Instalaci..

CURSO : CURSO : INSTALACIONES SANITARIASINSTALACIONES SANITARIAS

DOCENTE : DOCENTE : ING. IVAN ALARCON MANINI

1.1 GENERALIDADES

Las Instalaciones Sanitarias, tienen la finalidad de conseguir un mejor aprovechamiento del agua potable y un mejor funcionamiento en la evacuación de las aguas servidas o aguas negras; los aparatos sanitarios funcionan con estos dos parámetros y debe ser eficiente para otorgar un comfort al usuario, por lo tanto el edificio debe contar con la cantidad de agua que permita abastecer a toda su población, que permita llegar a los aparatos sanitarios o a los puntos de consumo con la más mínima perdida de presión.

La evacuación de agua servidas deben tener las pendientes adecuadas, porque interviene la fuerza de gravedad.

.

Las Instalaciones Sanitarias, se resumen en un buen proyecto y un buen diseño, es importante conocer todo lo referente a instalaciones sanitarias para edificios en el Reglamento Nacional de Edificaciones S.200

1.2 DEFINICIONES: Se debe conocer algunas definiciones, que se

manejan en las instalaciones en edificaciones:

ALIMENTACIÓN: Tubería comprendida entre el medidor y la válvula de flotador en el depósito de almacenamiento, o el inicio de la red de distribución en el caso de no existir depósito.

ALIMENTADOR: Tubería que alimenta a los ramales.

AGUA SERVIDA O DESAGÜE: Agua que carece de potabilidad, proveniente del uso doméstico, industrial o similar.

CISTERNA: Depósito de almacenamiento de agua ubicado en la parte baja de una edificación.

MONTANTE: Tubería vertical de un sistema de desagüe que recibe la descarga de los ramales

RAMAL DE AGUA: Tubería comprendida entre

el alimentador y la salida a los servicios RAMAL DE DESAGÜE: Tubería comprendida

entre la salida del servicio y el montante o colector

COLECTOR: Tubería horizontal de un sistema

de desagüe que recibe la descarga de los ramales o montantes.

GABINETE CONTRA INCENDIO: Salida del

sistema contra incendio, que consta de manguera y pitón.

1.3 ALCANCES: Existe la Norma I.S. 010 que contiene los

requisitos mínimos para el diseño de las instalaciones sanitarias para edificaciones en general. Para los casos no contemplados en la Norma, el Ingeniero, fijará los requisitos necesarios para el proyecto especificado, incluyendo en la memoria descriptiva la justificación y fundamentación correspondiente.

1.4 PROYECTO DE INSTALACIONES SANITARIAS

El sistema comprende lo siguiente: - El abastecimientos de agua potable al

edificio - El abastecimiento de agua caliente a los

aparatos sanitarios. - Los aparatos sanitarios - Sistema de agua contra incendio - Evacuación de aguas servidas - desagües - Evacuación de las aguas pluviales - Evacuación de desagües por infiltración

1.5 INTRODUCCIÓN AL DIBUJO DE INSTALACIONES SANITARIAS

Los dibujos de las instalaciones sanitarias para

un edificio se hacen en escala 1:50, utilizando de preferencia el diseño de arquitectura con todos sus ambientes y especialmente los baños y otros servicios como cocina y lavadero de ropa, con sus aparatos sanitarios

Las redes de agua fría, agua caliente y de desagüe se dibujan en un solo plano; puede dibujarse las redes de agua fría y caliente en un plano y las redes de desagüe en otro plano.

Para el agua fría y caliente las redes se dibujan generalmente dentro de los muros, con su respectiva simbología.

En la red de agua fría y caliente es muy importante remarcar los accesorios como tees, codos y el punto de salida hacia el aparato sanitario.

Cuando sube o baja la tubería de agua hacia

otro nivel, se indica a un costado de ese punto, con su diámetro, en forma abreviada, por ejemplo S.A.F. PVC Ø ½” ó B.A.F. PVC ø1/2”.

Para la red de agua caliente S.A.C.H3ø½”,

B.A.C.H3ø ½” En la red de agua fría y agua caliente se dibuja

las válvulas que permiten controlar para todos los aparatos sanitarios de un baño y/o servicio.

La red de agua fría se dibuja desde el medidor de agua hasta los aparatos sanitarios.

La red de agua caliente se dibuja desde el calentador de agua hasta los aparatos sanitarios,

Se debe colocar en la red el tipo de tubería y su

diámetro entre cada accesorio.

En el plano de instalación sanitaria debe estar dibujada la forma de instalar una válvula

En el plano de instalación sanitaria debe estar dibujada las salidas de agua y desagüe en sanitarios.

1.6 FINALIDAD DE LAS INSTALACIONES SANITARIAS

DE AGUA

Las Instalaciones Sanitarias de agua, tienen la finalidad de conseguir un mejor aprovechamiento del agua potable; los aparatos sanitarios deben funcionar eficientemente, para otorgar un confort al usuario.

El edificio debe contar con la cantidad de agua

que permita abastecer a toda su población, y debe llegar el agua a los aparatos sanitarios o a los puntos de consumo con la presión adecuada

1.7 PRESIÓN

El Reglamento Nacional de Edificaciones señala estas presiones en las redes matrices como mínimo 1,5 Kg./cm2 (15 m.c.a.), metros de columna de agua y un máximo de 5,0 Kg./cm2 (50 m.c.a).

La presiones de diseño que deben tener los aparatos sanitarios del tipo tanque, se establece en un mínimo de 0,2 kg./cm2 (2 m.c.a.) y un máximo de 0,5 Kg./cm2 (5 m.c.a.)

Para los aparatos sanitarios con válvula automática deben tomarse las presiones recomendadas por los fabricantes y tienen un rango de un mínimo de 0,7 Kg./cm2 (7 m.c.a.) y un máximo 1,0 kg./cm2 (10 m.c.a.)

Las tuberías se fabrican para resistir diferentes presiones según el uso que se le someta, sin embargo para los edificios altos se debe controlar la presión porque puede sufrirla tubería por la presión estática del agua y no debe ser mayor de 50 m.c.a.; en caso de presiones mayores, deberá dividirse el sistema de distribución en zonas o instalar una válvula reguladora de presión.

1.8 VELOCIDAD

La velocidad del agua en las tuberías es importante porque con velocidad menor a 0,60 m/seg. puede producirse sedimentos de partículas en las tuberías y con velocidad mayor a 0,60 m/seg. se obtiene el arrastre de sedimentos; para velocidades mayores de 3,0 m/seg. se puede producir desgaste en la tubería. Por lo tanto debe estar la velocidad entre 0,60 m/seg. y 3,0 m/seg.

Esta velocidad máxima admisible también está dada de acuerdo a la calidad de la tubería y a su diámetro.

Velocidades máximas según la calidad de tubería: Tubo de cemento 3 m/seg. Tubo de asbesto cemento (AC) 5 m/seg. Tubo de PVC 5 m/seg.

Velocidades máximas de acuerdo al diámetro de la tubería:

Tubo de ½ “ 1,90m/seg.

Tubo de ¾” 2,20m/seg.

Tubo de 1” 2,48m/seg.

Tubo de 1 ½” y mayores 3,05m/seg.

1.9 DOTACIONES

Las dotaciones diarias mínimas de agua para uso doméstico, comercial, industrial, riego de jardines u otros fines, serán los siguientes:

[Ver Norma IS.010]

19. La dotación de agua para piscinas y natatorios de recirculación y de flujo constante o continuo, según lasiguiente tabla

1. De recirculación Dotación

Con recirculación de las agua de rebose

Sin recirculación de las aguas de rebose

10 L/d por m2 de proyección

24 L/d por m2 de proyección horizontal de piscina

2. De flujo constante Dotación

Públicas

Semipúblicas (clubes, hoteles, colegios, etc.

Privados o residenciales

125 L/d por m3

80 L/d por m3

40L/d por m3

20. La dotación de agua requerida para los aparatos sanitarios en los vestuarios y cuartos de aseo anexos a la piscina, se calcular adicionalmente a razón de 30 l/d L/d por m2 de proyección horizontal de la piscina. En aquellos casos que contemplen otras actividades recreacionales, se aumentara proporcionalmente esta dotación.

21. La dotación de agua para depósitos de materiales, equipos y artículos manufacturados, se calculará a razón de 0,50 L/d por m2 de área útil del local y por cada turno de trabajo de 8 horas o fracción.

22. Para oficinas anexas, el consumo de las mismas se calculará adicionalmente de acuerdo a lo estipulada en la Norma para cada caso, considerándose una dotación mínima de 500 L/d.

23. La dotación de agua para locales comerciales dedicadas a comercio de mercancías secas, será de 6 L/d por m2 de área útil del local, considerándose una dotación mínima de 500 L/d.

24. La dotación de agua para mercados y establecimientos, para la venta de carnes, pescados y similares serán de 15 L/d por m2 del área del local. La dotación de agua para locales anexos al mercado, con instalación sanitaria separadas, tales como restauran y comercios, se calcular adicionalmente de acuerdo con lo estipulado en esta Norma para cada caso.

25.El agua para consumo industrial deberá calcularse de acuerdo con la naturaleza de la industria y su proceso de manufactura. En los locales industriales la dotación de agua para consumo humano en cualquier tipo de industria, será de 80 litros por trabajador o empleado, por cada turno de trabajo de 8 horas o fracción.

La dotación de agua para las oficinas y depósitos propios de la industria, servicios anexos, tales como comercios, restaurantes, y riego de áreas verdes, etc. Se calculará adicionalmente de acuerdo con lo estipulado en esta Norma para cada caso.

26. La dotación de agua para plantas de producción e industrialización de leche será según la siguiente Tabla

Planta de producción e industrialización

Dotación

Estaciones de recibo y enfriamiento

1500 L por cada 1000 lts de leche recibida por día

Plantas de pasteurización 1500L por cada 1000 lts de leche pasteurizada por día.

Fábrica de mantequilla queso o leche en polvo

1500 L por cada 1000 lts leche a procesar por día

27. La dotación de agua para las estaciones de servicio, estaciones de gasolina, garajes y parques de estacionamiento de vehículos, según la siguiente Tabla

Estaciones y parques de estacionamiento

Dotación

Lavado automático 12 800 L/d por unidad de lavado

Lavado no automático 8 000 L/d por unidad de lavado

Estación de gasolina 300 L/d por surtidor

Garajes y parques de estacionamiento de vehículos por área cubierta

2 L/d por m2 de área

El agua necesaria para oficinas y venta de repuestos, riego de áreas verdes y servicios anexos, tales como restaurante y fuentes de soda, se calculará adicionalmente de acuerdo a lo estipulado por la Norma para cada caso

28. Las dotaciones de agua para edificaciones destinadas al alojamiento de animales, tales como caballerizas, establos, porquerizas, granjas y similares, según siguiente Tabla:

Alojamiento de animales Dotación

Ganado lechero 120 L/d por animal

Bovinos y equinos 40 L/d por animal

Ovinos y porcinos 10 L/d por animal

Aves 20 L/d por cada 100 aves

Las cifras anteriores no incluyen las dotaciones de agua para riego de áreas verdes y otras instalaciones

29. La dotación de agua para mataderos públicos o privados estará de acuerdo con el número y clase de animales a beneficiar, según la siguiente Tabla:

Clase de animal Dotación diaria

Bovinos 500 L por animal

Porcinos 300 L por animal

Ovinos y caprinos 250 L por animal

Aves en general 16 L por cada kg

30. La dotación de agua para bares, fuentes de soda, cafeterías y similares, según la siguiente Tabla:

Área de locales m2 Dotación diaria

Hasta 30 1500 L

De 31 a 60 60 L/m2

De 61 a 100 50 L/m2

Mayores de 100 40 L/m2

31. La dotación de agua para locales de salud como: hospitales, clínicas de hospitalización, clínicas dentales, consultorios médicos y similares, según la siguiente Tabla:

Local de Salud Dotación diaria

Hospital y clínica de hospitalización

600 L por cama

Consultorios médicos

500 L por consultorio

Clínicas dentales 1000 L por unidad dental

El agua requerida para servicios especiales, tales como riego de áreas verdes, viviendas anexas, servicios de cocina y lavandería se calcularán adicionalmente de acuerdo con lo estipulado en esta Norma

32. La dotación de agua para lavanderías, lavanderías al seco, tintorerías y similares, según la siguiente Tabla:

Tipo de local Dotación diaria

Lavandería 40 L/kg de ropa

Lavandería en seco, tintorería y similar 30 L/kg de ropa

33. La dotación de agua para áreas verdes será de 2 L/d por m2. No se requerirá incluir áreas pavimentadas, enripiadas u otras no sembradas para los fines de esta dotación

1.10 UNIDADES DE GASTO O DE HUNTER La unidad de consumo es una unidad arbitraria

dimensional, su unidad corresponde al agua de un lavatorio que tiene la capacidad de un pié cúbico y descarga en un minuto el equivalente a 28 litros.

Roy Hunter estableció el método para el cálculo de la unidad de gasto, que consiste en un ábaco de dos curvas representadas en un sistema de ejes Cartesianos, en donde el eje de las abscisas indica las unidades Hunter y en el eje de las ordenadas el gasto en lts/seg.

En el ábaco de Hunter una de las curvas representa los aparatos sanitarios con tanque y la otra curva los aparatos sanitarios con válvula semiautomática.

El reglamento Nacional de Construcciones hace un ajuste a la tabla original de Hunter y nos da los lts/seg. para cada unidad de Hunter en aparatos sanitarios con tanque y en aparatos con válvula automática.

GASTOS PROBABLES PARA LA APLICACIÓN DEL METODO DE HUNTER

GASTO PROBABLE GASTO PROBABLE GASTO PROBABLE

N° DE UNIDADES

TANQUE L/S

VALVULA L/S

N° DE UNIDADES

TANQUE L/S

VALVULA L/S

N° DE UNIDADES

L/S

1 0,04 2 0,08 3 0,12 120 1,83 2,72 1100 8,27 4 0,16 130 1,91 2,80 1200 8,70 5 0,23 0,91 140 1,98 2,85 1300 9,15 6 0,25 0,94 150 2,06 2,98 1400 9,50 7 0,26 0,97 160 2,14 3,04 1500 9,90 8 0,29 1,00 170 2,22 3,12 1600 10,42 9 0,32 1,03 180 2,29 3,20 1700 10,85 10 0,34 1,04 190 2,37 2,25 1800 11,25 12 0,38 1,12 200 2,45 3,36 1900 11,71 14 0,42 1,17 210 2,53 3,44 2000 12,14 16 0,46 1,22 220 2,60 3,51 2100 12,57 18 0,50 1,27 230 2,65 3,58 2200 13,00 20 0,54 1,33 240 2,75 3,65 2300 13,42 22 0,58 1,37 250 2,84 3,71 2400 13,86 24 0,61 1,42 260 2,91 3,79 2500 14,29 26 0,67 1,45 270 2,99 3,87 2600 14,71 28 0,71 1,51 280 3,07 3,94 2700 15,12 30 0,75 1,55 290 3,15 4,04 2800 15,53 32 0,79 1,59 300 3,32 4,12 2900 15,97 34 0,82 1,63 320 3,37 4,24 3000 16,20 36 0,85 1,67 340 3,52 4,35 3100 16,51 38 0,88 1,70 380 3,67 4,46 3200 17,23 40 0,91 1,74 390 3,83 4,60 3300 17,83 42 0,95 1,78 400 3,97 4,72 3400 18,07 44 1,00 1,82 420 4,12 4,84 3500 18,40 46 1,03 1,84 440 4,27 4,96 3600 18,91 48 1,09 1,92 460 4,42 5,07 3700 19,23 50 1,13 1,97 480 4,57 5,20 3800 19,78 55 1,19 2,04 500 4,71 4,31 3900 20,17 60 1,25 2,11 550 5,02 5,57 4000 20,50 65 1,31 2,17 600 5,34 5,83 PARA EL NUMERO DE

70 1,36 2,23 650 5,65 6,09 UNIDADES DE ESTA COLUMNA

75 1,41 2,29 700 5,95 6,35 ES INDIFERENTE QUE LOS AR -

80 1,45 2,35 750 6,20 6,61 TEFACTOS SEAN DE TANQUE O

85 1,50 2,40 800 6,60 6,84 DE VALVULA.

