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Captulo IV Diseo y Clculo para el Suministro de Agua Fra y Caliente

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Diseo y clculo para elsuministro de agua fra y caliente

4.1 Definiciones

Estas definiciones son usadas en casi todas las normas y reglamentos:

Acometida: Es la tubera de conexin comprendida entre la red publica de agua y el medidor.

Agua potable: Es la que por su calidad qumica, fsica y bacteriolgica, es apta para el consumohumano.

Aguas negras: Son aguas de abastecimiento de una poblacin, despus de haber sidoimpurificadas por diversos usos.

Aguas negras domsticas: Son las aguas que contienen desechos humanos y animales,provenientes de inodoros y urinarios.

Aguas servidas domsticas: Son aguas provenientes de los desages de todos los artefactossanitarios, a excepcin de los inodoros y urinarios.

Aguas residuales Industriales: Son las aguas de desechos provenientes de los procesosindustriales.

Aguas pluviales: Son las aguas provenientes de las lluvias que se escurren superficialmente portechos, patios y jardines.

Alcantarillado sanitario: Es el alcantarillado que se encuentra dentro del permetro que limita unapropiedad y funciona en servicio exclusivo de ella, o en algunos casos de propiedades vecinas(servidumbre).

Alcantarillado pluvial domiciliario: Son las tuberas, cmaras y bajantes destinadas solamente arecoger y eliminar las aguas provenientes de lluvias.

Artefacto sanitario: Elemento de fabricacin especial para uso de Instalaciones Sanitarias.

Artefactos de uso privado: Son aquellos instalados en viviendas, oficinas o locales que estndestinados a ser utilizados por un nmero reducido de personas.

Artefactos de uso publico: Los que pueden ser utilizados sin restricciones, por cualquier persona,en locales pblicos.

Batera de artefactos: Es cualquier grupo de artefactos sanitarios similares y adyacentes quetiene una misma tubera de abastecimiento de agua, y descargan en el mismo ramal.

Bajantes: Son las tuberas verticales que conducen las aguas negras o pluviales desde un nivel

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superior a otro inferior.

Caja de registro: Caja destinada a permitir la inspeccin y limpieza de la tubera de descarga.

Cmara desgrasadora: Es un receptculo que retiene las grasas, espumas y en general, lassubstancias ms livianas que el agua.

Caja interceptora: Es una caja de plomo, PVC o cemento (en planta baja), provista de cierrehidrulico (sifn) que sirve para conectar dos o ms tuberas de artefactos sanitarios con el ramalde descarga o con las bajantes.

Cmara de inspeccin: Es una cmara destinada a conectar dos o ms tubos de alcantarillado,que hace posible los cambios de direccin, inspecciones, destaponamientos y limpieza de latubera.

Colector: Es la tubera de alcantarillado pblico, ubicada en la calle1 que recoge los desagessanitarios o pluviales de los edilicios.

Cmara sptica: Es un depsito, debidamente impermeabilizado, destinado a transformar qumicay biolgicamente las materias fecales.

Calentador: Artefacto en el cual el agua es calentada mediante el empleo de una fuente de caloradecuado.

Campana: Parte externa ensanchada de la tubera o accesorios en el que se introduce la espiga.

Caudal: Cantidad de lquido o fluido que pasa por una seccin de una tubera en la unidad detiempo.

Cierre hidrulico: Es un accesorio diseado y construido para mantener un sello hidrulico enconexin con aparatos sanitarios, de modo que impida el paso de gases o insectos a los ambientesinteriores.

Conexin cruzada: Conexin fsica entre dos sistemas de tuberas, uno de los cuales contieneagua potable y el otro agua de calidad desconocida.

Conexin domiciliaria de agua potable: Tramo de tubera comprendida entre la matriz pblica yel medidor, dispositivo de regulacin o limite de la propiedad.

Conexin domiciliaria de alcantarillado: Tramo de tubera comprendida entre la ultima cmarade inspeccin del inmueble y el colector pblico.

Tubera principal de ventilacin: Tubera vertical del sistema de alcantarillado, sanitario de unedificio de uno o varios pisos, que se coloca para evitar presiones negativas en las bajantes.

Equivalencia Hidrulica: Unidad de comparacin de gasto:La equivalencia Hidrulica (1) "uno" es la descarga de 0,45 l/s.

Espiga: Extremo de la tubera o accesorios que se introduce en la campana.

Flotador: Dispositivo hueco, liviano que se mantiene en la superficie del agua y que se utiliza paramantener el nivel del liquido de un depsito.

Fundo sirviente: Es el inmueble por donde pasa el alcantarillado o caeras de agua potable paraservir a otra propiedad.


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Golpe de ariete: Aumento anormal de la presin, que se produce sobre las paredes de la tuberaque conduce agua o sobre las vlvulas de interrupcin (compuerta, retencin, etc.) cuando lavelocidad de flujo es reducida bruscamente.

Grasas (Separador o Interceptor): Depsito cerrado que permite la separacin de las grasas delas aguas residuales por diferencia densidad.

Hidrmetro o medidor de caudal: Dispositivo destinado a medir el consumo de agua en unpredio.

Llave de paso:Es un dispositivo que permite impedir o dar paso al agua y se ubica en un lugaradecuado que facilita las labores de reparacin, aislando un tramo o sector del sistema.

Montante: Tubera vertical de un sistema de agua potable.

Presin de servicio: Es la presin requerida para que el agua llegue al punto ms desfavorabledel sistema.

Presin disponible: Es la que se dispone en una tubera.

Presin esttica: Es la presin producida por la accin de la gravedad debido a un desnivel entredos puntos de un sistema cuando no hay flujo.

Presin dinmica: Es la presin esttica, menos la prdida de carga producida en el tramorespectivo, en el momento del flujo mximo.

Rebose: Tubera o dispositivo destinado a evacuar eventuales excesos de agua en los depsitos.

Nivel de rebose: Es el correspondiente al nivel de descarga del exceso de agua que ingresa a undepsito o artefacto sanitario.

Ramal de descarga: Tubera que recibe directamente efluentes de artefactos sanitarios.

Ramal de desage: Tubera que recibe efluente de un ramal de descarga.

Ramal de agua: Tubera que abastece de agua, una salida aislada o, dentro de los lmites delambiente respectivo, un bao o grupos de artefactos sanitarios.

Ramal de ventilacin: Tubo de ventilacin secundario o individual.

Ruptor de vaco: Dispositivo destinado a evitar el reflujo de agua, por accin mecnica.

Registro: Dispositivo para inspeccin y desobstruccin de tuberas.

Rejilla de piso: Elemento dotado de colador y sello hidrulico destinado a recoger aguas servidasde baos, cocinas, etc.

Sistema de alimentacin directa: Suministro de agua a los puntos de consumo aparatossanitarios directamente, por la presin de la red pblica.

Sistema de alimentacin indirecta: Suministro de agua a los puntos de consumo (artefactossanitarios) cuando no es directamente por la presin de la red pblica.

Sifonaje: Es la ruptura del sello hidrulico del sifn de un aparato sanitario, como resultado de laprdida del agua contenida en ella.


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Sumidero: Accesorio dotado de colador y sello hidrulico destinado a recoger aguas pluviales depatios, jardines, techos, etc.

Tanque bajo o cisterna: Depsito de agua intercalado entre el medidor y el motor - bomba,ubicado en la planta baja o stano de un edificio.

Tanque elevado: Depsito de agua ubicado en la parte ms alta de un edificio.

Tubera matriz: Es la tubera pblica de la cual se hacen las conexiones domiciliarias.

Tubera de succin: Tubera comprendida entre la boca de succin de la bomba y el colador.

Tubera de impulsin: Tubera comprendida entre la descarga del equipo de bombeo y el tanqueelevado.

Tubera de aduccin: Tubera comprendida entre el medidor y la tubera de la red pblica o entreesta y el tanque elevado si no existe equipo de bombeo, o entre esta y el tanque bajo o cisterna siexiste equipo de bombeo.

Tubera de distribucin: Tubera destinada a llevar agua a todas las salidas y artefactossanitarios de una edificacin, comprendiendo alimentadores y ramales.

Tubo de ventilacin: Tubera ascendente destinada a permitir el acceso del aire atmosfrico alinterior de los sistemas de desage y la salida de gases de esos sistemas, as como a impedir laruptura del sello hidrulico de las trampas o sifones sanitarios.

Tubo ventilador Primario: Tubo ventilador que tiene una extremidad abierta situada encima deltecho del edificio.

Tubo ventilador Secundario: Tubo ventilador que tiene el extremo superior, ligado a un tuboventilador primario, a una columna de ventilacin, o a otro tubo ventilador secundario.

Tubo ventilador de Circuito: Tubo de ventilacin secundario, Iigado a un ramal de desage ysirviendo a un grupo de aparatos sin ventilacin individual.

Tubo ventilador individual: Tubo ventilador secundario, ligado al sifn del tubo de descarga de unaparato sanitario.

Tubo ventilador suplementario: Tubera que une un ramal de desage al tubo ventilador delcircuito correspondiente.

Vlvula de seguridad o reguladora de presin: Dispositivo destinado a evitar la elevacin de lapresin por encima de determinado lmite.

4.2 Conexin de la tubera principal

Antes de conectar la instalacin de un edificio a la tubera principal, es necesario avisaroportunamente a la autoridad local correspondiente, en nuestra ciudad a SEMAPA.

La conexin a la tubera principal y la colocacin de la tubera de comunicacin suele ser efectuadapor la autoridad correspondiente a expensas del propietario del edificio. Cuando la autoridad localpermite que un contratista tienda el tubo de comunicacin, aquella suele hacer la conexin a latubera principal, tambin a expensas del propietario. La autoridad local debe inspeccionarcualquier tubera subterrnea antes de ser puesta en funcionamiento.


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A fin de permitir el asentamiento de la tubera de comunicacin se hace un codo en el sitio, en estase conecta con la tubera principal. En la figura 4.1 muestra como la tubera de comunicacin seconecta con al tubera principal y se tiende bajo suelo.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.1 Conexin de la tubera principal de agua.

