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UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TEMA: CÁLCULO Y DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO Y DISTRIBUCIÓN DE
AGUA DE UN EDIFICIO DESTINADO A DEPARTAMENTOS HABITACIONALES
TRABAJO PRÁCTICO DEL EXAMEN COMPLEXIVO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL
TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
AUTOR: TORRES LAPO EDUARDO GEOVANNI
MACHALA - EL ORO
“CÁLCULO Y DISEÑO DEL SISTEMA DE ABASTECIMIENTO Y
DISTRIBUCIÓN DE AGUA DE UN EDIFICIO DESTINADO A
DEPARTAMENTOS HABITACIONALES
Eduardo Geovanni Torres Lapo Universidad Técnica de Machala
Unidad Académica Ingeniería Civil e-mail: [email protected]
RESUMEN
El agua que se emplea para el tratamiento de potabilización se la obtiene de varias fuentes tales como ríos, pozos, lagos, embalses y otros, de los cuales se conducen a través de tuberías hasta donde se encuentre la planta de tratamiento, en donde se realiza su tratamiento de calidad y la cual se traslada a sus diferentes depósitos de regulación y almacenamiento con lo cual se logrará llevar el agua lo más próximo con la edificación. Esta investigación se procederá a calcular la red de distribución de agua con la cisterna y su respectivo tanque elevado., para un edificio de tres pisos y cada uno de los departamentos tendrá dos baños completos. Partiendo del cálculo del consumo horario máximo que se refiere al cálculo del volumen total y la acometida de la edificación, lo que nos permite obtener la capacidad de la cisterna y tanque elevado, y el gasto simultáneo por departamentos, así también se determinará el diámetro de tuberías, tanto en las derivaciones y columnas. También se calculará la autoclave del sistema y la bomba a presión, la cual será necesaria para sustentar el tanque elevado, el mismo incluye el cálculo de las tuberías de impulsión y de succión correspondientes a la bomba. Así se obtuvo el cálculo de la red de aguas servidas y para finalizar el trabajo se presenta el cálculo de los diámetros de colectores y derivaciones de (Aguas servidas) A.A.S.S. Por lo que permite aportar con el ornado y la satisfacción de las necesidades de los habitantes del edificio. Palabras Claves: distribución, gasto, sistema, tubería, colectores.
"CALCULATION AND DESIGN OF SUPPLY AND DISTRIBUTION OF WATER OF A BUILDING DESTINED TO HOUSING DEPARTMENTS"
Eduardo Geovanni Torres Lapo
Universidad Técnica de Machala Unidad Académica Ingeniería Civil
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
The water used for purification treatment is the obtained from various sources such as rivers, ponds, lakes, reservoirs and others, which are conducted through pipes to where the treatment plant is located, where it is carried quality treatment and which moved to different storage tanks regulation and thereby achieve carry water as close to the building. This research will proceed to calculate the water distribution network to the tank and its respective elevated tank., For a three-story building and each of the apartments have two bathrooms. Based on the calculation of hourly consumption maximum respect to the calculation of the total volume and the rush of the building, allowing us to obtain the capacity of the tank and elevated tank, and simultaneous spending by departments, and the diameter was also determined pipes, both leads and columns. The autoclave system and the pump pressure is also calculated, which will be necessary to support the elevated tank, it includes the calculation of the impulse lines and corresponding to the pump suction. Thus the calculation of the sewage network was obtained and to finish the job calculating the diameters of collectors and derivations (Sewage) presents A.A.S.S. So it lets bring the ornate and meeting the needs of the inhabitants of the building.
Keywords: distribution, expenses, system, pipe collectors.
INTRODUCCIÓN
CONTEXTUALIZACIÓN
La distribución del agua potable por lo general es escasa y posee un mal tratamiento lo que conlleva a una serie de riesgos, lo que constituye una problemática constante en relación a la salud de todo el mundo. La OMS estima el 80% de las enfermedades más comunes se generan por esta causa. La pésima gestión del agua potable hace que los recursos del agua (recursos hídricos) sean un problema.