90 1,56 2,45 850 6,91 7,11 95 1,62 2,50 900 7,22 7,36

100 1,67 2,55 950 7,63 7,61 110 1,75 2,60 1000 7,84 7,65

NOTA: Esta Tabla corresponde a un ajuste del ábaco original del Método de Hunter

El reglamento Nacional de Edificaciones, también proporciona las tablas para los aparatos sanitarios de uso privado y de uso público, dando las unidades Hunter para agua fría mas agua caliente; otra unidad Hunter cuando solamente es agua fría y cuando solamente es agua caliente.

UNIDADES HUNTER - APARATOS DE USO PRIVADO

UNIDADES DE GASTO APARATOS SANITARIOS TIPO

A.F. + A.C. AGUA FRIA AGUA CALIENTE TINA 2 1,50 1,50 LAVARROPA 3 2,00 2,00 BIDE 1 0,75 0,75 DUCHA 2 1,50 1,50 INODORO CON TANQUE 3 3,00 - INODORO CON VALVULA SEMI-AUTOMATICA 6 6,00 - LAVADERO COCINA 3 2,00 2,00 LAVADERO REPOSTERO 3 2,00 2,00 MAQ. LAVAPLATOS COMBINACIÓN 3 2,00 2,00 LAVATORIO CORRIENTE 1 0,75 0,75 LAVADERO DE ROPA MECANICO 4 3,00 - URINARIO CON TANQUE 3 3,00 - URINARIO CON VALVULA SEMI-AUTOMATICA 5 5,00 - CUARTO DE BAÑO COMPLETO CON VALVULA SEMI-AUTOMATICA 8 6,00 2,00 CUARTO DE BAÑO COMPLETO CON TANQUE 6 5,00 2,00 MEDIO BAÑO CON VALVULA SEMI-AUTOMATICA 6 6,00 0,75 MEDIO BAÑO CON TANQUE 4 4,00 0,75

NOTA: PARA CALCULAR TUBERIAS DE DISTRIBUCION QUE CONDUSCAN AGUA FRIA SOLAMENTE, O AGUA FRIA MAS EL GASTO DE SER CALENTADA, SE USARAN LAS CIFRAS INDICADAS EN LA PRIMERA COLUMNA.PARA CALCULAR DIAMETROS DE TUBERIA QUE CONDUASCAN AGUA FRIA O AGUA CALIENTE A UNA PIEZA SANITARIA QUE REQUIERE DE AMBAS, SE USARAN LAS CIFRAS INDICADAS EN LA SEGUNDA Y TERCERA COLUMNA.

UNIDADES HUNTER - APARATOS DE USO PUBLICO

APARATOS SANITARIOS TIPO UNIDADES DE GASTO

A.F. + A.C. AGUA FRIA AGUA CALIENTE

TINA 6 3,00 3,00

LAVADERO DE ROPA 6 4,50 4,50

DUCHA. 4 3,00 3,00

INODORO CON TANQUE 6 5,00 -

INODORO CON VALVULA SEMI-AUTOMATICA 8 8,00 -

LAVADERO DE COCINA HOTEL RESTAURANTE 4 3,00 3,00

LAVADERO REPOSTERIA 3 2,00 2,00

BEBEDERO SIMPLE 1 1,00 -

BEBEDERO MULTIPLE 1 * 1,00 * -

LAVATORIO CORRIENTE 2 1,50 1,50

LAVATORIO MULTIPLE 2 * 1,50 1,50

BOTADERO 3 2,00 -

URINARIO CON TANQUE 3 3,00 -

URINARIO CON VALVULA SEMI-AUTOMATICA 5 5,00 -

NOTA: PARA CALCULAR TUBERIAS DE DISTRIBUCION QUE CONDUZCAN AGUA FRIA MAS EL GASTO DE AGUA A SER CALENTADA, SE USARAN LAS CIFRAS INDICADAS EN LA PRIMERA COLUMNA.PARA CALCULAR DIAMETROS DE TUBERIA QUE CONDUZCAN AGUA FRIA O AGUA CALIENTE A UN APARTO SANITARIO QUE REQUIERA DE AMBAS, SE USARAN LAS CIFRAS INDICADAS EN LA SEGUNDA Y TERCERA COLUMNA respectivamente* DEBE ASUMIRSE ESTE NUMERO DE UNIDADES DE GASTO POR CADA SALIDA.

1.11 MÁXIMA DEMANDA SIMULTANEA

La máxima demanda simultanea es el gasto máximo probable de agua que se produce en un edificio, cuando en un instante dado y en forma simultanea funcionan todos los aparatos sanitarios; el cálculo se realiza con el Método de Hunter para obtener el gasto en lts/seg. y es importante para determinar los diámetros de las tuberías en una instalación.

Ejemplo:

Un edificio de 5 piso en cada piso un departamento con un ½ baño social, 3 dormitorios con sus baños completos, dormitorio de servicio con baño completo, lavadero de cocina y lavadero de ropa, todos con agua caliente.

5 dep. x ½ baño social x 4 uH = 20 uH5 dep. x 4 baños completos x 6 uH = 120 uH5 dep. x un lavadero de cocina x 3 uH = 15 uH5 dep. x un lavadero de ropa x 3 uH = 15 uH Total = 170 uH 2,22

lts/seg

La dotación de agua 5 dep. x 6 hab/dep. x 150 lts/día = 4 500 lts/día

1.12 REGLAS BÁSICAS EN EL DISEÑO DE BAÑOS Y OTROS SERVICIOS

El lavatorio de un baño debe colocarse en un lugar próximo a la ventana con el objeto de que reciba iluminación natural.

2) El inodoro debe colocarse en una posición que tenga proximidad a la tina y lavatorio, con el fin de facilitar su uso inmediato.

3) El bidet , debe colocarse en la vecindad del inodoro, con el objeto de facilitar su uso inmediato.

4) El inodoro debe estar colocado lo más próximo al colector del desagüe, con el fin de que las aguas servidas se evacuen los más rápido posible.

5) Los aparatos sanitarios deben instalarse con los espacios mínimos necesarios para su uso, limpieza, mantenimiento e inspección

6) La puerta del baños privado debe abrirse hacia adentro con el objeto de que pueda ser cerrado por el mismo que ocupa el baño.

La puerta de un inodoro público debe abrirse hacia fuera, con la finalidad de no atrapar a una persona que haya sufrido un desmayo.

7) Para los edificios públicos deben diseñarse baños para hombres, mujeres y niños.

8) En la cocina el lavadero debe colocarse de preferencia en la ventana, para aprovechar la iluminación natural.

9) En el lavadero de cocina puede instalarse un lavadero y un secador de platos o un triturador de basura.

10) El lavadero de ropa puede estar ubicado en el patio o en el tendal o en un ambiente especial para tal fin.

11) Si la vivienda tiene calefacción por aire caliente, no debe instalarse conducto de retorno de aire en la cocina, ni en los baños

12) En un baño los aparatos sanitarios se instalan con una distancia adecuada, siendo la distancias mínimas las que se muestran en la siguiente diapositiva

12) número requerido de aparatos sanitarios

1.13 MATERIALES PARA INSTALACIONES SANITARIAS DE AGUA

AGUA: Los materiales que se utilizan en las

instalaciones de agua potable son las tuberías y sus accesorios.

La clasificación de estos materiales pueden determinarse por la presión de trabajo o por el tipo de material utilizado en su manufactura.

CLASIFICACIÓN POR LA PRESIÓN DE TRABAJO:

Las tuberías y accesorios resisten una presión del agua de acuerdo al espesor de la tubería en su fabricación, estas presiones se determinan por clase de tubería, según la siguiente tabla:

CLASEPRESIÓN DE

TRABAJO

Kg./cm.²

PRESIÓN DE PRUEBA

kg./cm.²

Cl.-5 5 10

Cl.-7,5 7,5 15

Cl.-10 10 20

Cl.-15 15 30

Cl.-E *

CLASIFICACIÓN POR SU MANUFACTURA:Las tuberías y accesorios para agua potable se fabrican con diferentes materiales, como:

• De asbesto cemento (AC) , para agua fría.• De polivinilo (PVC), agua fría (SAP) y agua caliente (SAC) • De hierro galvanizado (FoGo), para agua fría y caliente.• De acero, para agua fría y caliente.• De plomo, para agua fría y caliente.• De cobre, para agua caliente.• De concreto reforzado (CR), para agua fría.

ACCESORIOS: Materiales utilizados en las instalaciones de tuberías, como:• Tees,• Codos,• Cruces, • Reducciones, • Reducciones Bushing, • Uniones Simples, • Uniones Universales, • Desvíos• Válvulas de Paso,• Válvulas Corporation,• Válvulas de Compuerta,• Válvulas de Globo.• Válvula de retención.• Válvula de flotador

LLAVE CORPORATION

VALVULAS DE COMPUERTA

VÁLVULA DE GLOBO

1.14 SIMBOLOS GRÁFICOS PARA AGUA

1.16 PERDIDAS DE PRESIÓN EN TUBERÍAS

La perdida de presión o perdida de carga se produce en la tubería y se debe a dos factores: la tubería y los accesorios.

La tubería, influye en la perdida de presión, debido a la fricción del agua con las paredes de la tubería..

Esta pérdida de carga depende del tipo de tubería y de su longitud, se calcula con la fórmula de Hazen y Williams, utilizando de preferencia los ábacos que proporcionan los fabricantes de tuberías. Los ábacos simplifican el cálculo porque están con diámetros comerciales.

La perdida de carga obtenida en el ábaco generalmente se dan por 100 o por 1000 metros de tubería, hay que convertirla a metro lineal. 00

ÁBACO PARAEL CÁLCULO DE TUBERÍAS DE PVC

1.17 LONGITUDES EQUIVALENTES

Las longitudes equivalentes, son longitudes para los accesorios de acuerdo a su diámetro, equivalen a una longitud de tubería, que permite reemplazar el accesorio por esa longitud de tubería.

Existen varios ábacos para determinar las longitudes

equivalentes, daremos en el presente curso la tabla mas práctica, que es la de CRANE

Los accesorios, influyen en la pérdida de carga y para su cálculo se usa la Tabla de CRANE, obteniendo las longitudes equivalentes de los accesorios. Esta equivalencia se adiciona a la longitud de la tubería para encontrar la pérdida de carga total.

Ejemplo: Una tubería de fierro galvanizado con diámetro

de ¾”. Conduce agua potable con un gasto de 0.80 lts/seg., la tubería tiene una longitud de 12,60 m. con los siguientes accesorios: 3 codos 90° de radio medio, una tee de paso y una válvula de compuerta. Calcular la pérdida de carga que se produce en la tubería.

De la Tabla de Crane para ¾” se obtiene: 3 codos 90° de radio medio x 0,60 1,80 m. 1 tee de paso x 0,60 0,60 m. 1 Válvula de compuerta x 0.10 0,10

m.

Total de longitud equivalente 2,50 m.

Usando el ábaco para tubería galvanizada, con el gasto de 0,80 lts/seg. se corta la línea de la tubería de diámetro ¾” y de este punto se busca la pérdida de carga, obteniendo 80 m por 100 m o sea 0,80 por metro lineal.

La longitud de la tubería más la longitud equivalente de accesorios nos da:

12,60 + 2,50 = 15,10 m x 0,80 = 1208 m.c.a. de perdida de carga.

CAPÍTULO II SISTEMA DIRECTO DE SUMINISTRO DE

AGUA

2.1 DEFINICIÓN

Una de las formas de abastecer de agua a un edificio es por el sistema directo, que consiste en suministrar el agua directamente de la red matriz a los puntos de consumo, utilizando la presión de la red matriz.

Para aplicar este sistema es importante conocer la presión de la matriz, el sistema puede utilizarse para diseños de edificios bajos o de mediana altura, debido a que la presión de la red matriz limita la altura de los edificios, hasta 50 m.c.a..

2.2 PARTES DEL SISTEMA

2.3 VENTAJAS DEL SISTEMA

1. ECONÓMICO Es el sistema más económico de

abastecimiento de agua a un edificio

2. NO REQUIERE DE INSTALACIONES ESPECIALES

Las instalaciones especiales como cisterna, tanque elevado y equipo de bombeo

2.4 DESVENTAJAS DEL SISTEMA

1. Cuando se produce un corte de agua en las redes matrices, el edificio no tiene abastecimiento.

2. DEFICIENTE ABSATECIMIENTO POR BAJA

DE PRESIÓN EN LA RED MATRIZ Por cualquier causa que se produzca una baja de

presión en la red matriz, el edificio no tiene buen funcionamiento

3. LIMITA LA ALTURA DE LOS EDIFICIOS La presión de la matriz, limita el uso para

edificios altos, puede en ciertos casos usarse hasta un cuarto piso

2.5 REDES RAMALES

Los ramales, son las redes que parte del alimentador y abastecen a los sub. ramales.

Los ramales se calculan por el sistema directo, partiendo de la intersección con el alimentador hasta el punto mas desfavorable del ramal, utilizando la presión que se obtiene en el punto del alimentador.

2.6 REDES SUB RAMALES

Los sub. ramales son las redes que abastecen de agua potable a los aparatos sanitarios, estos diámetros se dan en la siguiente tabla

Presión Hasta 10 m

Presión mayor de 10 m

Presión mínima

lavatorio ½ ½ ½ Bidet ½ ½ ½ Tina ¾ - ½ ¾ ½ Ducha ¾ ½ ½ Lavadero de cocina ¾ ½ ½ Inodoro de tanque ½ ½ ½ Inodoro de válvula 1 ½ - 2 1 1 ¼ Urinario de pared ½ ½ ½ Urinario de válvula 1 ½ - 2 1 1

2.7 RECOMENDACIONES DE DISEÑO DENTRO DE

EDIFICIOS

En el caso de sistema directo elegir el punto mas desfavorable del alimentador para el diseño.

Obtener la presión de agua de la red matriz en las horas punta

2.8 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO PARA EL SISTEMA 2.8 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO PARA EL SISTEMA DIRECTODIRECTO

Se debe proceder de la siguiente manera:

1. Conseguir la presión de la matriz (PM), para verificar si es aplicable el sistema directo.

2. Determinar el punto más desfavorable de la red. 3. Plano de planta con el proyecto de la red de agua. 4. Plano isométrico de la red de agua. 5.Definir los tramos de la red hasta el punto más

desfavorable en el isométrico.