4.3 Necesidades mnimas para los tipos de artefactos en diferentes tipos de establecimientos

El nmero y tipo de artefactos sanitarios que deben ser instalados (segn el ReglamentoNacional de Instalaciones Sanitarias) en los cuartos de baos, cocinas y otras dependencias sernproporcionales al nmero de personas servidas y segn uso a que se los destine de acuerdo con lorequerido en los puntos siguientes:

USO DE ARTEFACTOS DE BAJO CONSUMOConsiderando que cada vez es ms difcil disponer de agua en forma contina y permanente yque las nuevas obras requieren grandes inversiones, se hace necesario reducir el consumo deagua, sin disminuir los niveles de bienestar de la poblacin y sin modificar las actividadesproductivas.

Haciendo una comparacin entre Artefactos de Tipo Convencional y los de Bajo Consumo setiene la siguiente relacin en cuanto al volumen y gastos utilizados:


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Tabla 4.1 CONSUMO DE ARTEFACTOS SANITARIOSARTEFACTOS O

ACCESORIOSTIPO

CONVENCIONAL BAJO CONSUMO

InodoroDuchasGrifo de lavamanosGrifo de lavaplatos

15 a 20 lt/descarga14 lt/min 8 lt/min10 lt/min

6 lt/descarga7 lt/min4 lt/min4 lt/min

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D., 1994

Por tanto, con el objeto de realizar un uso eficiente del agua se recomienda la utilizacin deartefactos de bajo consumo en toda construccin nueva y en lo posible la sustitucin de losartefactos tradicionales instalados de acuerdo a normas regionales en vigencia.

Toda vivienda o departamento estar dotado por lo menos, de un cuarto de bao con inodoro,lavamanos y ducha. La cocina dispondr de un fregadero o lavaplatos y en sitio aparte, unalavandera.

Los edificios o locales destinados a los siguientes fines, debern dotarse de cuartos de baoen la forma, tipo y numero que se especifica a continuacin:

OFICINAS Y LOCALES PARA COMERCIO:En cada local con rea de hasta 60.00 m2, se dispondr por lo menos de un cuarto de baodotado de inodoro y lavamanos.

En locales con rea mayor de 60.00 m2, se dispondr de cuartos de baos separados parahombres y mujeres, dotados cada uno de los artefactos sanitarios que indica la siguiente tabla4.2.Para el cmputo de personas, se toma una por cada 10.00 m2 de rea de piso.

Tabla 4.2 N DE INODOROS Y LAVAMANOS POR EL N DE PERSONASNMERO

DEPERSONAS

INODOROS LAVAMANOS

Hasta 1516 a 3536 a 6061 a 9091 a 125ms de 125

12345

Uno adicionalpor cada 40personas ofraccin

12233

Uno adicional porcada 45 personas ofraccin


En todo cuarto de bao para hombres, podrn sustituirse inodoros por urinarios hasta un lmitetal, que el nmero de inodoros, no baje de las 2/3 partes del nmero que fija la tabla anterior.

Cuando se proyecta usar cuartos de bao comunes, se cumplirn los siguientes requisitos:

a) Se proyectarn cuartos de bao separados para hombres y mujeres, ubicados en lugaraccesible a todos los locales por servir.

b) La distancia entre cualquiera de los locales comerciales y los cuartos de aseo, no


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podr ser mayor de 30.00 m en sentido horizontal. No podr mediar mas de un piso,en sentido vertical.

c) El nmero de piezas sanitarias que deben ser instaladas, se regir por las siguientestablas:

Tabla 4.3 CUARTO DE ASEO PARA VARONES AREA TOTALDE LOCALES

EN m2NMERO DEINODOROS

NMERO DEURINARIOS

NMERO DELAVAMANOS

Hasta 200De 201 a 500De 501 a 1000

122

112

122


Tabla 4.4 CUARTO DE ASEO PARA MUJERESAREA TOTALDE LOCALES

EN m2NMERO DEINODOROS

NMERO DELAVAMANOS

Hasta 200De 201 a 500De 501 a 1000

234

122

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D. , 1994 INDUSTRIAS:

Se dispondr de cuartos de bao separados para obreros y obreras dotados de piezassanitarias de acuerdo a las siguientes tablas:

Tabla 4.5 CUARTO DE ASEO PARA VARONES EN INDUSTRIASOBREROS INODOROS URINARIOS LAVAMANOS DUCHAS

1 a 1516 a 3031 a 5051 a 7576 a 100

12223

11122

12234

12345

Mayor de 100 Un inodoro, un urinario, un lavamanos y una ducha adicionalpor cada 25 hombres o fraccin. Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D. , 1994

Tabla 4.6 CUARTO DE ASEO PARA MUJERES EN INDUSTRIASOBRERAS INODOROS LAVAMANOS DUCHAS

1 a 1516 a 3031 a 5051 a 75

1235

1223

1235

Mayor de 100 Un inodoro, un lavamanos y una ducha adicional porcada 35 mujeres o fraccin. Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D. , 1994

Los empleados de oficina, dispondrn de locales de aseo separados, de acuerdo con el


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inciso de oficinas y locales para comercio.

Cuando la industria ocupe un rea muy extensa o varios edificios, los cuartos de aseo serndistribuidos en varios grupos, de acuerdo al nmero de personas servidas, pudindoseconcentrar las duchas en el vestuario o en un grupo de aseo central.

RESTAURANTES, CAFETERAS, BARES, FUENTES DE SODA Y SIMILARES:Los locales con capacidad hasta de 15 personas, dispondrn por lo menos, de un cuarto deaseo dotado de un inodoro y un lavamanos. Cuando la capacidad sobrepase de 15personas, dispondrn de cuartos separados para hombres y mujeres, de acuerdo con lasiguiente tabla:

Tabla 4.7 CUARTO DE ASEO PARA RESTAURANTES Y SIMILARESHOMBRES MUJERESCAPACIDAD

DE PERSONAS INODOROS URINARIOS LAVAMANOS INODOROS LAVAMANOS

16 a 6061 a 150Por cada 100adicionar

121

121

121

121

111

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D. , 1994

La capacidad del local se calcular considerando 1.50 m2 de rea til por persona.

Estos cuartos de aseo podrn ser utilizados por los empleados siempre que no sean ms de 5personas. Para una cantidad mayor, debern proveerse de cuartos de aseo separados deacuerdo con lo estipulado en el inciso de oficinas y locales para comercio.

ESCUELAS PRIMARIAS:Se dispondr de cuartos separados para varones y mujeres de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.8 CUARTO DE ASEO EN ESCUELAS PRIMARIASNiosNiosNias

Ambos sexos

InodorosUrinariosInodoros

Lavamanos

1 por cada 401 por cada 301 por cada 301 por cada 50


Los lavamanos se instalarn de manera que su borde quede a una altura de 63 75 cmsobre el nivel del piso. Adicionalmente se instalarn cuartos de aseo para los maestros,separados para ambos sexos. El nmero de piezas sanitarias se calcular de acuerdo a lastablas 4.5 y 4.6.

ESCUELAS SECUNDARIAS, UNIVERSIDADES:Regir la misma proporcin fijada en la tabla 4.8, salvo que para mujeres podrn reducirse losinodoros a 1 por cada 35.

RESIDENCIAS PARA ESTUDIANTES Y SIMILARES:Los cuartos de bao privados, destinados a servir a dormitorios hasta 4 personas, dispondrnde inodoro, lavamanos y ducha.

En caso de que se disponga de cuartos de bao comunes, cada piso estar provisto de ellos,ubicados a una distancia no mayor a 30 m medidos en sentido horizontal del dormitorio msalejado.


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Cada uno de estos cuartos de bao, dispondr de piezas sanitarias en proporcin al nmerode personas a ser servidas, de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.9 CUARTO DE ASEO EN RESIDENCIAS ESTUDIANTILES Y SIMILARES

HOMBRES1 Inodoro1 Lavamanos1 Ducha1 Urinario

Por cada 6 personasPor cada 3 personasPor cada 4 personasPor cada 10 personas

MUJERES1 Inodoro1 Lavamanos1 Ducha

Por cada 4 personasPor cada 3 personasPor cada 4 personas


Cuando se disponga de un lavamanos en cada dormitorio, la proporcin de estos en cadacuarto de bao colectivo, ser de uno por cada 6 personas.

CINES, TEATROS, AUDITORIOS, BIBLIOTECAS Y SITIOS DE REUNIN:Se proveern de cuartos de aseo separados para hombres y mujeres, de acuerdo a lasiguientes tabla. A este fin se estimar que la mitad de la concurrencia mxima es integradapor hombres y el resto por mujeres.

Tabla 4.10 CUARTO DE ASEO EN TEATROS, AUDITORIOS Y SIMILARES

HOMBRESInodorosUrinariosLavamanos

1 por cada 1501 por cada 1501 por cada 150

MUJERES InodorosLavamanos2 por cada 1501 por cada 150


Sitios cercanos a los camarines de los artistas, en los teatros y cine - teatros, se instalarnbaos separados para hombres y mujeres, con la instalacin de inodoros, lavamanos yduchas.

Asimismo, inmediatamente adyacente a las casetas de proyeccin de los cines, se deberdisponer de un cuarto de aseo, con inodoro y lavamanos.

INSTALACIONES DE SERVICIO PARA VEHCULOS AUTOMOTORES:Se dispondr de cuartos de aseo para el pblico separados para hombres y mujeres,dotados de las piezas sanitarias siguientes:

Hombres: 1 inodoro, 1 urinario y 1 lavamanos

Mujeres: 1 inodoro y 1 lavamanos

Para el personal empleado, deber disponerse de aseo separados de los del pblico, como seespecfica a continuacin:


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Tabla 4.11 CUARTO DE ASEO EN SERVICIO PARA VEHICULOS AUTOMOTORESNMERO DEEMPLEADOS INODOROS URINARIOS LAVAMANOS DUCHAS

1 a 1516 a 30

12

11

12

12


DEPSITOS DE ALMACENAMIENTOS DE MATERIALES Y EQUIPOS:Los depsitos de materiales y equipos, debern disponer menos de un cuarto de aseo dotadode inodoro, urinario, y ducha. Cuando trabajen ms de 16 personas, se seguirn lasespecificaciones del articulo Industrias.