Se estima que más del 50% de las fuentes de suministro de agua potabilizada de los países que están en desarrollo, se detecto que habían perdidas que se dan por filtraciones o las malas conexiones que se hacen ilícitamente. Cuando las poblaciones aumentan la necesidad del agua es notoria por tal motivo se convierte en un ingreso adicional para el desarrollo. “Todas las personas tienen derecho al servicio adecuado del agua potable para cubrir cada una de sus
necesidades”. (Del, ONGAWA y La Cuculmeca, 2015)5
Los sistemas de abastecimiento indirectos en Latinoamérica es uno de los que más se emplean en la mayoría de las edificaciones en el Ecuador, porque se ha determinado que el servicio de la red pública es pésimo el servicio en la mayor parte de la parte urbana, cuando la presión es siempre por debajo de lo normal, específicamente en casi todos los barrios conocidos como marginales.
En la parte rural, en base a las diferentes investigaciones estos sistemas son lo que se emplean como primera opción pero en ocasiones no abastecen pero es considerado como el más sostenible.
“La red pública que proporciona el agua no abastece de forma directa a cada uno de los equipos, sino a través de una cisterna que sirve como reservorio de donde se envía el agua hacia el tanque elevado mediante una bomba, lo primordial es que puede abastecer a cada uno de los pisos de la edificación, siempre y cuando la presión del servicio público no abastezca. Es un método que se emplea en la actualidad debido a su eficiencia, porque sirve como alternativa cuando se presentan los cortes del servicio, porque a veces el
tanque de reserva no abastece”. (Arq.com.mx)6
En el Ecuador el servicio de agua potable, es un proceso de obra de ingeniería que se lo considera como un conjunto de diferentes fuentes tales como los de abastecimiento, también las estructuras que sirven para el almacenamiento y las de regularización, como las diferentes tuberías domiciliarias, se distribuye el agua potable a todas las edificaciones de la ciudad, municipalidad o la parte rural donde se encuentra concentras la población.
IMPORTANCIA
Cuando el suministro de agua a los puntos de consumo (aparatos sanitarios) no es directamente por la presión de la red pública. Es de importancia implementar el sistema de abastecimiento indirecto por que la misma no garantiza el servicio continuo, gasto necesario y/o presión mínima suficiente para abastecer todos los aparatos de la edificación, especialmente a los más alejados vertical u horizontal de la matriz.
Entonces se hace necesario almacenar en depósitos llamados cisternas y/o tanque elevado a partir de donde se suministrará a los aparatos sanitarios necesarios. Garantizando el suministro de agua de tal forma que el agua no se contamine. Así garantizar el servicio todos los días; además de contar con el diseño adecuado del sistema de aguas servidas, para eliminar las aguas servidas del edificio hacia la red pública de la forma más rápida posible, colaborando así con el ornato del edificio y la comodidad de los habitantes del mismo.“La gestión adecuada del agua urbana es un objetivo básico para la industria del agua. En este contexto, la estrategia clave es racionalizar la demanda de agua y energía, ya que ambos recursos son escasos y preciosos”.
(Cabrera E, 2009)7
COMPETITIVIDAD
La insuficiente presión en la red pública ha hecho que no se pueda cumplir con la demanda que presenta la edificación, por lo que se ha adoptado el diseño con cisterna y tanque elevado.
La finalidad del proyecto es de abastecer de agua potable a la edificación en mención la cual está conformada por tres niveles y la azotea; porque no se cuenta con una presión adecuada para que el agua llegue a los pisos por tal motivo se ha tomado como solución el sistema indirecto. De tal forma se saca provecho todo el día. “Los sistemas indirectos suministrarán cada aparato
sanitario, pero que no sean de conexión directa”. (Raúl Terrazas)2
El trabajo contará de forma detallada con cada una de las especificaciones, las que se refieren a los métodos empleados en la ejecución de cada una de las labores para la instalación del sistema indirecto.” Un instrumento de gran importancia es el planteamiento estratégico el que permite lograr una excelente organización para cumplir con cada uno de los objetivos y metas planteadas”. (Cabrera E, 2009)7
OBJETIVO GENERAL
Diseñar el sistema de abastecimiento y distribución de agua además del sistema de desagüe mediante el método indirecto para el mejoramiento del servicio de la edificación destinada a departamentos habitacionales.
