trabajo de servicio 9110-07-01194
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7/21/2019 Trabajo de Servicio 9110-07-01194
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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETAVICERRECTORADO ACADEMICO
DECANATO DE POST-GRADO E INVESTIGACION
SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE AGUA EN EDIFICACIONESMULTIFAMILIARES EN LA CIUDAD DE MARACAIBO
TRABAJO DE GRADO PRESENTADO POR ING. MERCEDES LEN.
Especializacin construccin de obras civiles
Maracaibo, Febrero 2007
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II
SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE AGUA EN EDIFICACIONESMULTIFAMILIARES EN LA CIUDAD DE MARACAIBO.
TRABAJO ESPECIAL GRADO PARA OPTAR AL
TITULO DE ESPECIALISTA EN CONSTRUCCIN
DE OBRAS CIVILES. PRESENTADO POR:
__________________________________
MERCEDES EDUVIGES LEON VALERO
C.I: 13.742.998
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III
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETAVICERRECTORADO ACADEMICO
DECANATO DE POST-GRADO E INVESTIGACIONESP. CONSTRUCCIN DE OBRAS CIVILES
RESUMEN
SISTEMA DE DISTRIBUCION DE AGUA EN EDIFICACIONES MULTIFAMILIARES DE5 Y 11 PISOS EN LA CIUDAD DE MARACAIBO
AUTOR: MERCEDES EDUVIGES LEON VALEROTUTOR: RAMIRO GERARDO ACOSTA SALAS
FECHA: FEBRERO 2007
El presente trabajo tiene como objetivo el de analizar la solucin maseconmica en cuanto a construccin, operacin y mantenimiento de lossistemas de distribucin de agua potable en edificacionesmultifamiliares de 5 y 11 pisos. Para ello se evaluaron dos edificios:uno de 11 pisos con 10 plantas tipo y dos apartamentos por piso de164.10 m de construccin, un pent house de 326.17 m deconstruccin mas la planta baja con una conserjera de 88.90 m deconstruccin, un apartamento de 138.55 m de construccin y un reasocial de 27.45 m de construccin con una sala de bao; y un edificiode 5 pisos con 4 plantas tipo y dos apartamentos por piso de 115 m deconstruccin, un pent house de 174 m de construccin mas la plantabaja con una conserjera de 66 m de construccin y un apartamento
de 115 m de construccin. Con el empleo de un software se realizanlos presupuestos para obtener los siguientes costos de construccin:para el edificio de 11 niveles 30.996.966,35 (Sistema tanque bajo-tanque elevado), 34.714.268,46 (Sistema Hidroneumtico),36.003.328,37 (Bombeo Directo); para el edificio de 5 niveles18.141.578,29 (Sistema tanque bajo-tanque elevado), 17.874.872,10(Sistema Hidroneumtico), 18.515.651,34 (Bombeo Directo).Basndose en los valores anteriores se concluye que el Sistematanque bajo-tanque elevado posee los menores costos de construccinen edificios de 11 niveles y para edificios de 5 niveles el sistemahidroneumtico posee los menores costos de construccin.
Descripto res: Sistema de distribuc in de agua, Costos,Comparacin, Seleccin.
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IV
NDICE GENERAL
NDICE GENERAL
NDICE DE TABLAS
NDICE DE GRFICOS
RESUMEN
CAPITULO I. FUNDAMENTACIN DEL PROBLEMA
Planteamiento y Formulacin del problemaObjetivo General
Objetivos Especficos
Justificacin de la Investigacin
Delimitacin de la Investigacin
CAPITULO II. MARCO TERICO.
Antecedentes de la Investigacin
Bases Tericas
Generalidades para los Sistemas de Distribucin de Agua
Partes del Sistema de Distribucin de Agua
Lnea de Aduccin
Estanque de AlmacenamientoLimpieza y Desinfeccin de los Estanques de Almacenamiento
iii
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x
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Sistema de Suministro de Agua en Edificaciones
Tanque Bajo Tanque Elevado
Sistema Hidroneumtico
Bombeo Directo
Recomendaciones para el uso de los Sistemas de Distribucin
Clculo de la Red de Distribucin
Sistema Tanque Bajo-Tanque ElevadoClculo de la Dotacin
Clculo y Dimensionamiento de los Estanques
Diseo de la Lnea de Aduccin
Lnea de Aduccin por Gravedad
Lnea de Aduccin por Bombeo
Diseo del Equipo de Bombeo
Sistema Hidroneumtico
Dimensionamiento del Tanque Hidroneumtico
Clculo del Equipo de Bombeo
Bombeo Directo
Determinacin de la Ruta CriticaGeneralidades para el Diseo
Clculo de los Presupuestos
Clculo de los Costos de Operacin y Mantenimiento
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15
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17
18
1818
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Mapa de Variables
CAPITULO III. MARCO METODOLGICO
Tipo de Investigacin
Diseo de Investigacin
Unidad de Anlisis
Procedimiento
Plan de Anlisis de Datos
CAPITULO IV. DISEO DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIN YANLISIS DE RESULTADOS
Edificio 11 Pisos
Memoria Descriptiva
Sistema Tanque Bajo Tanque Elevado
Clculo de Dotaciones
Dimensionamiento del Estanque Bajo
Dimensionamiento del Estanque Elevado
Aduccin por Gravedad
Clculo de los Dimetros
Aduccin por Bombeo
Sistema HidroneumticoDimensionamiento del Estanque Bajo
Aduccin por Gravedad
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43
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Clculo de los Dimetros
Clculo del Caudal de Bombeo
Dimensionamiento del Tanque Hidroneumtico
Clculo de las Bombas
Bombeo Directo
Clculo del Equipo de Bombeo
Clculo del Acero en los Tanques de Almacenamiento
Clculo del Consumo ElctricoEdificio 5 Pisos
Memoria Descriptiva
Sistema Tanque Bajo Tanque Elevado
Clculo de Dotaciones
Dimensionamiento del Estanque Bajo
Dimensionamiento del Estanque Elevado
Aduccin por Gravedad
Clculo de los Dimetros
Aduccin por Bombeo
Sistema Hidroneumtico
Dimensionamiento del Estanque BajoAduccin por Gravedad
Clculo de los Dimetros
60
61
61
65
66
66
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Clculo del Caudal de Bombeo
Dimensionamiento del Tanque Hidroneumtico
Clculo de las Bombas
Bombeo Directo
Clculo del Equipo de Bombeo
Clculo del Acero en los Tanques de Almacenamiento
Clculo del Consumo Elctrico
Discusin de los ResultadosAnlisis de Resultados
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFA
ANEXOS
99
100
102
103
108
111
119
120121
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NDICE DE TABLAS
Tabla 1. Clculo de las dotaciones segn el nmero de habitantes porapartamento. 19
Tabla 2. Clculo de las tuberas de impulsin en funcin del gasto de bombeo.
24
Tabla 3. Dimetros, gastos y presiones requeridos en los puntos de alimentacin
de las piezas sanitarias. 32
Tabla 4. Separacin de abrazaderas segn el dimetro de la tubera. 40
Tabla 5. Mapa de variables. 42
Tabla 6. Clculo de dotaciones en edificio de 11 niveles. 52
Tabla 7. Clculo de perdidas por accesorio del sistema tanque bajo tanque
elevado en edificio de 11 niveles. 57
Tabla 8. Clculo del gasto probable en edificio de 11 niveles. 67
Tabla 9. Clculo de perdidas por accesorio del sistema por bombeo directo en
edificio de 11 niveles. 74
Tabla 10. Clculo de dotaciones en edificio de 5 niveles. 87
Tabla 11. Clculo de perdidas por accesorio del sistema tanque bajo tanque
elevado en edificio de 5 niveles. 93
Tabla 12. Clculo del gasto probable en edificio de 5 niveles. 104
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Tabla 13. Clculo de perdidas por accesorio del sistema por bombeo directo en
edificio de 5 niveles. 109
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NDICE DE GRFICOS
Grfico 1. Esquema de Funcionamiento Equipo de Bombeo. 26
Grfico 2. Tanque Hidroneumtico. 28
Grfico 3. Esquema de Funcionamiento Equipo de Bombeo. 33
Grfico 4. Esquema de Funcionamiento Equipo de Bombeo. 35
Grfico 5. Aduccin por Gravedad Tanque Bajo. 54
Grfico 6. Esquema de Funcionamiento Equipo de Bombeo. 56
Grfico 7. Aduccin por Gravedad Tanque Bajo. 59
Grfico 8. Montantes de Edificio de 11 pisos. 73
Grfico 9. Corte Transversal Tanque Bajo. 76
Grfico 10. Corte Longitudinal Tanque Bajo. 77
Grfico 11. Corte Transversal Tanque Elevado. 78
Grfico 12. Corte Longitudinal Tanque Elevado. 79
Grfico 13. Corte Transversal Tanque Bajo. 81
Grfico 14. Corte Longitudinal Tanque Bajo. 82
Grfico 15. Aduccin por Gravedad Tanque Bajo. 90
Grfico 16. Esquema de Funcionamiento Equipo de Bombeo. 93
Grfico 17. Aduccin por Gravedad Tanque Bajo. 96
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Grfico 18. Montantes de Edificio de 5 pisos. 108
Grfico 19. Corte Transversal Tanque Bajo. 111
Grfico 20. Corte Longitudinal Tanque Bajo. 112
Grfico 21. Corte Transversal Tanque Elevado. 113
Grfico 22. Corte Longitudinal Tanque Elevado. 115
Grfico 23. Corte Transversal Tanque Bajo. 116
Grfico 24. Corte Longitudinal Tanque Bajo. 118
Grfico 25. Comparacin de Costos de Construccin de los Sistemas de
Distribucin de edificio de 11 pisos. 122
Grfico 26. Comparacin de Costos de Mantenimiento de los Sistemas de
Distribucin de edificio de 11 pisos. 122
Grfico 27. Comparacin de Costos de Operacin de los Sistemas de Distribucin
de edificio de 11 pisos. 123
Grfico 28. Comparacin de Costos de Construccin de los Sistemas de
Distribucin de edificio de 5 pisos. 124
Grfico 29. Comparacin de Costos de Operacin de los Sistemas de Distribucin
de edificio de 5 pisos. 124
Grfico 30. Comparacin de Costos de Mantenimiento de los Sistemas de
Distribucin de edificio de 5 pisos. 127
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C A P I T U L O I
F U N D A M E N T A C I O N
Planteamiento y Formulacin del Problema
Proveer una adecuada cantidad de agua ha sido asunto que ha inquietado
desde los principios de la civilizacin. Aun en las antiguas ciudades, los
abastecimientos locales eran con frecuencia inadecuados y los acueductos eran
construidos para transportar agua desde fuentes lejanas. Tales sistemas de
abastecimiento no distribuan agua a las residencias individuales, sino que la
llevaban hasta uno o pocos lugares centrales desde donde los ciudadanos podan
llevarla a sus hogares.