6. Colocar las unidades Hunter en las salidas de los sub. ramales del plano isométrico.

7. Colocar en el isométrico en un cuadrado las unidades Hunter de cada tramos del alimentador.

8. Calcular la altura estática (H) al punto más desfavorable.

9. Elegir la presión de salida de los aparatos sanitarios (Ps).

10.Calcular la pérdida de carga disponible (hf) PM = H + hf + Ps hf = PM – H – Ps se le denomina hfd = PM – H -

Ps

11. Confeccionar un cuadro de cálculo que contenga los datos del problema y los que se calculan:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

TRAMO L m.

Le m.

LTm.

u H Qlts/seg

Qm3/h ø S h f

PRESION

CUADRO DE CÁLCULO

DATOS DE LOS CASILLEROS DEL CUADRO

Casillero 1 : Los tramos de la red, hasta el punto más desfavorable

Casillero 2 : Longitud de la tubería (L) en cada tramo.Casillero 3 : Longitud equivalente (Le) de los accesorios

de cada tramo.Casillero 4 : Longitud total (Lt) o sea casillero 2 más 3.Casillero 5 : Unidades Hunter (uH) de cada tramo.Casillero 6 :Máxima demanda simultánea o caudal (Q)

de cada tramo en lts/segCasillero 7 : Máxima demanda simultánea o caudal (Q) de

cada tramo m3 /hora

Casillero 8 : Diámetro de la tubería (ø) de cada tramo, el más adecuado para la capacidad del caudal.

Casillero 9 : Cálculo de la pérdida de carga (S) por metro lineal de cada tramo, se obtiene en el ábaco que corresponda a la tubería, con el caudal y el diámetro y se divide entre 100.

Casillero10: Pérdida de carga del tramo (hf), se obtiene multiplicando el valor del casillero 9 por el valor del casillero 4.

Casillero 11: Cálculo de la presión de cada punto de los tramos de la red, iniciando con la presión de la matriz, restando la pérdida de carga del tramo y la altura estática si la tiene.

EJEMPLO: Un edificio de tres niveles, con 2,60 m. de altura cada nivel; en cada nivel un departamento igual como se muestra en el plano de planta. Calcular el alimentador en tubería PVC por el sistema directo, conociendo la presión de la matriz de 28 m.c.a. y tomando como presión de salida en los aparatos sanitarios de 2,50 m.c.a. La red matriz se encuentra a (- 1,50 m) del primer nivel., los medidores con una pérdida de carga de 1,00 m.c.a. cada uno.

DATOS DEL PROBLEMA:

Altura de cada piso 2,60 m.Cada nivel un departamento igualTubería PVCPresión de la matríz 28 m.c.a.Presión de salida de agua en los aparatos

sanitarios 2,50 m.c.a.Pérdida de carga del medidor 1,0 m.c.a.

CÁLCULO DE LA ALTURA ESTÁTICA

En el plano isométrico se calcula la altura estática (H) desde la red matriz al punto más desfavorable que es la ducha, solamente se toma en cuenta las distancias verticales: H = 1,50 + 0,30 + 2,60 + 2,60 + 1,80 H = 8,80 m.

CÁLCULO DE LA PÉRDIDA DE CARGA DISPONIBLE:

PM = H + Ps + hf + p de medidores

Despejando hf, que es pérdida de carga en la tubería, se le va a denominar hfd (pérdida de carga disponible), se tiene hf d = PM - H - Ps – P de medidores hf d = 28,00 - 8,80 - 2,50 - 2,00 = 14,70 m.c.a.

Esta carga disponible es la que nos permite calcular los diámetros de tubería en cada tramo hasta el punto mas desfavorable

UNIDADES HUNTER EN CADA TRAMO DEL PLANO ISOMÉTRICO

Se calcula las unidades Hunter (Tabla aparatos sanitarios privados) para cada tramo, señalado en el plano isométrico con letra mayúscula y los litros por segundo.

Tramo AB: [3 baños completos (18 uH) + un lavadero de cocina ( 3 uH) + un lavadero de ropa (3 uH)] = 24 uH x 3 departamentos = 72 uH = 1,38 lts/seg

Tramo BC: Tramo AB 72 uH – 24 uH de un departamento = 48 uH = 1,09 l/s

Tramo CD: Tramo BC 48 uH – 24 uH de un departamento = 24 uH = 0,61 l/s

Tramo DE:Tramo CD 24 uH – [Baño Completo 6 uH + Lav. de Cocina 3 uH + Lav de ropa 3 uH] = 12 uH = 0,38 l/s

Tramo EF: Tramo DE 12 uH – Baño Completo 6 uH = 6 uH = 0,25 l/s

Tramo FG: Tramo EF 6 uH – [inodoro 3 uH + lavatorio 1 uH] = 2 uH = 0,08 l/s

CÁLCULO DE LAS LONGITUDES EQUIVALENTES

Para el cálculo de las longitudes equivalentes de accesorios se usa la Tabla de CRANE, se elige el diámetro de la tubería para cada tramo, aproximadamente con el caudal que se tiene calculado en ls/seg,

Elegimos tubería de ¾” para los tramos AB, BC y CD; y de ½ para los tramos DE, EF y FG; con estos diámetros se calcula las longitudes equivalentes de cada tramo:

AB con ¾” BC con ¾” 1 codo 45° 0,3 1 tee de paso 0,4 m. 1 Válvula de Compuerta 0,1 1 Codo radio medio 0,6 1 tee de paso 0,4 1,4 m.

CD con ¾” DE con ½” 4 codos radio medio 2,4 1 tee de paso ¾” 0,4 1 válvula de compuerta 0,1 1 reducción N ¾” 0,31 tee de salida lateral 1,4 0,7 m 3,9 m.

EF CON ½” FG con ½”6 codos de radio medio 2,4 2 codos de radio medio 0,81 válvula de compuerta 0,1 1 válvula de compuerta 0,1 1 tee de salida lateral 1,0 0,9 3,5

Estas longitudes equivalentes se colocan en el casillero 3 y se adiciona a la longitud de la tubería en cada tramo, casillero 4. En el casillo N° 7 se coloca la máxima demanda simultanea del tramo, para este caso se toma en m3/hora para ingresar al ábaco de PVC.

En el casillero 8, se coloca la pérdida de carga por metro lineal, obtenida en el ábaco de PVC, con el gasto en m3/hora para tubería en PVC y el diámetro que se haya elegido.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

TRAMO

L m.

Le m.

LTm.

u H Qlts/seg

Qm3/h ø S h f PRESION

AB 8,30 1,40 9,70 72 1,38 4,97 ¾” 0,80 7,76 17,44

BC 2,60 0,40 3,00 48 1,09 3,92 ¾” 0,55 1,65 13,19

CD 7,50 3,90 11,40

24 0,61 2,20 ¾” 0,18 2,05 7,54

DE 3,00 0,70 3,70 12 0,38 1,37 ½” 0,25 0,93 6,61

EF 5,80 3,50 9,30 6 0,25 0,90 ½” 0,13 1,21 5,40

FG 3,50 0,90 4,40 2 0,08 0,29 ½” 0,02 0,09 3,51

13,69

CUADRO DE CÁLCULO

CÁLCULO DE PRESIONES EN CADA PUNTO: Pres. en un punto = Pres. en el punto anterior–H–hf– p medid.

PUNTO PRESIÓN H hf MEDIDOR PRESION ANTERIOR A 28,00 m.c.a. B 28,00 1,80 7,76 1,00 17,44 m.c.a. C 17,44 2,60 1,65 13,91 m.c.a. D 13,91 2,60 2,05 1,00 7,54 m.c.a. E 7,54 0,93 6,61 m.c.a. F 6,61 1,21 5,40 m.c.a. G 5,40 1,80 0,09 3,51 m.c.a.

Siendo hf = 13,69 m.c.a., es menor que la pérdida de carga disponible de 14,70 m.c.a, el cálculo con los diámetros elegidos son aceptables

Siendo la presión 3,51 m.c.a., en el punto más desfavorable G y mayor que el elegido de 2,50 m.c.a., el cálculo es aceptables

Para los ramales del 1er. Piso y 2do. piso, se calcula con el sistema directo, utilizando la presión en los puntos B y C respectivamente y eligiendo en ese ramal el punto más desfavorable. El diámetro de la tubería inicial puede ser igual o menor que la obtenida en el alimentador.

2.9 OTROS SISTEMAS DE CÁLCULO

1. CONSUMO SIMULTÁNEO MAXIMO POSIBLE:

Este método es aplicable para el cálculo de los ramales de un solo baño público que puede presentarse en edificios industriales, en hoteles, edificios para espectáculos, etc. Es un cálculo rápido y relativamente sobre dimensionado

Para su cálculo se considera que todos los aparatos sanitarios funcionan simultáneamente, tomando como base la unidad de un caño, o pilón, o salida de ½”, con una equivalencia de uno (1) y para los diámetros mayores equivalencia que corresponda a la cantidad de tubos de ½”, como se muestra en la tabla de equivalencias.

EQUIVALENCIAS TOMANDO COMO UNIDAD LA TUBERÍA DE ½”

DIÁMETRO DEL TUBO NÚMERO DE TUBOS DE ½

½” 1,0

¾” 2,9

1 6,2

1 ¼” 10,9

1 ½” 17,4

2 37.8

2 ½” 65,5

3 110,5

4 189,0

6 527,0

Es importante conocer los diámetros de cada aparato sanitario para aplicarlos en los ejemplos

DIÁMETRO DE SUB RAMALES

TIPO DE APARATOPRESIÓN PRESIÓN PRESIÓN

MENOR DE 10 m MAYOR DE 10m MÍNIMA

Lavatorio ½” ½” ½”

Bidet ½” ½” ½”

Tina ¾” - ½” ¾” ½”

Ducha ¾” ½” ½”

Lavadero de cocina ¾” ½” ½”

Inodoro de tanque ½” ½” ½”

Inodoro de válvula 1 ½” – 2” 1” 1 ¼”

Urinario de tanque ½” ½” ½”

Urinario de válvula 1 ½” – 2” 1” 1”

EJEMPLO:Un baño para damas en una industria, con aparatos sanitarios de tanque de 3 inodoros, 4 lavatorios y 3 duchas, se desea calcular por el sistema simultaneo máximo posible los diámetros de tuberías de los ramales y sub ramales

Para iniciar este cálculo, hacer un esquema de la red y la ubicación de los aparatos sanitarios; se señala con letras mayúsculas desde el alimentador hasta el punto más alejado y para el cálculo se empieza desde el aparato sanitario mas alejado hacia el alimentador.

Cada diámetro de los aparatos sanitarios tiene una equivalencia con la tubería de ½” que es uno, en el siguiente tramo se suma la equivalencia de otro aparato sanitario y se coloca en el cuadro de cálculo con el diámetro obtenido en la tabla, los demás tramos se van calculando del mismo modo llenando el cuadro de cálculo hasta llegar al alimentador

A B

C D E F

G

H I J

K

L

M

½ ½ ½

½ ½ ½ ½

¾

¾

¾

INODOROS

DUCHAS

LAVATORIOS

ALIMENTADOR

TRAMO EQUIVALENCIA DIÁMETRO

LK 2,9 3/4

LM 2,9 3/4

LG 8,7 1

HI 1,0 1/2

JI 1,0 1/2

IG 3,0 3/4

GB 11,7 1 1/4

CD 1,0 1/2

FD 1,0 1/2

ED 2,0 1/2

DB 4,0 3/4

BA 15,7 1 1/4

CUADRO DE CÁLCULO

ESQUEMA DE BAÑO PRIVADO

A B C

½INODOROS

DUCHAS

LAVATORIOS

ALIMENTADOR

D

BIDET½

½

½

CUADRO DE CÁLCULO

TRAMO EQUIVALENCIA DIÁMETRO

DC 2,0 ½

CB 3,0 3/4

BA 3,0 ¾

CAPÍTULO III

SISTEMA INDIRECTO DE SUMINISTRO DE AGUA

3.1 DEFINCIÓN

El suministro de agua por el sistema indirecto a un edificio, se define como un sistema por gravedad, porque el edificio se abastece del tanque elevado, no utiliza la presión de la red matriz para abastecer el agua a los aparatos sanitarios; este sistema es más complejo y costoso, se debe almacenar el agua en una cisterna y con un equipo de bombeo se llena el tanque elevado.

Se diseña para edificios altos a los cuales la presión

de la red de servicio público no llega a los aparatos sanitarios.

3.2 PARTES DEL SISTEMA INDIRECTO

3.2 1 Sistema mixto El sistema mixto es un sistema directo e indirecto; con el sistema directo

se puede abastecer hasta un tercer piso y con el sistema indirecto los demás pisos.

3.2 2 Sistema solamente con tanque elevado Este sistema se abastece el edificio directamente al

tanque elevado, se debe comprobar que con la presión de la matriz, se puede llenar con agua el tanque elevado y debe ser calculado con el 100 % de la dotación

3.3 VENTAJAS DEL SISTEMA INDIRECTO

La principal ventaja es que el sistema permite almacenar agua en la cisterna y en el tanque elevado, en caso que se produzca un corte de agua por parte de la administradora del agua. que puede abastecer de agua al edificio para un día o dos días en forma restringida,.

El tanque elevado abastece por gravedad, que permite tener una presión constante en la red, obteniendo un funcionamiento eficiente en los aparatos sanitarios y en el sistema de agua caliente, dando confort al usuario.

3.4 DESVENTAJAS DEL SISTEMA INDIRECTOLa desventaja del sistema, es muy costosa en su

instalación y su mantenimiento. También tiene el peligro que el agua pueda

contaminarse en la cisterna y en el tanque elevado, si no se tiene estos elementos bien resguardados y con un buen mantenida.

3.5 ALMACENAMIENTO Y REGULACIÓN

La cisterna, es el depósito de agua con un volumen útil, que se calcula con las ¾ partes de la Dotación de agua para el uso del edificio.

Tanque elevado, es el depósito de agua con un volumen útil, que se calcula con un 1/3 de la Dotación de agua del edificio. Se instala en la parte alta del edificio.

El almacenamiento de agua en la cisterna y tanque elevado, regula la dotación de agua para el consumo de un día en el edificio

3.6 FORMA, UBICACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE CISTERNA Y TANQUE ELEVADO.

3.6.1 Cisterna para edificios bajos

La capacidad mínima absoluta de una cisterna es de 1 m3. Se ubica generalmente en el subsuelo o sótano con dimensiones en la proporción 1:2 ó 1:1

La cisterna deberá ubicarse a una distancia mínima de 2 metros de los muros medianeros y desagües. En caso de no cumplir este requisito, deberá construirse un muro de concreto armado entre el edificio y la cisterna a una distancia mínima de la cisterna de 0.30 m., este espacio debe rellenarse con piedra partida de 1” hasta una profundidad de 0.50 m. por debajo del fondo de la cisterna.

CISTERNA DE SUCCIÓN NEGATIVA

La tubería de rebose de la cisterna debe estar de preferencia en lado opuesto del ingreso del agua y conectada directamente a la red de desagüe, en la salida del rebose se instala una brecha de aire, para evitar el paso de insectos provenientes de la tubería de desagüe al tanque.

