CURSO : INSTALACIONES SANITARIAS

DOCENTE :ING. IVAN ALARCON MANINI

SYLLABUS ANALITICO

a

SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO:

1.‐ SISTEMA DIRECTO DE SUMINISTRO DE AGUA2.‐ SISTEMA INDIRECTO DE SUMINISTRO DE 

AGUA3.‐ SISTEMA MIXTO

1.‐ SISTEMA DIRECTO DE SUMINISTRO DE AGUA

1.1 DEFINICIÓN

Una de las formas de abastecer de agua a un edificioes por el sistema directo, que consiste en suministrarel agua directamente de la red matriz a los puntos deconsumo, utilizando la presión de la red matriz.

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

1.2 PARTES DEL SISTEMA

1.3  VENTAJAS DEL SISTEMA 

1. ECONÓMICOEs el sistema más económico deabastecimiento de agua a un edificio

2. NO REQUIERE DE INSTALACIONES ESPECIALESLas instalaciones especiales como cisterna,tanque elevado y equipo de bombeo

1.4 DESVENTAJAS DEL SISTEMA

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

2.DEFICIENTE ABSATECIMIENTO POR BAJA DEPRESIÓN EN LA RED MATRIZPor cualquier causa que se produzca una baja depresión en la red matriz, el edificio no tiene buenfuncionamiento

3. LIMITA LA ALTURA DE LOS EDIFICIOSLa presión de la matriz, limita el uso paraedificios altos, puede en ciertos casos usarsehasta un cuarto piso

1.5 REDES RAMALES

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

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

1.6 REDES SUB RAMALES

Los sub. ramales son las redes que abastecen de aguapotable a los aparatos sanitarios, estos diámetros sedan en la siguiente tabla

2.‐ SISTEMA INDIRECTO DE SUMINISTRO DE AGUA

2.1 DEFINCIÓN

El suministro de agua por el sistema indirecto a unedificio, se define como un sistema por gravedad,porque el edificio se abastece del tanque elevado, noutiliza la presión de la red matriz para abastecer el aguaa los aparatos sanitarios; este sistema es más complejoy costoso, se debe almacenar el agua en una cisterna ycon un equipo de bombeo se llena el tanque elevado.

Se diseña para edificios altos a los cuales la presión de lared de servicio público no llega a los aparatos sanitarios.

2.2 Sistema solamente con tanque elevadoEste sistema se abastece el edificio directamente al tanqueelevado, se debe comprobar que con la presión de lamatriz, se puede llenar con agua el tanque elevado y debeser calculado con el 100 % de la dotación

ALGUNOS TIPS:

‐ Se utilizar de preferencia paraedificaciones de máximo 3 pisos,supeditado a la presion de la redpública‐ Acometida directa al tanque altocon paso directo a suministro porgravedad‐ Volumen del tanque alto condisponibilidad para 24 horas‐ La altura del tanque debegarantizar el adecuadofuncionamiento del aparato crítico

2.3 TANQUE ALTO Y TANQUE BAJO (CISTERNA)

ALGUNOS TIPS:

‐ Acometida a tanque bajo y paso directo a la red debombeo‐ Volumen tanque bajo no Menor al 75% (3/4) de laDotación Diario o consumo diario y no menor a 1 M3‐ Volumen del tanque alto no Menor a 1/3 de laDotación Diaria, no menor a 1 M3.

2.4 Sistema mixtoEl sistema mixto es un sistema directo e indirecto; con elsistema directo se puede abastecer hasta un tercer piso y conel sistema indirecto los demás pisos.

2.5.1 ALCANCES

Es un sistema moderno y de gran eficiencia; sucaracterística importante es que se obtiene unapresión uniforme en todos los aparatos sanitarios yequipos de servicio que utilicen agua en un edificio, lapresión se puede regular en el tanque neumático.

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

2.5  SISTEMA DE SUMINISTRO CON TANQUE HIDRONEUMÁTICO

ESQUEMA DEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

ALGUNOS TIPS:

‐ Acometida a tanque bajo‐ Volumen tanque igual al 100% del Consumo

diario y no menor a 1 M3‐ Suministro con equipo de presión‐ Mas eficiente y mas usado en la actualidad‐ Uso en Multifamiliares, centro comerciales,

oficinas e industrias.

2.5.2 VENTAJAS DEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

Las ventajas de este sistema se pueden señalar lassiguientes:

Es un sistema de fácil instalación con respecto alsistema indirecto.

