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Diseo de Redes Hidrosanitarias para VIP en el Municipio de Abejorral
i
MUNICIPIO DE ABEJORRAL
DISEOS DE REDES HIDROSANITARIAS PARA
VIVIENDAS DE INTERS PRIORITARIO EN ABEJORRAL
INFORME DE DISEO
SANDRA MARIA MAYA ARANGO
Ingeniera Civil
MAT 05202-138720
Medelln, Julio de 2013
Diseo de Redes Hidrosanitarias para VIP en el Municipio de Abejorral
ii
CONTENIDO
1. INTRODUCCION ...................................................................................... 1
2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO ........................................................... 1
3. RED DE ABASTOS. ................................................................................... 1 3.1 Dimensionamiento de las redes interiores: .............................................................................2 3.2 Computo de las prdidas de carga por apartamento ................................................................3 3.3 Simulacin en Epanet .............................................................................................................4
4. RED DE DESAGES ................................................................................. 6 4.1 Dimensionamiento del sistema de desage:............................................................................6
5. SIMULACIN DE ALCANTARILLADO ............................................... 7
Diseo de Redes Hidrosanitarias para VIP en el Municipio de Abejorral
iii
TABLAS
Tabla 1. Acometida para 2 bloques. ...................................................................................... 1
Tabla 2. Acometida para 3 bloques. ...................................................................................... 2
Tabla 3. Unidades de Abasto por Apartamento ..................................................................... 2
Tabla 4. Distribucin de la red interna de distribucin. ........................................................ 3
Tabla 5. Perdidas Aparato ms Desfavorable ........................................................................ 3
Tabla 5. Estado de los nudos en la red Acometida 1 (2)...................................................... 4 Tabla 5. Estado de las tuberas en la red Acometida 1 (2) ................................................... 5 Tabla 5. Estado de los nudos en la red Acometida 2 (3)...................................................... 5 Tabla 5. Estado de las tuberas en la red Acometida 2 (3) ................................................... 5 Tabla 6. Unidades de Descarga ............................................................................................. 6
Tabla 7. Clculo de unidades por bajante. ............................................................................. 7
Diseo de Redes Hidrosanitarias para VIP en el Municipio de Abejorral
1
1. INTRODUCCIN
El alcance del proyecto consiste en el diseo de las redes hidrosanitarias para un conjunto
viviendas de inters social ubicadas en el municipio de Abejorral, Antioquia.
Los diseos presentados fueron realizados bajo los parmetros que establece la Norma Tcnica
Colombiana 1500 (NTC 1500), El cdigo Colombiano de Fontanera y el reglamento RAS 2000.
Los documentos entregados sern los relacionados a continuacin:
1. Planos de Redes de Abastos
2. Planos de Redes de Desages
3. Plano de Planta de Cubiertas
4. Informe de Diseo
5. Simulacin de la Red de Alcantarillado
6. Simulacin de la Red de Acueducto
2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO
El proyecto pretende la construccin de diez (10) torres divididas en cinco (5) bloques, cada bloque
ser de dos (2) niveles y dos (2) apartamentos por nivel para un total de 40 apartamentos, a los
cuales se disean las redes hidrosanitarias con conexin a las redes de distribucin y de
alcantarillado existentes en el Municipio.
Estas viviendas se encuentran proyectadas entre la carrera 56 y la continuacin de la calle 48, frente
al coliseo del municipio y el parque de las aguas.
3. RED DE ABASTOS.
La red de abasto fue diseada para realizar la conexin a la red de distribucin por medio de dos
acometidas. La primera acometida conectara a 3 torres correspondiente a un bloque con tubera de
dimetro de dos pulgadas (2) en tubera Presin RDE 21 en el nodo N217 ubicado despus del
cruce de la carrera 56 y la calle 48 frente a la quebrada aduanilla. La segunda acometida conectara a
7 torres con tubera de tres pulgadas (3) en tubera Presin RDE 21 en el nodo N374 ubicado en el
cruce de la carrera 56 y la calle 47. Ver plano 2 abastos urbansticos.
Tabla 1. Acometida para 2 bloques.
N.
Aparatos
Q
prom
(l/s)
Fs Q permisible
(l/s)
Q permisible
(m3/s)
D
(pulg)
D
(m)
hf
(m)
V
(m/s)
hf
(m)
V
(m/s)
72 19 0,2 3,79 0,0038 2 0,05 0,05 1,62 OK OK
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Tabla 2. Acometida para 3 bloques.
N.