El diámetro del tubo de rebose se da en la siguiente tabla de acuerdo a la capacidad de almacenamiento.

CAPACIDAD DEL TANQUE DIAMETRO DEL

REBOSE Hasta 5000 litros 2” 5001 a 6000 “ 2 ½” 6001 a 12000 “ 3” 12001 a 20000 “ 3 ½” 20001 a 30000 “ 4” Mayores de 30000 “ 6”

La cisterna generalmente tiene una profundidad de 2,50 m, cuando la succión es negativa, y posee una válvula de pie con rejilla en el inicio de la tubería de succión para mantener el agua en la tubería y no dejar pasar basuras; si la profundidad es mayor puede producirse la cavitación de la bomba.

El fondo del piso debe tener una pendiente hacia la salida del tubo de limpia. Si el tubo de limpia no alcanza el nivel del desagüe, se puede instalar una caja más profunda en la cisterna, con una instalación de bombeo para evacuar el agua de limpia.

La distancia mínima de la entrada de agua al techo de la cisterna, es de 20 cm. y del nivel máximo del agua al techo es de 45 cm., la altura de la salida del rebose al nivel de agua de la cisterna, es de 10 cm.; como se puede apreciar en el esquema de corte de una cisterna mostrado

3.6 2 Cisterna para edificios altos

Las cisternas para edificios altos generalmente lleva dos cámaras una para agua y otra cámara seca donde se instala el equipo de bombeo y las válvulas.

La tubería de succión es positiva, no necesita una válvula de pie, porque recibe una carga permanente de agua, por eso se llama de succión positiva.

El rebose de preferencia opuesta al ingreso de agua y con una brecha de aire de 5 cm.

El piso debe tener una pendiente al tubo de limpia que descarga a una cámara si se encuentra por debajo de la tubería de desagüe, tiene un equipo de bombeo independiente, para evacuar las aguas del rebose y de limpia al desagüe

En las siguiente diapositiva se muestra este tipo de cisterna, con sus dimensiones mínimas

CISTERNA DE SUCCIÓN POSITIVA

3.6.3 Tanque elevado para edificios bajos

Se instala a una altura mínima de 3 a 4 m del techo del edificio, para dar la presión necesaria al punto más desfavorable del ultimo piso.

El rebose de preferencia opuesta al ingreso de agua y con

una brecha de aire de 5 cm.

La distancia mínima de la entrada de agua al techo de la cisterna, es de 20 cm. y del nivel máximo del agua al techo es de 45 cm., la altura de la salida del rebose al nivel de agua de la cisterna, es de 10 cm.; como se puede apreciar en el esquema de corte del tanque elevado.

TANQUE ELEVADO PARA EDIFICIOS BAJOS

3.6 4 Tanque elevado para edificios altos

El tanque elevado para edificios altos, tienen las mismas características que el tanque para edificios bajos. Son de mayor capacidad porque tienen que almacenar agua contra incendio.

En muchos casos el agua contra incendio se almacena en un tanque adicional, interconectado con el tanque de agua doméstica o en la cisterna.

TANQUE ELEVADO PARA EDIFICIOS ALTOS

3.6 5. Detalles constructivos y de funcionamiento

Cisternas Se construye con material resistente de

preferencia de concreto armado y con paredes impermeables.

Estas cisternas generalmente tienen una profundidad de 2,50 m, cuando la succión es negativa.

Tanque elevado El tanque elevado se construye de concreto

armado o de mampostería, con un revestimiento impermeable, su capacidad mínima es de 1,00 m3; puede también ser de asbesto cemento, de PVC, metálicos o de fibra sintética, con capacidad mínima 0,25 m3

El tanque elevado se llena con el equipo de bombeo, con un caudal para ser llenar en 2 horas.

El tanque elevado no tiene válvula de flotador para el control de agua que ingresa, se controla con un sistema automático ubicado en el tablero eléctrico para prender o apagar el equipo de bombeo

3.7 AGUA CONTRA INCENDIO

El agua contra incendio que se almacena en el tanque o en la cisterna, se calcula con un caudal de 3 lts/seg. para cualquier edificio y con 8 lts/seg. para edificios industriales. El edificio debe tener dos gabinetes por cada nivel para resguardar las mangueras.

El agua en el tanque se calcula para sofocar el incendio por 30 minutos, tiempo suficiente para que lleguen los bomberos y puedan alimentar de agua al tanque por la siamés.

V de A.C.I. = 3 lts./seg x 2 mangeras x 30 minutos x 60 seg/minuto

1000 lts./m3

La tubería de alimentación a los gabinetes de cada

piso es de un diámetro de 2 ½”, pero para los gabinetes del último piso se debe revisar este diámetro, para que la presión tenga 10 m.c.a.

La nueva disposición de agua contra incendio, exige

que se almacene el agua en la cisterna, con un equipo de bombeo de funcionamiento automático.

ESQUEMAS PARA AGUA CONTRA INCENDIO

3.8 CÁLCULO DEL SISTEMA INDIRECTO

3.8.1 CÁLCULO DE LA ACOMETIDA

Para el cálculo de la acometida, se debe utilizar el sistema directo.

El primer paso, calcular el volumen de la cisterna

Vc, utilizando las tablas de Dotación del R.N.E (Pág. 552)

Segundo paso, calcular el caudal (Q) que debe pasar por la tubería para llenar la cisterna en 4 horas.

Tercer paso, fijar la presión de salida en la cisterna

Cuarto paso, calcular la pérdida de carga disponible.

Quinto paso, calcular las longitudes equivalentes de los accesorios.

Sexto paso, calcular la pérdida de carga por

metro lineal de la tubería

Sétimo paso, calcular la pérdida de carga en la tubería y accesorios.

Octavo paso, verificar la presión de salida

3.8.2 CÁLCULO DE LA LÍNEA DE SUCCIÓN

E IMPULSIÓN

Calcular el volumen del tanque elevado

Se debe calcular el caudal de bombeo (Qb) para llenar el tanque elevado en 2 horas

Con el caudal de bombeo se calcula los diámetros de la tubería de succión y de descarga con la tabla del R.N.E.

Para la pérdida de carga de sus accesorios en la tubería de succión, se adiciona a la longitud de la tubería de succión el 10% de su longitud; y para los accesorios de la tubería de impulsión el 25%

DIÁMETRO DE LAS LÍNEAS DE SUCCIÓN E IMPULSIÓN

Caudal Qb Diámetro tubería de succión

Diámetro tubería de impulsión

hasta 0,50 1” (25 mm) ¾” (18,75 mm)

Hasta 1,00 1 ¼” (31,25 mm) 1” (25 mm)

Hasta 1,60 1 ½” (37,5 mm) 1 ¼” (31,25 mm)

Hasta 3.00 2” (50 mm) 1 ½” (37,5 mm)

Hasta 5,00 2 ½” (62,5 mm) 2” (50 mm)

Hasta 8,00 3” (75 mm) 2 ½” (62,5 mm)

Hasta 15,00 4” (100 mm) 3” (75 mm)

Hasta 25,00 6” (150 mm) 4” (100 mm)

3.8.3 CÁLCULO DEL EQUIPO DE BOMBEO

El equipo de bombeo que comprende una electro bomba, la tubería de succión que puede ser positiva o negativa, que va de la cisterna a la bomba, una tubería de impulsión, que va de la bomba al tanque elevado y el tablero eléctrico.

Se calcula con la siguiente fórmula de potencia de la bomba

: HP = Qb x H / 75 x η

HP = Potencia en caballos de fuerza Qb = Caudal de bombeo en lts/seg. H = Altura dinámica en m η = Coeficiente de seguridad que va de 0,5 a 0,8

La carga dinámica H tiene los siguientes componentes:

H = Hs + Hi + hfs + hfi + Ps

Hs = Altura dinámica de la tubería de succiónHi = Altura dinámica de la tubería de impulsiónhfs = Pérdida de carga en la tubería de succiónhfi = Pérdida de carga en la tubería de impulsiónPs = Presión de salida del agua en el tanque

elevado

3.8.4 CÁLCULO DEL ALIMENTADOR El alimentador es la red de agua que alimenta

al edificio desde el tanque elevado a los ramales por la fuerza de gravedad.

Se debe determinar el punto mas desfavorable, que es el mas alejado horizontalmente y mas cerca verticalmente del punto de salida de agua en del tanque elevado.

La pérdida de carga por accesorios se calcula con el 20% de la longitud de la tubería.

Para este sistema indirecto se debe calcular la pérdida de carga máxima (Smáx.) hasta el punto mas desfavorable.

S máx. = P – Ps L x 1,20

P = Presión del agua al punto más desfavorable Ps = Presión de salida en el punto mas desfavorable L x 1,20 = Longitud de la tuberías al punto más

desfavorable incluyendo accesorios 20%

Se debe tener presente que el alimentador cuando baja un nivel del edificio, aumenta la presión del agua.

El diámetro de la tubería se determina en el ábaco, con el caudal de cada tramo, se ubica el diámetro de la tubería de cada tramo que esté igual o por debajo de la línea del Smáx.

Con el diámetro obtenido y el caudal del tramo. se calcula en el ábaco la pérdida de carga real (Sreal).

Con la pérdida de carga real por metro lineal se multiplica la distancia total de la tubería y se obtiene la pérdida de carga de la tubería (hf) en el tramo.

Luego se calcula la presión en cada punto del alimentador.

CUADRO DE CÁLCULO1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tramo L m

Le m

Lt m

uh Q l /s

Q m3 /h

Smáx m/ m

Ø pulgada

s

S m /m

hf m

Presión m.c.a

Cálculo hidráulico hasta el punto mas desfavorable colocando todos los datos obtenidos en el cuadro de cálculo

Ejemplo:Un edificio de 3 pisos, en cada piso 4 departamentos de vivienda de 3 dormitorios, tiene un medio baño, un baño completo, un baño de servicio completo, un lavadero de cocina y un lavadero de ropa, los aparatos sanitarios de tanque y con agua caliente; la tubería de la acometida y del alimentador en PVC, la tubería de succión y descarga del equipo de bombeo en Fo.Go.El tiempo de llenado de la cisterna en 4 horas y del tanque elevado en 2 horas. La presión de la matriz 17,5 m.c,a., la presión de salida en los aparatos sanitarios, cisterna y del punto más desfavorable en el alimentador es de 2,5 m.c.a. El medidor con 1,00 m. de longitud equivalente. El edificio debe diseñarse con agua contra incendio. El equipo de bombeo se calculará con un coeficiente de eficiencia de 0,6.

1. CÁLCULO DE LA MÁXIMA DEMENDA DEL DEPARTAMENTO

Se calcula con la tabla del R.N.E. para uso privado

½ Baño. Social 4 uH 2 Baños completos 12 uH 1 Lavadero de cocina 3 uH 1 Lavadero. de ropa 3 uH 22 uH

Esquema del plano de corte del edificio, con las redes de agua, cisterna, tanque elevado, equipo de bombeo y unidades Hunter en cada cuadradito

2. CÁLCULO DE LA ACOMETIDA Volumen de la cisterna (Vc) El departamento será habitado por 8 personas, la

dotación es 150 l/hab./día

La máxima demanda instantánea del edificio es de: 12 Dpto. x 8 hab. x 150 lts/habitante./día = 14400

lts/día

Vc = 14400 x ¾ = 10800 Lts. = 10,8 m3

Caudal de la acometida para llenar la cisterna en 4 horas

Q = 10800 lts / 4 horas x 3600 seg./hora = 0,75 lts/seg.

Altura dinámica: H = 1,00 m

Pérdida de carga disponible: hfd = 17,5 – 1,0 – 2,5 = 14.0 m.c.a.

Cálculo de las longitudes de los accesorios:

1 codo 45° 0,32 Válvulas de compuerta 0,21 Válvula de flotador 0,5Medidor 1,0 Total 2,0 metros

Tramo L Le LtQ

l/s

Q

m3/h ø S

m/m hf Presión

RS 43 2 45 0,75 2,7 ¾” 0.28 12.32 4,18

Cálculo de la Presión:17,5 -1,0 – 12,32 = 4,18 m.c.a.

3. CÁLCULO DE LA CISTERNA:

El volumen de la cisterna Vc = 10,8 m3:; se elige las siguientes dimensiones:

2,00 m x 3,00 m x 1,80 m = 10,80 m3

Dimensión estructural, hay que adicionar el espesor del muro, piso y techo de la cisterna. A su altura adicionar el espesor del piso y techo 0,40, más 0,45 m que es la altura mínima del fondo del techo a la superficie del agua, mas 0,10 m. que es la altura mínima del piso a la canastilla de la tubería de succión, o sea lo siguiente:

1,80m + 0,40 + 0,45m+0,10m = 2,75 m

La cisterna debe tener la siguiente dimensión estructural:

2,40 + 3,40 + 2,75 metros

4. CÁLCULO DEL TANQUE ELEVADO

Vte = 14400 * 1/3 = 4800 lts = 4,8 m3

Se debe adicionar el agua contra incendio 3 lts/s x 2 bocas x 30 min.x 60 s/min = 10800 lts

= 10,8 m3

El volumen del tanque elevado es ahora de: 4,80 + 10,80 = 15,60 m3 Sus dimensiones: 3,00 m x 4,00m x 1,30m = 15,60 m3. A las dimensiones obtenidas se debe adicionar el

espesor de los muros, piso y techo 0,15 m.

A su altura se adiciona 0,45 m que es la altura mínima del fondo del techo a la superficie del agua y 0,10 m. que es la altura mínima, que se debe dejar a la salida de la tubería de agua contra incendio por encima del piso o sea lo siguiente:

1,30 + 0,45 + 0,10 + 0,15 + 0,15 = 2,15 m.

La dimensión estructural del tanque elevado: 3,30 x 4,30 x 2,15 metros

Altura de ingreso del agua al tanque elevado: 2,15 – 0,15 – 0,20 = 1,80 m

El diámetro del tubo de agua contra incendio es de 2 ½”, debe controlarse el diámetro que sale del tanque hasta los gabinetes del último piso, para tener la presión en la manguera de 10 m.c.a.

Volumen efectivo de agua contra incendio es: 3m x 4m x 0,90m = 10,80 m3

La tubería de salida dentro el tanque para el agua contra incendio debe tener 0,10 m

La tubería de salida dentro del tanque para agua doméstica debe tener una altura de:

0,90 + 0,10 = 1,00 metro

5. CÁLCULO DEL EQUIPO DE BOMBEO:

Para el cálculo del equipo de bombeo que tiene los siguientes elementos: Tubería de succión, tubería de descarga y potencia del motor.

Se debe calcular primero el caudal de bombeo Qb para llenar el tanque elevado en 2 horas

Qb = (Vc) = _ 4800__________ 4800_________ = 0,67

lts/seg. 2 hs. 2 hrs. X 3600 seg./hra

Con el caudal de bombeo se calcula los diámetros de la tubería de succión y de descarga con la tabla del R.N.E.