DESARROLLO
El caso que se presenta es un edificio destinado a departamentos habitacionales, dispone de tres pisos y terraza; requiere de un suministro de agua potable. La situación de la presión de la red no es apta para un sistema directo de abastecimiento.
Por tal motivo se empleará el sistema de método indirecto para así poder satisfacer la demanda que presenta el edificio.
CÁLCULO DEL VOLUMEN DE RESERVA (CONSUMO HORARIO)
El trabajo inicia con el cálculo del volumen de reserva el mismo que presta el servicio de dotación y el que permite calcular el consumo horario, el cual facilita el cálculo del gasto para la cisterna y tanque elevado. “Es el sitio donde se mantiene de la mejor manera el agua potable la cual servirá para el
abastecimiento de los aparatos sanitarios del edificio”. (Públicas)3
DISEÑO DE LA DERIVACIÓN
Lo que se debe de ser en primer lugar es ubicar en el plano la columna (columna de agua) y a la vez se realiza el trazo de la tubería, se enumera cada uno de los tramos lo que permite tener un trabajo más fácil.”La red de tuberías del edificio será de un material adecuado y aprobado, para que conduzca el
agua y que posea una presión según las normas establecidas”. (Públicas)3
El cálculo del gasto simultáneo se realiza una vez obtenida la derivación de la siguiente manera:
1. Por cada una de las piezas sanitarias que presente cada tramo se debe determinar su gasto.
2. Se establecerá en una tabla el valor del gasto de cada uno de los aparatos sanitarios (corrientes)
3. Se calcula el coeficiente de simultaneidad 4. Tener en cuenta las normas y cada una de las especificaciones. 5. En la obtención de los gastos en cada uno de los tramos se debe multiplicar
el número de piezas por el gasto mínimo y por el coeficiente de simultaneidad, si se presentan más piezas se suman cada uno de los gastos.
6. Así se obtiene el gasto total simultáneo del departamento.
CÁLCULO DEL GASTO DE LAS DERIVACIONES
Cuando se obtiene el gasto del conjunto de derivaciones se debe en primer lugar realizar la verificación del tipo de baño que posee y si los inodoros de tipo que cuenta son de depósitos, se debe considerar su gasto. “El caudal de diseño se considera como un factor principal al momento de diseñar la red de
distribución”: (IPN)4
En la verificación de los accesorios que poseen la derivación al momento del cálculo de cada columna y de sus distribuidores, se procede de la siguiente manera:
1. Se determina el cálculo del gasto total simultáneo en las diferentes derivaciones.
2. Si a paren varios grupos de derivaciones se procede a realizar la suma de los grupos.
3. Se emplea el coeficiente de simultaneidad, en la tabla del cálculo. 4. Se definirá que si el gasto que se presenta en cada tramo es inferior con
relación al que le preside, por tal motivo se da se considerará el gasta mayor.
CÁLCULO DE LOS DIÁMETROS DE LAS DERIVACIONES Y COLUMNAS
Se debe considerar el establecimiento del desnivel para lograr la obtención respectiva del rango de las distintas velocidades que contará el piso. Siempre teniendo en cuenta un minucioso cuidado para evitar cualquier error en la suma de las distintas alturas.
En la determinación de las pérdidas de los accesorios aquí se empleará la tabla de coeficientes por el diámetro. De tal forma se obtendrán los valores de k. Ya obtenido los distintos diámetros de la derivación como la respectiva pérdida con relación a la carga de los accesorios, se debe efectuar el cálculo de los diámetros correspondientes a las columnas y también los distribuidores a través de una tabla. Así se podrá obtener la pérdida requerida.
Tabla N°1. Tabla de valores de coeficientes por el diámetro de accesorios.
CLASE DE RESISTENCIA 3/8” – ½” 3/4” – 1” 11/4” – 4”
CURVA DE 90o (r < 50) 1,5 1 0,5
CURVA DE 90o (r > 50) 0 0 0
CODO 90o 2 1,5 1
AUMENTO DE SECCIÓN 1 1 1
DISMINUCIÓN DE SECCIÓN 0,5 0,5 0,5
TEE PASO DIRECTO 1 1 1
PASO DERIVACIÓN 1,5 1,5 1,5
CONFLUENCIA 3 3 3
Fuente: Ingeniería Sanitarias 1; Walter Doménech Avilés, 2014
CÁLCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBA
En la determinación de la bomba, se considera como primer paso la revisión de las condiciones de diseño, teniendo en cuenta que v< 2m/s.