Aparatos
Q
prom
(l/s)
Fs Q permisible
(l/s)
Q permisible
(m3/s)
D
(pulg)
D
(m)
hf
(m)
V
(m/s)
hf
(m)
V
(m/s)
168 44,2 0,2 8,85 0.0088 3 0.08 0.03 1.74 OK OK
Los micromedidores para cada apartamento deben ser tipo A y sern ubicados en la entrada de cada
torre, protegidos con un gabinete metlico donde se incluirn los cuatro (4); esto con el fin de
facilitar su inspeccin. Adicionalmente cada micromedidor tendr una vlvula de corte por cada
apartamento, como se muestra en el plano de abastos.
Tabla 3. Unidades de Abasto por Apartamento
Aparato Ocupacin Tipo de control Caudal
unitario
Ducha Privado Vlvula mezcladora 0.32
Sanitario Privado Tanque 0.19
Lavamanos Privado Llave 0.19
Lavaplatos Privado Llave 0.28
Poceta Privado Llave 0.28
Lavadora Privado Llave 0.32
3.1 Dimensionamiento de las redes interiores:
El dimensionamiento de las redes interiores de los apartamentos, se realiz dividiendo el trazado en
tres tramos, donde se verifico a partir del mtodo de prdidas de Hazen y Williams los dimetros
requeridos para cada tramo y la velocidad permitida.
Q = 0,2785 * C *D2,63
* Hf 0,54
En donde:
Q= Caudal [m3/s]
Hf: prdidas mximas en el sistema [m]
D= dimetro de la tubera [m]
C= coeficiente segn el material de la tubera (tablas).
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Tabla 4. Distribucin de la red interna de distribucin.
TRAMO Ducha Sanitario Lavamanos Lavaplatos Poceta Lavadora Cant
Q
prom
(l/s)
Fs
Q
permisible.
(l/s)
Q
permisible.
(m3/s)
D
(pulg)
D
(m)
hf
(m)
V
(m/s)
hf
(m)
V
(m/s)
A-B 0 0 0 0 1 1 2 0,60 0,80 0,48 0,0005 1/2 0,0182 0,21 1,85 OK OK
B-C 1 0 1 1 1 1 5 1,39 0,50 0,70 0,0007 3/4 0,0236 0,12 1,59 OK OK
C-D 1 1 1 1 1 1 6 1,58 0,45 0,71 0,0007 3/4 0,0236 0,12 1,61 OK OK
3.2 Computo de las prdidas de carga por apartamento
Se determin como aparato ms desfavorable la lavadora localizada en el segundo piso, del apartamento del extremo derecho.
Con la ayuda de la tabla de longitudes equivalentes de accesorios, se hace el clculo de prdidas de carga en los diferentes recorridos, para
establecer si es posible o no la alimentacin directa en las condiciones propuestas.
Tabla 5. Perdidas Aparato ms Desfavorable
TRAMO
Prdidas
Longit.
(m.c.a)
Codo
90 radio corto Tee Paso Directo Tee paso de lado y
salida bilateral Vlvula - Compuerta Prdidas
por
accesorios
(m.c.a)
Prdidas
Totales
(m.c.a)
Prdidas
m.c.a
Cantidad Prdida
m.c.a
Cantidad Prdida
m.c.a
Cantidad Prdidas
m.c.a
Cantidad
A-B 0,81 0,36 3 0,76 1 0,39 1,20
B-C 0,15 0,49 3 0,29 1 1,02 1 0,33 0,47
C-D 1,20 0,49 4 1,02 1 0,1 1 0,37 1,58
1,68 Sumatoria perdidas en el apartamento
2,00 Altura de la ducha
3,68 Altura total requerida en el apto ms desfavorable
Gravedad No supera la presin mnima, el municipio tiene la
capacidad de abastecer el edificio
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Si se considera el RAS 2000 (Reglamento Tcnico del sector de agua potable y saneamiento
bsico); el nivel de complejidad del acueducto que presta el servicio es Medio - Alto; por lo tanto la
presin mnima que puede ofrecer el sistema es de 98.1 kpa (10 m.c.a), y la requerida para este
proyecto en particular es de 3.68 m.c.a, por lo tanto en los diseos no se tienen en cuenta sistemas
de bombeos, ya que la empresa prestadora de servicios debe garantizar esta presin.
A cada aparato se le debe instalar una cmara de aire en hierro galvanizado para evitar la sobre
presin y cavitacin en el plano 1 Abastos se presenta el detalle con las dimensiones de la
cmara de aire.