Hasta mediados del siglo XVII no se dispona de tuberas que pudieran
soportar altas presiones. Se utilizaban tuberas hechas de madera, arcilla o plomo,
que generalmente estaban ubicadas de acuerdo con la lnea de gradiente
hidrulico. El desarrollo de la tubera de hierro fundido y la reduccin gradual de su
costo, junto con el desarrollo y mejoramiento de las bombas de vapor, hicieron
posible que incluso pequeas comunidades pudieran crear abastecimientos
pblicos de agua que permitieran llevarla a cada residencia. (Mcghee Terence
j,1999)
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Actualmente se dispone de una gran variedad de materiales para fabricar
tuberas, equipos de bombeo y sistemas de distribucin que permitan dotar de
agua a edificaciones ubicadas en cualquier lugar. Ahora el problema es otro, el
constante crecimiento de la poblacin y el desarrollo de grandes ciudades en las
cuales comnmente se toma como solucin habitacional la construccin de
grandes edificios con determinado nmero de niveles que vara de 2 hasta 20
pisos ms; la crisis econmica y el aumento de precio de los materiales, hacen
necesaria la implantacin de nuevos sistemas de construccin, que ofrezcansoluciones menos costosas y tiempos de ejecucin menores teniendo como
prioridad la seguridad y el confort de los habitantes.
Uno de los servicios pblicos necesarios en toda edificacin es el
abastecimiento de agua, que tambin se ve afectado por la tendencia de reducir
los costos de construccin; para su diseo se deben tomar en cuenta las
condiciones del servicio de abastecimiento pblico, en lo que a continuidad del
servicio y presin se refiere. Considerando la variabilidad de estas dos
condiciones, se pueden presentar las siguientes alternativas de distribucin de
agua dentro de una edificacin: Cuando se garantice servicio continuo y presin
suficiente, el sistema de abastecimiento podr servirse directamente desde el
acueducto pblico a las piezas sanitarias.
Cuando no se garantice servicio continuo, pero si presin suficiente, la
distribucin podra efectuarse segn: Alimentacin directa desde el acueducto
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pblico a uno o varios estanques elevados. Alimentacin directa desde el
acueducto pblico a uno o varios estanques subterrneos, utilizando equipo de
bombeo para alimentar a uno o varios estanques elevados. Alimentacin directa
desde el acueducto pblico a uno o varios estanques subterrneos, utilizando
equipo de bombeo acoplado a un sistema hidroneumtico. Alimentacin directa
desde el acueducto pblico a uno o varios estanques subterrneos, abasteciendo
la red interna de la edificacin mediante sistema de bombeo directo. (Herrera
,1991)
En la ciudad de Maracaibo, el servicio de abastecimiento pblico de agua
posee buena presin pero no continuidad, resumiendo los sistemas de distribucin
de agua para edificaciones en tres que son generalmente los mas usados: sistema
tanque bajo-bombeo-tanque elevado, sistema hidroneumtico y sistema de
bombeo directo. Ante la presencia de tres posibles soluciones, es necesaria la
seleccin del sistema de distribucin satisfactorio menos costoso, que sea
evaluado tomando en cuenta el costo total, la relacin costo-eficiencia, y el costo
de operacin y mantenimiento.
Formulacin del Problema
Para dar solucin a la problemtica planteada, el autor de esta investigacin se
propuso a dar respuesta a la siguiente interrogante: Cul sistema de distribucin
de agua se debe seleccionar que resulte el ms econmico en una edificacin
multifamiliar?
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Objetivos de la Investigacin
Objetivo General
Analizar la solucin ms econmica en cuanto a construccin, operacin y
mantenimiento de los sistemas de distribucin de agua potable en edificaciones
multifamiliares de 5 y 11 pisos.
Objetivos Especficos
Identificar las caractersticas, beneficios; costos de construccin, operacin y
mantenimiento del sistema de distribucin de agua por tanque bajo-bombeo-
tanque elevado.
Identificar las caractersticas, beneficios; costos de construccin, operacin y
mantenimiento del sistema de distribucin de agua por sistema hidroneumtico.
Identificar las caractersticas, beneficios; costos de construccin, operacin y
mantenimiento del sistema de distribucin de agua por bombeo directo.
Comparar los diferentes sistemas de distribucin de agua en edificaciones
multifamiliares.
Seleccionar el sistema de distribucin de agua en edificaciones multifamiliares
con la relacin costo eficiencia ms adecuada.
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Justificacin de la Investigacin
Previo a la construccin de una edificacin, debe realizarse un estudio
completo del rea donde va estar ubicada, que permita hacer un diseo real en
funcin de su entorno, que no este sobrediseado, sino que se ajuste
completamente a la necesidad que va a satisfacer. Es muy importante determinar
los puntos de conexin de la edificacin con los servicios pblicos de los que debe
estar dotada. Con esta informacin, se procede a realizar el diseo y clculo de
todos sus componentes.
Es de mucha utilidad poseer de antemano investigaciones prcticas basadas
en circunstancias reales que permitan conocer el impacto econmico de la
aplicacin de un sistema de construccin especifico para realizar las debidas
proyecciones, para ello es vital que el ingeniero est seguro que el trabajo sea
comparable en dificultad y que los costos estn ajustados, para aplicar las tasas
de inflacin y otras fluctuaciones en los precios del mercado.
La mayora de las veces, los diseos de sistemas de distribucin de agua en
edificaciones multifamiliares se seleccionan aplicando lo mas comnmente
utilizado en las obras, sin realizar a priori un estudio econmico o una
comparacin de las distintas alternativas que se pueden emplear. El producto de
este trabajo, es aportar todo un estudio que permita a los ingenieros proyectistas
la seleccin inmediata de un sistema de distribucin de agua en edificaciones
multifamiliares econmico y eficiente en funcin del tamao de la edificacin.
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Esto implica la reduccin de costos de construccin que anteriormente el
contratista o proyectista no tomaba en cuenta, fundamentado en bibliografas para
el diseo, clculo y dimensionamiento de sus elementos, anlisis de precios
unitarios con precios de insumos actualizados y tabulador de mano de obra
vigente. Se trata del resultado de todo el trabajo que debe hacerse a la hora de
seleccionar un determinado sistema de distribucin de agua en edificaciones
multifamiliares.
Delimitacin de la Investigacin
La presente investigacin que tuvo como objetivo determinar un sistema de
distribucin de agua potable para edificaciones multifamiliares de 5 y 11 pisos que
represente la solucin mas econmica en cuanto a construccin, operacin y
mantenimiento, se desarroll en la ciudad de Maracaibo durante el periodo Mayo-
Julio del ao 2006, bajo los lineamientos tericos del autor Herrera (1991), con la
aplicacin de software para la elaboracin de presupuestos de anlisis de precios
unitarios.
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C A P I T U L O II
M A R C O T E R I C O
Antecedentes de la Invest igacin
Herrera Boscan, en el ao 1991 realiz una investigacin titulada:
Instalaciones sanitarias en edificios. Diseo y clculo. Plantea toda una
metodologa para el diseo y clculo de las instalaciones sanitarias en edificios
basndose en las normas sanitarias vigentes y en el uso que tendr la edificacin.
Divide el clculo en las siguientes etapas: 1) Clculo de la dotacin, 2) Clculo de
la capacidad de l o los estanques de almacenamiento y dimensionamiento, 3)
Clculo de la lnea de aduccin, 4) Clculo del equipo de bombeo, 5)
Determinacin de los gastos probables por tramo, 6) Determinacin de los
dimetros, prdidas, velocidades y presiones en cada tramo. Plantea el uso de
nomogramas para el clculo del dimetro, prdida real y velocidad real de la lnea
de aduccin por gravedad.
Lopez, en el ao 1990 realiz una investigacin titulada: Agua. Instalaciones
sanitarias en los edificios. Aborda los problemas, desde la distribucin hasta la
recoleccin y disposicin final del agua, dando informacin acerca de los mtodos
prcticos ms habituales. Con ejemplos grficos y breves notas explicativas, se
remarcan los puntos de inters y conflictivos. Plantea el uso de tablas para el
clculo dimetro de las tuberas dependiendo del tipo de tubera o rugosidad.
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Mcghee Terence j, en el ao 1999 publica su investigacin titulada
Abastecimiento de agua y alcantarillado. Ingeniera ambiental, en ella explica el
diseo, construccin y operacin de sistemas para tratamiento y abastecimiento
de agua potable y la recoleccin, tratamiento y disposicin de las aguas
residuales. El desarrollo de planes de ingeniera para abastecimiento de agua y
tratamiento de aguas residuales involucra la evaluacin econmica de esquemas
alternativos, la seleccin del sistema satisfactorio menos costoso y el desarrollo de
un plan de financiacin. Con frecuencia, la alternativa menos costosa debe serevaluada desde varios puntos de vista: costo total, la relacin costo - satisfaccin y
costo total para el usuario.
Los antecedentes antes expuestos se utilizan como basamentos tericos
prcticos en cuanto a lo que se refiere a: metodologa de diseo de los sistemas
de distribucin y normas vigentes (Herrera Boscan,1991), ejemplos grficos y
tablas de unidades de gasto (Lopez,1990), tipos de tuberas y accesorios
(Terrence, 1999).
Bases Tericas de la Investigacin
Generalidades para los Sistemas de Distribucin de Agua
Segn Herrera Boscan (1991), el sistema para la distribucin de agua potable
en un edificio deber disearse tomando en cuenta las condiciones de servicio del
abastecimiento pblico, en a lo que continuidad del servicio y a presin se refiere.
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Igualmente, queda terminantemente prohibido conectar en forma directa o
indirecta, abastecimiento pblico con abastecimiento privado (conexiones
peligrosas), pues ello podra ocasionar contaminacin de la fuente pblica con la
fuente privada.
