rueda dentada 70 Kg

I. Varios

Para recirculacin del agua se emplear un piso falso de metal, tambin llamado falso plafn reticular de bandejas metlicas [7]; as como un filtro de arena [8] y una bomba de recirculacin de 1HP, modelo OPTIMA Saci [9].

Para mantener el nivel de agua para el trabajo ptimo de las bombas, se instalar una vlvula de control de nivel [10].

III. CONCLUSIONES

Como consecuencia de este trabajo, se ha demostrado la factiblidad de construir en el PRJ un espacio acutico potenciado por energa humana, que favorezca el concepto de diversin en familia.

IV. REFERENCIAS

[1] Cadena de rodillos, http://en.wikipedia.org/wiki/Roller_chain, [2] Pinturas epxicas, http://www.pintuco.com/index.php/12-

rad/195-pinturas-epoxicas, [3] Andrade P., Aves urbanas de Loja, pag. 104. [4] Villa Zappa y Ca. S. A. , Bomba Rotativa Manual, disponible

en: http://www.villazappa.com.ar/folleto/j06.pdf, fecha de consulta 26-02-2015.

[5] Gua de campo de anfibios del Ecuador, pg. 46. [6] Cadenas de transmisin disponible en:

http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn127.html, fecha de consulta 26-02-2015.

[7] Correas trapeciales, disponible en: http://www.lacasadelascorreas.com.uy/pdf/atecnica/manual%20tecnico%20industrial.pdf, fecha de consulta 26-02-2015.

[8] Falso plafn reticular de bandejas metlicas disponible en: http://www.mexico.generadordeprecios.info/obra_nueva/Revestimientos/Falsos_plafones/Metalicos/RTL015_Falso_plafon_reticular_de_bandejas__1_0_0_0_0_0_0_0_0.html, fecha de consulta 01-02-2015.

[9] Filtro de arena, disponible en: http://www.piscinaideal.com/consejos-piscina/filtros-para-piscinas-como-elegir-y-consejos-de-utilizacion/, fecha de consulta 01-02-2015.

[10] Bomba autoaspirantedisponible en: http://www.sacipumps.com/catalogo.cfm/f/29/sf/41/esp/piscinas-y-filtros-optima.htm, fecha de consulta 02- 02-2015.

[11] Valvula de control nivel por flotador, http://www.fcmmex.com/pdf/controladores_de_nivel/Piloto-PFM.pdf, fecha de consulta 01-01-15.