Los locales donde se manipulan, preparan o envasan alimentos y bebidas, debern estardotados de un nmero adecuado de fregaderos y lavamanos de acuerdo a las necesidadesmnimas a juicio de la Entidad Competente.

Para hoteles, el nmero de artefactos sanitarios a instalarse ser determinado y aprobado porla Entidad Competente.

La implementacin de hospitales se har de acuerdo al nmero de camas y especialidadesque atiende.

Otra forma de determinacin del nmero mnimo requerido de artefactos sanitarios, puederealizarse mediante el empleo de las siguientes tablas:

Tabla 4.12 NMERO DE ARTEFACTOS NECESARIOS EN LAS INSTALACIONESSANITARIAS EN RELACIN CON EL NMERO DE PERSONAS QUE SIRVEN

NMERO DE ARTEFACTOSNMERO DEPERSONAS INODOROS URINARIOS

LAVATORIOSO

VERTEDEROSDUCHAS

1 a 1011 a 2021 a 3536 a 6061 a 9091 a 120121 a 160161 a 200201 a 250

123456789

--1234567

123345678

123345678

Mas de 250, un artefacto mas de cada tipo, por cada 60 personas enexceso.


NOTA: Para las instalaciones destinadas a mujeres, los urinarios se sustituirn porinodoros, aumentndose al nmero de inodoros que se hubiera obtenido.

Cuando no se puede establecer la capacidad de un local, el nmero de personasse calcular por el factor de ocupacin dado por la siguiente tabla, donde:


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N de personas = X m2 x factor

Tabla 4.13 FACTOR DE OCUPACIN DE INMUEBLES PARA CALCULAR SU CAPACIDAD

DESTINO O USO DEL LOCALX EN METROSCUADRADOS

PORPERSONA

Sala de conferencia, sala de asamblea, auditorio, teatro, cine,sala de espectculos en general.

Establecimiento de instruccin (excluyendo los patios). Restaurante, confitera, bar, cantina, local de expendio de

comidas, saln de baile y similares, pileta de natacin. Sala de exposicin, museo, club nocturno, gimnasio, sala de

palitroque, local deportivo cerrado sin afluencia de pblico. Cuartel, convento, hospital, biblioteca, oficina particular, local de

atencin al pblico. Conventillo, casa de arriendo por piezas sueltas, internado. Establecimiento industrial, fbrica, local de trabajo, mercado,

local para feria y similares.

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3

5

812

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4.4 Sistemas de alimentacin de agua potable

Existen varios sistemas de alimentacin entre los cuales mencionaremos tres de los masimportantes sistemas: directos, indirectos, mixtos. Segn las disposiciones de las autoridadescorrespondientes.

4.4.1 Sistemas directos

En los sistemas directos, todos los aparatos e instalaciones reciben agua fra que provienedirectamente de la tubera principal.

Para "alimentar" el sistema de suministro de agua caliente, suele ser necesaria una cisterna dealimentacin.

Con ciertos tipos de calentadores de agua elctricos o de gas que reciben agua directamente de latubera principal, no se requiere una cisterna de alimentacin, con lo que se simplifica el sistema.

Adems se presenta cuando la red pblica es suficiente para servir a todos los puntos de consumoa cualquier hora del da. El suministro de la red pblica debe ser permanente y abastecer adirectamente a toda la instalacin interna, en la figura 4.2 se muestra un ejemplo de instalacindirecta. Este tipo de sistema tiene ventajas y desventajas.

Ventajas:

Menos peligro de contaminacin de abastecimiento interno de agua. Los sistemas son econmicos. Posibilidad de medicin de los caudales de consumo, con mas exactitud.Desventajas: No hay almacenamiento en caso de paralizacin del suministro de agua.


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Abastecen solo edificios de baja altura (2 a 3 pisos) por lo general. Necesidad de grandes dimetros de tubera para grandes instalaciones. Posibilidad de que las variaciones horarias afecten el abastecimiento en los puntos de consumo

mas elevado.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995Fig. 4.2 Sistema de abastecimiento directo.

TANQUE ELEVADO POR ALIMENTACIN DIRECTA:En el presente caso durante algunas horas del da o de la noche como cosa general se cuenta conpresin suficiente en la red pblica para llenar el depsito elevado y desde aquel se da servicio porgravedad a la red interior.

La ventaja de este sistema es que no requiere equipo de bombeo.

Las desventajas son que el tanque elevado no llegue a llenarse por variacin de presiones en lared pblica o que la demanda real sea mayor que la estimada y que el tanque se vace antes deltiempo considerado.

Para evitar esto es necesario un estudio adecuado de la dotacin o bien una sobre estimacin dela capacidad del tanque elevado, lo que resulta no econmico y el incremento de peso muertosobre la estructura del edificio figura 4.3.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995Fig. 4.3 Tanque elevado por alimentacin directa


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4.4.2 Sistemas indirectos

Cuando la presin en la red pblica no es suficiente para dar servicio a los artefactos sanitarios delos niveles ms altos, se hace necesario que la red pblica suministre agua a reservoriosdomiciliarios (cisternas y tanques elevados) y de stos se abastece por bombeo o gravedad a todoel sistema.

Este tipo de sistema tambin tiene ventajas y desventajas.

Ventajas:

Existe reserva de agua, para el caso de interrupcin del servicio. Presin constante y razonable en cualquier punto de la red interior. Elimina los sifonajes, por la separacin de la red interna de la externa por los

reservorios domiciliarios. Las presiones en las redes de agua caliente son ms constantes.

Desventajas:

Mayores posibilidades de contaminacin del agua dentro del edificio. Requieren de equipo de bombeo. Mayor costo de construccin y mantenimiento.

CISTERNA EQUIPO DE BOMBEO Y TANQUE ELEVADO:En este sistema el agua ingresa de la red pblica a la cisterna, donde con un equipo de bombeo elagua es elevada al tanque elevado desde por gravedad se alimenta la red de agua interior.

Este sistema es adecuado cuando existe un correcto diseo en cuanto a capacidades de lacisterna y del tan que elevado tal como se muestra en la figura 4.4.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995Fig. 4.4 Cisterna, equipo de bombeo y tanque elevado


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CISTERNA Y EQUIPO DE BOMBEO:En este caso la red de agua es conectada a una cisterna desde donde por intermedio de unabomba y un tanque hidroneumtico se mantiene la presin en todo el sistema para grandesinstalaciones donde no se desea tanque elevado; se puede hacer este sistema instalndose sobrela cisterna bombas de velocidad variable o velocidad constante, con equipos de control.

Para fines de diseo de la red interior, este sistema es igual al directo en lo referente al clculo delas tuberas de la red de distribucin.

Para edificios altos es importante anotar que cuando se usa el sistema hidroneumtico es costoso,por eso no conviene usarlo.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995Fig. 4.5 Cisterna y equipo de bombeo.

Ventajas:

Presin adecuada en todos los puntos de consumo. Fcil instalacin. Sistema econmico en lo referente a tuberas que resultan ser de menores longitudes y

dimetros. Evita los tanques elevados.Desventajas:

Cuando se interrumpe el fluido elctrico slo trabaja el hidroneumtico poco tiempo,cortndose luego el servicio.

4.4.3 Sistema mixto

Cuando las presiones en la red pblica lo permitan, los pisos o niveles inferiores pueden ser


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alimentados en forma directa y los superiores en forma indirecta, tal como se puede apreciar en lafigura 4.6.

Este sistema tiene la ventaja de que se requieren capacidades de cisterna y tanque elevado mspequeas que en el mtodo indirecto, lo mismo que bombas de menor capacidad.

En los caso de sistemas alimentados por gravedad en tanque elevado, es muy frecuente cuandono se le puede dar la altura necesaria al tanque elevado, que las presiones logradas para losniveles superiores sean insuficientes para el normal funcionamiento de los aparatos sanitarios. Enestos casos es necesario el uso de un equipo de bombeo para dar servicio a los ltimos dos o tresniveles como un sistema separado, aunque siempre es necesario que estn ambos sistemasinterconectados para los casos de falta de energa elctrica o reparacin del hidroneumtico.

Este sistema se emplea tambin algunas veces para los casos de redes de incendio alimentadasdesde el tanque elevado.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995Fig. 4.6 Sistema mixto.

4.5 Prevencin del contrasifonaje

El contrasifonaje es el contraflujo de agua, posiblemente contaminada, hacia la tubera desuministro de agua potable. Para que ocurra el contrasifonaje es necesario que exista una presinnegativa o vaco parcial en la tubera conectada a una instalacin o aparato cuya salida estasumergida en agua, la cual puede estar contaminada. Esto sucede cuando la demanda sobre latubera principal es suficiente para succionar el agua de la tubera conectada a un aparato, dejandoas atrs un vaco parcial. De esta manera se crea una accin sifnica que permite que una partedel agua contaminada del aparato circule de vuelta hacia la tubera principal.


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Los reglamentos de las autoridades indican que los sistemas de agua fra se deben instalar demodo que se evite el contrasifonaje. Para ello, es necesario observar los siguientes puntos:

1. Las vlvulas de flotador en las cisternas deben estar por arriba del tubo de nivelconstante; y si se instala un tubo silenciador, debe descargar el agua por encima de lavlvula de flotador mediante un aspersor.

2. Las salidas de los grifos conectados a las instalaciones o aparatos sanitarios debenestar lo suficientemente arriba de nivel de control del aparato.

3. Los depsitos de retretes deben alimentarse desde una cisterna de almacenamiento.

4. Los aparatos con entradas para agua a baja altura, por ejemplo los bids y ciertostipos de aparatos para hospitales, deben ser alimentados por una cisterna dealmacenamiento y nunca directamente por la tubera principal (a consideracin).