Es más económico que el sistema indirectoTiene mejor solución el edificio en cuanto a suarquitectura y su estructura.

La presión en los aparatos sanitarios es uniforme y sepuede regularse en el tanque neumático.

Cuando el tanque neumático necesita una reparación,la red de emergencia instalada puede mantener elservicio de agua al edificio en forma parcialdirectamente con la presión de la red matriz.

2.5.3 DESVENTAJAS DEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

La desventaja que tiene este sistema son:

Cuando hay interrupción de energía eléctrica, queda sinservicio de agua potable el edificio; salvo que se tenga unequipo electrógeno para producir energía eléctrica.

Si hay que remover o dar mantenimiento al tanqueneumático, queda el edificio sin servicio de agua potable,pero puede suplirse con la instalación del sistema directo

2.5.4 PRINCIPIOS DE OPERACIÓN Y FUNCIONAMIENTODEL SISTEMA HIDRONEUMÁTICO

El sistema hidroneumático, consiste en llevar el aguapotable desde la matriz a una cisterna y con un equipo debombeo de la cisterna a un tanque neumático, estefunciona con aire comprimido, para llevar el agua desde eltanque neumático a las redes del edificio; es un sistemamoderno y de gran eficiencia.La cisterna debe calcularse al 100% de la dotación deledificio.El tanque neumático tiene todas las válvulas de seguridadpor que trabaja a presión y se fabrican en diferentesdimensiones que dependen de la dotación al edificio.

2.6 VENTAJAS DEL SISTEMA INDIRECTO

• La principal ventaja es que el sistema permite almacenaragua en la cisterna y en el tanque elevado, en caso que seproduzca un corte de agua por parte de la administradoradel agua. que puede abastecer de agua al edificio para undía o dos días en forma restringida,.

• El tanque elevado abastece por gravedad, que permitetener una presión constante en la red, obteniendo unfuncionamiento eficiente en los aparatos sanitarios y enel sistema de agua caliente, dando confort al usuario.

2.7 DESVENTAJAS DEL SISTEMA INDIRECTO• La desventaja del sistema, es muy costosa en suinstalación y su mantenimiento.

• También tiene el peligro que el agua pueda contaminarseen la cisterna y en el tanque elevado, si no se tiene estoselementos bien resguardados y con un buen mantenida.

3 DOTACIONES

Las dotaciones diarias mínimas de agua para usodoméstico, comercial, industrial, riego de jardines u otrosfines, serán los siguientes:

[Ver Norma IS.010]

4. 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 aguapara el uso del edificio.

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

El almacenamiento de agua en la cisterna y tanqueelevado, regula la dotación de agua para el consumo deun día en el edificio

4.1 FORMA, UBICACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DECISTERNA Y TANQUE ELEVADO.

4.1.1 Cisterna para edificios bajos

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

La cisterna deberá ubicarse a una distancia mínima de 1metro de los muros medianeros y desagües. En caso deno cumplir este requisito, deberá construirse un murode concreto armado entre el edificio y la cisterna a unadistancia mínima de la cisterna de 0.30 m., este espaciodebe rellenarse con piedra partida de 1” hasta unaprofundidad de 0.50 m. por debajo del fondo de lacisterna.

CISTERNA DE SUCCIÓN NEGATIVA

La tubería de rebose de la cisterna debe estar depreferencia en lado opuesto del ingreso del agua yconectada directamente a la red de desagüe, en la salidadel rebose se instala una brecha de aire, para evitar elpaso de insectos provenientes de la tubería de desagüe altanque.El diámetro del tubo de rebose se da en la siguiente tablade 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 2,50m, cuando la succión es negativa, y posee una válvulade pie con rejilla en el inicio de la tubería de succiónpara mantener el agua en la tubería y no dejar pasarbasuras; si la profundidad es mayor puede producirse lacavitación de la bomba.

El fondo del piso debe tener una pendiente hacia lasalida del tubo de limpia. Si el tubo de limpia no alcanzael nivel del desagüe, se puede instalar una caja másprofunda en la cisterna, con una instalación de bombeopara evacuar el agua de limpia.