Se inicia con el diámetro de la acometida, el volumen de reserva y el adecuado caudal, considerando las especificaciones de diseño. Se procede al cálculo de las tuberías de succión como la de impulsión. Es un factor importante saber la potencia de la bomba para así hacer la adquisición de la misma. Así como la capacidad del agua que ingresa facilita definir el volumen del tanque elevado.”Para la elección de la bomba se debe considerar dos factores importantes como son el caudal que permite determinar la velocidad y la
presión que facilita determinar la altura de impulsión”.(IPN)5.
Tabla N°2.Tabla para el cálculo de la potencia de la bomba.
Fuente: www.codesolar.com. Pedrollo
Fuente: www.codesolar.com. Pedrollo.
DISEÑO DE LA RED DE EVACUACIÓN DE AGUAS SERVIDAS
En el cálculo de la red de aguas servidas se conocen que serán las tuberías y cada uno de los accesorios que se encargan de recoger lo generado por los aparatos sanitarios y lo trata de la forma más rápida del edificio. Para lo cual se debe seguir y cumplir las siguientes condiciones:
1. Alejar de la manera más rápida las aguas servidas generadas por los
aparatos sanitarios. 2. Evitar que entre aire y salga los olores del interior de las tuberías en los
departamentos. 3. La características que deben presentar las tuberías a emplear deben ser
durables y que sean flexibles para soportar los pequeños movimientos que se presenten en el edificio.
4. La permeabilidad de las tuberías es un factor importante en el momento de la selección de la misma.
5. El material de la estructura de las tuberías debe ser apta para evitar la corrosión generada por las aguas servidas.
En el diseño de la red de aguas servidas, se debe considerar la siguiente clasificación:
1. Para las edificaciones como viviendas y departamentos se considera las instalaciones de primera clase.
2. Aquellas que son para uso público, se emplean las instalaciones de segunda clase.
3. Cuando presentan limitaciones en el uso de los aparatos, se emplea instalaciones de tercera clase.
Tabla N°3- Tabla de los diámetros según la clase de edificio.
U.D mm.
CLASE DE APARATO CLASE CLASE
1RA 2DA 3RA 1RA 2DA 3RA
LAVAMANOS 1 2 2 35 35 35
INODORO 4 5 6 80 80 80
T. BAÑO 3 4 4 40 50 50
BIDE 2 2 2 35 35 35
DUCHA 2 3 3 40 50 50
URINARIO SUSPENDIDO 2 2 2 40 40 40
URINARIO VERTICAL 2 4 4 40 50 50
FREGADERO VIVIENDA 3 4 4 40 50 50
FREGADERO RESTAURANTE 3 8 8 40 80 80
LAVADORA DE ROPA 3 3 6 40 40 50
Fuente: Ingeniería Sanitarias 1; Walter Doménech Avilés, 2014
Aquí se procederá a emplear una tabla para las unidades de descarga y se empleará los diferentes diámetros de la columna de primera clase, que se refiere a edificaciones para viviendas.
“La sección de los desperdicios de una edificación se considera dos partes fundamentales; las trampas que se refiere al alcantarillado, el cual está
constituido por las tuberías y la plomería del edificio”. (ARQHYS)8
La instalación de los inodoros se realiza con bajante y se debe unir en un
ángulo de 45o para así prevenir cualquier bloqueo los cuales podrán provocar
cualquier situación desagradable. En el diseño de los colectores se debe realizar considerando como tramo que se establezca con su respectiva identificación para que el cálculo sea más fácil el mismo que se unirá al final con la red del servicio público.
Tabla N°4. Tabla de diámetros en colectores.
DIÁMETRO DE LAS DERIVADAS EN COLECTORES
DERIVACIÓN EN NÚMERO MÁXIMO DE UNIDADES DE DESCARGA
COLECTORES DERIVACIÓN HORI ZONTAL s > 0 PENDIENTE
1/100 2/200 3/300
mm. pulg.