Un factor importante a la hora de realizar el diseo del sistema de distribucin
es la dotacin, que se refiere a la cantidad total de agua requerida por el inmueble
para que sus habitantes puedan satisfacer sus necesidades, as como los
requerimientos de agua que pudieran tener los ambientes en los cuales ellos se
desenvuelven, dependiendo del uso o actividad a la que se destine la edificacin.
La dotacin no slo permite estimar el costo de incorporacin de la edificacin al
acueducto pblico, sino que tambin de una buena estimacin de la misma
depende el buen funcionamiento de la edificacin.
Partes del Sistema de Distribucin de Agua
Asimismo, el autor Herrera Boscan (1991), define como las partes que integran
el sistema de abastecimiento de agua potable en edificaciones las siguientes:
1 Lnea de aduccin.
2 Estanque de Almacenamiento.
3 Equipo de Bombeo.
4 Red de Distribucin.
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5 Artefactos o Piezas sanitarias.
6 Medidores.
Lnea de Aduccin
Se denominar as a cualquier tubera que alimente cualquier tipo de estanque,
bien sea por gravedad o por bombeo.
Estanque de Almacenamiento
Son dispositivos utilizados para compensar las variaciones en el consumo de la
edificacin. Pueden ser: a) Bajos ( superficiales y subterrneos), b) Elevados.
Deben ser diseados y construidos de forma que garanticen la potabilidad del
agua en todo tiempo; el material debe ser resistente e impermeable y deber
dotrsele de los dispositivos necesarios para su correcta operacin,
mantenimiento y limpieza, tales como: boca de inspeccin, flotante, tubera de
rebose, limpieza, etc.
El agua proveniente del desague de la tubera de limpieza y de la de rebose de
los estanques deber disponerse en forma indirecta, al sistema de drenaje de
aguas servidas de la edificacin, mediante cada libre no menor de 15 cm. de
altura. El dimetro mnimo de la tubera de rebose ser de 2 pulgadas, en todo
caso se determinar en funcin de la capacidad mxima de la tubera de la
aduccin.
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Todo edificio ubicado en sectores donde el abastecimiento de agua pblico no
sea continuo o carezca de presin adecuada, deber estar provisto de uno o
varios estanques de almacenamiento, que permitan el suministro de agua en
forma aceptable a todas las piezas sanitarias, o instalaciones previstas. Tales
estanques podrn instalarse en la parte baja (sin enterrar, semi-enterrados y
subterrneos), en pisos intermedios, o sobre el edificio (elevados).
Los materiales, tuberas, llaves, flotantes y otros accesorios, utilizados en la
construccin o instalacin de estanques de almacenamiento de agua, debern ser
adecuados, nuevos y ser de los tipos aprobados por la autoridad sanitaria. Todos
los accesorios que requieran ser cambiados o reparados, debern instalarse en
sitios accesibles y de manera que puedan ser movidos fcilmente. El diseo de los
estanques de almacenamiento deber ser tal que permita su mantenimiento y su
fcil y total limpieza.
Limpieza y Desinfeccin de los Estanques de Almacenamiento
La limpieza de los estanques de almacenamiento se realizar inicialmente
como requisito previo al otorgamiento de la habitabilidad sanitaria, y luego
regularmente, a intervalos no mayores de un ao. La limpieza consiste en el
lavado y desinfeccin con los equipos y mtodos de operacin que sean
necesarios para eliminar la contaminacin del sistema de abastecimiento, se
prohbe la disposicin de las aguas provenientes del lavado de los estanques a
travs de la red de distribucin del sistema, y el equipo utilizado para esta funcin,
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slo podr utilizarse exclusivamente en estas labores. El procedimiento para el
lavado y desinfeccin de los tanques es el siguiente:
Los encargados de la realizacin de los trabajos, notificarn con anticipacin de
24 horas, a la conserjera del edificio, el cierre del estanque de abastecimiento de
agua potable y la duracin estimada de las labores. La administracin de edificio,
asegurar un suministro de agua potable de emergencia, durante este periodo. Se
vaciar parcialmente el estanque, evitando prdidas innecesarias de agua potable.
Se cerrarn las vlvulas correspondientes, aislando el estanque del circuito. Se
sellarn las bocas de las tuberas de aduccin y servicio y se removern las partes
desmontables de los controles de nivel.
Se remover el interior del estanque toda materia depositada mediante un
chorro de agua a presin dirigida a todas las partes de l. Simultneamente se
proceder a la eliminacin de los desperdicios hasta la limpieza completa del
interior del tanque. Se asegurar la ventilacin adecuada del estanque, se
proveer del alumbrado de seguridad y se asignar una vigilancia constante en el
techo del estanque, durante la permanencia de obreros en el interior.
Se proveer una solucin de cloro en agua de 250 mg/L. La solucin de cloro
se aplicar uniformemente, con un cepillo duro, de mango largo a todas partes del
interior de estanque, operacin que se repetir varias veces. Tambin se puede
aplicar el cloro usando un dispositivo a presin. En el caso de haber algas se
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efectuar otro lavado con una solucin de una concentracin de 1 mg/L de sulfato
de cobre. Se removern del interior del estanque todos los implementos utilizados.
Se lavarn las superficies desinfectadas, para eliminar completamente el cloro,
mediante la aplicacin de gran cantidad de agua a presin. En esta etapa del
proceso se evitar la entrada de obreros al interior del estanque. Se proceder a
vaciar completamente el estanque. Despus del lavado y desinfeccin de los
estanques, se proceder a desinfectar el sistema de distribucin de agua en el
edificio, mediante la inyeccin de una solucin de cloro de 10 mg/L, que se
mantendr en toda la red durante veinte minutos por lo menos.
Equipo de Bombeo
Son los mecanismos utilizados para incrementar la energa del agua. el equipo
de bombeo deber tambin ubicarse en ambientes adecuados; salvo en el caso
de viviendas unifamiliares, el equipo de bombeo deber instalarse por duplicado,
mantenindose uno para reserva. Las bombas y motores de los sistemas de
distribucin de agua en los edificios, deben satisfacer entre otros, los siguientes
requisitos: altura mnima de 1.60 metros, espacio libre alrededor de la bomba
suficiente para su fcil reparacin o remocin, piso impermeable con pendiente no
menor de 2% hacia desages previstos, puerta de acceso dotada de cerradura,
ventilacin adecuada del local.
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Las bombas y motores se instalarn en fundaciones de concreto de 0.30
metros de altura mnimo y resistentes a las vibraciones. Para el bombeo de agua
en edificios se recomienda la utilizacin de bombas centrfugas, a las de cualquier
otro tipo. Las bombas instaladas en los sistemas de distribucin de agua en
edificios, debern ser identificadas con placas en las cuales figuren grabados, en
forma indeleble, los datos y caractersticas de las mismas, o sea capacidad,
revoluciones por minuto, marca y serial, y cualquier otro dato que se considere de
importancia.
Los equipos de bombeo para trabajo combinado con los estanques bajos,
elevados, sistemas hidroneumticos y de extincin de incendios, debern estar
dotados de interruptores automticos que garanticen su adecuado funcionamiento.
Se recomienda la instalacin de interruptores alternados para garantizar el
funcionamiento de las unidades de bombeo.
Red de Distribuc in
Es la red de tuberas que alimentan los puntos de consumo y se pueden
distinguir como: redes de tuberas que alimentan las columnas denominadas
distribuidores, tuberas verticales que llevan el agua a los diferentes niveles de la
edificacin denominadas columnas, y ramales de tuberas que arrancan en cada
nivel y alimentan los diferentes artefactos denominadas derivaciones.
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Sistemas de Suministro de Agua en Edificaciones
Los sistemas de suministro de agua para las edificaciones tienen como
finalidad llevar el agua desde la toma municipal hasta el edificio, accesorios
(lavamanos , duchas, excusado, etc), los aparatos y equipos que la requieren.
Herrera Boscan (1991) clasifica los sistemas de abastecimiento de agua segn
los siguientes tipos :
1 Tanque Bajo Tanque Elevado.
2 Sistema Hidroneumtico.
3 Bombeo directo.
Tanque Bajo Tanque Elevado
Este sistema consiste en un estanque bajo ( de capacidad igual a 2/3 de la
dotacin mxima de la edificacin) que puede ser subterrneo o superficial,
alimentado directamente del servicio pblico ubicado regularmente en la acera
externa de la parcela, que tericamente cumpla con las caractersticas especficas
que permitan el llenado del estanque en un tiempo de 4 horas; con la ayuda de un
sistema de bombeo el agua es elevada hacia un estanque elevado ( de capacidad
igual a 1/3 de la dotacin mxima de la edificacin) con caractersticas especficas
que permitan el llenado del mismo en un tiempo de 2 horas.
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Finalmente a travs de tuberas que bajan por medio de conductos que posee
la edificacin y que son denominadas bajantes, el agua almacenada en el
estanque elevado, baja por gravedad para dotar de la cantidad de agua y presin
necesaria que se requiere para que las piezas sanitarias de la edificacin
funcionen de forma adecuada. Los componentes de este sistema son
principalmente: tanque subterrneo, sistema de bombeo (bombas, tubera de
succin, tubera de impulsin hacia el estanque elevado o montantes, accesorios),
estanque elevado, tuberas de alimentacin de las piezas sanitarias o bajantes.
Sistema Hidroneumtico
Este sistema depende para su dimensionamiento principalmente de los
siguientes factores: tipo de servicio, tipo de edificacin, volumen de agua que se
requiere, nmero de accesorios para alimentar, nmero o cantidad de niveles. Los
componentes del sistema hidroneumtico son principalmente: tanque subterrneo,
sistema de bombeo (bombas, tubera de succin, tubera de impulsin,
accesorios), tanque o cilindro, sistema para el control de presiones.
Este sistema consta de un estanque bajo donde el agua es impulsada por
bombas a un tanque de menor dimensin ubicado en la planta baja del edificio. El
principio de ascenso de agua en este sistema est basado en un tanque
subterrneo que con el uso de bombas inyecta agua a presin a un tanque
hermtico que contiene aire o al que se le suple de aire mediante el uso de un
compresor con capacidad apropiada.