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

4.1. 2 Cisterna para edificios altos

Las cisternas para edificios altos generalmente llevados cámaras una para agua y otra cámara seca dondese instala el equipo de bombeo y las válvulas.La tubería de succión es positiva, no necesita unaválvula de pie, porque recibe una carga permanente deagua, por eso se llama de succión positiva.El rebose de preferencia opuesta al ingreso de agua ycon una brecha de aire de 5 cm.El piso debe tener una pendiente al tubo de limpia quedescarga a una cámara si se encuentra por debajo dela tubería de desagüe, tiene un equipo de bombeoindependiente, para evacuar las aguas del rebose y delimpia al desagüeEn las siguiente diapositiva se muestra este tipode cisterna, con sus dimensiones mínimas

CISTERNA DE SUCCIÓN POSITIVA

4.1.3 Tanque elevado para edificios bajos

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

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

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

TANQUE ELEVADO PARA EDIFICIOS BAJOS

4.1 4 Tanque elevado para edificios altos

El tanque elevado para edificios altos, tienen las mismascaracterísticas que el tanque para edificios bajos. Son demayor capacidad porque tienen que almacenar aguacontra incendio.

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

TANQUE ELEVADO PARA EDIFICIOS ALTOS

4.1 5. Detalles constructivos y de funcionamiento

CisternasSe construye con material resistente de preferencia de concretoarmado y con paredes impermeables.Estas cisternas generalmente tienen una profundidad de 2,50 m,cuando la succión es negativa.

Tanque elevadoEl tanque elevado se construye de concreto armado o demampostería, con un revestimiento impermeable, su capacidadmínima es de 1,00 m3; puede también ser de asbestocemento, de PVC, metálicos o de fibra sintética, con capacidadmínima 0,25 m3. El tanque elevado se llena con el equipo debombeo, con un caudal para ser llenar en 2 horas.

El tanque elevado no tiene válvula de flotador para el control deagua que ingresa, se controla con un sistema automático ubicadoen el tablero eléctrico para prender o apagar el equipo debombeo

DISTRIBUCION DE AGUA FRIA EN EDIFICIOS

1.‐ UNIDADES DE GASTO, LONGITUDES EQUIVALENTES, DIAMETROS DE TUBERIA Y PERDIDAS DE PRESION

2.‐ SISTEMA DE CONEXIÓN DOMICILIARIA Y DE ADUCCION.3.‐ DISTRIBUCION DE SISTEMA INDIRECTO DE ALIMENTACION4.‐ DISTRIBUCION DE SISTEMA A TANQUE ELEVADO3.‐ DISTRIBUCION DE SISTEMA CON EQUIPO HIDRONEUMATICO

1.‐ UNIDADES DE GASTO.

1.1 METODOLOGIA DE GASTO PROBABLE O DE HUNTER

La unidad de consumo es una unidad arbitrariadimensional, su unidad corresponde al agua de unlavatorio que tiene la capacidad de un pié cúbico ydescarga en un minuto el equivalente a 28 litros.

Roy Hunter estableció el método para el cálculo de launidad de gasto, que consiste en un ábaco de dos curvasrepresentadas en un sistema de ejes Cartesianos, endonde el eje de las abscisas indica las unidades Hunter yen el eje de las ordenadas el gasto en lts/seg.

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

1.1.1 MÁXIMA DEMANDA SIMULTANEA (Caudal Máximoprobable Qmp)

La máxima demanda simultanea es el gasto máximo probable deagua que se produce en un edificio, cuando en un instante dadoy en forma simultanea funcionan todos los aparatos sanitarios;el cálculo se realiza con el Método de Hunter para obtener elgasto en l/s y es importante para determinar los diámetros delas tuberías en una instalación.

Nota importante:

El reglamento Nacional de Construcciones hace un ajustea la tabla original de Hunter y nos da los l/s para cadaunidad de Hunter en aparatos sanitarios con tanque y enaparatos con válvula automática (fluxometro).

GASTOS PROBABLES PARA LA APLICACIÓN DEL METODO DE HUNTERGASTO PROBABLE GASTO PROBABLE GASTO PROBABLE

N° DE UNIDADES

TANQUEL/S

VALVULAL/S

N° DE UNIDADES

TANQUEL/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

Nota importante:El reglamento Nacional de Edificaciones, también proporciona lastablas para los aparatos sanitarios de uso privado y de uso público,dando las unidades Hunter para agua fría mas agua caliente; otraunidad Hunter cuando solamente es agua fría y cuando solamente esagua 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 SERCALENTADA, 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 REQUIEREDE 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 AGUAA 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 APARTOSANITARIO QUE REQUIERA DE AMBAS, SE USARAN LAS CIFRAS INDICADAS EN LA SEGUNDA Y TERCERACOLUMNA respectivamente* DEBE ASUMIRSE ESTE NUMERO DE UNIDADES DE GASTO POR CADA SALIDA.