DIÁMETRO DE LAS LÍNEAS DE SUCCIÓN E IMPULSIÓN

Caudal Qb Diámetro tubería de succión

Diámetro tubería de impulsión

hasta 0,50 1” (25 mm) ¾” (18,75 mm)

Hasta 1,00 1 ¼” (31,25 mm)

1” (25 mm)

Hasta 1,60 1 ½” (37,5 mm) 1 ¼” (31,25 mm)

Hasta 3.00 2” (50 mm) 1 ½” (37,5 mm)

Hasta 5,00 2 ½” (62,5 mm) 2” (50 mm)

Hasta 8,00 3” (75 mm) 2 ½” (62,5 mm)

Hasta 15,00 4” (100 mm) 3” (75 mm)

Hasta 25,00 6” (150 mm) 4” (100 mm)

Con Qb = 0,67 lts/s se obtiene el diámetro de la tubería de descarga 1” y de succión la inmediatamente superior 1 ¼”

Con estos datos se ingresa al ábaco de tubería galvanizada y se obtiene las pérdidas de carga por metro lineal para 1 ¼” y 1”

En las longitudes de la tubería de succión se le debe agregar 10% por accesorios y a la tubería de descarga el 25% por accesorios

Cálculo de la perdida de carga por metro lineal Tubo de succión de 1 ¼”; y Qb = 0,67 lts/seg; se obtiene

S m/m = 4.6 m/100m = 0,046 m.c.a por metro lineal

Tubo de descarga de 1”; y Qb = 0,67 lts/seg; se obtiene S m/m = 17 m/100m = 0,17 m.c.a por metro lineal Longitud tubería de succión 4,50m x 1,10 por accesorios =

4,95 m

Longitud tubería de descarga 2,60x3+1,00+4,00+1,70 = 14,50m x 1,25 (por accesorios) = 18,13 m

Pérdida de carga en la tubería de succión hfs = 4,95 x 0,046 = 0,23 m.c.a

Pérdida de carga en la tubería de descarga hfd = 18,13 x 0,17 = 3,08 m.c.a

Carga estática total H = Hs+Hd+hfs+hfd+Ps H = 2,50+13,50+0,23+3,08+2,5 = 21,93

m.c.a.

Potencia de la bomba en Caballos de Fuerza

HP = Qb x H / 75 x η HP = 0,67 x 21,93/ 75 x 0,80 = 0,24 HP se

puede tomar 0,25 HP o sea ¼ de H.P.

6. Cálculo del alimentador Es la tubería que va desde el tanque elevado hasta

los puntos de ingreso a cada departamento

Las unidades Hunter de cada departamento se calculó en 22 uH, esta unidad se marca en un cuadrado en el plano de corte.

El punto más desfavorable se toma como el mas alejado y mas cerca de la salida del tanque elevado, para este ejemplo es el punto B en el plano de corte y la presión es de Ps = 2,50

Pendiente máxima hasta el punto más desfavorable, A la longitud L se le adiciona 20% por accesorios.

Smáx. = H-Ps / L x 1,20 Smáx. = 4 - 2,50 / (10x3+8,50+4,0)x1,20 = 1,50 /

51 = 0,0294 m

H : Es la altura estática del agua desde la salida del tanque elevado hasta el punto mas desfavorable, viene a ser la altura del tanque elevado

Ps: Presión en el punto mas desfavorable.L :Longitud de la tubería desde la salida del tanque

elevado hasta el punto mas desfavorable1,20 : Se le agrega a la longitud el 20% por accesorios

El cuadro de cálculo es para los tramos desde el tanque elevado hasta el punto más desfavorable.

En el esquema del edificio en cada salida de agua de cada departamento se pone la uH en cuadrados

En el ábaco de tubería PVC se ubica la pérdida de carga Smáx y el caudal Q obteniendo para cada tramo, el diámetro de la tubería para cada tramo, será el que se aproxima por debajo al Smáx.

Una vez que se obtiene el diámetro se procede en el mismo ábaco obtener el Sreal, con el caudal Q de cada tramo y su diámetro de tubería obtenido

Se llena el cuadro de cálculo con los valores obtenidos

Esquema del plano de corte del edificio, con las redes de agua, cisterna, tanque elevado, equipo de bombeo y unidades Hunter en cada departamento y tramos

Tramo L Le Lt uH Q l/sQ

m3/hSmáx Ø Sreal hf Presión

AE 12,50 2,50 15 264 2,94 10.59 0,0294 2 ½” 0,022 0,33 3,67

ED 10 2,00 12 198 2,43 8,76 0,0294 2” 0.027 0,32 3.35

DC 10 2,00 12 132 1,92 6,91 0,0294 2”0,017

50,21 3,14

CB 10 2,00 12 66 1,32 4,76 0,0294 1 ½” 0,028 0,34 2,80

La presión en cada punto se calcula con la fórmula Ps = H – hf Presión 4 – 0,33 = 3,67 – 0,32 = 3,35 – 0,21 = 3,14 – 0,34 = 2,80 m > 2,50 m aceptable

El cálculo de los diámetros del resto de las tuberías de los alimentadores, se inician con la presión de cada punto obtenido, más la altura de agua de cada piso. El cálculo se hace de la misma forma aplicando este sistema.

Para el cálculo de la tubería ramal de cada departamento, se toma la presión del punto de ingreso que se han calculo con el sistema indirecto y se calcula con el sistema directo

CAÍTULO IV

SISTEMA DE SUMINISTRO CON TANQUE HIDRONEUMÁTICO

4.1 ALCANCES

Es un sistema moderno y de gran eficiencia; su característica importante es que se obtiene una presión uniforme en todos los aparatos sanitarios y equipos de servicio que utilicen agua en un edificio, la presión se puede regular en el tanque neumático.

En este sistema no se permite que el agua de la red matriz ingrese directamente al tanque neumático.

ESQUEMA DEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

4.2 VENTAJAS DEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

Las ventajas de este sistema se pueden señalar las siguientes:

Es un sistema de fácil instalación con respecto al sistema indirecto.

Es más económico que el sistema indirecto Tiene mejor solución el edificio en cuanto a su

arquitectura y su estructura. La presión en los aparatos sanitarios es uniforme y

se puede regularse en el tanque neumático. Cuando el tanque neumático necesita una

reparación, la red de emergencia instalada puede mantener el servicio de agua al edificio en forma parcial directamente con la presión de la red matriz.

4.3 DESVENTAJAS DEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

La desventaja que tiene este sistema son:

Cuando hay interrupción de energía eléctrica, queda sin servicio de agua potable el edificio; salvo que se tenga un equipo electrógeno para producir energía eléctrica.

Si hay que remover o dar mantenimiento al tanque

neumático, queda el edificio sin servicio de agua potable, pero puede suplirse con la instalación del sistema directo

4.4 PRINCIPIOS DE OPERACIÓN Y FUNCIONAMIENTO

DEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

El sistema hidroneumático, consiste en llevar el agua potable desde la matriz a una cisterna y con un equipo de bombeo de la cisterna a un tanque neumático, este funciona con aire comprimido, para llevar el agua desde el tanque neumático a las redes del edificio; es un sistema moderno y de gran eficiencia.

La cisterna debe calcularse al 100% de la dotación del edificio.

El tanque neumático tiene todas las válvulas de seguridad por que trabaja a presión y se fabrican en diferentes dimensiones que dependen de la dotación al edificio.

4.5 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

4.5.1 Línea de aducción o Acometida Se calcula siguiendo la misma forma del sistema

indirecto, almacenando agua al 100% de la dotación del edificio.

4.5.2 Cisterna Se calcula de la misma forma como el sistema

indirecto, tomando el volumen el 100% de la dotación del edificio.

4.5.3 Equipo de bombeo Para este sistema se utiliza la misma forma del

sistema indirecto, pero se reemplaza la pérdida de carga por la presión de trabajo del tanque neumático, tomando en la fórmula la altura dinámica H como presión de trabajo Pt.

El cálculo de la presión de trabajo PT, se toma partiendo de que la altura dinámica total H debe ser igual o mayor a la presión de trabajo PT y se considera para este cálculo que la pérdida de carga en la tubería más los accesorios hf, sea el 35% de la presión de trabajo, se tiene: PT = H + hf + PS PT = HT + 0.35PT + PS

De donde65.0

STT

PHP

En el cálculo de los Caballos de Fuerza (H.P.), la fórmula en lo que respecta a la altura dinámica (H) debe ser por lo menos igual a la presión máxima en el tanque neumático o sea la presión de trabajo (PT), para lo cual la formula se expresa :

En la que:H.P = Caballos de fuerza Qb = Es el gasto en lts./ seg. PT = Es la presión de trabajo. = Es la eficiencia de la bomba, que se puede tomar en 0.5 á 0.6

75.. Tb PQPH

4.5.4 Tanque neumático El tanque neumático, es un recipiente metálico, por lo

general de acero inoxidable o galvanizado, que sirve para almacenar agua y aire comprimido.

El tanque neumático debe estar regulado a dos niveles de

agua, uno con presión mínima y el otro con presión máxima; estas presiones deben garantizar la presión establecida en los aparatos sanitarios y sobre todo en el punto más desfavorable del edificio.

El nivel mínimo del agua en el tanque debe estar por encima de la entrada y salida de agua, par evitar que el aire comprimido escape por estas conexiones; el volumen de este sello de agua no debe ser inferior al 10% del volumen total del tanque

El tanque debe contar con un manómetro, válvula de seguridad, válvulas de retención en las tuberías de entrada y salida del agua y válvulas de cierre

El caudal (Q) se calcula tomando la máxima demanda instantánea del edificio.

El volumen de agua del tanque neumático se puede asumir como un cálculo previo a diez veces el gasto calculado.

Vn = 10Q

4.6 OTRO PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO.

El otro procedimiento de cálculo para el sistema hidroneumático es el que propone la firma Hidrostal.

Consiste en una Tabla de Valores, que le asigna a

cada aparato sanitario, según el uso del edificio

Con la cantidad de Valores y el número de pisos del edificio, ubica un área, que tiene una clave en letras y números. En esta misma tabla se obtiene el diámetro de la tubería madre del equipo.

La clave obtenida, se lleva a otra tabla, donde se obtiene el Modelo de Bomba, Capacidad del Tanque en galones y la Presión de Trabajo en PSI

.

4.6.1 Tablas de Unidades Hidroneumáticas Se dan dos tablas una para edificios como escuelas,

oficinas, restaurantes y otros.

Otra tabla para casas particulares y edificios

APARATOS SANITARIOS VALORESLavatorio 1Lavatorio de cocina 2Tina 2Ducha 2Inodoro 3Baño completo 6Madio baño 3

CASAS PARTICULARES Y EDIFICIOS

APARATOS SANITARIOS VALORESLavatorio 2Lavatorio de cocina 4Urinario con tanque 3Inodoro 5Ducha 4

ESCUELAS, OFICINAS, RESTAURANTES, ETC.

NOTA: En caso de que los inodoros sean con válvula, agregar 5

PISO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

20 3/4"

UM-80 UM-281-1-80 251

30

40 1"

UM-281-1-150 50

60

70 1 1/4"

80

TU-B1-2,5-300 100

150 1 1/2"300

200

250

300 2"

400

500

700 2 1/2"

VALORES

Tubería madre que

sale del equipo

UT-32-160-6,6-600

6,6-600

UT-32-125-5

UT-281-2,5-300

UT-281-2,5-150

UT-32-160L-5-150

UT-32-160L-5-300

UT-32-160L-5-600

UT-40-160-6,6-900 UT-40-160-12-900

UT-40-125-6,6-600

UT-32-125-5-600

UT-B1-2,5-150

UT-32-125-2,5-300

UT-40-125-5-600 UT-40-160

UM-40-1 1/3

UM-80-1 1/2

UM-150-1

MODELO CAPACIDAD PRESIONTIPO BOMBA TANQUES TRABAJO

GALONES PSI

UM-40-1/3 I-1/3 40 25-45UM-40-1/2 I-1/2 40 30-50UM-80-1/2 I-1/2 80 30-50UM-80-1 BIC-1 80 20-40UM-150-1 BIC-1 150 20-40UM-150-2B1-1 2B1-1 150 30-50UT-B1-2,5-150 BI-2,5 150 30-50UT-B1-2,5-300 BI-2,5 300 30-50UT-32-160L-5-300 * 32-160L-5 300 50-70UT-32-125-5-600 32-125-5 600 30-50UT-32-160-6,6-600 * 32-160-6,6 600 50-70UT-40-160-12-600 * 40-160-12 600 50-70UT-40-160-12-900 * 40-160-12 900 50-70

* No llevan cargador de aire

Este sistema de Hidrostal, tiene un recuperador de aire instalado en la tubería de succión.

El sistema para recuperar aire y adicionarlo al tanque neumático, es diseño de Hidrostal; el tanque neumático siempre presenta pérdida de aire y el equipo recuperador automático le adiciona.

Ejemplo: Un edificio de 3 pisos, en cada piso 4 departamentos de

vivienda de 3 dormitorios, tiene un medio baño, un baño completo, un baño de servicio completo, un lavadero de cocina y un lavadero de ropa, los aparatos sanitarios de tanque y con agua caliente. Calcule la capacidad de la cisterna; tubo del alimentador, capacidad del tanque neumático y presión de trabajo

1. Cisterna El 100% del C.P,D, = 14400 lts = 14,4 m32. Cálculo de los valores 2 Baños completos x 6 valores = 12 valores 1 medio baño = 3 valores 1 Lavadero de cocina = 2 valores 1 Lavadero de ropa = 2 valores total = 19 valores 19 valores x 12 departamentos = 228 valores

3. Diámetro del alimentador al edificio Con 228 valores se ingresa al cuadro y con 3

pisos, se obtiene el espacio denominado con UT-32-125-2,5-300 y el diámetro de 2” para el alimentador al edificio.

En el siguiente del cuadro con UT-32-125-2,5-600

porque no hay UT-125-2,5-300, se obtiene 600 galones que se le divide entre 2 y la presión de trabajo en psi.

4. Capacidad del tanque neumático y presión de trabajo

600/2 = 300 gln. = 1,125 m3 Presión de trabajo 50 psi = 35 m.c.a. = 3,5

kg/cm2

CAPÍTULO V

SISTEMA DE AGUA CALIENTE

5.1 ALCANCES

El sistema de agua caliente es el conjunto de redes y equipos para el calentamiento de agua de uso humano y doméstico, utilizando los aparatos sanitarios.

La instalación de agua caliente en edificios debe satisfacer los consumos y ofrecer todo tipo de seguridad.

5.2 COMPONENTES DEL SISTEMA Y MATERIALES El sistema de agua caliente es el conjunto de redes y

equipos para el calentamiento de agua de uso humano y doméstico, utilizando los aparatos sanitarios. La instalación de agua caliente en edificios debe satisfacer los consumos y ofrecer todo tipo de seguridad.

Existen varios sistemas de agua caliente y el principal equipo que constituye, es el calentador o equipo de producción donde circula el agua y recibe la temperatura de una fuente calorífica

Las tuberías y accesorios que se usan para transportar agua caliente a los aparatos sanitarios, son del tipo especial para resistir temperatura.

Se puede usar tubería de cobre rígido, tubería galvanizada, tubería de acero, tubería de hierro dulce y tubería de PVC.

Otro elemento que puede tener el sistema de agua caliente, es un tanque, que permite almacenar el agua caliente.

La distribución de agua caliente desde el

equipo de producción hasta los aparatos sanitarios, se transporta por medio de tuberías.