4.6 Precauciones para el dao causado por heladas

Los reglamentos de las autoridades sanitarias indican que los tubos de servicio subterrneos sedeben tender a una profundidad mnima de 760 mm como precaucin contra heladas. Los tubos deservicio tambin deben entrar al edificio a una profundidad mnima de 760 mm y continuar a travsde un muro interno por lo menos a 600 mm de distancia de la cara interior de cualquier muro ex-terno. El tubo de servicio debe ir directamente hacia la cisterna y mantenerse por lo menos a 2 mde sus aleros.

Los tubos de nivel constante de la cisterna deben colocarse de manera que eviten la entrada deaire fro. Esto se consigue al inclinar el tubo de manera que su orificio de salida quede a unos 50mm por abajo del nivel del agua. Es necesario colocar vlvulas de purga de modo que todas laspartes de la instalacin puedan ser desaguadas. Las cisternas deben estar bien aisladas ocolocarse dentro de un cuarto aislado.

4.7 Instalacin de cisternas

Una cisterna debe ser estancada, resistente y estar hecha de plstico, acero galvanizado, asbesto- cemento u hormign. Debe colocarse a una altura tal que pueda llenarse completamente yproporcione suficiente agua a los aparatos e instalaciones. Asimismo, debe estar en un sitio dondesea fcil revisarla y limpiarla. Una cisterna debe contar con una tapadera contra polvo, pero nohermtica, y debe estar protegida contra dao por heladas.

CAPACIDAD REQUERIDA:Existen dos mtodos para la determinacin de la capacidad de almacenamiento:

a) Mediante una curva de demanda (mtodo grfico - estadstico).

b) Mediante la dotacin (prctica usual).

El primer mtodo no es prctico y no se aplica en el diseo, ya que la curva de demanda slopuede ser conocida cuando el edificio est construido. Este mtodo sirve mas bien parainvestigacin y poder hacer las variaciones necesarias en el mtodo de la dotacin.

Investigaciones realizadas al respecto en edificios consideran como adecuado paraalmacenamiento, sin incluir reserva de incendio, una capacidad mnima igual a la dotacin diaria(100%). Se considera deseable un almacenamiento del 125% de la dotacin.


69

Es decir, cuando se usa un solo tanque (Cisterna o tanque elevado) en ste debe almacenarse eltotal previsto.

En el caso que se utilice cisterna y tanque elevado las capacidades deben ser por 1 da:

Tanque Elevado 1/3 DotacinCisterna 2/3 Dotacin

Algunas recomendaciones indican lo siguiente:

a) Cuando slo exista tanque elevado su capacidad ser cuando menos igual a la dotacin diarianecesaria con un mnimo absoluto de 1000 litros.

b) Cuando slo exista cisterna, su capacidad ser cuando menos igual a la dotacin diaria, conun mnimo absoluto de 1000 litros.

c) Cuando se emplee una combinacin de cisterna, bombas de elevacin y tanque elevado, lacapacidad de la cisterna no ser menor de las 3/4 partes del consumo diario y la del tanqueelevado, no menor de 1/3 de la dotacin, cada uno de ellos con mnimo absoluto de 1000 litros.

Esta consideracin hace que el almacenamiento de cisterna y tanque elevado juntos para unadotacin mnima de 1000 litros sea de aproximadamente 1083.3 litros de la dotacin diarianecesaria.

Ejemplo:

La dotacin diaria para una escuela es de: 58350 litros.

De acuerdo con el mtodo que se emplee como sistema de agua las alternativas dealmacenamiento son:

a) Cisterna sola

Capacidad 58350 litros = 58.350 m3

b) Tanque Elevado solo

Capacidad 58350 litros = 58.350 m3

c) Cisterna y Tanque elevado

Capacidad Cisterna = 2/3 x 58350 litroso sea 38900 litros = 38.9 m3

Capacidad tanque Elevado = 1/3 x 58350 litros = 19450 litros.o sea 19450 litros = 19.45 m3

Se entiende que estas cantidades son la capacidad til de la cisterna o tanque elevado o sea deagua, por lo tanto la capacidad total es mucho mayor, como se ver ms adelante.

4.7.1 Dimensionamiento de la cisterna y del tanque elevado.

Para el dimensionamiento de los tanques de almacenamiento se deben tomar en cuenta una seriede factores:


70

Capacidad requerida. Espacio disponible. Distancia vertical entre el techo del tanque y la superficie libre del agua entre 0.30 y 0.40m. La distancia vertical entre los ejes de tubos de rebose y de entrada de agua no debe ser menor

a 0.15 m. La distancia vertical entre el eje de tubos de rebose y el mximo nivel de agua, nunca debe ser

menor a 0.10 m.

Las formas de los tanques de almacenamiento pueden ser circulares, rectangulares o cuadrados.Cualquier forma es buena, slo que es conveniente indicar que la altura de agua no debe ser en loposible menor de 0.80 m.

El dimensionamiento depende mucho del espacio disponible existente en los planosarquitectnicos del edificio.

UBICACIN.

La ubicacin de los tanques de almacenamiento juega mucho con las facilidades que proporcioneel ingeniero que efecta los planos arquitectnicos.Como simple especulacin se indican algunas ubicaciones ms factibles, dadas por la experienciade algunos ingenieros.

LA CISTERNA

En patios de servicio, alejada en lo posible de dormitorios u oficinas de trabajo. En la caja de la escalera. Esto permite colocar los equipos de bombeo bajo la escalera. Jardines. Pasadizos. Garajes. Cuartos especiales.Lo importante es buscar siempre la independencia del sistema, es decir de fcil acceso encualquier momento.

EL TANQUE ELEVADO

Sobre la caja de la escalera. Lo ms alejado del frente del edificio por razones de esttica. Si es posible en la parte cntrica de los servicios a atender. Debe ubicarse a una altura adecuada sobre el nivel de azotea estructura adicional a fin de

que se garantice una presin de 3.50 mca en el aparato ms desfavorable.

4.7.2 Aspectos constructivos

Los tanques de almacenamiento debern ser construidos preferentemente de concreto armado. Espermitido el uso de ladrillos revestidos de mortero de cemento con impermeabilizante para lasparedes, siempre que la altura de agua no sea mayor de 1 m

No es conveniente la construccin de tanques con paredes de bloques de concreto o arcilla. Todopaso de tuberas a travs de paredes o fondos de los tanques deber fijarse previamente elvaciado de los mismos, mediante tuberas con extremos roscados que sobresalgan 0.10 m a cada


71

lado y que lleven soldada en la mitad de su largo, con soldadura corrida, una lmina metlicacuadrada de no menos de 1/8 de espesor y cuyo lado tenga como mnimo 0.10 m ms que eldimetro del tubo.

Fuente: PROPIAFig. 4.7 Detalle estructural de un tanque elevado.

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D., 1994Fig. 4.8 Detalle de un tanque elevado.

TU

BE

RIA

SA

LID

A A

LA

RE

D

3"

TU

BE

RIA

RE

BO

SE

Y L

IMP

IEZ

A F

.G.

2

1/2

"D E L A B O M B A

P V C 3 "R E B A L S E

A L A R E D 3 " P V CC A M A R A

TU

BE

RIA

DE

IM

PU

LS

ION

F.G

. 2

1/2

"

= 2 "V E N T IL A C I N

R ,22

P O B R EH O R M IG N

T A N Q U E E LE V A D O D E A G U A

FLO TA D O R M N IM O 10cmP O R E N C IM A D E L R E C IB O

V LV U LA

B O C A D E IN S P E C C I N N OM E N O R D E 60 x 60 cm

P E N D IE N TE

TU B E R A D E R E B O S E V A A L S IS TE M A

P LU V IAL

TU B E R A D E L IM P IE ZA

C O N LLA V E D E P A S O ,

P U E D E C O N E C TA R S E

A LA TU B E R A D E

R E B O S E

P E N D IE N TE D E L FO N D O 2%

C O LA D O R

LLpLLp

LLp

AD

UC

CI

NR

ED

DE

DIS

T.

0 .10

V A R IA B LE

0.05

0 .10

TA P A M E T LIC A

RE

BO

SE


72

Fuente: PROPIAFig. 4.9 Detalle una cisterna o tanque bajo.

4.7.3 Aspectos sanitarios

Existen algunas consideraciones que deben ser tomadas en el diseo de los tanques dealmacenamiento a fin de hacerlos sanitarios. Hay que indicar que la falta de tomar en cuenta estasconsideraciones ha motivado muchas veces epidemias de enfermedades de origen hdrico.

Estas consideraciones son las siguientes:

TAPA SANITARIA:

TUBERA DE SALIDA 4"

BOCA DE ACCESO

ESCALERA DE F.G. 1/2"C/30

LIMPIEZA Y REBOSE F.G. 2"

TANQUE DE AGUA

VENTILACIN DE F.G. 2"

PLANTA

TUBERA DE ENTRADA 4" PVC

CEDAZO

TU B E R A D E S ALID A 2"

N IVE L TER R E N O

H A

1 ,01

,36

1 ,01

N IV E L D E L A G U A

H S IM P LELO S A FO N D O

F .G . 2"

C O R TE A -A '

LO S A TA P AV E N TILA C IO N 2" F .G .

TU B ER A D E IN G R ES O

F .G . 4"


73

La tapa de cisterna o tanque elevado debe ser de la forma que se indica en la figura 4.10 a fin deevitar que las aguas de limpieza de pisos o aguas de lluvia penetren en los tanques. En caso queno se pueda hacer este tipo de tapa, se efectuar un diseo que impida el ingreso de agua exterior,para lo cual se elevarn los bordes sobre el nivel de la losa.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995Fig. 4.10 Tapa sanitaria

TUBO DE VENTILACIN:

Este tubo permite la salida del aire caliente y la expulsin o admisin de aire del tanque cuandoentra o sale el agua. Se efecta en forma de U invertido con uno de sus lados alargado ms queotro que es el que cruza la losa del tanque. El extremo que da al exterior debe protegerse conmalla de alambre para evitar la entrada de insectos o animales pequeos.