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Bombeo Directo
Es el sistema ms complejo de todos. Consiste en un tanque bajo cuya
capacidad es igual a la dotacin total y un sistema de bombeo que se encarga de
alimentar las piezas sanitarias. Este sistema depende tambin de los factores
anteriormente descritos en el sistema hidroneumtico, la diferencia fundamental
del regulador de presin respecto al sistema tradicional de acumulador
hidroneumtico, es que el regulador de presin mantiene conectada la bomba
mientras exista un consumo en la red, garantizando as, una presin constante en
funcin del caudal solicitado. Por el contrario, en el sistema tanque bajo tanque
elevado, la presin vara constantemente en funcin del volumen de agua
acumulada en el estanque de almacenamiento.
Los componentes del sistema hidroneumtico son principalmente: tanque
subterrneo, sistema de bombeo (bombas, tubera de succin, tubera de
impulsin, accesorios)
Recomendaciones para el Uso de los Sistemas de Distribucin
El sistema de suministro por Tanque Bajo- Tanque Elevado, es recomendable
colocarlo en zonas donde existe disminucin de las cantidades de agua disponible
para uso humano, reduccin en la presin del agua y en el tiempo que debe estar
disponible durante el da. El sistema de suministro por Tanque Hidroneumtico, es
recomendable en edificaciones como edificios, oficinas, comerciales, restaurantes,
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hoteles, hospitales, etc, en los que eventualmente es necesario contar con agua
presurizada, y en donde el abastecimiento pblico no garantice presin suficiente.
El sistema de suministro por bombeo directo, es recomendable donde el
abastecimiento pblico no garantice presin suficiente, para mantener una presin
adecuada en el correspondiente sistema de distribucin de agua. Tambin se
recomienda cuando: los sistemas hidroneumticos dejan de ser econmicos, la
presin mxima del tanque hidroneumtico supere los 70 metros de columna de
agua, el caudal de bombeo sea mayor o igual a 20 Lt/seg, el volumen del tanque
Hidroneumtico sea mayor a 3000 galones.
Clculo de la red de distribucin
Sistema Tanque Bajo-Tanque Elevado
Clculo de la Dotacin
Las dotaciones de agua para fines domsticos, comercial, industrial, riego de
jardn y otros, se calcularn de acuerdo a lo establecido en el capitulo VII
(Artculos 108-116) de las normas sanitarias vigentes. Las dotaciones vienen
estipuladas por las normas sanitarias, conociendo estas normas y con la
observacin detallada de la edificacin, en cuanto a nmero de plantas, distintos
ambientes que lo integran, reas verdes, etc. y mediante la sumatoria de todas las
dotaciones diarias parciales se obtendr la dotacin total.
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Se debe tomar en cuenta la reserva de incendio, la cual de acuerdo a lo
establecido en las Normas COVENIN 1331-87, existen caractersticas mnimas
que debe cumplir el sistema fijo de extincin con agua, con medio de impulsin
propio, utilizado para combatir incendios en edificaciones. En las viviendas
multifamiliares el clculo de la dotacin se realiza de acuerdo al nmero de
dormitorios por apartamento, utilizando la siguiente tabla:
Tabla 1. Clculo de las dotaciones segn el nmero de habitaciones por
apartamento. Fuente: Gaceta Oficial 4044
Fuente: Gaceta Oficial 4044. 1988
Las dotaciones de agua para uso comercial, industrial de jardn, unifamiliares y
otros fines, se calcularn de acuerdo a lo establecido en el Captulo VII de la
Gaceta Oficial 4044.
Nmero de
dormitorios por
apartamento
Dotacin diaria en
litros/apartamento
1 500
2 850
3 1200
4 1350
5 1500
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Clculo y Dimensionamiento de los Estanques
Cuando se emplee una combinacin estanque bajo-equipo de bombeo-
estanque elevado, la capacidad til del estanque bajo no ser menor de las 2/3
partes de la dotacin diaria y la capacidad til del estanque elevado no ser menor
de 1/3 parte de dicha dotacin. Cuando se emplee una combinacin estanque
bajo-equipo hidroneumtico estanque bajo-bombeo directo, la capacidad del
estanque bajo ser por lo menos igual a la dotacin diaria de la edificacin.
Cuando se emplee el sistema de bombeo directo la capacidad del estanque
bajo ser por lo menos igual a la dotacin diaria de la edificacin. La
determinacin de la altura esttica de clculo constituye un factor fundamental
motivado a que la altura que se le asigne al tanque elevado repercutir
directamente sobre las presiones mnimas requeridas por los artefactos sanitarios.
El valor de esta altura estar dado por la sumatoria de las alturas de los entrepisos
mas una altura adicional referida desde la ltima placa con instalaciones hasta el
fondo del estanque elevado, o bien a la mitad de la altura de agua del mismo.
Se recomienda utilizar como carga esttica, la obtenida a partir del fondo de agua
en el tanque elevado de tal forma que el valor de la mitad de la altura de agua nos
quede como un margen de seguridad.
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Diseo de la Lnea de Aduccin
La lnea de aduccin puede ser de dos tipos: lnea de aduccin por gravedad y
lnea de aduccin por bombeo. La lnea de aduccin por gravedad deber estar
provista de una llave de compuerta ubicada a continuacin del medidor, dentro de
la parcela de forma que se pueda cerrar el abastecimiento del edificio. Tambin
se recomienda la instalacin de una llave de compuerta antes de la llegada al
estanque subterrneo. En ningn caso se permite la conexin directa de unidades
de bombeo, al sistema de abastecimiento pblico de agua.
Lnea de Aducc in por Gravedad
Es el tramo comprendido entre el medidor y el estanque subterrneo, debe
poseer un dimetro tal, que permita el llenado del estanque subterrneo en un
tiempo mximo de 4 horas. Para su clculo se requiere conocer la presin de
servicio en el punto de abastecimiento a la parcela y la presin requerida en el
punto crtico de abastecimiento.
La presin inicial est representada por la presin de abastecimiento del
acueducto pblico, y la presin final, por la presin requerida en el punto crtico a
considerar. Si es un estanque, la presin residual a la entrada puede sumirse
entre 1 y 3 metros solo por seguridad, de cualquier forma la presin debe ser
mayor o igual a cero.
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H = Presin inicial Presin final ( ec. 1 )
Tomando en cuenta la longitud total del tramo incrementada entre un 5 a 30%
para considerar las prdidas por accesorio, se obtiene el valor de Jt prdida
terica o de referencia.
Jt = H ( ec. 2 )L
Una vez determinada Jt y con el caudal de trnsito, se determinar delnomograma correspondiente en funcin del tipo de tubera a utilizar (ver
nomogramas) el valor correspondiente al dimetro, prdida real y velocidad real en
el tramo. Finalmente:
Cpiez. Final = Cpiez. Inicial Jreal x L x 1.30 ( ec. 3 )
P. residual = Cpiez. Final C. Terreno ( ec. 4 )
La velocidad mnima se recomienda que sea mayor de 0.60 m/seg para
asegurar el arrastre de partculas y una velocidad mxima de 3 m/seg para evitar
ruidos en las tubera; en caso de resultar la velocidad mayor a 3 m/seg al entrar a
los nomogramas, se debe asumir el dimetro inmediato superior. En cambio si
resulta ser menor de 0.30 m/seg habr que bombear.
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Lnea de Aduccin por Bombeo
En el caso de los sistemas de distribucin por tanque bajo- tanque elevado, la
lnea de aduccin por bombeo es la tubera que va del estanque subterrneo al
estanque elevado. Debe estar en capacidad de permitir el llenado del estanque
elevado en un tiempo mximo de 2 horas. Las normas establecen que el dimetro
de la tubera de succin sea el dimetro inmediato superior al de descarga.
Para el clculo se pueden asumir dos criterios: de acuerdo al Artculo 184 de las
normas sanitarias vigentes, los dimetros de las tuberas de impulsin de las
bombas se determinarn en funcin del gasto de bombeo, pudiendo seleccionarse
de acuerdo a la tabla 2. Otro criterio sera fijar la velocidad en la lnea de succin o
de impulsin; luego con el caudal de trnsito y el nomograma respectivo se
determina el valor correspondiente al dimetro, prdida real y velocidad real. Para
la succin se recomienda una valor de velocidad mayor a 0.60 Lt/seg, y en la
descarga dentro de un rango de 1.50 a 2 m/seg, ya que garantizan una
combinacin dimetro-bombeo econmico.
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Tabla 2. Clculo de las tuberas de impulsin en funcin al gasto de bombeo.
Fuente: Gaceta Oficial 4044. 1988
Diseo del Equipo de Bombeo
En el caso de bombeo de un estanque bajo a un estanque elevado, para
estimar la potencia de la bomba se proceder de acuerdo a lo establecido en el
artculo 192 de las normas:
HP = Q x H ( ec. 5 )75 x E
asto de bombeo en Lt/segDimetro interior de la
tubera (pulg)
Hasta 0.85
De 0.86 a 1.50 1
De 1.51 a 2.30 1
De 2.31 a 3.40 1
De 3.41 a 6.00 2
De 6.01 a 9.50 2
De 9.51 a 13.50 3
De 13.51 a 18.50 3
De 18.51 a 24.00 4
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Donde:
Q = gasto a bombear en Lt/seg
H = carga total de la bomba en metros
E = eficiencia de la bomba
Para estimar el valor de carga total de la bomba (H) se procede de la siguiente
manera:
H = hs + hd + hf + hent + sal + hvel + h ( ec. 6 )
Donde:
hs = altura de succin ( cota entre la maraca de succin y el eje de la bomba) enmetros.
hd = altura de descarga ( cota entre el eje de la bomba y tanque elevado ) en
metros.
h = valor de seguridad, se asume entre 1-3 metros.
hsal = prdida equivalente expresada en metros, debida a ensanchamiento
brusco, en la tubera de descarga.
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Hent = prdida equivalente expresada en metros, debida a una contraccin
brusca, en la tubera de succin.
Hvel = prdida por velocidad.