Algunos sistemas son caldero y tubería de retorno al equipo de producción, que permite mantener una circulación constante del agua caliente; teniendo la gran ventaja que inmediatamente se tiene el agua caliente en los aparto sanitario, generalmente si instalan en edificios como hospitales, hoteles, etc.

5.3 CALENTADORES

5.3.1 CALENTADOR A GAS LICUADO Utiliza como combustible el gas propano, su sistema es tener en

actividad un Mechero, denominado piloto, para que en el momento de que se abre la llave de agua caliente del aparato sanitario, automáticamente en el calentador se abre la válvula para el paso del gas a los mecheros, donde se encienden por el piloto; esta hoguera calienta el serpentín de tubería de cobre por donde circula el agua fría

5.3.2 MECANISMO INTERNO DEL CALENTADOR A GAS

Para abrir el paso de gas a la hoguera, es un sistema complejo que tiene una cámara con una membrana que se expande con el paso del agua al abrir la llave de agua caliente del aparato sanitario; la membrana al expandirse acciona un vástago que con su mecanismo abre el inyector de gas y toma aire primario.

El gas circula alimentando a la base de los

quemadores, para producirse el encendido por el piloto.

Se muestra el mecanismo interno del calentador a gas.

5.3.3 CALENTADOR ELÉCTRICO

Los calentadores eléctricos son depósitos metálicos, debidamente aislados para no perder la temperatura del agua. El agua se calienta con una o dos resistencia eléctrica dentro del calentador. Tiene un dispositivo para hacer funcionar una sola resistencia

Los calentadores eléctricos se fabrican con una capacidad de 50 a 200 litros y están provistos de un termostato que se puede regular, para interrumpir la corriente eléctrica cuando la temperatura alcanza un cierto límite y se restablece cuando baja la temperatura del agua hasta otro límite; el límite máximo es de 60°C para uso doméstico.

El calentador eléctrico tiene una válvula de seguridad para la presión de agua

Mostramos a continuación un esquema de calentador eléctrico

5.3.4 CALENTADOR SOLAR:

Son calentadores o termas que utilizan la energía solar para calentar el agua con un equipo compuesto de una caja rectangular de aluminio de un espesor mínimo suficiente para contener un serpentín de tubería de cobre por donde circula el agua fría y toma la energía solar, su tapa de la caja es de vidrio cristal. El colector está recubierto de cromo negro sobre una base de níquel claro, logrando una alta eficiencia en el uso de la energía solar, al colector puede tener aletas de cobre, proporcionando una óptima transferencia del calor entre la aleta y el colector. Se utilizan materiales reflectores para que los rayos solares se dirijan a la superficie de absorción. El vidrio especial para reducir la reflectividad y su resistencia al calor. La caja contiene un material aislante para mantener el calor del agua en el colector.

Tiene un tanque vertical de almacenamiento de agua caliente de acero inoxidable en su interior, recubierto con un aislante de espesor adecuado y exteriormente resguardado con un forro de material galvanizado. Se construyen con una capacidad de 80 litros hasta 500 litros.

El calentador solar cuando se agota el agua caliente, puede interconectarse con el calentador eléctrico.

A continuación proporcionamos una foto de un calentador solar

5.4 RECOMENDACIONES PARA SU INSTALACIÓN

Para la instalación de los sistemas de agua caliente es

conveniente recomendar algunos puntos importantes:

1.Las tuberías más recomendadas para estas instalaciones son las que tengan paredes lisas interiormente y accesorios de curvatura amplia; las recomendadas son las tuberías de cobre y de P.V.C

2.En los sistemas sin retorno se permite solamente instalaciones con calentador individual.

3.Los equipos deben construirse con materiales resistentes a las temperaturas, presiones máximas y a la corrosión.

4.Dispositivos combinados de control de temperatura y presión

5.Cuando el equipo tiene tubería de retorno, estas deben diseñarse utilizando los métodos estudiados.

5.5 DOTACIÓN DE AGUA CALIENTE

Para el cálculo de la capacidad del calentador y el tanque de almacenamiento se utilizan las tablas del RNE, que nos permite consegir la dotación diaria de Agua necesario en un edificio.

Los equipos de producción deben estar provistos de equipos de seguridad, como:

1.Control de temperatura, para que suspenda el suministro de calor cuando el agua alcanza la temperatura de 60°C en el caso de viviendas y 80°C para restaurantes, hoteles, hospitales, clínicas, etc.

2.Control de presión.

3.Válvulas de retención, válvulas de cierre, debidamente dispuestas en el calentador y en el tanque de almacenamiento.

NUMERO DE DORMITORIOS POR VIVIENDA LITROS POR DIA

1 120 2 250

3 390 4 420 5 450

más de 5 80 por dorm.adicional

HOTELES Y PENSIONES

POR DORMITORIO 150 lts. por día No incluye otros servicios anexos como restaurante, bar,

salón de bailes, barbería y lavandería.

RESTAURANTES

AREA UTIL EN M2 DOTACIÓN DIARIA Hasta 60 900 lts. 61 á 100 15 lts./m2

más de 100 12 lts/m2 En aquellos restaurantes donde se elaboran alimentos para ser consumidos fuera del local, se calculará una dotación comple- mentaria a razón de 3 litros por cubierto preparado para ese fin

RESIDENCIAS ESTUDIANTILES

Residentes y personal 50 lts. por día

GIMNASIOS

Dotación diaria 10 lts./m2 de área útil

HOSPITALES, CLINICAS Y SIMILARES TIPO DOTACION DIARIA Hospitales y Clínicas con hospitalización

250 lts.por persona

Consultorios médicos 130 lts. por consultorio Clínicas dentales 100 lts. por unidad dental

5.6 CALCULO DE LA CAPACIDAD DEL EQUIPO

DE PRODUCCION Y DE ALMACENAMIENTO

El R.N.E., presenta la tabla para el cálculo del equipo de producción y almacenamiento, haciendo uso de la Dotación Diaria de acuerdo al tipo de edificio.

T I P O D E E D I F I C I O S C a p a c i d a d d e l t a n q u e d e C a p a c i d a d h o r a r i a d e l e q u i p oa l m a c e n a m i e n t o e n r e l a c i ó n p r o d u c c i ó n d e a g u a c a l i e n t e ,c o n l a d o t a c i ó n d i a r i a e n e n r e l a c i ó n c o n l a d o t a c i ó n l i t r o s d i a r i a e n l i t r o s

R e s i d e n c i a l , u n i f a m i l i a r ym u l t i f a m i l i a r 1 / 5 1 / 7

H o t e l e s y p e n s i o n e s 1 / 7 1 / 1 0

R e s t a u r a n t e s 1 / 5 1 / 1 0

G i m n a s i o s 2 / 5 1 / 7

H o s p i t a l e s , c l í n i c a s , c o n s u l t o r i o sy s i m i l a r e s 2 / 5 1 / 6

Ejemplo: Un gimnasio de 400 m2 de área efectiva, calcule la

capacidad del tanque de almacenamiento de agua y la capacidad horaria del equipo.

Se calcula los litros para el gimnasio 400 m2 x 10 lts/m2 = 4000 lts

1. CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO Se calcula con el coeficiente para el edificio de gimnasio 4000 lts x 2/5 = 1600 lts = 1,6 m3

2. CAPACIDAD HORARIA DEL EQUIPO Se calcula con el coeficiente para el edificio de gimnasio 4000 lts x 1/7 = 571 lts /hora

5.7 INSPECCIÓN, PRUEBA Y DESINFECCIÓN DE LA INSTALACIÓN DE AGUA POTABLE

Las instalaciones de tuberías para el abastecimiento de agua, deben ser sometidas a inspección prueba y desinfección antes de ponerlas en servicio.

En cuanto a las pruebas, el Residente de Obra, está en la obligación de garantizar la buena ejecución, según la prueba de ensayo que se indica con los siguientes pasos:

1. No se hace la prueba de la tubería con los

aparatos sanitarios instalados

2. Se debe aislar el tramo a ensayar cerrando válvulas, grifos o salidas que tenga para los aparatos sanitarios.

3.Debe llenarse de agua las tuberías con ayuda de una bomba con su manómetro hasta lograr la presión de prueba de la tubería, si la presión se mantiene registrada en el manómetro durante 15 minutos, la prueba es buena.

4.Si el manómetro indica descenso de la presión, debe buscarse en la red, la fuga de agua y una vez corregido el desperfecto, debe efectuarse nuevamente la prueba.

5. Toda prueba debe registrarse en el Cuaderno de Obra.

En el siguiente cuadro nos da la clase de tubería

CLASEPRESIÓN DE

TRABAJO

Kg./cm.²

PRESIÓN DE PRUEBA

kg./cm.²

Cl.-5 5 10

Cl.-7,5 7,5 15

Cl.-10 10 20

Cl.-15 15 30

Cl.-E *

CAPÍTULO VI

RED DE DESAGÜE, RED DE VENTILACIÓN Y EVACUACIÓN DE AGUAS PLUVIALES

6.1. GENERALIDADES Son las tuberías que permiten la evacuación

de las aguas servidas, o aguas negras, o aguas residuales, que provienen del uso humano en los edificios. Estas redes se conectan a la conexión domiciliaria del alcantarillado público

6.2. COMPOSICIÓN Están compuestos de los aparatos sanitarios,

trampas o sifones, redes interiores, redes exteriores y la conexión domiciliaria

6.3 SIMBOLOGÍA

6.4 INSTALACIONES DE DESAGÜE EN INTERIORES

6.4.1 DESCRIPCIÓN Son las redes de desagüe que se encuentran

dentro del edificio, desde los aparatos sanitarios hasta las cajas de registro exteriores

6.4.2 COMPONENTES Estas redes comprenden los aparatos

sanitarios, trampas, accesorios, sumideros, registros roscados, montantes, tubos de ventilación

6.5 DISEÑO DE REDES DE DESAGÜE EN INTERIORES

6.5.1 UNIDADES DE DESCARGA Cada aparato sanitario tiene una unidad de

descarga a la red de desagüe, con esta unidad se diseñan las redes. Los aparatos sanitarios tienen una trampa.

El RNE proporciona todas las tablas de diseño para redes interiores y exteriores.

TIPO DE APARATOS UNIDADES DE DESCARGA

Tina 2 – 3 Lavadero de ropa 2 Bidet 3 Ducha privada 2 Ducha pública 3 Inodoro con tanque 4 Inodoro con válvula 8 Lavadero de cocina 2 Lavadero con triturador de basura 3 Bebedero 1 ½ Sumidero 2 Lavatorio 1 – 2 Urinario de pared 4 Urinario de piso 8 Urinario corrido 4 Cuarto de baño con tanque 6 Cuarto de baño con válvula 8

D i á m e t r o d e l a t u b e r í a d e U n i d a e s d e d e s c a r g ad e s c a r g a d e l a p a r a t o c o r r e s p o n d i e n t e

1 1 / 4 " o m e n o r 11 1 / 2 " 2

2 " 32 1 / 2 " 4

3 " 54 " 6

P a r a l o s c a s o s d e a p a r a t o s c o n d e s c a r g a c o n t i n u a , s e c a l c u l a r á a r a z ó n d e u n a u n i d a d p o r c a d a 0 . 0 3 1 / s e g . d e g a s t o .

U N I D A D E S D E D E S C A R G A P A R A A P A R A T O SN O E S P E C I F I C A D O S

D iá m e tro d e l C u a lq u ie r M o n ta n te stu b o h o r iz o n ta l d e 3 p iso s

d e d e sa g ü e d e a l tu ra T o ta l e n la T o ta l p o r(X ) m o n ta n te p iso

1 1 /4 " 1 2 2 11 1 /2 " 3 4 8 2

2 " 6 1 0 2 4 62 1 /2 " 1 2 2 0 4 2 9

3 " 2 0 3 0 6 0 1 64 " 1 6 0 2 4 0 5 0 0 9 05 " 3 6 0 5 4 0 1 1 0 0 2 0 06 " 6 2 0 9 6 0 1 9 0 0 3 5 08 " 1 4 0 0 2 2 0 0 3 6 0 0 6 0 0

1 0 " 2 5 0 0 3 8 0 0 5 6 6 0 1 0 0 01 2 " 3 9 0 0 6 0 0 0 8 4 0 0 1 5 0 01 5 " 7 0 0 0 - - -

(X ) N o in c lu y e lo s ra m a le s d e l c o le c to r d e l e d i f ic io .

M o n ta n te s d e m á s d e 3p iso s

N U M E R O M A X IM O D E U N ID A D E S D E D E S C A R G A Q U E P U E D E N S E R C O N E C T A D O SA L O S C O N D U C T O S H O R IZ O N T A L E S D E D E S A G Ü E Y A L A S M O N T A N T E S

N ú m e ro m á x im o d e u n id a d e s q u e p u e d e n se r c o n e c ta d o sa

6.5.2 DISEÑO DE DESAGÜES INTERIORES HORIZONTALES

Y MONTANTES

6.6 INSTALACIONES DE DESAGÜE EN EXTERIORES

6.6.1 DESCRIPCIÓN Son las redes de desagüe que se instalan

fuera del edificio, reciben las aguas residuales de las redes interiores y la transportan hasta la conexión domiciliaria

6.6.2 COMPONENTES Comprenden las tuberías de redes exteriores

y las cajas de registro

Diám etro del tubo enpulgadas 1% 2% 4%

2" - 21 262 1/2" - 24 31

3" 20 27 364" 180 216 2505" 390 480 5756" 700 840 10008" 1600 1920 2300

10" 2900 3500 420012" 4600 5600 670015" 8300 10000 12000

Pendiente

NUM ERO M AXIM O DE UNIDADES DE DESCARG A Q UE PUEDE SER CO NECT ADOA LO S CO LECT O RES DEL EDIF IC IO

6.6.3 DISEÑO PARA DESAGÜES EXTERIORES

0

0 . 2 5 % 0 . 5 0 % 1 . 0 4 % 2 . 0 8 % 4 . 1 6 %

3 " 0 . 8 8 1 . 2 4 1 . 7 6 2 . 4 9 3 . 5 34 " 1 . 0 2 1 . 4 4 2 . 0 3 2 . 8 8 4 . 0 26 " 1 . 2 4 1 . 7 6 2 . 4 9 3 . 5 3 5 . 0 08 " 1 . 4 4 2 . 0 3 2 . 8 8 4 . 0 7 5 . 7 5

1 0 " 1 . 6 1 2 . 2 8 3 . 2 3 4 . 5 6 6 . 4 41 2 " 1 . 7 6 2 . 4 9 3 . 5 3 5 . 0 6 7 . 0 6

P e n d i e n t e

V e l o c i d a d e n m / s e g .

V E L O C I D A D E S A P R O X I M A D A S P A R A P E N D I E N T E S Y D I A M E T R O S C O N O C I D O S

EJEMPLO Un edificio de 5 pisos, calcular los diámetros de las

redes de desagüe en PVC de la montante con su diámetro de cada piso y la red de desagüe exterior, como se muestra en el esquema del edificio.

El 1er. Piso tiene 2 departamentos y un gimnasio, cada departamento con 2 baños completos, un ½ baño social, un lavadero de cocina, un lavadero de ropa y 4 sumideros; el gimnasio tiene 8 inodoros, 8 lavatorios, 4 urinarios de pared, 8 duchas y 4 sumideros.