REBOSES DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO:

a) REBOSE DE CISTERNA. El rebose del agua de la cisterna deber disponerse al sistema dedesage del edificio en forma indirecta, es decir, con descarga libre con malla de alambre a finde evitar que los insectos o malos olores ingresen a la cisterna (ver figura 4.9).

b) REBOSE DE TANQUE ELEVADO. Igualmente el rebose del tanque elevado deberdisponerse a la bajante ms cercana en forma indirecta, mediante brecha o interruptor de airede 5 cm de altura como mnimo. Para esto el tubo de rebose del tanque elevado se corta y a 5cm y se coloca un embudo de recepcin del agua de rebose. (ver figura 4.8).

c) DIMETROS DEL TUBO DE REBOSE. Los dimetros de los tubos de rebose debern estarde acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.14 DIMETRO DEL TUBO DE REBOSE

CAPACIDAD DELTANQUE DE

ALMACENAMIENTO

DIMETRO DELTUBO DE REBOSE

[PULGADAS]

Hasta 5000 litros5001 a 6000 litros6001 a 12000 litros12001 a 20000 litros20001 a 30000 litrosmayor a 30000 litros

22 3

3 46

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995

4.7.4 Capacidades de almacenamiento de agua contra incendio

Segn el Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias el volumen de reservatendr como mnimo 500 lts por piso, el mismo deber ser almacenado en el tanque cisterna o


74

elevado.

Otras bibliografas recomiendan que en edificaciones los sistemas de lucha contra incendio sonobligatorios para aquellos mayores de 15 m de altura. El almacenamiento de agua de la cisterna otanque de agua para combatir incendios en estas edificaciones debe ser por lo menos de 15 m3.

Para el caso de edificaciones de ms de 50 m de altura o plantas industriales, el almacenamientode agua no ser menor de 40 m3 adecundose el caudal al tamao posible del incendio, segn elgrfico para Agua Contra Incendios de Slidos, que se acompaa.

Ahora bien, la decisin se la dejamos a criterio del ingeniero proyectista.

Q = Caudal del agua en l/s para extinguir el fuego.R = Volumen de agua en m3 necesarios para reservag = Factor de apilamiento

0.9 = Compacto0.5 = Medio0.1 = Poco compacto

RIESGO = Volumen aparente del incendio Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995

4.8 Hidrmetros

En edificios domsticos y semejantes, como en fbricas, hospitales, escuelas, terrenos paraconstruccin etc. Se requiere un hidrmetro. En la figura 4.11 se muestra el mtodo para instalarun medidor en una tubera de servicio subterrnea.

300

R para g=

0.1Q par

a g=0.1

R para

g=0.5

Q para

g=0.5

R pa

ra g=

0.9

Q pa

ra g=

0.9

RIESGO m3

280

260

240

40

60

90

100

120

140

160

180

200

220

5

1510

20

3000

1000

200

400

600

800

2000

1200

1400

1600

1800

2600

5000

4000

3500

4500

6000

5500

0

7,5

0,02,55,0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

R m3Q l/s


75

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.11 Instalacin de un hidrmetro

4.9 Causas de contaminacin

CONTRASIFONAJE.

El contrasifonaje ocurre cuando una reduccin importante en la presin de una tubera principal desuministro pblico de agua provoca una reduccin semejante en las tuberas de servicioconectadas a esa tubera principal. En consecuencia, en las salidas de los grifos y en las tuberasde alimentacin de instalaciones y aparatos como duchas, lavadoras, bids, etctera, puede ocurriruna presin negativa o vaco. Si la tubera de entrada a estos aparatos se sumerge en aguacontaminada, este agua ser succionada hacia la tubera principal. Por consiguiente, el resultadodel contrasifonaje puede ser severo, y si la tubera principal de agua est contaminada, esta aguaser redistribuida hacia otras casas, oficinas, hospitales, etc.Nota: la contaminacin de suministros de agua potable tambin puede ocurrir debido al efecto de lafuerza de gravedad y al contraflujo por contrapresin.

CONTRAFLUJO POR GRAVEDAD.

Es semejante al contrasifonaje, aunque se distingue porque el agua fluye de vuelta hacia la fuentede suministro debido a que la presin del sistema se vuelve mayor que la presin de suministro.Esto ocurre cuando la presin de suministro disminuye debido a fallas en el sistema.

CONTRAFLUJO POR CONTRAPRESIN.

Esto ocurre cuando la presin del sistema es superior a la presin de la tubera principal debido aluso de una bomba.

4.10 Riesgos de contaminacin

La contaminacin por contraflujo se clasifica en tres tipos de riesgos (uno, dos y tres), de los cualesel primero es el ms grave. En la tabla 4.15 se proporcionan la fuente de riesgo y los mtodos deprevencin.

0.50

Vlvulas decierre

servicioTubera de

0.10

Tapa metlica

0.60 mnimo

Nivel del suelo

Hidrmetro

de cierre

Manpoetera en mortero cemento


76

Tabla 4.15 REQUISITOS PARA EVITAR EL CONTRAFLUJO

FUENTE DE RIESGO EJEMPLOS DE PROTECCIN RECOMENDADA

Riesgo clase 1Taza del retreteBid

Cisterna de descarga aprobada e instalada correctamente Intervalode aire tipo A

Riesgo clase 2Grifos en fregaderos, etc.Grifos para manguerasLavadora de ropa

Intervalo de aire tipo ACombinacin en lnea de vlvulas vacuorreguladora y de retencinIntervalo de aire tipo B

Riesgo clase 3Grifo mezclador de aguacaliente y fraAblandador de aguadomstico

Cualquiera de los dispositivos anteriores, una vlvula de retencin ouna vlvula vacuorreguladora en lneaCualquiera de los dispositivos anteriores, una vlvula de retencin ouna vlvula vacuorreguladora en lnea

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998

INTERVALO DE AIRE TIPO A (figura 4.12). Para que exista un intervalo de esta clase, debehaber una disposicin de aparatos e instalaciones en la que:

a) el agua sea descargada en una cisterna, recipiente u otro aparto o instalacin quecuente en todo momento con un nivel de rebosamiento abierto;

b) la tubera de descarga hacia esa cisterna, recipiente u otro aparato o instalacin paracontener agua no debe estar obstruida.

c) el agua de descargue hacia la cisterna, recipiente u otro aparato o instalacin en unngulo no mayor de 15 con respecto a la vertical; y

d) la distancia entre el nivel de rebosamiento de esa cisterna, recipiente u otro aparato oinstalacin y el punto mas bajo de cualquier tubera o accesorio que descargue en esacisterna, recipiente u otro aparato o instalacin no sea menor que la dimensinproporcionada en la tabla 4.16 segn el dimetro interno de la tubera.

Tabla 4.16 DIMENSIONES DE LOS INTERVALOS DE AIRE

DIMETRO INTERIOR DEL TUBO OSALIDA

DISTANCIA VERTICALENTRE EL PUNTO DE

SALIDA Y EL NIVEL DEREBOSAMIENTO

No mayor que 14 mmMayor que 14 mm, pero no mayor que 21mmMayor que 21 mm, pero no mayor que 41mmMayor que 41mm

20mm25mm70mm

El doble del dimetrointerior de la salida

Fuente: PLOMERA (F. HALL, 1998


77

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.12 Intervalo de aire tipo A en una cisterna.

INTERVALO DE AIRE TIPO B (figura 4.13).Este intervalo se produce cuando el agua se descargaen una cisterna, recipiente u otro aparato o instalacin abierto a la atmsfera y la distancia verticaldesde el punto mas bajo de descarga hacia esa cisterna, recipiente, aparato o instalacin hasta sunivel crtico de agua es:

a) suficiente para impedir que el agua en la cisterna, recipiente, aparato o instalacin seasuccionada por la tubera o accesorio de alimentacin debido al efecto de contrasifonaje obien,

b) no menor que la cifra proporcionada en la tabla 4.15 segn el dimetro interno de la tuberade entrada.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.13 Intervalo de aire tipo B en una cisterna.

4.11 Proteccin de grifos de descarga, conexin de tuberas flexible y aparatos

GRITOS DE DESCARGA (figura 4.14).Todos los grifos de descarga o accesorios semejantes (excluyendo las tuberas flexibles pararegaderas) que descargan en fregaderos, lavabos, baeras o instalaciones semejantes(excluyendo bids) requieren una de las siguientes formas de proteccin:

Vlvula de salida cerrada

Intervalo de aire tipo B

Nivel de agua mas baja de tubera de entrada

Tubera de entrada

Tubera de nivel constante

Nivel del agua en estado estable transitorio en una cisterna cuando existe un flujo mximo de agua

y todas las salidas estan cerradas, exepto el nivel constante

In te rv a lo d e a ire tip o A

T u b e ra d e e n tra d a

N iv e l d e re b o s a m ie n toa b ie rto

N iv e l d e a g u a

V lv u la d e s a lid a


78

a) un conjunto de dos vlvulas de retencin en los tuberas de alimentacin de agua caliente yfra; o bien,

b) un dispositivo igualmente efectivo de prevencin de contraflujo o contrasifonaje colocado loms prximo posible al punto de extraccin; o bien,

c) intervalos de aire que cumplan con las dimensiones proporcionadas en la tabla 4.17.

Tabla 4.17 DIMENSIONES DE LOS INTERVALOS DE AIRE EN APARATOS

TAMAO DEL GRIFO OCOMBINACIN DE

ACCESORIOS

DISTANCIA VERTICAL ENTRE ELPUNTO DE SALIDA Y EL NIVEL

DE REBOSAMIENTO DELAPARATO

No mayor que 14mmMayor que 14mm pero nomayor que 21mmMayor que 21mm

20mm

25mm70mm

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998

NOTA: los requisitos a, b y c no se aplican a grifos de descarga u otros accesorios que:

i) solo son abastecidos por la fuerza de gravedad desde una cisterna, cilindro o depsito apresin atmosfrica

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995Fig. 4.14 Intervalo de aire tipo A en lavabos, baeras o fregaderos.

ii) son abastecidos por un tubo conectado a una cisterna, cilindro o depsito situado a nomenos de 25 mm por arriba del nivel de rebosamiento del aparato; y

iii) estn conectados a un tubo que no suministra agua a ningn otro grifo o accesorio (distintode un grifo de desage) situado a un nivel inferior.

BIDS.Si el diseo del bid es de aspersin ascendente, se clasifica en el riesgo de clase uno. El biddebe estar abastecido como se muestra en la figura 4.15.