3.3 Simulacin en Epanet
Para abastecer la unidad de apartamentos a construir, se realiza una simulacin a travs del software
de simulacin de redes de distribucin de agua potable EPANET versin 2.0. Este es un programa
para PC desarrollado por la EPA (US Environmental Protection Agency). El programa permite
realizar anlisis hidrulicos de redes de tuberas a partir de las caractersticas fsicas de las tuberas
y dinmicas de los nudos (consumos) para obtener la presin y los caudales en nudos y tuberas
respectivamente.
Como se mencion anteriormente la unidad requiere de dos acometidas para ser abastecido, por lo
tanto se realiz dos simulaciones en el software EPANET donde los nudos de conexin se
simularon como dos embalses, los datos de estos fueron tomados del plan maestro realizado por la
empresa Sanear S.A en el ao 2004.
A continuacin se presenta los resultados de cada una de las simulaciones, los resultados se
muestran de forma independientes los nodos de las tuberas, se aclara que los nodos de conexin
(embalses) 217 y 374 no presentan presin en la simulacin, porque esta es sumada a la cota de
ubicacin del nodo para crear la altura total.
Tabla 6. Estado de los nudos en la red Acometida 1 (2)
ID Nudo Cota Presin
m m
Punto 217 2184,21 0
Nudo 2 2160,91 23,3
Nudo 3 2161,09 23,12
Nudo 4 2162,48 21,73
Nudo 5 2164,22 19,98
Nudo 6 2169,35 14,39
Nudo 7 2168,59 15,28
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Tabla 7. Estado de las tuberas en la red Acometida 1 (2)
Nodo ID Lnea
Longitud Dimetro Rugosidad Caudal Velocidad Estado
De A m mm mm LPS m/s
Punto 217 Nudo 2 Tubera 1 16,05 50 0,0015 0,13 0,06 Abierta
Nudo 2 Nudo 3 Tubera 2 3,35 50 0,0015 0,13 0,06 Abierta
Nudo 3 Nudo 4 Tubera 3 7,31 50 0,0015 0,08 0,04 Abierta
Nudo 4 Nudo 5 Tubera 4 9,36 25 0,0015 0,04 0,09 Abierta
Nudo 4 Nudo 7 Tubera 5 731,55 25 0,0015 0,04 0,09 Abierta
Nudo 7 Nudo 6 Tubera 6 277,61 25 0,0015 0,04 0,09 Abierta
Tabla 8. Estado de los nudos en la red Acometida 2 (3)
ID Nudo Cota Presin
m m
Embalse 1 2182,08 0
Nudo 2 2152,18 29,9
Nudo 3 2160,52 21,56
Nudo 4 2160,12 21,95
Nudo 5 2159,28 22,79
Nudo 6 2158,79 23,28
Nudo 7 2157,77 24,3
Nudo 8 2158,72 23,35
Nudo 9 2159,54 22,53
Nudo 10 2161,41 20,66
Nudo 11 2162 20,07
Nudo 12 2163 19,07
Nudo 13 2161,26 20,81
Nudo 14 2161,05 21,02
Nudo 15 2162,5 19,57
Nudo 16 2163,93 18,13
Tabla 9. Estado de las tuberas en la red Acometida 2 (3)
Nodo ID Lnea
Longitud Dimetro Rugosidad Caudal Velocidad Estado
De A m mm mm LPS m/s
Punto 374 Nodo 2 Tubera 1 6,31 75 0,0015 0,29 0,07 Abierta
Nodo 2 Nodo 3 Tubera 2 32,62 75 0,0015 0,29 0,07 Abierta
Nodo 3 Nodo 4 Tubera 3 6,34 75 0,0015 0,25 0,06 Abierta
Nodo 4 Nodo 5 Tubera 4 16,41 75 0,0015 0,17 0,04 Abierta
Nodo 5 Nodo 6 Tubera 5 11,48 75 0,0015 0,17 0,04 Abierta
Nodo 6 Nodo 7 Tubera 6 14,35 75 0,0015 0,13 0,03 Abierta
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Nodo 7 Nodo 8 Tubera 7 15,67 75 0,0015 0,13 0,03 Abierta
Nodo 8 Nodo 9 Tubera 8 9,65 25 0,0015 0,04 0,09 Abierta
Nodo 4 Nodo 10 Tubera 9 18,75 50 0,0015 0,08 0,04 Abierta
Nodo 10 Nodo 11 Tubera 10 5,98 25 0,0015 0,04 0,09 Abierta
Nodo 11 Nodo 12 Tubera 11 5,62 25 0,0015 0,04 0,09 Abierta
Nodo 10 Nodo 13 Tubera 12 8,77 25 0,0015 0,04 0,09 Abierta
Nodo 8 Nodo 14 Tubera 13 25,25 50 0,0015 0,08 0,04 Abierta
Nodo 14 Nodo 15 Tubera 14 9,43 50 0,0015 0,08 0,04 Abierta
Nodo 15 Nodo 16 Tubera 15 16,65 25 0,0015 0,04 0,09 Abierta
4. RED DE DESAGES
La red de desage ser de dimetro de seis pulgadas (6) y la conexin principal a las torres se har
de forma independiente y en cada una se indicara el posible punto de conexin.