Ejemplo 1 :

Un edificio de 5 pisos en cada piso undepartamento con un ½ baño social, 3dormitorios con sus baños completos, dormitoriode servicio con baño completo, lavadero decocina y lavadero de ropa, todos con aguacaliente.

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 uHQmp = 2,22 l/s

La dotación de agua :5 dep. x 6 hab/dep. x 150 l/día = 4 500 l/día5 dep. de 3 dormitorios x 1200 l/día = 6000 l/día

1.2 LONGITUDES EQUIVALENTES

Las longitudes equivalentes, son longitudes para losaccesorios de acuerdo a su diámetro, equivalen auna longitud de tubería, que permite reemplazar elaccesorio por esa longitud de tubería.

Existen varios ábacos para determinar las longitudesequivalentes, daremos en el presente curso la tablamas práctica, que es la de CRANE

Los accesorios, influyen en la pérdida de carga y parasu cálculo se usa la Tabla de CRANE, obteniendo laslongitudes equivalentes de los accesorios. Estaequivalencia se adiciona a la longitud de la tuberíapara encontrar la pérdida de carga total.

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Tubería PVC o F°G°

Tubería de Polibutileno

* Es un polímero termoplástico isotáctico cristalizado. Es un material muy elástico y en comparación con otros plásticos, ofrece mejores propiedades físicas.

Ejemplo:Una tubería de fierro galvanizado con diámetrode ¾”. Conduce agua potable con un gasto de0.80 lts/seg., la tubería tiene una longitud de12,60 m. con los siguientes accesorios: 3 codos90° de radio medio, una tee de paso y unaválvula de compuerta. Calcular la pérdida decarga que se produce en la tubería.

ÁBACO PARAEL CÁLCULO DE TUBERÍAS DE PVC

2. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO PARA EL SISTEMADIRECTO

Se debe proceder de la siguiente manera:

1. Conseguir la presión de la matriz (PM), para verificar sies 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 másdesfavorable 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 unidadesHunter 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 losdatos del problema y los que se calculan:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

TRAMO Lm.

Lem.

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 /horaCasillero 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 metrolineal de cada tramo, se obtiene en el ábacoque corresponda a la tubería, con el caudal yel diámetro y se divide entre 100.

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

Casillero 11: Cálculo de la presión de cada punto de lostramos de la red, iniciando con la presión dela matriz, restando la pérdida de carga deltramo y la altura estática si la tiene.

EJEMPLO 1: Sistema Directo.Un edificio de tres niveles, con 2,60 m. de altura cadanivel; en cada nivel un departamento igual como semuestra en el plano de planta. Calcular el alimentador entubería PVC por el sistema directo, conociendo la presiónde la matriz de 28 m.c.a. y tomando como presión desalida en los aparatos sanitarios de 2,50 m.c.a. La redmatriz se encuentra a (- 1,50 m) del primer nivel., losmedidores con una pérdida de carga de 1,00 m.c.a. cadauno.

DATOS DEL PROBLEMA:

• Altura de cada piso 2,60 m.• Cada nivel un departamento igual• Tubería PVC• Presión de la matríz 28 m.c.a.• Presión de salida de agua en los aparatossanitarios 2,50 m.c.a.

• Pérdida de carga del medidor 1,0 m.c.a.

30

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 laducha, solamente se toma en cuenta las distanciasverticales:

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, sele va a denominar hfd (pérdida de carga disponible), setiene

hf d   =   PM ‐ H ‐ Ps – P de medidoreshf d    =   28,00  ‐ 8,80  ‐ 2,50 ‐ 2,00 = 14,70 m.c.a.