TUBERAS.Las tuberas para lavado de automviles, aspersin de jardines, etc., abastecidas directamente porla tubera principal deben estar protegidas en el grifo por un dispositivo de contraflujo idneo; porejemplo, un conjunto de dos vlvulas de retencin. Nota: en los inmuebles no domsticos slo esposible instalar grifos conectados con tuberas flexibles previa autorizacin de la compaa deagua.

LAVADORAS Y LAVAPLATOS.

Nivel del punto mas bajo de salida

Nivel de rebosamiento del recipiente (abierto)

Esta distancia vertical es el intervalo de

aire y esta restringida al

dimetro interior de la

tubera de alimentacin


79

Cualquier lavadora de ropa, lavaplatos o secadora de tambor, conectada permanente otemporalmente al servicio de agua en cualquier inmueble, debe contar con un intervalo de aire tipoB o con un interceptor, cuyo retiro hace imposible la operacin de la mquina. Adems, se requiereque cualquier mquina conectada de manera semejante a una instalacin distinta a la de una casahabitacin slo extraiga agua por gravedad de una cisterna de almacenamiento, excepto si lamquina posee un intervalo de aire tipo A en la entrada de suministro.

ABLANDADOR DE AGUA.Si un ablandador de agua regenerado por intercambio de iones de sal comn se usa junto con unalavadora o lavaplatos, debe tener en su tubera de entrada una vlvula de retencin y una vlvulavacuorreguladora, excepto en los casos en que el agua que va al ablandador pase primero por undispositivo de prevencin de contraflujo, por ejemplo, un intervalo de aire tipo B o un interceptorincorporado a la lavadora o al lavaplatos.

GRIFOS MEZCLADORES.Su colocacin est permitida aun si las tuberas de suministro de agua caliente y fra poseenpresiones distintas, siempre que se coloque una sola vlvula de retencin cerca de las salidas delas lneas de agua caliente y fra.

CISTERNAS DE ALMACENAMIENTO.Las tuberas de suministro que transportan agua a las cisternas (las cuales pueden estarconectadas o no a vlvulas de flotador) deben contar con un intervalo de aire tipo A en la entradade agua si la cisterna esta en riesgo de recibir o contener cualquier sustancia potencialmentedaina para la salud. Si una cisterna suministra agua a un circuito calentador primario domstico oes una cisterna de descarga, el tubo de suministro debe contar con un intervalo de aire tipo B, uninterceptor o un conjunto de dos vlvulas de retencin (excepto en el caso de una cisternadiseada e instalada segn los reglamentos relacionados con la preservacin de la calidad delagua almacenada.

A continuacin se mencionan algunos requisitos adicionales para cisternas de almacenamiento deuso domstico:

a) se deben instalar en un sitio o posicin que evite el paso de aguas pluviales, negras ojabonosas y de agua no potable;

b) deben estar aisladas contra el calor y las heladas, y cuando estn hechas de un material quecontamine o tenga probabilidades de contaminar el agua almacenada, deben estar forradas orevestidas de un material impermeable diseado para evitar tal contaminacin;

c) las cisternas deben poseer una cubierta rgida, bien colocada y fija que:

i) no sea hermtica,

ii) impida el paso de luz e insectos a la cisterna,

iii) est hecha de un material o materiales que no se astillen o fragmenten al rompersey no contaminen el agua que se condensen en sus caras inferiores,

iv) en el caso de una cisterna que almacene mas de 1000 litros de agua, estarconstruido de modo que sea posible inspeccionarla y limpiarla sin tener quedescubrirla por completo,

v) este hecha de modo que sea posible conectar cualquier tubo de ventilacin oexpansin para llevar agua a la cisterna.


80

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.15 Tubera para un bid.

4.12 Proteccin secundaria para evitar el contraflujo

El riesgo de contraflujo es mayor en una instalacin de suministro de agua a varios niveles. Enestos sistemas se requiere una proteccin adicional o secundaria de contraflujo a fin deproporcionar una segunda lnea de defensa. Los dispositivos de proteccin aceptados constan de:

a) un conjunto de dos vlvulas de retencin instalado inmediatamente despus de la vlvula decierre que est en la ramificacin de la tubera de suministro hacia el nivel o piso de que setrate; o bien,

b) una combinacin de vlvula de retencin y vlvula vacuorreguladora instaladas de manerasemejante. La vlvula vacuorreguladora debe ser de presin y colocarse por lo menos a 300mm por arriba de cualquier aparato abastecido por esa ramificacin de la tubera de suministro.

En la figura 4.15 se muestra la proteccin secundara de un tubo de suministro comn que daservicio a dos o ms niveles y en la figura 4.16 se muestra la proteccin secundaria a un tubo dedistribucin comn que da servicio a dos o ms niveles.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.16 Proteccin secundaria para evitar el contraflujo en una tubera de suministro comn

cuando cada nivel tiene un uso distinto.


81

4.12.1 Accesorios para evitar el contraflujo

VLVULA DE RETENCIN: Es un dispositivo mecnico con sellos muy apretados diseados parapermitir que el agua fluya solo en una direccin. En la figura 4.17 se muestra un conjunto devlvulas de retencin.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES ENRIQUEZ HARPER, 2000Fig. 4.17 Conjunto de vlvulas de retencin.

VLVULA VACUORREGULADORA. Se trata de un dispositivo mecnico que posee una entradapara aire que se cierra cuando el agua fluye por ella con una presin mayor o igual que laatmosfrica. La vlvula figura 4.18 se abre para admitir aire si ocurre un vaco en la tubera a laque esta conectada y se cierra y se estanca cuando el flujo de agua se reduce a presionesnormales.

Es posible usar una combinacin de una vlvula de retencin y una vlvula vacuorreguladora enlnea en lugar de un conjunto de dos vlvulas de retencin si:

a) la vlvula vacuorreguladora se coloca despus de la vlvula de retencin;

b) no hay ninguna vlvula de retencin despus de la vlvula vacuorreguladora; y

c) la vlvula vacuorreguladora est colocada sobre una distancia vertical adecuada entreel nivel de desbordamiento en el aparato o instalacin y el punto de conexin con latubera de distribucin.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES ENRIQUEZ HARPER, 2000Fig. 4.18 Vlvula vacuorreguladora de tipo atmosfrico.

INTERCEPTOR DE TUBOS (figura 4.19). Este es un dispositivo no mecnico a travs del cualpasa el agua y permite la entrada de aire por una abertura anular. Cuando ocurre un vaco en elsitio de entrada del interceptor, se produce un vaco equivalente en el lado de salida, evitando as


82

el contrasifonaje.

Los interceptores se deben colocar y ajustar correctamente a fin de evitar la reduccin del flujo deagua; por ejemplo, una vlvula de cierre podra ejercer contrapresin en el interceptor.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES ENRIQUEZ HARPER, 2000Fig. 4.19 Vlvula interceptora de tubos.

DISTANCIA VERTICAL ENTRE LA TUBERA DE DESBORDAMIENTO Y LA TUBERA DESUMINISTRO (figuras 4.20 y 4.21). La dimensin de la distancia vertical entre el nivel dedesbordamiento en la cisterna de almacenamiento y el punto de conexin con la tubera desuministro o distribucin, est determinada por el grado de vaco que probablemente se produzcaen el punto de conexin con dicha tubera. Esta distancia vertical puede estar limitada por unavlvula vacuorreguladora o por una tubera de ventilacin. El objetivo de dicha distancia es evitar lasuccin de liquido contaminado de un aparato hacia la tubera de suministro o distribucin en casode que falle la proteccin en el punto de uso.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.20 Distancia vertical entre el nivel de desbordamiento de la cisterna y el punto de conexin

con la tubera de suministro.


83

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.21 Distancia vertical entre el nivel de desbordamiento de la cisterna y el punto de conexin

con la tubera de distribucin.

4.13 Prevencin de conexiones entre la tubera de agua y la tubera de desage

En la figura 4.22 se muestra un ejemplo de cmo se ha realizado una conexin entre una tuberade distribucin y una tubera de suministro. Si el agua en la cisterna de almacenamiento estcontaminada, puede fluir hacia la tubera de suministro.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.22 Una tubera de suministro no se debe conectar con una tubera de distribucin.

BOMBAS (figura 4.23). No se debe conectar ninguna bomba u otro aparato a una tubera desuministro con el objeto de incrementar la presin o el flujo de una tubera de servicio o cualquieraccesorio conectado a una tubera de esta clase (excepto si la compaa de agua lo autoriza porescrito).


84

NOTA: las bombas aumentan la presin del tubo de suministro y en la tubera principal, lo quepodra provocar que el agua contaminada contrafluya hacia esta ultima. Sin embargo, si entre latubera de suministro y el cilindro, no hay riesgo de que el agua contaminada contrafluya hacia latubera principal.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.23 Bomba conectada a una tubera de suministro.

4.14 Produccin y distribucin de agua caliente

En la actualidad la higiene moderna requiere el suministro de agua caliente en viviendas, hoteles,hospitales, etc. y en general, donde el clima no permite utilizar el agua a su temperatura ambiente.

El agua caliente es requerida para la higiene corporal, para el lavado de utensilios, para finesmedicinales y tambin para fines de recreacin.

El sistema de abastecimiento de agua caliente est constituido por un calentador con o sin tanqueacumulador, una tubera que transporte el agua a los diferentes artefactos que la requieren y acontinuacin una tubera de retorno del agua caliente que devuelve al calentador el agua noutilizada. Esta tubera de retorno no es requerida en pequeas instalaciones.

As con el retorno se mantiene una circulacin constante y el agua caliente sale en seguida por losartefactos sin dar primero salida al agua fra que habra permanecido en las tuberas, sino existe elretorno.