4.1 Dimensionamiento del sistema de desage:
El caudal total ser la suma de los ramales, que se conectan a los bajantes, sin embargo se tuvo en
cuenta la simultaneidad de uso y adicionalmente en los bajantes, la interferencia de los ramales con
el anillo de agua que va descendiendo.
Se emplear tubera PVC sanitaria con un coeficiente de rugosidad n = 0.009
Para el nivel Medio - Alto se utiliz una dotacin Neta de 153.53 litros /Habitante *Da.
Se determin que para el lavamanos que es uno de los aparatos ms pequeos. Se tomar como base
del sistema unitario, y se le llam unidad de descarga.
En la tabla 4 se muestran las unidades de descargas empleadas para el dimensionamiento de los
desages por aparato, basadas en la Norma Tcnica Colombiana NTC 1500.
Tabla 10. Unidades de Descarga
Aparato Dimetro Unidades
descarga
Ducha 2 2
Sanitario Tanque 4 3
Lavamanos 2 1
Lavaplatos 2 2
Poceta 2 3
Lavadora 2 2
Sifn de piso 2 1
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Tabla 11. Clculo de unidades por bajante.
Aparato Unidades descarga
Ducha 2
Sanitario
Tanque 3
Lavamanos 1
Lavaplatos 2
Poceta 3
Lavadora 2
Sifn de piso 2
Suma 2 pisos 29
Este bajante vertical ser de 4 segn las unidades de descarga y la tabla 8.3 de la NTC 1500, donde
se verifica que para 29 unidades de descarga el bajante tenga la capacidad de transportarlo.
El ramal horizontal ser de 4 pulgadas y la conexin a la caja tambin conectada a 45 grados de esta
y se conecta a la red principal de desages, donde se instalara a la conexin principal.
La tubera de ventilacin es de dos pulgadas (2) conectada a la tubera del sanitario de 4 se instalara en la pared del bao.
El dimetro para la conexin a la red principal es de seis pulgadas (6).
5. SIMULACIN DE ALCANTARILLADO
La simulacin se realiz teniendo en cuenta diferentes parmetros de diseo tales como:
1. Nmero de Habitantes
2. Dotacin
3. Topografa: se asumieron las cotas de las cajas simuladas con la interpolacin de las
curvas de nivel.
4. Dimetro de tuberas
5. Pendientes
Para la simulacin del alcantarillado existente, se asumi el nmero de habitantes para que
cumpliera los dimetros y cotas con la informacin disponible.
Para verificar que la red existente de alcantarillado en el municipio de Abejorral tenga la capacidad
hidrulica suficiente para recibir las aguas que sern vertidas producto de la unidad de apartamentos
a construir, se realiza una simulacin hidrulica en Excel, donde se verifica la velocidad y la fuerza
tractiva.
Para efectos de unos ptimos y reales resultados se realiza la simulacin de todo el barrio Obrero
iniciando en el nodo 78 hasta el 95 y luego al botadero 2. Los datos de estos fueron tomados del
plan maestro realizado por la empresa Sanear S.A en el ao 2004.
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En el nodo 95 ser la conexin del vertimiento de estos apartamentos, por lo tanto el vertimiento de
estos es cargado a este nodo.
El alcantarillado proyectado es solo de aguas residuales por lo tanto en la modelacin no se incluye
las aguas lluvias.
Los resultados de la simulacin se encuentran en el anexo de Excel simulacin alcantarillado
Abejorral. xls
Los dimetros definidos y verificados para cada tramo se presentan a continuacin.
Tabla 12. Dimetro para los ramales horizontales
DE CAMARA
N
A CAMARA
N
DIAMETRO [mm]
1 2 100
2 3 100
3 4 100
4 5 100
5 6 100
6 7 100
21 22 100
22 23 100
23 24 100
24 25 100
25 26 100
26 27 100
27 7 100
7 8 150
8 9 150
9 10 150
10 11 150
14 13 100
13 12 100
20 19 100
19 18 100
18 15 100
17 16 100
16 15 100
15 12 100
12 11 150
11 95 150