El 2do., 3ro., y 4to. piso tienen 4 departamentos por piso, cada departamento con 3 baños completos, un ½ baño social, un lavadero de cocina, un lavadero de ropa y 5 sumideros.

El 5to. piso tiene 4 departamentos, cada departamento con 4 baños completos, un ½ baño social, un lavadero de cocina, un lavadero de ropa y 6 sumideros.

Dep 5to. piso Dep. 4°, 3°, 2° piso

B. C. 4 x 6 u.d. = 24 u.d. 3 x 6 u.d. = 18 u.d. ½ B.S. 1 x 4 u.d. = 4 1 x 5 = 5

4 x 4 = 16 1 x 2 = 2

L.C. 1 x 2 = 2 1 x 2 = 2 L.R. 1 x 2 = 2 5 x 2 = 10 Sumid 6 x 2 = 12 37 45 u.d.

Dpt. 1er. piso Gimnasio B.C. 2 x 6 = 12 u.d. Inodoros 8 x 4 = 32 u.d.½ B.S. 1 x 5 = 5 Lavatorios 8 x 2 = 16L.C. 1 x 2 = 2 Urinarios 4 x 4 = 16L.R. 1 x 2 = 2 Duchas 8 x 3 = 24Sumid 4 x 2 = 8 Sumideros 4 x 2 = 8 29 u.d. 96 u.d

6.7 CONEXIÓN DOMICILIARIA DE DESAGÜE

Es la conexión que une la caja de registro de desagües del predio o edificio a la red de alcantarillado, con un diámetro no mayor que él

6.8 TRAMPAS

6.8.1 DESCRIPCIÓN Las trampas que también se les denomina

sifones, son accesorios que se instalan en las redes de desagüe con la finalidad de que almacenen agua unos 5 cm. mínimo de altura en forma constante y permanente, formando un sello de agua para evitar que pasen los malos olores a los ambientes del edificio, producidos en las redes por la descomposición de las aguas residuales. También impiden el paso de insectos como arañas, cucarachas y otros.

6.8.2 CLASES DE TRAMPAS

Las trampas son del tipo S, P, U y se fabrican de PVC, de plomo, cromados.

Deben tener un tapón de limpieza. Se colocan en los orificios de descarga de los

aparatos sanitarios, a una distancia vertical no mayor de 60 cm. hasta el vertedero de la trampa.

El inodoro y urinario de pared llevan incorporado la trampa.

Se puede instalar una sola trampa para dos o tres pozas de lavaderos de ropa y de cocina.

Tipo de artefacto Diámetro mínimo de la trampa

Tina 1 1/2" - 2"Lavadero de ropa 1 1/2"Bidet 1 1/2"Ducha privada 2"Ducha pública 2"Escupidero de dentista 1 1/4"Esterilizador con tubería de alimentación de 1/2" 1 1/2"Inodoro de tanque 3"Inodoro de válvula 3"Lavadero 1 1/2"Lavadero con triturador de basura 2"Bebedero 1"Sumidero 2"Lavatorio 1 1/4"Lavaplatos mecánico-doméstico 2"Urinario de pared 1 1/2"Urinario de piso 2"

DIAMETRO MINIMO DE LA TRAMPA PARA DIVERSOSAPARATOS SANITARIOS

6.8.3 DIÁMETRO DE LAS TRAMPAS

6.9 REGISTROS 6.9.1 DESCRIPCIÓN Los registros son accesorios que permiten realizar la

limpieza de las tuberías de desagüe horizontales. 6.9.2 CLASES DE REGISTROS Se tienen los registros roscados y las cajas de

registro

6.9.3 REGISTROS ROSCADOS Los registros roscados son accesorios de fierro

fundido o de bronce, con tapas del mismo material con rosca para tener un cierre hermético, en su tapa tienen una ranura que facilita su apertura. Las tapas son de un espesor de 4.8 mm (3/46”). Su diámetro es igual a la red de desagüe en que se instalan, la distancia mínima entre el tapón del registro y la pared debe ser de 45 cm para tuberías de 4” o más y de 30 cm para tuberías de 3” o menos.

Dimensiones interiores De la caja

Diámetro máximo

Profundidad máxima

10” x 24” 4” 0,60 m 12” x 24” 6” 0,80 m 18” x 21” 6” 1,00 m 24” x 24” 8” 1,20 m

6.9.4 CAJAS DE REGISTRO

Es una caja rectangular que se instala en las redes de desagüe exteriores al edificio y que tiene dos finalidades permitir la limpieza de la red y cambiar la dirección del flujo.

6.10 REDES DE VENTILACIÓN

6.10.1 ALCANCES Son las tuberías verticales destinadas a la

ventilación de las redes de desagüe, para que no se produzca malos olores, vacíos o presiones dentro de la tubería y rompan los sellos de agua creados por la trampas o sifones.

Los tubos horizontales de ventilación deben tener

una pendiente mínima del 1% hacia la red de desagüe o montante, para que el agua que se condensa en la tubería se evacue.

La ventilación que esté conectada a un tramo horizontal de desagüe, deben tener un ángulo no menor de 45°, y una altura no menor de 15 cm. por encima del nivel de rebose de los aparatos sanitarios que ventile.

D i á m e t r o d e l c o n d u c t o d e d e s a g ü e D i s t a n c i a m á x i m a e n t r e e l s e l l o d ed e l a p a r a t o s a n i t a r i o a g u a y e l t u b o d e v e n t i l a c i ó n

1 1 / 2 " ( 3 . 8 1 c m s . ) 1 . 1 0 m .2 " ( 5 . 0 8 c m s . ) 1 . 5 0 m .3 " ( 7 . 6 2 c m s . ) 1 . 8 0 m .

4 " ( 1 0 . 1 6 c m s . ) 3 . 0 0 m .

Para cada diámetro de tubería de desagüe, debe tener una distancia máxima entre la salida del sello de agua y el tubo de ventilación.

6.10.2 DISEÑO DE REDES DE VENTILACIÓN

El tubo de ventilación no podrá ser menor del doble del diámetro de la red de desagüe

Diámetro Unidades dede la descarga 1 1/4" 1 1/2" 2" 2 1/2" 3" 4" 5" 6" 8"

montante ventilados 3.18 3.81 5.08 6.35 7.62 10.16 12.7 15.24 20.32cms. cms. cms. cms. cms. cms. cms. cms. cms.

1 1/4" (3.18 cm.) 2 9.01 1/2" (3.81 cm.) 8 15.0 45.01 1/2" (3.81 cm.) 42 9.0 30.0 90.02" (5.08 cm.) 12 9.0 23.0 60.02" (5.08 cm.) 20 8.0 15.0 45.02 1/2" (6.35 cm.) 10 9.0 30.03" (7.62 cm.) 10 9.0 30.0 60.0 180.03" (7.62 cm.) 30 18.0 60.0 150.03" (7.62 cm.) 60 15.0 24.0 120.04" (10.16 cm.) 100 11.0 30.0 78.0 300.04" (10.16 cm.) 200 9.0 27.0 75.0 270.04" (10.16 cm.) 500 6.0 21.0 54.0 210.05" (12.70 cm.) 200 11.0 24.0 15.0 300.05" (12.70 cm.) 9.0 21.0 90.0 270.05" (12.70 cm.) 1,100 6.0 15.0 60.0 210.06" (15.24 cm.) 350 8.0 15.0 60.0 120.0 390.06" (15.24 cm.) 620 5.0 9.0 38.0 90.0 330.06" (15.24 cm.) 960 7.0 30.0 75.0 300.06" (15.24 cm.) 1,900 6.0 21.0 60.0 210.08" (20.32 cm.) 600 15.0 45.0 150.0 390.08" (20.32 cm.) 1,400 12.0 30.0 120.0 360.08" (20.32 cm.) 2,200 9.0 24.0 105.0 330.08" (20.32 cm.) 3,600 8.0 18.0 75.0 240.08" (20.32 cm.) 3,600 8.0 18.0 75.0 240.010" (25.40 cm.) 1,000 23.0 38.0 300.010" (25.40 cm.) 2,500 15.0 30.0 150.010" (25.40 cm.) 3,800 15.0 24.0 105.010" (25.40 cm.) 5,600 8.0 18.0 75.0

Longitud máxima del tubo en metros

DIMENSIONES DE LOS TUBOS DE VENTILACION PRINCIPAL

DIAMETRO REQUERIDO PARA EL TUBO DE VENTILACION PRINCIPAL

T i p o d e A p a r a t o S a n i t a r i o D i á m e t r o m í n i m o p a r a l av e n t i l a c i ó n i n d i v i d u a l

L a v a t o r i o , l a v a d e r o , l a v a d e r o d e r o p a , t i n a , b i d e t , s u m i d e r o d e p i s o . 1 1 / 2 "

I n o d o r o ( W C ) 2 "

Diámetro del ra- Número máximomal horizontal de unidades de 1 1/2" 2" 2 1/2" 3" 4" 5"dee desagüe desagüe

1 1/2" 10 6.02" 12 4.5 12.02" 20 3.0 9.03" 10 6.0 12.0 30.03" 30 12.0 30.03" 60 4.8 24.04" 100 2.1 6.0 15.6 60.04" 200 1.8 5.4 15.0 54.04" 500 4.2 10.8 42.05" 200 4.8 21.0 60.05" 1100 3.0 12.0 42.0

TERMINALES DE TUBOS DE VENTILACION INDIVIDUALESDIAMETRO DE LOS TUBOS DE VENTILACION EN CIRCUITO Y DE LOS RAMALES

Diámetro del tubo de ventilación

Máxima longitud del tubo de ventilación (m).

Cuando la ventilación individual va conectada a un ramal horizontal común de ventilación, su diámetro y longitud se determinarán según la siguiente tabla

6.11 PRUEBAS DE LAS TUBERÍAS DE DESAGÜE

6.11.1 ALCANCES Las tuberías de los sistemas de desagüe de un

edificio, debe ser inspeccionada y garantizar su instalación con la prueba por el Residente de Obra.

La prueba debe hacer con la tubería vista, procediendo a poner tapones a todos los orificios abiertos de la tubería, excepto el del punto más alto para verificar la prueba de agua.

6.11.2 PRUEBA CON AGUA: Se llena con agua la tubería por el punto más alto,

marcando la altura del agua obtenida; el volumen debe mantenerse constante durante 24 horas, si el agua no descendió de la marca, la prueba resultante es satisfactoria. Si presenta baja de volumen, debe hacerse las correcciones necesarias en la tubería y repetir la prueba.

6.11.3 PRUEBA DE HUMO: Se deben cerrar todos los orificios abiertos y se

conecta una compresora de aire a la tubería, llenando la tubería con aire, hasta alcanzar en el manómetro una presión uniforme de 0.7 Kg./cm2, manteniendo constante la presión durante 15 minutos sin adicionar aire.

Si en el manómetro no baja la presión el resultado

es satisfactorio; caso contrario, se procederá a la corrección necesaria en la tubería y debe repetirse la prueba hasta eliminar las pérdidas de aire.

Las pruebas deben ser anotadas en el Cuaderno de Obra para contar con una certificación.

CAPÍTULO VII

SANEAMIENTO EN SITU

7.1 POZOS SÉPTICOS Y LETRINAS

7.1.1 POZO SÉPTICO

El tanque séptico es una cámara rectangular o cilíndrica que usualmente se localiza debajo del nivel del suelo y que recibe tanto las excretas como el agua de los inodoros y otras aguas residuales domésticas.

Los sólidos que sedimentan en el fondo del tanque, se acumulan y sufren digestión anaerobia. En la parte superior se forma una nata de materiales livianos, entre los que se encuentran grasas. El líquido clarificado, sin sólidos ni sobre nadantes, fluye a través de una salida localizada inmediatamente debajo de la capa de grasas, esta agua normalmente se elimina a través del sistema de absorción en el suelo.

7.1.2 COMPONENTES

La entrada del tanque séptico puede ser una T sanitaria o un codo con diámetro superior a 10 cm.; el tramo vertical debe extenderse hasta un 20% de la profundidad del líquido. La salida puede ser también una T o un bafle, colocado de forma tal que el fondo del tramo horizontal quede debajo del nivel del tubo de entrada; su tramo vertical se debe extender hasta quedar sobre la parte superior del sobre nadante y a la vez llegar hasta debajo de su nivel inferior y seguir bajando hasta alrededor de un 40% de la profundidad del líquido.

Se debe poner tapa y escotilla para la inspección y el vaciado.

7.1.3 POZO SÉPTICO DE UNA CÁMARA

Un tanque rectangular es mejor que uno cuadrado. Se han usado tanques cilíndricos hechos con tubos de alcantarilla de diámetro grande.

Un tanque rectangular de un solo compartimiento, da mejor resultado con una longitud igual al doble o triple del ancho, y una profundidad de 1 a 3 metros.

Las tapas deben ser herméticas para evitar que escapen malos olores y para que no entre al tanque agua de lluvia y arenillas. Las aperturas con tapas, deben ubicarse de preferencia sobre la entrada y la salida del agua residual para el mantenimiento de la T. También debe colocarse tapas para la inspección y evacuación de lodos.

7.1.4 TANQUE SÉPTICO DE DOS CÁMARAS

Los tanques sépticos que tienen dos o tres compartimentos, son mejores que el de un compartimiento, es conveniente para instalaciones como hospitales, escuelas y hoteles.

7.1.5 CONDICIONES DEL TANQUE SÉPTICO El tanque séptico debe tener las condiciones

necesarias para que tenga lugar cuatro procesos: 1) Sedimentación: un tiempo de retención

suficientemente prolongado en condiciones de reposo, para que los sólidos se vayan al fondo o floten en la superficie.

2)Digestión: suficiente capacidad para que tenga lugar

la digestión de sólidos. 3)Almacenamiento del lodo: suficiente volumen para

almacenar el lodo digerido entre una limpieza y la siguiente.

4)Almacenamiento del sobre nadante: volumen

suficiente para que se acumule la nata sobre nadante.

7.1.6 CAPACIDAD DEL TANQUE SÉPTICO

El volumen apropiado del tanque séptico para que pueda retener adecuadamente las aguas residuales debe ser como mínimo 24 horas.

Normalmente dos tercios del volumen del tanque se reserva para almacenar el lodo y la nata cloacal que se acumulan, momento que deben evacuarse, por lo tanto el tamaño del tanque séptico debe basarse en una retención inicial de 3 días. Así se tienen la seguridad de que hay capacidad para un día más de uso antes de cada operación de limpieza del lodo. Este cálculo de la capacidad del tanque séptico es factible para un día de retención de las aguas residuales

V = 3 días x N x Q El volumen para un tanque séptico, es la suma de los

volúmenes que se requiere para que los sólidos se separen de los líquidos (Vs) en litros; el volumen necesario para la digestión anaerobia del lodo (Vd) en litros; y el volumen necesario para almacenar el lodo (Va) en litros.

V = Vs + Vd + Va

a) Volumen para que los sólidos se separen de los líquidos

Vs = Tr x Q x N Donde: Tr = Tiempo de retención (días) Q = Caudal de agua residual (litros/persona/día). N = Número de personal. b) Volumen necesario para la digestión: El volumen para la digestión anaerobia del lodo, está

en función del volumen de sólidos contenidos en las aguas residuales y el tiempo necesario para que tenga lugar la digestión. El volumen del lodo fresco (heces, papel higiénico, etc.) se considera usualmente como un litro por persona por día y el tiempo de digestión apropiado para climas tropicales se asume como 50 días.