4.14.1 Temperatura de utilizacin del agua caliente

Siendo el agua caliente un elemento al que se le da diferentes usos, las temperaturasrecomendadas para cada caso son variables, dependiendo adems de otros factores como el climao costumbres de las personas. La siguiente tabla da una idea de las diferentes temperaturas paralos usos indicados:

Tabla 4.18 TEMPERATURAS DE AGUA PARA DIFERENTES TIPOS DE USOUSOS TEMPERATURA

Higiene corporalLavado de ropa o utensiliosPara fines medicinales

45 - 55C60 - 70C

90 - 100C Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995

Siendo, pues, variable la temperatura de utilizacin del agua caliente y fcil de hacer llegar a los


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diferentes aparatos a su temperatura adecuada es inevitable fijar una temperatura de produccin yutilizar llaves de combinacin para obtener la temperatura requerida, en cada caso.

4.14.2 Objetivos del diseo de instalaciones de agua caliente

El diseo de los sistemas de suministro de agua caliente tiene los siguientes objetivos:

1. El acatamiento de los Reglamentos existentes.

2. Obtener un diseo seguro y satisfactorio en su funcionamiento y servicio.

3. Una utilizacin de la fuente de calor que sea ms econmica de obtener.

4. Economa y durabilidad de la instalacin.

5. Economa y una conveniente operacin y mantenimiento de la instalacin terminada.

4.14.3 Generadores de agua caliente

De acuerdo al agente empleado en la produccin de agua caliente, los generadores o calentadoresse clasifican en:

Elctricos, a gas a petrleo o a vapor.Los calentadores pueden ser a su vez instantneos o con tanques de almacenamiento.

La seleccin del tipo de calentador a emplearse depende de muchos factores, pudiendoenumerarse los siguientes:

1. TAMAO DE LA INSTALACIN.

En pequeas y medianas instalaciones pueden utilizarse calentadores elctricos o a gas ygeneralmente en grandes instalaciones se utilizan los calentadores a petrleo, gas o vapor,actualmente esta a disposicin los calentadores solares.

2. En edificaciones donde se dispone de espacio suficiente y con las condiciones adecuadascomo buena ventilacin, ambientes separados, etc., se puede utilizar calentadores a petrleo o avapor; en cambio si el espacio es problema podra reemplazarse por calentadores a gas oelctricos a esto tambin pueden ser incluidos los calentadores solares en ambos casos.

3. AGENTE DE CALOR O COMBUSTIBLE.

Si la edificacin cuenta con la produccin de algn agente de calor que va a ser utilizado para otrosfines, es pues recomendable utilizar el mismo para el calentador, trayendo consigo economa en laoperacin del equipo.

Esto es frecuente en instalaciones industriales, hospitales, etc. donde el vapor o petrleo esutilizado como agente de calor para diferentes fines.

4. COSTO DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO.


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Es necesario, sobre todo, en medianas y grandes instalaciones, hacer un estudio econmico de loque representa el costo de operacin empleando diferentes fuentes de calor, de acuerdo a laubicacin del local, costo del combustible o energa calorfica, vida til del equipo y el costo demantenimiento del equipo; pues en instalaciones donde se cuenta con personal y materiales demantenimiento por la diversidad de equipo instalado bajo el costo de mantenimiento; mientras que,en edificaciones que por su funcin no cuentan con equipos, sern econmicos aquellos equiposque necesitan mnimo mantenimiento compensando su mayor costo de operacin.

5. TIPO DE EDIFICACIN.

Es tambin necesario tener en consideracin el tipo de local, ya que en algunos casos no esrecomendable instalar equipos que produzcan vibraciones o ruidos o que por la naturaleza delagente de calor, sea algn peligro para la integridad de la poblacin o local.

6. EXISTENCIA DE EQUIPOS.

Aunque es un factor relativo y variable, es conveniente que el proyectista conozca el mercado a finde hacer una buena seleccin de acuerdo a lo que sea factible de adquirirse en el mercado.

Teniendo en consideracin todos estos factores deber ya en este caso actuar el criterio delproyectista para decidir el tipo de calentador que deber servir de fuente de produccin de aguacaliente.

4.14.4 Dispositivos de seguridad

En las instalaciones de suministro de agua caliente se hacen necesarios aditamentos de seguridadpara aliviar las presiones peligrosas y las temperaturas excesivas, a fin de evitar quemaduras, laexplosin o el reventamiento de los tanques y los daos a las personas y a las propiedades.

Las presiones se consideran peligrosas cuando ceden a las presiones de trabajo del agua para lasque se disean el equipo y la tubera de manera que la resistan.

Entre estos dispositivos tenemos

1. Colocacin de una vlvula de retencin en la tubera de suministro de agua fra al calentador.

2. Debe colocarse una vlvula de escape de presin en un lugar efectivo en todo suministro deagua caliente con el fin de evitar la formacin de presiones peligrosas.

3. Todo sistema de suministro de agua caliente debe tener instalada una vlvula para el alivio dela temperatura o un aditamento para la interrupcin de energa, para evitar que el agua puedaelevarse hasta una temperatura peligrosa. Casos de explosin ha causado daos en lapropiedad y a las personas, algunas veces por falta de una inspeccin y mantenimientoperidico.

4. Los tanques de almacenamiento de agua caliente deben instalarse de manera que sus marcasde presin estn en un lugar accesible para su inspeccin.

4.14.5 Dotacin

Segn el Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias la dotacin de agua


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caliente es como sigue en la siguiente tabla 4.19:

Tabla 4.19 CONSUMO DE AGUA CALIENTE DE ARTEFACTOS SANITARIOS EN LITROS PORHORA, SEGN EL TIPO DE EDIFICIO.

ARTEFACTOSANITARIO

EDIFI-CIOS

RESID.PRIVADAS

HOTE-LES CLUBES

GIMNA-SIOS

HOSPI-TALES

INDUS-TRIAS

OFICI-NAS

ESCUE-LAS

TinaLavadero de ropaBidetDuchaLavadero de cocinaLavadero repostera

Lavaplatos mecnicoLavatorio privadoLavatorio pblicoBotadero

Coef. de demandaProbable (en relacinCon el max consumoPosible)Coef. de almacena-Miento (en relacinCon la demandaPosible)

757510

2804020

608--

0.30

1.25

757510

2804020

608--

0.30

0.80

7511010

2807540

7508

30100

0.25

0.80

7511010

5607540

5608

3075

0.30

0.90

115--

850--

-8

35-

0.40

1.00

7515020

2807575

7508

30100

0.30

0.80

115--

85075-

3808

4575

0.40

1.00

------

-8

2056

0.30

2.00

---

8504040

3808

6075

0.40

1.00 Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D., 1994

4.14.6 Mtodos de calentamiento de agua y tipo de calentadores

Existen dos mtodos de calentamiento de agua:

1. El calentamiento directo y

2. El mtodo indirecto de calentamiento.

El mtodo de calentamiento directo consiste en calentar el agua por contacto directo consuperficies expuestas a las altas temperaturas del fuego y de los gases de chimenea, generadaspor la combustin o con contactos directos con superficies calentadas elctricamente o porcontacto con elementos calefactores elctricos sumergidos; en este mtodo las temperaturaspueden ser relativamente altas.

El mtodo indirecto de calentamiento consiste en calentar el agua por contacto con superficies quesirven como un medio de transferencia o intercambio de calor del agua caliente a alta temperaturao del vapor al agua en el sistema de suministro de agua caliente. Con este mtodo las superficiesde calentamiento se sujetan a condiciones de temperatura mucho ms bajas de las que prevalecengeneralmente con el mtodo directo.

Todos los calentadores de agua, ya sea que apliquen mtodos directos o indirectos decalentamiento, pueden clasificarse como calentadores sin tanque o con tanque dealmacenamiento.

Los calentadores sin tanque de almacenamiento estn diseados para calentar el agua fra a latemperatura de agua caliente estndar de suministro en un solo paso a travs del calentador, demanera que pueda llevarse por tubos de agua directamente del calentamiento a los artefactos.

En contraste, los calentadores con tanque de almacenamiento requieren el uso del tanque paraalmacenar el agua.


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En los que el agua se calienta al pasar por un serpentn calentador y circula despus hacia untanque de almacenamiento, el calentador se denomina como "calentador de agua dealmacenamiento circulante.

4.14.7 Seleccin del calentador y tanque de almacenamiento de agua caliente

La capacidad de produccin del calentador se estima como una parte de la dotacin diaria de aguacaliente y se calcula de acuerdo a los porcentajes establecidos por la experiencia y estudiosrealizados por expertos y fabricantes, a continuacin la tabla 4.20 nos clarifica mas lo anteriordicho.

Tabla 4.20 CAPACIDADES DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO

TIPO DE EDIFICIOCAPACIDAD DEL TANQUE

ALMACENAMIENTO ENRELACIN CON DOTACIN

DIARIA EN LITROS

CAPACIDAD HORARIA DELEQUIPO DE PRODUCCIN DE

AGUA CALIENTE, ENRELACIN CON LA DOTACIN

DIARIA

Residencias unifamiliaresy multifamiliares. 1/5 1/7

Hoteles y pensiones 1/7 1/10Restaurantes 1/5 1/10Gimnasios 2/5 1/7Hospitales y clnicas,consultorios y similares 2/5 1/6

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. E. JIMENO, 1995

Se puede indicar que en viviendas, hoteles y casas de apartamentos, donde el consumo de aguacaliente es casi uniforme durante todo el da, es apropiado usar un calentador grande y un depsitopequeo. En fbricas u otros edificios en que el consumo mximo tiene una duracin limitada espreferible un depsito grande y un calentador pequeo.

As entre los perodos de mximo consumo el calentador puede ir rellenando lentamente eldepsito de agua caliente.Para mejor aclaracin citamos un caso:

EJEMPLO.

Se trata de determinar las capacidades del tanque de almacenamiento y calentador de agua parauna Central de Agua Caliente, para un edificio de departamentos que cuentan con:

10 Departamentos de 1 Dormitorio10 Departamentos de 2 Dormitorios10 Departamentos de 3 Dormitorios

SOLUCIN :

10 x 120 1/da = 1200 litros /da10 x 250 1/da = 2500 litros /da10 x 390 1/da = 3900 litros /da

Agua Caliente total = 7600 litros /da

litros 15205

7600entoalmacenami de Tanque ==


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hora/litros 10857

7600calentador Capacidad ==con estos datos se pueden escoger de acuerdo a catlogos de los fabricantes la capacidad deltanque de almacenamiento y del calentador.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998 Fig. 4.24 Sistema directo de suministro de agua caliente.