32 1 ½” 1 1 1 1
34 1 ½” 2 2 2 2
50 2 3 5 6 8
63 2 ½” 10 12 15 18
75 3 20 24 27 30
100 4 68 84 96 114
125 5 144 180 234 280
150 6 264 330 440 580
200 8 696 870 1150 1680
250 10 1392 1740 2500 3600
300 12 2400 3000 4200 6500
350 14 4800 6000 6500 135000
Fuente: Ingeniería Sanitarias 1; Walter Doménech Avilés, 2014
Para la realización del cálculo referente a las columnas de aguas servidas, las columnas de cada sección se deben considerar las unidades de descarga la misma que finalizan en las columnas. En el cálculo de los diámetros de los colectores se consideran también las mismas unidades.
Tabla N°5. Tabla de unidades de descarga de columnas.
COLUMNA COLUMNA AS
mm MÁXIMO # U.D h. COLUMNA
40 3 8 18
50 8 18 27
70 20 36 31
80 45 72 64
100 190 384 91
125 350 1020 119
150 540 2070 153
200 1200 5400 225
Fuente: Ingeniería Sanitarias 1; Walter Doménech Avilés, 2014
Se adoptará el diámetro que presente mayor tamaño para evitar cualquier contratiempo en la evacuación de las aguas servidas.
En la cota de salida de la primera caja, se considera la cota del invert, Que se pide a la respectiva municipalidad donde se construirá el edificio y la cota del terreno.
CIERRE
Al implementar adecuadamente el cálculo y diseño del sistema de
abastecimiento y distribución de agua de un edificio destinado a departamentos
habitacionales siguiendo las normas y actividades planteadas se pueden
realizar de manera eficiente cada detalle previsto para el mismo.
Con esta implementación llevándola de la mejor manera el constructor logrará
su fin que es el de ser más eficiente y rentable dentro de su giro y ámbito de
trabajo conllevando un crecimiento adecuado y lógico.
Por lo tanto este presente trabajo ha logrado terminar cada objetivo específico planteado
El volumen de reserva obtenido es de 3,45 m3, debidamente distribuido de la siguiente manera 2,05 m3 para la cisterna y 1,40 m3 para el tanque elevado.
El edificio contará con una acometida con un caudal respectivo de 0,04 lt/s y una velocidad de 0,33 m/s.
El desnivel con relación al tanque elevado será de 4,40 m con un rango de velocidad de 0,6 – 1 m/s.
Dando como resultado una pérdida por gasto de 5,59.
En el cálculo de la bomba el resultado que dio fue que se necesitaría una bomba de 0,5 hp, cuyos diámetros de las tuberías de succión y reducción son de 1” y ¾”.
El diámetro de los colectores será de 4”.
De esta manera se puede concluir que la obra es socialmente rentable lo que garantiza el buen trabajo de cálculo y diseño propuesta por el ingeniero a cargo de la respectiva obra.
CONCLUSIONES
1. En el diseño de la red de distribución de agua potable, es fundamental para las edificaciones en la actualidad, porque se considera las características tanto del diseño como el de su funcionalidad.
2. Después de haber desarrollado la investigación se puede definir que es
rentable y el cual podrá satisfacer a los habitantes del edificio.
3. Se considera la capacidad de la bomba como un factor importante para
que el agua sea constante en el edificio y también las baterías sanitarias.
4. El debido tratamiento y evacuación de las aguas servidas aporta en el
ornato y la calidad de vida que los habitantes necesitan para desarrollar sus actividades diarias con normalidad.
REFERENCIAS
WEBGRAFÍA
1. Harper Enriquez. Manual de estructuras. [Internet]. 14 de Mayo 2011 [citado 19 de octubre de 2015].Disponible en http://www.unilibro.es/find_buy_es/resilt_scrittori.asp?escritoreENRIQUEZ+ HARPER%2C+GILBERTO.
2. Terrazas Raúl. Instalaciones sanitarias. [Internet]. 10 de Nov. 2012 [citado
19 de octubre de 2015].Disponible en http://es.slideshare.net/RAUL_TERRAZAS/instalaciones-sanitarias-15118864.
3. Ministerio de Obras Públicas.Reglamento para el diseño y construcción de
Instalaciones sanitarias en Edificaciones. [Internet]. 2010 [citado 19 de octubre de 2015].Disponible en www.mopc.gob.do/media/1423/r-008-instalaciones-sanitarias.pdf.