Vd = ½ x Td x N x VLF

Donde: Td = Tiempo de digestión (días) VLF = Volumen de lodo fresco

(lts/persona/día). El factor de ½ se introduce para permitir

que el volumen promedio del lodo pase a través de la zona de digestión del tanque.

c) Volumen para almacenar el lodo: El volumen para almacenar el lodo digerido entre

una limpieza y otra es dada por:

Va = 025 x AP x VLF x N Donde: AP = Periodo de acumulación (días). El periodo de acumulación es el periodo entre las

limpiezas menos el tiempo de digestión del lodo; se asume que el volumen de lodo cloacal fresco es de un litro por persona por día, y el factor 0,25 se considera como la proporción entre el lodo fresco y el digerido.

No se deja margen para el volumen de

sobrenádate al calcular el volumen efectivo del tanque.

7.2 TRATAMIENTO DEL AFLUENTE DEL TANQUE SEPTICO:

El afluente de agua del tanque séptico se elimina en el suelo mediante un campo de absorción.

7.2.1 PERMEABILIDAD DEL SUELO Para medir la permeabilidad se debe efectuar una

prueba de percolación, que consiste en abrir por lo menos tres huecos de diámetro 150 mm., con profundidad de cero a 5 metros, a lo largo y ancho del campo en proyecto. Luego, se llena de agua y se deja saturar el suelo hasta el día siguiente, en la que se volverá a llenar hasta una profundidad de 300 mm. y al cabo de 30 y de 90 minutos, se miden los niveles que quedan. Se considera que el suelo tiene suficiente capacidad de percolación si el nivel en el hueco ha bajado a razón de 15 mm/hora. La tasa de infiltración de diseño, se considera usualmente de 10 lts./m2/día. Puede usarse la que se calcula sobre la base de la experiencia local

TABLA DE PERCOLACIÓN

Clase de terreno Tiempo para infiltrar 25 mm

Rápidos de 0 a 9,9 minutos Medios de 10 a 19,9 minutos Lentos de 20 a 30 minutos

7.3 CLASES DE TRATAMIENTO

El afluente sale del tanque mediante un tubo cerrado a una caja de distribución, para este afluente se puede elegir tres procedimientos para la disposición final, que depende de la extensión del terreno, de su capacidad de absorción, y que no exista amenaza para la calidad del agua subterránea

7.3.1 TUBERÍA DE DRENAJE El afluente fluye por gravedad desde el tanque a

través de un tubo y llega a una caja de distribución, donde reparte a unos tubos perforados tendidos en una zanja, rodeado de grava o piedra partida y relleno de tierra de un metro de profundidad. El afluente sale por las juntas abiertas de la tubería y por sus orificios. .

Con la siguiente fórmula se puede calcular la longitud necesaria de drenaje: L = N Q / 2 D IDonde:L = Longitud de la tubería perforada (m).N = Número de personas.Q = Caudal de agua residual (lts./persona/día).D = Profundidad efectiva de la zanja (m).I = Tasa de infiltración de diseño (lts./m2/día).

7.3.2 LECHO DE EVAPOTRANSPIRACIÓN

Cuando la capa de agua está muy cerca de la superficie o la capacidad de percolación del suelo es insuficiente, en lugar de un campo de drenaje se puede crear un montículo o un lecho de evapotranspiración. Deben hacerse en zonas no expuestas a inundación y con un declive que favorezca al drenaje por gravedad.

Los criterios de diseño para estos montículos

dependen del clima, del tipo de suelo y de la vegetación

La longitud de la tubería de drenaje se calcula con

la fórmula de tubería de drenaje

7.3.3 POZOS DE ABSORCIÓN

Los pozos de absorción se recomienda como alternativa cuando no se puede usar zanjas de absorción, o donde el suelo permeable es profundo. El sistema consiste que el afluente del tanque séptico pasa a través de las paredes del pozo.

Los pozos de absorción son hechos con ladrillo o piedra grande, con sus juntas abiertas, sin mortero, para que el agua residual filtre y llegue al suelo y ser tratada por la bacteria presente en el suelo. Puede usarse tanques ya fabricados, con huecos en sus paredes.

Los pozos de absorción tienen por lo general de 2 a

3,50 metros de diámetro y de 3 a 6 metros de profundidad. El diámetro y profundidad del pozo son calculados con la tasa de infiltración del suelo o bien con 10 lts./m2/día.

7.4 CÁLCULO DEL POZO SÉPTICO

El volumen del tanque séptico para que pueda retener las agua residuales debe ser como mínimo 24 horas

Dos tercios del volumen del tanque se reserva para

almacenar el lodo y la nata de la cloaca para el momento que debe vaciarse el tanque séptico, por lo tanto el tamaño del tanque debe basarse en una retención inicial de 3 días.

7.4.1 VOLUMEN PARA QUE LOS SÓLIDOS SE SEPAREN DE LOS LÍQUIDOS:

Vs = Tr x Q x N Tr = Tiempo de retención Q = Caudal de agua residual (litros/persona/día) N = Número de personas

7.4.2 VOLUMEN NECESARIO PARA LA DIGESTIÓN: Vd = ½ x Td x N x VLF

VLF = Volumen del lodo fresco se considera un litro/persona/día ½ = Este factor se introduce para permitir que el volumen

promedio del lodo pase a través de la zona de

digestión del tanque

7.4.3 VOLUMEN PARA ALMACENAR EL LODO: Va = 0,25 x AP x VLF x N

AP = Periodo de acumulación en días (se considera entre las limpiezas menos el tiempo de digestión apropiado para climas cálidos es de 50 días)

0,25= Factor que se considera como la proporción entre el lodo fresco y el digerido.

Ejemplo: Una familia de 5 personas descarga agua residual a razón

de 100 litros/persona/día. Determinar el tamaño del tanque séptico, campo de absorción y el pozo de absorción

1. Volumen del tanque séptico: Basándose en 3 días, para almacenar el lodo, la nata de

cloaca y que empiece a salir el agua, se tiene:. V = 3 días(5 personas x 0,10 m3/persona/día) = 1,50 m3 Dimensiones 1m x 2m x 1m = 3 m se deja buen margen 2. Campo de absorción: Con una tasa de infiltración de 20 litros/m2/día y profundidad

de la zanja i,00 m L = NQ / 2 D I = 5 x 100 / 2 x 1 x 20 = 12,50 m

3. Pozo de absorción: Caudal de agua residual: Q = 5 personas x 100 litros/persona/día = 500 litros/día Área de infiltración requerida: 500 / 20 = 25 m2 Fijamos 2 m de diámetro y 3,50 m de profundidad Área circular del pozo: π x D x h = 3,14 x 2 x 3,50 =21,98 m2 Área del fondo del pozo π x D2 / 4 = 3,14 x 22 / 4= 3,14 m2 25,12

m 4. Volumen del tanque: Tiempo de retensión un día, tiempo de digestión 50 días y periodo de acumulación un año Vs = Tr x Q x N = 1 x 100 x 5 = 500 litros Vd = ½ x Td x N x VLF = 0,50 x 50 x 5 x 1 = 125 litros Va = 0,25 x AP x VLF x N =0,25 x (365–50)x l x 5= 400

litros

Volumen del tanque V = 500 + 125 + 400 = 1025 litros

7.5 LETRINAS

7.5.1 DESCRIPCIÓN Las letrinas son pozos secos para recibir excretas

humanas, las letrinas han sido estudiadas para un mejor funcionamiento, adicionando un tubo de ventilación que las diferencia de las tradicionales letrinas, que presentaban malos olores y atracción de moscas

7.5.2 FUNCIONAMIENTO. En el pozo se produce el siguiente funcionamiento: Primero la parte líquida de las excretas junto con

los productos solubles, se infiltra en el suelo. Segundo los sólidos se descomponen en

compuestos más simples por un proceso de digestión biológica.

Tercero los gases producidos son eliminados a través del tubo de ventilación

128

7.5.3 COMPONENTES Los componentes de una letrina de un solo pozo son: el

pozo, una tapa con un orificio para la ventilación y otro orificio para defecar, una caseta para dar privacidad al usuario.

134

7.5.4

7.6 CÁLCULO DE UNA LETRINA

7.6.1 VOLUMEN DEL POZO PARA LETRINA: El volumen requerido para el pozo de la letrina, está dado

por la velocidad de acumulación de heces m3/persona/año, varía según las condiciones del pozo.

Si el contenido se mantiene seco, se acumulará en el pozo entre 0,02 m3/persona/año a 0,05 m3/persona/año.

Si para la higiene anal se usa material voluminoso, que no se descompone fácilmente, la tasa de acumulación deberá aumentarse en un 50%.

El pozo circular debe tener como máximo 1,50 metros de diámetro.

La losa que cubre la letrina apoyara en las paredes del pozo y para evitar derrumbes de las paredes, se debe revestir o calzar una viga de concreto en su circunferencia.

La losa de la letrina se recomienda de concreto armado y debe sellar bien con las paredes del pozo, para evitar el ingreso de agua de lluvia.

A la profundidad del pozo o altura se debe agregarse 0,50 metros, para que cuando los sólidos se acerquen a la losa por debajo de 0,50 m., la letrina debe cerrarse.

El volumen efectivo se calcula con la siguiente fórmula: Ve = AR x N x T

Ve = Volumen efectivo AR = Tasa de acumulación de heces (m3/persona/año) N = Número de usuarios T = Tiempo de llenado en años

Ejemplo: Para una familia de 5 personas, que dimensiones de letrina

debe tener, si la acumulación de heces es de 0,05 m3/persona /día y usan papel higiénico, para un tiempo de 10 años.

Acumulación de heces con papel higiénico: 0,05 x 1,5 = 0,075 m3/persona/día. Diámetro 1,50 m.,

Volumen efectivo: Ve = AR x N x T Ve= 0,075 m3/pers/año x 5 personas x 10 años = 3,75 m3

Volumen de un cilindro: Ve = h x π d² / 4; despejamos h h= Ve x 4 / π d² h = 3,75 x 4 / 3,14 x (1,50)² = 2,12 m + 0,50 m = 2,62 m.

de profundidad

7.10 REDES DE EVACUACIÓN DE AGUAS DE LLUVIA

7.10.1 ALCANCESLa recolección del agua de lluvia en los edificios se efectua en las azoteas, techos, patios y áreas expuestas.

La evacuación de las aguas de lluvia no se puede

conectar al alcantarillado público porque no está calculado para este caudal

7.10.2 INSTALACIÓN La áreas de recolección de las aguas de lluvia

deben tener una pendiente adecuada de no menos del 1% hacia las montantes.

Los receptores de agua de lluvia estarán provistos de rejilla de protección contra el arrastre de basura.

El área libre de las rejillas será dos veces el área del conducto.

7.10.3 DIÁMETROS DE MONTANTES,

CONDUCTOS Y CANALETAS Los diámetros de las montantes, conductos

horizontales y canaletas de colectores para agua de lluvia, estarán en función del área servida y de la intensidad de la lluvia

MONTANTES DE AGUA DE LLUVIA Intensidad de lluvias (mm/ hora)

50 75 100 125 150 200 Diámetro

De la montante Metros cuadrados de área servida (proyección horizontal

2” 130 85 65 50 40 30 2 ½” 240 160 120 95 80 60

3” 400 270 200 160 135 100 4” 850 570 425 340 235 210 5” 800 640 535 400 6” 815 625

CONDUCTOS HORIZONTALES PARA AGUAS DE LLUVIA

Intensidad de lluvias (mm/ lluvia) 50 75 100 125 150 50 75 100 125 150

Pendiente 1 % Pendiente 2 %

Diámetro del Conducto

metro cuadrado de área servidas (proyección horizontal) 3” 150 190 75 60 50 215 140 105 85 70

4” 345 210 170 135 115 490 325 215 195 160

5” 620 410 310 245 205 875 580 435 350 200

6” 990 660 495 395 330 1400 915 700 560 465

8” 2100 1425 1065 855 765 3025 2015 1510 1200 1005

CANALETAS SEMICIRCULARES

Área en proyección horizontal (m2) para varias pendiente Diámetro de la canaleta ½ % 1 % 2 % 4 %

3” 45 22 31 44

4” 33 47 67 94

5” 58 81 116 164

6” 89 126 178 257

7” 128 181 256 362

8” 184 250 370 520

10” 334 473 669 929

CAPÍTULO VIII

INSTALACIONES DE GAS

8.1 GAS COMBUSTIBLES

Los gases combustibles, suelen ser hidrocarburos volátiles que se desprenden de manera espontánea o bien surgen al practicarse sondeos o perforaciones en depósitos subterráneos

La presencia de hidrocarburos gaseosos se encuentran en todos los lugares donde se descomponen materias orgánicas, y muy a menudo en las zonas o regiones donde suelen producirse fenómenos volcánicos.

8.2 HISTORIA DEL GAS

Según las informaciones históricas recogidas, fueron los chinos, quienes desde aproximadamente el año 900, utilizaron, como elemento para la iluminación los vapores del petróleo, que era conducido por medio de cañerías de madera (posiblemente cañas de bambú).

En el año 1680, sometido el carbón de piedra a la destilación por medio del calor, pudo observar que desprendía un gas y que el mismo ardía con llama bastante viva

En 1739, también se consiguió las emanaciones de gas inflamable de la hulla, que podía utilizarse indistintamente como combustible o iluminación.

Después de estos descubrimientos se instalaron fabricas de gas de alumbrado en varias ciudades de Europa, también en Nueva York y Buenos Aires.

8.3 GAS NATURAL: Se designa con este nombre al gas que se

desprende de los pozos de petróleo, no siendo esta una regla general, puesto que muchos depósitos subterráneos de este gas son completamente ajenos a la presencia de este.

El gas natural en su composición entran principalmente hidrocarburos de bajo peso molecular.

El gas natural puede llegar a los usuarios por conductos de tubería

8.4 GAS LICUADO O GAS DE PETRÓLEO O AGUA

Este gas se obtiene por efecto del cracking violento de algunos tipos de petróleo.

El procedimiento empleado es que dentro de una cámara denominada de “reacción” se procede al relleno de la misma con ladrillos refractarios o trozos de éstos, los que luego serán calentados a la temperatura requerida.

Cuando dicha cámara se encuentra en régimen de trabajo se inyecta una mezcla de petróleo y vapor de agua en forma de pulverización; al entrar en contacto el petróleo con los ladrillos, se decompone en forma violenta en gas y carbón, produciéndose inmediatamente la reacción del gas con el vapor de agua, lo que da por resultado el gas de agua o petróleo o gas licuado.

El gas licuado de petróleo GLP llega a los usuarios por conductos de tubería y por envases

El gas licuado se provee a los usuarios por medio de cilindros de 40 kg. de gas.

Con la posibilidad de dotar de gas licuado a todos los habitantes, para uso doméstico, se envasa el gas licuado en micro cilindros, con capacidad de 10 kilogramos, este sistema está ampliamente difundido, permitiendo ventajas, comodidad y practicidad de este servicio

ALUMNOS

GRACIAS POR SU PARTICIPACIÓN

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