4.14.8 Sistema de distribucin directa

Es utilizado en residencias o pequeas instalaciones, donde no existen grandes longitudes detuberas o cuando, por la funcin o categora del edificio, no es exigente mantener el agua a unatemperatura constante, debiendo esperar un pequeo tiempo para recibir en el aparato el agua a latemperatura adecuada.

Escogido el tipo y capacidad del calentador consiste en disear una tubera con capacidad para lamxima demanda simultnea de agua caliente, desde el calentador hasta los diferentes aparatossanitarios con esta necesidad, considerando la presin de salida que exige la reglamentacinvigente.

4.14.9 Sistema de distribucin indirecta

En stos sistemas, el agua de la caldera circula pasando a travs de un intercambiador de calorinstalado dentro del recipiente de almacenamiento de agua caliente y el agua se calientaindirectamente. Si se tiene vapor disponible, ste puede hacerse circular por el intercambiador decalor en vez del agua caliente.

Como el agua de la caldera no se mezcla con el agua del recipiente de almacenamiento, en losdistritos en que el agua es blanda no hay riesgo de que salga por las llaves agua que sabe a hierro


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o colorada mal llamada orn de hierro (agua herrumbrosa). Asimismo, como el agua de la calderadel circuito primario y del intercambiador de calor no sale por las llaves, no hay riesgo de quesalgan costras salinas cuando se use temporalmente agua dura.

Despus del calentamiento inicial del agua y de la precipitacin de los carbonatos, no debepresentarse ms este fenmeno de precipitacin. Los sistemas indirectos tienen una ventajaadicional cuando se combina la calefaccin central con el suministro de agua caliente, porque nohay riesgo de extraer agua herrumbrosa de los radiadores a travs de las llaves. La temperaturadel agua tambin puede ser mas elevada que la que se usa en el sistema directo, lo cual esnecesario para el sistema de calefaccin central.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.25 Sistema indirecto de suministro de agua caliente.

4.14.10 Sistema de distribucin con circulacin por gravedad

Dentro de este sistema existen dos variantes:

A. SISTEMA ASCENDENTE CON CIRCULACIN POR GRAVEDAD.Consiste en una red de tuberas de distribucin que partiendo de la fuente de produccin deagua caliente alimenta debajo hacia arriba a los diferentes servicios formando montantes ocolumnas ascendentes, al final de cada una de las cuales se instala una tubera de retornoque regresa el agua enfriada al calentador.

La circulacin del agua se produce por la diferencia de peso o densidad entre la columna de


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agua ms caliente (distribucin) y la columna de retorno ms fra.

B. SISTEMA DE ARRIBA HACIA ABAJO CON CIRCULACIN POR GRAVEDAD.

Consiste en instalar una sola montante que lleva el agua caliente hasta la parte superior deledificio, en donde se distribuye en bajantes que alimentan los diferentes servicios de arribahacia abajo.

Los extremos inferiores de las bajantes se unen para llevar el retorno de agua enfriada a lafuente de produccin.

Estos dos sistemas son utilizados en medianas instalaciones donde las condiciones deedificacin lo permitan, pues no es muy aconsejable donde la longitud de tuberas, su dimetroy recorrido no permita la velocidad que depende de la diferencia de peso en las tuberas dealimentacin y retorno.

4.14.11 Sistema de circulacin forzada

Consiste en una red ascendente o descendente de distribucin de agua caliente desde la fuente deproduccin hasta los diferentes aparatos sanitarios; y tuberas de retorno, conectadas a lasmontantes, que circulan el agua enfriada nuevamente hasta el calentador, intercalndose unabomba que permite dar la velocidad de flujo necesaria para la circulacin. Esta bomba opera conun arrancador por termostato, arrancando cuando la temperatura del agua en la tubera de retornoha descendido al mnimo y parando cuando se ha producido la circulacin suficiente para aumentarla temperatura, para que en cualquier momento que se opere una llave se tenga en el aparato elagua caliente a su temperatura adecuada.

Este sistema es ms comnmente utilizado en medianas y grandes instalaciones.

4.14.12 Sistema de calentamiento de agua por energa solar

El funcionamiento de un calentador solar de agua es muy sencillo: El colector solar plano se instalanormalmente en el techo de la casa y orientado de tal manera que quede expuesto a la radiacindel sol todo el da. Para lograr la mayor captacin de la radiacin solar, el colector solar plano secoloca con cierta inclinacin, la cual depende de la latitud del lugar donde sea instalado.

El colector solar plano est formado por aletas captadoras y tubos por donde circula el agua, loscuales capturan el calor proveniente de los rayos del sol y lo transfieren al agua que circula en suinterior.

El agua circula por todo el sistema mediante el efecto denominado termosifnico, que provoca ladiferencia de temperaturas. Como sabemos, el agua caliente es ms ligera que la fra y, por lotanto, tiende a subir. Esto es lo que sucede entre el colector solar plano y el termotanque o en estecaso cilindro solar, con lo cual se establece una circulacin natural, sin necesidad de ningn equipode bombeo.

Para mantener el agua caliente, esta la funcin del termotanque, el cual est forrado con unaislante para evitar que se pierda el calor ganado.

Un buen calentador solar de agua puede durar funcionando hasta 15 20 aos.

Los beneficios del uso de los calentadores solares de agua los podemos clasificar en dos:econmicos y ambientales.


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ECONMICOS.Con la instalacin de un sistema adecuado a nuestras necesidades, podemos satisfacer la mayorparte de los requerimientos de agua caliente de nuestra casa, sin tener que pagar combustible,pues utilizar as el sol no nos cuesta. Aunque el costo inicial de un calentador solar de agua esmayor, con los ahorros que se obtienen por dejar de consumir gas, podemos recuperar nuestrainversin en un plazo razonable.

AMBIENTALES.El uso de los calentadores solares permite mejorar en forma importante nuestro entorno ambiental.

Los problemas de la contaminacin en las zonas urbanas no slo son provocados por loscombustibles utilizados en el transporte y en la industria, sino tambin por el uso de gas LP enmillones de hogares, lo cual contribuye en conjunto al deterioro de la calidad del aire y la emisinde gases de efecto invernadero, con graves repercusiones locales, regionales y aun globales.

La seleccin de un equipo solar depende bsicamente de los siguientes factores:Primero.- Nmero de personas y hbitos de uso. Estos datos son bsicos, porque de ellosdepende en gran medida el tamao del equipo solar requerido.

Segundo.- Otros usos del agua caliente (lavado de ropa, lavado de trastes, etc.). Si se quieresuministrar agua caliente para estos servicios, se deben considerar sus consumos.

Fuente: PLOMERA F. HALL, 1998Fig. 4.26 Sistema de calentamiento de agua por energa solar.


93

4.14.13 Diseo de redes de agua caliente

Una vez que se han definido todos los elementos bsicos para un proyecto de abastecimiento deagua caliente, como son dotaciones, capacidad de produccin, capacidad de almacenamiento sifuera necesario, tipo de calentador, temperatura de produccin y de consumo, etc., podrprocederse a la ejecucin del diseo de la red de agua caliente teniendo presente el sistemaescogido para ello. Se da a continuacin algunas consideraciones bsicas que puedan servir depauta para un mejor diseo:

a. Se deber evitar en lo posible que la tubera de agua caliente vaya empotrada en muros opisos, utilizando ductos, entretechos o falsas estructuras que permitan la libre dilatacin ocontraccin por cambios de temperatura.

b. Los equipos de agua caliente deben ubicarse en tal forma que permitan una fcil operacin omantenimiento.

c. Deber evitarse la combinacin frecuente de metales opuestos que puedan producir corrosingalvnica (de esto se mencionar mas adelante en un captulo destinado a ello).

d. Debe tenerse en cuenta el recubrimiento de aislamiento trmico que debe llevar la tubera.

4.14.14 Clculo del dimetro interior de tuberas para agua caliente

El dimetro interior del tubo que se requiere para descargar una cantidad determinada de aguacaliente o fra cuando se tiene una cierta carga hidrosttica o presin de agua se puede determinarpor medio de tablas, grficas o por clculo.

Una frmula bien conocida para calcular el dimetro de tuberas para agua caliente y fra es laideada por Thomas Box, que tiene la expresin siguiente:

5

5

10L25Hdq

=

Donde:q : es la descarga (gasto) que sale por la tubera [l/s]d : es el dimetro de los tubos [mm]H : es la carga hidrosttica del agua [m]L : la longitud efectiva de la tubera [m]

EJEMPLO. Calcular el dimetro de un tubo para descargar 0.3 l/s a una regadera. La cargahidrosttica constante es de 1.5 m y la longitud efectiva de la tubera es de 5 m.

5

5

10L25Hdq

=

[mm] 96.145.1

105253.0H

10L25qd 552

552

===

Asumir INT = 15 mm el de la tubera puede ser 1/2


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FUERZA RELATIVA DE DESCARGA DE LAS TUBERAS

5

dDN

=

Si para el ejemplo anterior la tubera suministra a cinco lavabos cada una de ellas alimentada poruna tubera corta de 15 mm.

Es igual a la raz cuadrada de la quinta potencia de sus dimetros.

Donde:N : el nmero de tuberas secundariasD : dimetro de la tubera principald : dimetro de las tuberas secundarias

Para nuestro caso:

5

dDN

=

[mm] 55.28155dND 5 525 52 ===

Asumir INT = 29 mm el de la tubera puede ser 1 1/4

4.14.15 Calentamiento elctrico

El calentamiento elctrico, normalmente esta hecho por medio de resistencias metlicas deinmersin, que dan buen rendimiento en la transferencia de calor. Estas resistencias en generalson aisladas por mica, asbestos, etc. materias que deben soportar bien las altas temperaturas. Haytambin resistencias lquidas que utilizan una propia resistencia de agua. Constan de doselectrodos, que se separan a la proporcin que se quiere cal

10Cap4-Diseño y cálculo para el suministro...

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