Esta carga disponible es la que nos permite calcular losdiámetros de tubería en cada tramo hasta el punto masdesfavorable

UNIDADES HUNTER EN CADA TRAMO DEL PLANOISOMÉTRICO

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

Tramo AB:[3 baños completos (18 uH) + un lavadero de cocina ( 3uH) + un lavadero de ropa (3 uH)] = 24 uH x 3departamentos = 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 deaccesorios se usa la Tabla de CRANE, se elige eldiámetro de la tubería para cada tramo,aproximadamente con el caudal que se tiene calculado enls/seg,

Elegimos tubería de ¾” para los tramos AB, BC y CD; yde ½ para los tramos DE, EF y FG; con estos diámetrosse 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 0,11 tee de salida lateral 1,0 0,9

3,5

Estas longitudes equivalentes se colocan en el casillero 3 y seadiciona a la longitud de la tubería en cada tramo, casillero 4.En el casillo N° 7 se coloca la máxima demanda simultaneadel tramo, para este caso se toma en m3/hora para ingresar alábaco de PVC.En el casillero 8, se coloca la pérdida de carga por metrolineal, obtenida en el ábaco de PVC, con el gasto en m3/horapara tubería en PVC y el diámetro que se haya elegido.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

TRAMO

Lm.

Lem.

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 PRESIONANTERIOR

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 decarga disponible de 14,70 m.c.a, el cálculo con losdiámetros elegidos son aceptables

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

Para los ramales del 1er. Piso y 2do. piso, se calcula con elsistema directo, utilizando la presión en los puntos B y Crespectivamente y eligiendo en ese ramal el punto másdesfavorable. El diámetro de la tubería inicial puede serigual o menor que la obtenida en el alimentador.

Ejemplo 2: Sistema Indirecto.Un edificio de 3 pisos, en cada piso 4 departamentos devivienda de 3 dormitorios, tiene un medio baño, un bañocompleto, un baño de servicio completo, un lavadero decocina y un lavadero de ropa, los aparatos sanitarios detanque y con agua caliente; la tubería de la acometida ydel alimentador en PVC, la tubería de succión y descargadel equipo de bombeo en F°G°.El tiempo de llenado de lacisterna en 4 horas y del tanque elevado en 2 horas. Lapresión de la matriz 17,5 m.c,a., la presión de salida enlos aparatos sanitarios, cisterna y del punto másdesfavorable en el alimentador es de 2,5 m.c.a. Elmedidor con 1,00 m. de longitud equivalente. El edificiodebe diseñarse con agua contra incendio. El equipo debombeo se calculará con un coeficiente de eficiencia de0,6.

1. CÁLCULO DE LA MÁXIMA DEMANDA DELDEPARTAMENTO

Se calcula con la tabla del R.N.E. para uso privado½ Baño. Social 4 uH2 Baños completos 12 uH1 Lavadero de cocina 3 uH1 Lavadero. de ropa 3 uH

22 uH

Esquema del plano de corte del edificio, con lasredes de agua, cisterna, tanque elevado, equipode bombeo y unidades Hunter en cadacuadradito

2. CÁLCULO DE LA ACOMETIDAVolumen de la cisterna (Vc)El departamento será habitado por 8 personas, ladotación 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 horasQ = 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                 2,0metros

Tramo L Le LtQl/s

Qm3/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 lassiguientes dimensiones:

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

Dimensión estructural, hay que adicionar el espesor delmuro, piso y techo de la cisterna. A su altura adicionar elespesor del piso y techo 0,40, más 0,45 m que es la alturamínima del fondo del techo a la superficie del agua, mas0,10 m. que es la altura mínima del piso a la canastilla dela 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 incendio3 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 elespesor de los muros, piso y techo 0,15 m.

A su altura se adiciona 0,45 m que es la alturamínima del fondo del techo a la superficie del agua y0,10 m. que es la altura mínima, que se debe dejar ala salida de la tubería de agua contra incendio porencima 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 2½”, debe controlarse el diámetro que sale del tanquehasta los gabinetes del último piso, para tener lapresión 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 elagua contra incendio debe tener 0,10 m

La tubería de salida dentro del tanque paraagua 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 lossiguientes elementos: Tubería de succión, tuberíade descarga y potencia del motor.