Hf = prdidas por friccin.
h ent = Kc x ( Vs2/ 2g) ( ec. 7 )
h sal = Ke x (Vd 2 / 2g) ( ec. 8 )
h vel = Vd2 / 2g ( ec. 9 )
hf = hfs + hfd ( ec. 10 )
hfs = Lts x Js ( ec. 11 )
hfd = Ltd x Jd ( ec. 12 )
Grafico 1. Esquema de funcionamiento Equipo de Bombeo
Fuente: Herrera 1991
B
B
Succin
Limpieza
A la Tanquilla delimpieza
Al estanque
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Accesorio Succin Descarga
Codo 2 1
Tee 1 1
Tee 1 1
Valv. Compuerta 2 3
Valv. Retencin 0-1 1
Sistema Hidroneumtico
El tanque subterrneo tendr la capacidad til de por lo menos igual a la
dotacin diaria de la edificacin, que se calcular de forma similar al sistema de
distribucin de tanque bajo-tanque elevado, as como tambin la lnea de aduccin
por gravedad. Es aconsejable que bajo condiciones de mxima demanda, las
bombas trabajen con intervalos adecuados de descanso entre paradas y
arranques. Se recomienda que el promedio de stos no sea mayor de 4 a 6 por
hora.
La presin mnima en el tanque hidroneumtico deber ser tal que garantice en
todo momento la presin requerida segn la tabla N 3 en la pieza mas
desfavorable del sistema. Se recomienda que la presin diferencial no sea menor
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a 14 metros de columna de agua. Debe proveerse un nivel mnimo de agua en el
tanque de forma que tanto la tubera de entrada como la de salida queden siempre
sumergidas, de esta forma se evita la prdida de aire por dichos conductos. Este
volumen se estima en un 10% del volumen total del tanque. Para garantizar en
todo momento el volumen de aire necesario en el tanque hidroneumtico, deber
proveerse un compresor fijo de capacidad adecuada.
Dimensionamiento del Tanque Hidroneumtico
Debe recordarse que:
Presin absoluta = Presin relativa + Presin atmosfrica ( ec. 13 )
Fuente: Herrera 1991
Va = volumen de aire.
Vv = volumen variable de agua.
Vr = volumen de reserva.
Va
Vv
Vr
Pmin.
Pdif = 14 mca
Grafico 2. Tanque Hidroneumtico
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Vt = Va + Vv + Vr ( ec. 14 )
Para el bombeo del agua el gasto puede considerarse en base al total de
piezas sanitarias instaladas, a la demanda mxima del sistema o al gasto
probable. Sea el valor del caudal designado como Q; el volumen variable de agua
podr calcularse de la siguiente manera:
Vv = K x Q ( ec. 15 )
Donde:
K = factor o tiempo real de funcionamiento de las bombas, expresado en minutos.
Q = gasto entrante, expresado en lt/seg.
K depender del nmero de arranques por hora.
Aplicando la ley de Boyle, asumiendo condiciones de ideal en el sistema cerrado
se obtiene:
V1 x P1 = V2 x P2 ( ec. 16 )
Luego:
Va x Pmx. Ab = ( Va + Vv ) x Pmini. Ab ( ec. 17 )
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Arreglando la expresin anterior se tiene:
Va x Pmx. = Va x Pmin. + Vv x Pmin.
Va ( Pmx. Pmin. ) = Vv x Pmin.
Despejando el valor correspondiente al volumen de aire (Va) se tiene:
Va = Vv x Pmin. Ab ( ec. 18 )Pmx. Pmin.
Pero:
Pmx. Pmin. = Pdif. = 14 m ( ec. 19 )
Entonces la ecuacin quedar:
Va = Vv x Pmin. ( ec. 20 )14
Vs = 10% Vt (por norma) ( ec. 21 )
Por tanto :
Va + Vv = 90% Vt ( ec. 22 )
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Vt = Va + Vv ( ec. 23 )0.90
Por razones de economa se recomienda que el largo del tanque sea de 3 a 5
veces su dimetro.
Vt = x 2 x L ( ec. 24 )4
Asumiendo un valor intermedio L = 4queda:
Vt = x 2 x 4 = x 34
De donde:
= 3( Vt / ) ( ec. 25 )
Clculo del Equipo de Bombeo
Los accesorios y el clculo del equipo de bombeo, son similares al caso
estanque bajo- estanque elevado, slo con sistemas hidroneumticos, el equipo
de bombeo deber poseer suficiente potencia como para bombear hasta alcanzar
la presin mxima del tanque.
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Tabla 3. Dimetros, gastos y presiones requeridos en los puntos de alimentacin
de las piezas sanitarias.
(*) Dependiendo del tipo de vlvula semi-automtica y de la pieza sanitaria
(**) El dimetro ser requerido para garantizar el gasto y la presin indicada
(***) El gasto indicado es necesario para cada salida de la pieza mltiple
Pieza Sanitaria Tipo
Dimetro mnimo
para
abastecimiento
Gastos
mnimos
Lt/seg
Presiones
mnimas.
metros
Baera - 1.91 cms. (3/4) 0.35 2Batea - 1.27 cms. (1/2) 0.30 2Bidet - 1.27 cms. (1/2) 0.07 3
Ducha - 1.27 cms. (1/2) 0.30 1.50Escupitera Dentista 0.95 cms. (3/8) 0.10 2Excusado Tanque bajo 1.27 cms. (1/2) 0.30 2Excusado Tanque alto 1.27 cms. (1/2) 0.30 2Excusado Vlvula semiautomtica 3.18 cms. (1 ) 1.0-2.50 (*) 7 a 14Fregadero Cocina 1.27 cms. (1/2) 0.30 2Fregadero Pantry 1.27 cms. (1/2) 0.30 2Fregadero combinacin 1.27 cms. (1/2) 0.30 1.50Lavaplatos - - - -
Fuente de beber Simple 0.95 cms. (3/8 ) 0.10 2.50Fuente de beber Mltiple (**) 0.10 (***) 2.50
Lavamanos Corriente 1.27 cms. (1/2) 0.20 2Lavamanos Mltiple (**) 0.20 (***) 2Lavacopas - 1.27 cms. (1/2) 0.30 2
Lavamopas - 1.27 cms. (1/2) 0.30 2Lavaplatos Mecnico 1.91 cms. (3/4) 0.30 7Lavadoras Mecnico 1.27 cms. (1/2) 0.30 3.50Manguera Jardn 1.91 cms. (3/4) 0.30 5 a 10Manguera Jardn 1.27 cms. (1/2) 0.25 5 a 10
Surtidor para grama - 1.27 cms. (1/2) 0.20 10Tanque revelado Renovacin continua 0.95 cms. (3/8) 0.50 1.50
Urinario Tanque 1.27 cms. (1/2) 0.30 2Urinario Vlvula semiautomtica 1.91 cms. (3/4) 1.0-2.0 (*) 5 a 10Urinario Pedestal 3.18 cms. (1 ) 1.0-2.50(*) 7 a 14
Fuente: Gaceta Oficial 4044. 1988
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Succin
Limpieza
Tanque elevadoB
B
Succin
Limpieza
A la Tanquilla de limpieza
Grafico 3. Esquema de funcionamiento Equipo de Bombeo
Fuente: Herrera 1991
Accesorios mnimos:
Accesorio Succin Descarga
Codo 2 1
Tee 1 1
Tee 1 1
Valv. Compuerta 0-1 2
Valv. Retencin 2 2
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HP = Qb x H ( ec. 5 )75 x E
Donde:
H = hs + hd + hf + hent + hsal + hvel + Pmx. Rel. de TH. (ec. 26)
En este caso la altura de descarga (hd) puede llegar a ser cero, si el equipo y el
tanque hidroneumtico se encuentran a un mismo nivel. Los restantes trminos se
definen igual que para el caso de distribucin tanque bajo- tanque elevado (por
gravedad). Otra forma ms sencilla para el clculo de el sistema de bombeo para
los tanques hidroneumticos, utilizada por los fabricantes es asumiendo un tiempo
de funcionamiento de las bombas de 12 horas y con la altura de descarga a la
pieza crtica se obtiene el valor de la potencia de las bombas.
Bombeo Directo
En este caso el bombeo se realizar directamente desde el estanque
subterrneo a la red de distribucin. El estanque subterrneo deber tener una
capacidad mnima por lo menos igual a la dotacin diaria, y dotado de dos
cmaras con todas las facilidades, de forma que se permita la limpieza del
estanque sin interrupcin del servicio.
El nmero de unidades de bombeo a instalar ser de tres (3), la capacidad total
del gasto de bombeo ser igual o superior al requerido. El gasto mnimo de
bombeo ser igual al gasto probable de la edificacin. Cada bomba del sistema
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dispondr de tubera de succin independiente del estanque subterrneo, con
vlvula de retencin en su extremo inferior.
La carga mnima de cada una de las bombas a instalar ser tal, que garantice
en todo momento la presin mnima requerida segn la tabla N 3 en la pieza
sanitaria ms desfavorable del sistema y considerando las prdidas de carga en
las tuberas de succin y de distribucin, la diferencia de cota entre el nivel medio
de agua en el estanque y la pieza ms alta del sistema, y las prdidas de carga
debidas a vlvulas y piezas de conexin.
El equipo de bombeo debe estar en capacidad de suministrar en cualquier
instante el gasto mximo horario esperado para la edificacin, por lo que en las
horas de menor consumo habr un sobrediseo. Para atenuar lo que pudiera
considerarse un problema del tipo econmico, lo que se hace es aumentar el
nmero de unidades de bombeo, de manera de darle flexibilidad al sistema en lo
que a variaciones de gasto se refiere.
Grafico 4. Esquema de funcionamiento Equipo de Bombeo
A la red
BSalida de limpieza
B
BSuccin
Al tanque subterrneo
Valv. Selenoide
Fuente: Herrera 1991
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Para el clculo de la potencia de la bomba se procede de la siguiente manera:
HP = Qb x H ( ec. 5 )75 x E
El caudal de bombeo ( Qb ) se calcula de la siguiente forma:
Q c/bomba = Qb / ( n-1 ) n = nmero de bombas. ( ec. 27 )
La altura de bombeo se calcula de la siguiente forma:
H = hs + hd + hent + sal + hvel + hf + Pmin. Rel. del TH. ( ec. 28)
Determinacin de la Ruta Crtica de Clculo para los Diferentes Sistemas de
Distribucin de Agua
Se entiende por camino crtico, la ruta que sigue el agua desde su salida en elpiso hasta el punto menos favorecido. Este valor estar representado por la
sumatoria de prdidas a travs del camino crtico ms la carga libre mnima en el
punto crtico. La carga libre mnima no puede variar, por lo que la magnitud del
camino crtico estar en funcin directa de las prdidas, o lo que es lo mismo, de
los dimetros, as que se observa que los dimetros mximos que cumplan con la
velocidad produciran prdidas mnimas, y los dimetros mnimos que cumplan
con la velocidad produciran prdidas mximas, lo que significa que la bsqueda
de la economa en los dimetros producira valores de prdidas muy grandes y
perjudiciales desde el punto de vista estructural.