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

Qb = (Vc) = _ 4800_________ = 0,67 lts/seg.2 hs. 2 hrs. X 3600 seg./hra

Con el caudal de bombeo se calcula los diámetros dela tubería de succión y de descarga con la tabla delR.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 dedescarga 1” y de succión la inmediatamente superior 1 ¼”

Con estos datos se ingresa al ábaco de tubería galvanizaday se obtiene las pérdidas de carga por metro lineal para 1¼” y 1”

En las longitudes de la tubería de succión se le debeagregar 10% por accesorios y a la tubería de descarga el25% por accesorios

Cálculo de la perdida de carga por metro lineal

Tubo de succión de 1 ¼”; y Qb = 0,67 lts/seg; se obtieneS 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 succiónhfs = 4,95 x 0,046 = 0,23 m.c.a

Pérdida de carga en la tubería de descargahfd = 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 FuerzaHP = 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 alimentadorEs la tubería que va desde el tanque elevado hastalos puntos de ingreso a cada departamento

Las unidades Hunter de cada departamento secalculó en 22 uH, esta unidad se marca en uncuadrado en el plano de corte.

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

Pendiente máxima hasta el punto másdesfavorable, A la longitud L se le adiciona 20% poraccesorios.Smáx. = H‐Ps / L x 1,20Smáx. = 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 tanqueelevado hasta el punto mas desfavorable, viene a ser laaltura 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 eltanque elevado hasta el punto más desfavorable.

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

En el ábaco de tubería PVC se ubica la pérdida decarga Smáx y el caudal Q obteniendo para cadatramo, 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 elmismo ábaco obtener el Sreal, con el caudal Q decada tramo y su diámetro de tubería obtenido

Se llena el cuadro de cálculo con los valoresobtenidos

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

Tramo L Le Lt uH Q l/s Q m3/h Smáx 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” 0,0175 0,21 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 lastuberías de los alimentadores, se inician con lapresión de cada punto obtenido, más la altura deagua de cada piso. El cálculo se hace de la mismaforma aplicando este sistema.

Para el cálculo de la tubería ramal de cadadepartamento, se toma la presión del punto deingreso que se han calculo con el sistemaindirecto y se calcula con el sistema directo

DRENAJE SANITARIO Y PLUVIAL

Una red de saneamiento en un edificio puede concebirse según cinco tipos de sistemas:

1. Sistema unitario2. Sistema separativo3. Sistema semiseparativo o mixto4. Sistemas de elevación forzada.5. Sistemas mediante trituradores.

1. SISTEMA UNITARIO 2. SISTEMA SEPARATIVO

3. SISTEMA SEMISEPARATIVO O MIXTO

6.‐ VENTILACION

6.  REDES DE VENTILACIÓN

ALCANCESSon las tuberías verticales destinadas a la ventilación delas redes de desagüe, para que no se produzca malosolores, vacíos o presiones dentro de la tubería y rompanlos sellos de agua creados por la trampas o sifones.

Los tubos horizontales de ventilación deben tener unapendiente mínima del 1% hacia la red de desagüe omontante, para que el agua que se condensa en latubería se evacue.

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

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

6.1 DISEÑO DE REDES DE VENTILACIÓNEl diámetro del tubo de ventilación principal sedeterminará tomando en cuenta su longitud total, eldiámetro de la montante correspondiente y el total deUnidades de descarga ventilada, según la siguiente tabla:

6.2   VENTILACIÓN DE APARATOS SANITARIOS INDIVIDUALES

Para la ventilación individual de aparatos sanitarios, el diámetro dela tubería de ventilación será igual a la mitad del diámetro delconducto de desagüe al cual ventila y no menor de 50 mm (2”).Cuando la ventilación individual va conectado a un ramalhorizontal común, su diámetro y longitud se determinarán según lasiguiente tabla:

7.‐ DRENAJE PLUVIAL

7. RED DE EVACUACIÓN DE AGUAS DE LLUVIA

ALCANCES

La recolección del agua de lluvia en los edificios se genera enlas azoteas, techos, patios y áreas expuestas.

Cuando no exista un sistema de alcantarillado pluvial y la redde aguas residuales no haya sido diseñada para recibir aguasde lluvia, no se permitirá descargar este tipo de aguas a la redde aguas residuales. Estas deberán disponerse al sistema dedrenaje o áreas verdes existentes.

7.1  INSTALACIÓN

La áreas de recolección de las aguas de lluvia debentener una pendiente adecuada de no menos del 1%hacia las montantes.

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

7.2 DIÁMETROS DE MONTANTES, CONDUCTOS YCANALETAS

Los diámetros de las montantes, conductoshorizontales y canaletas de colectores para agua delluvia, estarán en función del área servida y de laintensidad 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 Diámetro del Conducto

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

Pendiente 1 % Pendiente 2 %

metros cuadrados 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 Diámetro de la canaleta

Área en proyección horizontal (m2) para varias pendientes

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