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Se debe definir el nivel crtico de la edificacin, as como el artefacto crtico del
mismo. Se puede deducir claramente que el nivel crtico de una edificacin, cuyo
sistema de distribucin de agua potable funcione por gravedad o a presin, ser el
correspondiente al nivel ms alto de la misma. En relacin al artefacto crtico, se
deben verificar dos condiciones: a) su distancia respecto al estanque elevado,
sistema hidroneumtico o bombas; b) su presin de trabajo. Con estos elementos
se puede definir la cota piezomtrica final.
En relacin a las presiones de trabajo de los diferentes artefactos instalados en
una edificacin, las mismas pueden obtenerse a partir de la tabla 3 . Debe
aclarase que las presiones a las que se refiere la tabla antes sealada, son
presiones medidas a pie de artefacto por lo que resulta conveniente adicionar la
longitud correspondiente para alcanzar el punto de alimentacin de cada pieza
sanitaria.
Conocidos los valores de cota piezomtrica, tanto inicial como final, la longitud
total de la tubera existente en cada caso, la cual puede medirse en los
correspondientes planos de planta de la edificacin; es posible entonces
determinar una prdida de carga terica ( Jt ) que servir como valor de referencia
a los fines de seleccionar los dimetros requeridos para cada tramo mediante la
ecuacin:
Jt = Cpiez. Inicial Cpiez. Final ( ec. 29 )L
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Despus de conocida la prdida de carga terica ( Jt ) y los gastos en cada
tramo, haciendo uso de los nomogramas representados en las Grficas 1 a la 3 ,
queda definido el dimetro requerido, la prdida de carga real unitaria y la
velocidad real en ese tramo de tubera. Una vez estimada la prdida de carga
total, el valor correspondiente a la cota piezomtrica en el punto final del tramo en
consideracin, podr obtenerse como:
Cpiez. Final = Cpiez. Inicial J ( ec. 30 )
Y la presin ( P ) en el punto no ser ms que la diferencia entre la cota
piezomtrica en ese punto y la cota de piso respectiva. Debe garantizarse que en
cualquier artefacto la presin calculada sea mayor o igual a la mnima requerida.
Generalidades para el Diseo
Para el diseo de los sistemas de distribucin de debe tomar en cuenta lo
siguiente: el medidor de agua debe colocarse en la acera externa de la parcela,
las lneas de tubera debern tenderse en alineamientos rectos, los cambios de
direccin en las tuberas sern de 90 grados, los empalmes se efectuarn en
codos y tes.
Solo en casos excepcionales donde la arquitectura no lo permita se podrn
utilizar codos de 45 grados, las lneas de tuberas deben ser lo mas cortas
posibles, al comienzo de la lnea de aduccin deber colocarse una vlvula de
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retencin, seguida de una vlvula de compuerta. Al final deber proveerse de una
vlvula de compuerta.
En edificaciones de cuatro pisos o mas, las tuberas de distribucin de agua en
tramos verticales sern colocadas adosadas a las paredes o en ductos
especialmente diseados para tal fin y sern soportadas por abrazaderas, si el
estanque bajo es superficial, no debe presentar problemas de contaminacin. Si
es subterrneo, la boca de visita al igual que el equipo de bombeo, deber estar
bajo techo.
Las dimensiones de los estanques elevados quedarn limitadas por razones
arquitectnicas y estructurales, pero su altura mnima ser de 1 metro para
permitir el acceso interior de una persona, el nmero de estanques necesarios
depender del tamao de la edificacin, cuando el servicio sea del tipo directo,
despus del medidor y sobre la lnea de aduccin, deber colocarse una vlvula
de compuerta de seguida de una vlvula de retencin.
Cuando existen columnas (bajantes o montantes) , se debe colocar una vlvula
de compuerta al comienzo de ellas, en los ramales de distribucin interna es
conveniente aislar cada ambiente mediante una vlvula de compuerta, en
edificaciones de varios pisos, las tuberas horizontales de distribucin, debern
instalarse con pendiente hacia la tubera vertical de alimentacin para lograr su
total vaciado.
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Las tuberas en los ramales debern colocarse en los tabiques o paredes,
colocando solo aquellos tramos donde no pueda cumplirse lo anterior. Es
aconsejable, aunque no necesario, aislar cada piso. Las llaves o vlvulas debern
colocarse en las paredes para su mejor operacin. Pueden colocarse descubiertas
o no. En edificios de gran altura, el sistema de distribucin de agua, deber
proyectarse en grupos de pisos cuya mxima presin esttica quede limitada a no
ms de 40 metros de columna de agua, para evitar daos en los artefactos.
Cuando la distribucin sea mediante sistema hidroneumtico, a su salida
deber colocarse una vlvula de compuerta. De la tubera de aduccin por
bombeo no se permite la alimentacin de ninguna pieza sanitaria o artefacto.
Estos sern igualmente vlidos para los puntos de riego. Las tuberas se
instalarn de forma tal que no debiliten la resistencia de los elementos
estructurales. Las tuberas verticales, debern soportarse mediante abrazaderas
separadas de acuerdo al dimetro de la tubera, segn la siguiente tabla:
Dimetro de la tubera Separacin entre abrazaderas
Hasta 1 2.00 metros
De 1 a 1 3.00 metros y a nivel de c/piso mximo
Desde 2 A nivel de cada piso como mximo
Tabla 4. Separacin de las abrazaderas segn el dimetro de la tubera
Fuente: Gaceta Oficial 4044. 1988
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Las tuberas que atraviesan las juntas de dilatacin, debern estar provistas en
los sitios de paso, de conexiones flexibles o uniones de expansin. Las tuberas
situadas bajo tierra, se colocarn en zanjas cuyo ancho estar en funcin del
dimetro de la tubera, y cuya profundidad en ningn caso ser mayor de 50
centmetros.
Calculo de los Presupuestos
El clculo de los presupuestos de los diferentes sistemas de distribucin de
agua en edificios, se realiz con el empleo del sistema de control de obras es un
sistema desarrollado por LULO SOFTWARE, C.A., cuya finalidad principal es la de
disponer de una base de informacin que permita controlar los registros de las
partidas que componen los cmputos mtricos. Asimismo, permite realizar los
clculos de incrementos de precios de los insumos de las partidas de un
Proyecto u Obra (a travs de los ndices escalatorios), crear las valuaciones de
las partidas y realizar el control de ejecucin de las mismas, con el fin de obtener
diferentes resultados y reportes para su posterior observacin, presentacin y
archivo.
Clculo de los Costos de Operacin y Mantenimiento
Los costos de operacin de los diferentes sistemas de distribucin, se calcula
tomando en cuenta los diferentes tiempos de operacin de los sistemas y
basndonos en los costos de energa elctrica fijados por la empresa ENELVEN.
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Los costos de operacin de los sistemas son: de 8 a 10 horas diarias para el
sistema de distribucin por Tanque Bajo-Tanque Elevado, de 12 a 15 horas diarias
para el sistema de distribucin por Tanque Hidroneumtico, de 24 horas diarias
para el sistema de Bombeo Directo. Estos tiempos de funcionamiento fueron
obtenidos de datos de campo. Los costos de mantenimiento fueron suministrados
por empresas especializadas en el tema, los costos son: mantenimiento de
tanques de almacenamiento y mantenimiento de bombas centrfugas.
Mapa de Variables
Tabla 5. Mapa de Variables
Variable Dimensiones IndicadoresUnidad de
Medida
Sistemas de
distribucin de
agua
Tanque bajo-tanque elevado
Sistema hidroneumtico
Bombeo Directo
Construccin
Operacin
Mantenimiento
Costos
Fuente: Len 2006
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C A P I T U L O III
M A R C O M E T O D O L O G I C O
Tipo de Investigacin
Esta investigacin tiene como propsito realizar el diseo de los sistemas de
distribucin de agua en dos edificaciones situadas en la ciudad de Maracaibo,
y que en base a un presupuesto conformado por anlisis de precios unitarios
se puedan medir las ventajas econmicas que posee cada sistema, para la
seleccin del ms conveniente. El carcter de investigacin descriptiva se
obtiene al enfatizar las propiedades importantes de los diferentes sistemas de
distribucin de agua que pueden ser aplicados a cada edificacin, sus
componentes y dimensiones, que tienen estrecha relacin con el costo de
construccin, operacin y mantenimiento.
Segn Hernndez, Fernndez y Baptista (1998) los estudios descriptivos
buscan especificar las propiedades importantes de cualquier fenmeno que sea
sometido a anlisis. En un estudio descriptivo se selecciona una serie de
cuestiones y se mide cada una de ellas independientemente y pueden ofrecer
la posibilidad de predicciones aunque sea rudimentaria. Finalizado el estudio se
puede obtener de antemano la decisin de instalar el sistema de distribucin de
agua que represente economa por la reduccin de los costos de construccin
que se ven incrementados cuando se realiza la seleccin sin un estudio
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econmico previo que puede beneficiar tanto al constructor como a sus
usuarios.
Diseo de Investigacin
En un estudio no experimental no se construye ninguna situacin, sino que
se observan situaciones ya existentes, no provocadas intencionalmente por el
investigador. En la investigacin no experimental no hay ni manipulacin
intencional ni asignacin al azar. Los diseos de investigacin transeccional o
transversal recolectan datos en un solo momento, en un tiempo nico. Su
propsito es describir variables, y analizar su incidencia en un momento dado.
Los diseos transeccionales descriptivos tienen como objeto indagar la
incidencia y los valores en que se manifiesta una o mas variables. (Hernndez,
Fernndez y Baptista 1998)
Por lo tanto, el diseo de la investigacin es del tipo no experimental
transeccional descriptivo, no se realiza ningn experimento y los resultados se
obtienen en funcin a la descripcin de las propiedades de cada sistema y al
precio de los materiales, alquiler de equipos y salario de mano de obra vigentes
para la fecha.
X1: Sistemas de distribucin de agua X1
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Unidad de Anlisis
Las unidades de anlisis son las realidades que se pretenden observar,
constituyen en la investigacin el objeto global de estudio y de ellas se obtienen
los datos empricos necesarios. (Sierra Bravo 1996). Los sistemas de
distribucin de agua para efectos de esta investigacin se clasifican en :
1.- Tanque bajo - tanque elevado: es la alimentacin directa desde el
acueducto pblico a un estanque subterrneo, utilizando equipo de bombeo
para alimentar a un estanque elevados. El diseo parte del dimensionamiento
de los estanques, el clculo de la potencia del equipo de bombeo y el clculo
de la lnea de impulsin.
2.- Sistema Hidroneumtico: es la alimentacin directa desde el acueducto
pblico a un estanque subterrneo, utilizando equipo de bombeo acoplado a un
sistema hidroneumtico. El diseo parte del dimensionamiento del estanque
subterrneo, el clculo de la potencia del equipo de bombeo, la capacidad del
pulmn del hidroneumtico y el clculo de la lnea de impulsin.
3.- Bombeo directo. Alimentacin directa desde el acueducto pblico a uno o
varios estanques subterrneos, abasteciendo la red interna de la edificacin
mediante sistema de bombeo directo. El diseo consiste en el
dimensionamiento del estanque subterrneo y el clculo de la potencia del
equipo de bombeo.
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4.- El estudio, diseo, anlisis y medicin de los componentes de cada sistema
en funcin a los costos de construccin, operacin y mantenimiento que se
requieren, constituyen la metodologa a seguir en esta investigacin.
Procedimiento
1.- Identificar un problema: el proyecto de construccin de una edificacin
requiere el anlisis de sus componentes, se debe tener como prioridad el
diseo de elementos que impliquen la reduccin de los costos que permitan
ofrecer una construccin econmica y que cumpla satisfactoriamente la
necesidad de sus usuarios.
2.- Seleccin de un componente especfico: de los servicios pblicos que toda
edificacin debe poseer para obtener la habitabilidad, se seleccion la
distribucin de agua que presenta varias alternativas para cumplir con el
suministro.
3.- Seleccin de la edificacin: las edificaciones multifamiliares son la solucin
habitacional mas til ante el problema de falta de espacio en las zonas
superpobladas y pueden aplicarse diferentes soluciones para proveer del
servicio de agua potable.
4.- Seleccin de los indicadores: se seleccionan indicadores que puedan
afectar o beneficiar tanto a los usuarios de la edificacin como a la empresa
encargada de llevar a cabo la obra. Los costos de construccin son
determinantes, de ellos dependen las ganancias que se puedan obtener de la
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obra y el precio de adquisicin del inmueble. Los costos de operacin y
mantenimiento son inherentes solo a los usuarios y garantizan la eficiencia y
durabilidad del sistema.
5.- Dimensionamiento de los componentes de cada sistema de distribucin:
cada sistema requiere de elementos especficos que se pueden generalizar en:
tanques subterrneos, tanques elevados, sistema de bombeo, lnea de
aduccin y sistema hidroneumtico; cuyas dimensiones y capacidades
dependen de la cantidad de personas a abastecer y determinan los costos que
representarn cada sistema.
6.- Anlisis de precios unitarios: se realizan en base a los materiales, equipos y
mano de obra que requiere para cada sistema, utilizando los precios actuales
del mercado y la mano de obra vigente para la fecha.
7.- Presupuesto: en funcin de los anlisis de precios unitarios se elabora el
presupuesto y se obtiene el costo total de cada sistema.
8.- Comparacin de costos: con los costos totales de cada sistema se
selecciona la solucin mas rentable que garantice eficiencia y satisfaccin
9.- Se elaboran las conclusiones y recomendaciones a sugerir.
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Plan de Anlisis de Datos
El dimensionamiento de los elementos de los diferentes tipos de sistemas
de distribucin se realizar segn los lineamientos establecidos por Herrera
Boscan (1991) que plantea el uso de nomogramas para el clculo de la lnea
de aduccin que varan segn el tipo de material de las tuberas, rigindose
siempre por las normativas establecidas en la gaceta oficial extraordinaria 4044
del ao 1988.
Los anlisis de precios unitarios que conforman el presupuesto se rigen por
las normas COVENIN-MINDUR 2000-92 edificaciones donde se especifican las
partidas para estudios, proyectos y construccin de edificaciones, aunado a ello
se utiliza la experiencia obtenida en el rea y la asesora de personal
especializado. Finalmente realiza un diagrama de barras donde se representan
los costos totales segn el tipo de sistema para cada edificacin que permita
visualizar de forma grfica los resultados de los datos y facilite la solucin
recomendada.
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C A P I T U L O IV
D I S E O D E L O S S I S T E M A S D E D I S T R I B U C I N YA N L I S I S D E R E S U L T A D O S
Edificio de 11 Pisos
Memoria Descriptiva
La edificacin es una vivienda multifamiliar, consta de 11 niveles (10 plantas
tipo, un pent house y la planta baja). El agua potable a consumir ser suministrada
por el acueducto pblico, para el cual se ha colocado un medidor frente a la
edificacin, dicho acueducto garantiza una presin de trabajo de 15 mca. No
existen reas verdes, por lo tanto no se considerarn las reas verdes en el
clculo de la dotacin ni reserva de incendio en el tanque bajo ya que existe un
hidrante cercano a la edificacin.
Las plantas tipo poseen dos apartamentos por piso de 164.1 m de
construccin, formado por los siguientes ambientes: sala, comedor, recibo, cocina,
cuarto de oficios, cuatro dormitorios, tres salas de bao y un balcn. Cada
apartamento estar dotado de agua fra y agua caliente. En la planta baja se
encuentra la conserjera de 88.9 m de construccin con un dormitorio, una sala de
bao, una sala comedor-cocina y un rea de oficios; tambin posee un
apartamento de 138.55 m de construccin con sala, comedor, recibo, cocina,
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cuarto de oficios, tres dormitorios y dos salas de bao; y un rea social de
27.45 m de construccin con una sala de bao.
En la planta baja la conserjera y el rea social estarn dotados solo con
agua fra y el apartamento estar dotado de agua fra y caliente. El pent house
de 326.17 m de construccin esta conformado por los siguientes ambientes:
sala, comedor, tres terrazas, recibo, cocina, cuarto de oficios, sala estar, estar
intimo, cuatro dormitorios y cinco salas de bao. Los planos se presentan en
los anexos.
El sistema de distribucin contar con vlvulas de control manual,
destinadas a controlar el flujo de agua en las tuberas y piezas sanitarias, y con
vlvulas automticas que operan como control de seguridad. Las tuberas
verticales son colocadas en los ductos para instalaciones sanitarias y
soportadas por abrazaderas colocadas cada dos metros. Todas las tuberas
tanto de agua fra como de agua caliente sern de plstico PVC.
El sistema de distribucin por gravedad estar conformado por un tanque
colocado afueras de la edificacin y del tipo subterrneo, con bombas que
permitan subir el agua hasta el estanque elevado por medio de los montantes
de agua, y los bajantes que alimentan las piezas sanitarias. El sistema
hidroneumtico esta conformado por el mismo tanque subterrneo, el equipo
de bombeo, el pulmn y los montantes de agua, el sistema por bombeo directo
es similar al hidroneumtico pero no posee el pulmn, solo el equipo de
bombeo.
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Sistema Tanque Bajo - Tanque Elevado
Datos:
Planta Baja:
Conserjera: 1 habitacin
1 apartamento: 3 habitaciones
rea social: 23.47 m2
Planta Tipo:
2 apartamentos por planta
10 plantas
4 habitaciones por apartamento
Pent House:
4 habitaciones
Clculo de Dotaciones
Determinacin de la demanda total
Demanda total= Dotacin domstica + Dotacin por reas verdes +Reserva de
incendio
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La reserva de incendio no formar parte de la demanda total , debido a la
existencia de un hidrante a menos de 200 m.
Domstica
Segn el Artculo 109 ( tabla # 8 ) la Dotacin de agua para Viviendas
Multifamiliar es :
Tabla 6. Clculo de Dotaciones en edificio de 11 niveles
N Aptos N Habitaciones Dotacin Totales
1 4 1350 Lt/apto*da*1 1350 Lt/da
20 4 1350 Lt/apto*da*20 27000 Lt/da
1 3 1200 Lt/apto*da*1 1200 Lt/dia
1 1 500 Lt/apto*da*1 500 Lt/da
30050 Lt/dia
Fuente: Gaceta Oficial 4044. 1988
rea social
Dot = 23.47 m2x 30 Lt/m2da = 705 Lt/da
Dot.TOTAL DIARIA= Dot. = 30050 Lt/da + 705 Lt/da = 30755 Lt/da
Qm= Dot. Total = 30755 Lt/da = 0.36 Lt/seg86400 s/d 86400 s/d
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Dimensionamiento del Estanque Bajo
Vmn.ESTANQUE BAJO= 2/3 X Dot . Total = 2/3 x 30755 Lt/da
Vmn.ESTANQUE BAJO= 22.30 m3
El ancho est dado tomando en cuenta las normas que establecen tomar
1.5m de distancia desde eje de columna y 1m de los linderos para colocar el
estanque, por lo tanto se obtiene: a = 1.6 m
Fijando h = 3m ( altura mnima fijada por norma ) sin cmara de aire ni
volumen muerto se obtiene:
As= Vol = 22.30 m3= 7.43 m2h 3 m
As= a x b b = As = 7.43 m2= 4.65 m 5ma 1.60 m
Area neta =1.60m x 5m = 8 m2>As
V real = 8 m2x 3m = 24 m3>Vol. Mn.
h t = h LIQUIDA+ CAIRE+ Vol. MUERTO= 3m + 0.20 m + 0.10m = 3.30 m
Dimensionamiento del Estanque Elevado
V mn.ESTANQUE ELEVADO= 1/3 x Dot. Total = 1/3 x 30755Lt/da
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V mn.ESTANQUE ELEVADO= 11.15 m3
Del plano obtenemos el rea superficial que es igual a 11.52 m2
As= Vol h = Vol = 11.15 m3= 0.97 m21mh As 11.52 m2
Vol. Real = 11.52 m2x 1 m = 11.52 m3
ht= 1m + 0.20m + 0.10m = 1.30 m
Aduccin por Gravedad :el trazado de las tuberas se muestra en los anexos
Cota del medidor: 0 m
Presin del medidor: 15 mca
Tubera Lisa
Presin en el estanque bajo: 2m (norma)
Fuente: Len 2006
1.5 m
14.60 m12.7 m
1.10 m
Estanque
bajo
Medidor
0.3mGrafico 5. Aduccin por Gravedad Tanque Bajo
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Qad = Vol. Est. Bajo = 24000 Lt = 1.67 Lt/segT max. de llenado 4h x 3600 seg/h
La tubera de llenado del estanque bajo llega a 0.05m sobre el nivel del
agua y asumiendo un espesor de losa de 25 cm se obtiene:
Jt= H = 15m (2m - 0.35m ) = 0.43mL 24.2 m x 1.3
Clculo de los Dimetros:la velocidad debe estar entre 0.6 y 3 m/seg
Tramo MED 1:
Q = 1.67 Lt/seg
Jt = 0.43 m
Entrando al nomograma se obtienen los siguientes valores de dimetro,
velocidad y prdidas:
= 1
Jt = 0.28 m
Vel = 2.3 m/seg
Jt = Jreal x Long. Tramo x 1.3 (prdida por accesorios)
Jt =0.28 x 30.2 m x 1.30 = 10.99 m
C Piez =C Piez. Inicial Jt
C Piez = 15 m (-0.35 + 10.99 m) = 4.36 m
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Presin = Cota Piez. Cota Terreno
Presin = 4.36 m - 0.35m = 4.01 m
Aduccin por Bombeo
Dos bombas en paralelo
Qb =Vol. Real Est. Elev = 11520 Lt = 1.60 Lt/segT mx. llenado 2h x 3600 seg/h
Entrando a la tabla 22 de la Gaceta oficial 4044 con el Qb se obtiene el
dimetro de descarga, y el dimetro de succin es el inmediato superior a el.
d = 1 Jd = 0.16 m , Vreal = 1.7 m/seg
s = 1 Js = 0.07m , Vreal = 1.21 m/seg
Grafico 6. Esquema de Funcionamiento Equipo de Bombeo
B
B
Succin
Limpieza
A la Tanquilla delimpieza
A la red
Fuente: Herrera 1991
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Tabla 7. Clculo de prdidas por accesorios del sistema de tanque bajo-tanque
elevado en edificio de 11 niveles
Fuente: Gaceta Oficial 4044. 1988
Del plano se obtiene:
Ls = 11.75 m
Ld = 12.05 m + 36.3 m = 48.4 m
h succin = 3.40 m
h descarga = 36.3 m
H =hs + hd + h ent + sal + h vel + hf + h seguridad
h ent =Kc x ( Vs2/ 2g) = 0.50 x ( 1.21 m/seg 2/ 2 x 9.8 ) = 0.04 m
h sal =Ke x (Vd 2/ 2g) = 0.50 x ( 1.7 m/seg 2 / 2 x 9.8 ) = 0.07 m
h vel =Vd2 / 2g = 1.7 m/seg 2/ 2x9.8 = 0.15 m
Cantidad
Long. Equiv.
Unit.
Long. Equiv.
Total
Accesorio
SuccinDescarga Succin
Descarga SuccinDescarga
Codos 4 10 1.4 0.96 5.6 9.6
Te codo 1 1 0.85 0.70 0.85 0.70
Te unin 1 1 2.55 2.20 2.55 2.20
Val. Comp.. 2 3 0.27 0.23 0.54 0.69
Val. Retencin 1 1 3.5 2.50 3.50 2.5
13.04 m 15.69 m
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hf =hfs + hfd
hfs =Lts x Js = ( 13.04 m + 11.75 m ) x 0.07m = 1.74 m
hfd =Ltd x Jd = (15.69 m + 48.4 m ) x 0.16 m = 10.25 m
hf =1.74 m + 10.25 m = 11.99 m
hs =2 m
H =( 3.40 + 36.3 + 0.04 + 0.07 + 0.15 + 11.99 + 2 ) m = 53.95 m
Segn el artculo 192 de la G.O.G. 4044 la potencia de la bomba se
calcular por la siguiente frmula:
Hp Bombeo = Q x H = 1.60 Lt /seg x 53.95 m = 1.44 Hp 1 Hp75 x 0.80 75 x 0.80
Segn el artculo 195 de la Gaceta Oficial 4044 la potencia del motor se
calcular por la siguiente frmula:
Hp motor =1.5 x Hp bomba = 1.5 x 1 Hp = 2.25 Hp 3 Hp
Sistema Hidroneumtico
Dimensionamiento del Estanque Bajo
El volumen del estanque bajo ser igual al volumen total.
VESTANQUE BAJO= Dot . Total = 30755 Lt/da =30.80 m3
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El ancho est dado tomando en cuenta las normas que establecen tomar
1.5m de distancia desde eje de columna y 1m de los linderos para colocar el
estanque, por lo tanto se obtiene: a = 1.6 m y L = 5m.
Fijando h = 3m sin cmara de aire ni volumen muerto se obtiene:
As= a x b = 1.60 m x 5 m = 8 m2
As= Vol h = Vol = 30.80 m3= 3.85m 3.90mh As 8m3
Aduccin por Gravedad :el trazado de las tuberas se muestra en los anexos
Cota del medidor: 0 m
Presin del medidor: 15 mca
Tubera Lisa
Presin en el estanque bajo: 2m (norma)
Grafico 7. Aduccin por gravedad Tanque Bajo
Fuente: Len 2006
1.5 m
14.60 m12.7 m
1.10 m
Estanque
bajo
Medidor
0.3m
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Qad = Vol. Est. Bajo = 30800 Lt = 2.14 Lt/segT max. de llenado 4h x 3600 seg/h
La tubera de llenado del estanque bajo llega a 0.05m sobre el nivel del
agua y asumiendo un espesor de losa de 20 cm se obtiene:
Jt =H = 15m (2m - 0.35m ) = 0.34mL 30.20 m x 1.3
Clculo de los Dimetros:
la velocidad debe estar entre 0.6 y 3 m/seg
Tramo MED Estanque Bajo:
Q = 2.14 Lt/seg
Jt = 0.34 m
Entrando al nomograma se obtienen los siguientes valores de dimetro,
velocidad y prdidas:
= 1
Jr = 0.28 m
Vel = 2.30 m/seg
Jt =Jreal x Long. Tramo x 1.3 (prdida por accesorios)
Jt =0.28 x 30.20m x 1.30 = 10.99 m
C Piez =C Piez. Inicial Jt
C Piez = 15 m (-0.35 m + 10.99 m) = 4.36 m
Presin = Cota Piez. Cota Terreno
Presin = 4.36m 0.35m = 4.01 m
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Clculo del Caudal de Bombeo
Qm = 30755 Lt/da = 0.356 Lt/seg86400 s/d
Segn el artculo 201 de la Gaceta Oficial 4044 la demanda mxima se
calcular de la siguiente manera:
Demanda Mxima = 8 x Qm = 8 x 0.356 Lt/seg = 2.85 Lt/seg
Dimensionamiento del Tanque Hidroneumtico
Vt = Va + Vv + Vr
Va = Vv x ( Pmin ab + Pat )14
Vv = K x (Qb/2 ) , Vr = 10% Vt
K = 4 6 arranques por hora, tomando 6 arranques por hora se tiene.
Asumiendo que el tiempo de arranque es igual al tiempo de parada, se
obtiene que K = 5min.
Vv = 5min x 60 seg/min x ( 2.85 Lt/seg/2 ) = 427.5 Lt
K = 4 6 arranques por hora, tomando 6 arranques por hora se tiene:
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Con Qb y fijando una velocidad entre 1.5 2 m / seg, se determina
el dimetro ficticio que permita definir el artefacto crtico de la edificacin.
Qb = 2.85 lts /s
Vd = 1.5 - 2 m / seg
Entrando al nomograma de tubera lisa se obtiene :
d = 2
Jr = 0.10 m
V = 1.70 m/seg
Clculo de la pieza crtica:el trazado de las tuberas se muestra en los
anexos
Pmn = hf + h + hd
MAB3
Lavadora:
h = 4.50 m
hf = 0.10 58.00 m 1.30 = 7.54 m
hd = 27.50 m
Pmn = 7.54 m + 3.50 m + 27.50 m = 39.54 m
Ducha:
h = 3.50 m
hf = 0.10 53.90 m 1.30 = 7.00 m
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hd = 27.50 m
Pmn = 7.00 m + 3.50 m + 27.50 m = 37.65 m
MAB1
Lavadora:
h = 4.50 m
hf = 0.10 46.75 m 1.30 = 6.08 m
hd = 30.25 m
Pmn = 6.08 m + 30.25 m + 4.50 m = 40.83 m
Ducha:
h = 3.50 m
hf = 0.1047.85 m
1.30 = 6.22 m
hd = 30.25 m
Pmn = 6.22 m + 3.50 m + 30.25 m = 39.97 m
MAB2
Ducha:
h = 3.50 m
hf = 0.10 56.75 m 1.30 = 7.38 m
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hd = 30.25 m
Pmn = 7.38 m + 3.50 m + 30.25 m = 41.13 m
Se utiliza para el diseo la pieza correspondiente a la presin mnima
mayor, que pertenece a la ducha Pmin = 41.13 m del MAB2.
Como el manmetro realiza las lecturas en mltiplos de cinco, se debe
transformar la presin mnima a lectura de manmetro.
Pmn = 41.13 m 1.4 = 57.58 Lb / pulg 2
Pmn = 55 Lb / pulg2
Pmin = 55 Lb/pulg2 x 0.7 = 39 m
Pmx rel = Pmn + 14 m = 39 m + 14 m = 53 m
Va = Vv x ( Pmin ab + Pat ) = 0.4275 m3x ( 39m + 10.33m ) = 1.51 m314 14
Vr = 10% Vt Va + Vv = 90% Vt
Vt = 1.51 m3+ 0.4275 m3 = 2.15 m
0.90
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Vt = 2153 Lt 570 gal
Las dimensiones del tanque sern suministradas por los fabricantes.
Tanque Hidroneumtico de 650 gal. de 1.10 m de dimetro
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