4. Instituto Politecnico Nacional de México. Diseño y selección de una red
hidraulica a presion o gravedad para el abastecimiento de agua potable a una vivienda habitacional. [Internet]. 2010 [citado 20 de octubre de 2015].Disponible en http://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/7826/DISYSELECC.pdf?seq uence=1.
5. Ongawa org. Agua y saniamiento. [Internet].Noviembre 2010. [citado 20 de
octubre de 2015].Disponible en http://www.ongawa.org/wp-content/uploads/2015/10/Agua-y-saneamiento-Nicaragua-resumido.pd
6. Arq.com.mx.Sistemas de abastecimiento de agua para instalaciones
sanitarias interiores. [Internet].10 Agosto 2013. [citado 21 de octubre de 2015].Disponible en http://noticias.arq.com.mx/Detalles/15703.html#.Vkfmj7cvddg.
7. Cabrera E. Reducción de pérdidas de agua en la red. [Internet].2009. [citado
22 de octubre de 2015].Disponible en http://www.ita.upv.es/idi/fichaarticulo-es.php?id=226.
8. Arqhys Arquitectura. Respiradero de un drenaje. [Internet]. [citado 23 de
octubre de 2015].Disponible en http://www.arqhys.com/articulos/fontaneria-drenaje.html.
9. Gomez Adriana. Procesos constructivos.[Internet].25 de Noviembre de
2010. [citado 23 de octubre de 2015].Disponible en http://www.scielo.cl/pdf/ric/v25n1/art06.pdf
ANEXOS
ANEXO 1 CÀLCULO DEL TANQUE ELAVADO Y CISTERNA
VOLUMEN DE RESERVA Y DOTACIÒN
VOLUMEN DE RESERVA
Departamentos
Personas x Poblaciò
Departamento n a servir
3 5 15
Dotación: 230 litros/habitante/día
Volumen: 3450 litros/día
3,45 m³/dia
Según la Norma para estudio y Diseño de Sistemas de Agua Potable y Disposición de Aguas Residuales.Para una poblaciòn mayor a 50000 hab. Y clima càlido.
ALMACENAMIENTO Y ACOMETIDA DEL EDIFICIO
ALMACENAMIENTO Tanque elevado = 1,00 m³
Cisterna 3/4 2,40 m³ 70% Cisterna = 2,45 m³
Tanque e. 1/4 1,05 m³ 30% A = 1,20 x 2,20
H = 0,93 m
Para un Caudal Q= 0,040 l/s utilizaremos
ACOMETIDA EDIFICIO
Caudal (Q) 143,75 lt/h Ф 12,50 mm = 1/2 ´´
Caudal (Q) 0,040 lt/s v= 0,33 m/s < 2,00 m/s
CÀLCULO DE LA DERIVACION
PLANTA BAJA
TRAMO
PIEZA UNIDADES qs
k=
Qt
SANITARIA
1/ (n-1)
1 LL J 1 0,15 1,00 0,15
2 LL J 1 0,15 1,00 0,15
3 LVA 1 0,20 1,00 0,20
4 LVA, LR 2 0,40 1,00 0,40
5 FR 1 0,15 1,00 0,15
6 LVA,LR,FR 3 0,55 0,71 0,39
7 LVA,LR,FR,LL J 4 0,70 0,58 0,40
8 DC 1 0,20 1,00 0,20
9 DC,ID 2 0,30 1,00 0,30
10 DC,ID,L 3 0,40 0,71 0,28
11 LVA,LR,FR,LL J,DC,ID,L 7 1,10 0,41 0,45
12 DC 1 0,20 1,00 0,20
13 DC,ID 2 0,30 1,00 0,30
14 DC,ID,L 3 0,40 0,71 0,28
15 LVA,LR,FR,LL J,DC,ID,L 10 1,50 0,33 0,50
El gasto del departamento es de 0,50 lt/seg
1er y 2do PISO ALTO
TRAMO PIEZA
UNIDADES qs k=
Qt
SANITARIA 1/
(n-1)
1 FR 1 0,15 1 0,15
2 FR 1 0,15 1 0,15
3 LVA 1 0,20 1 0,2
4 FR,LVA 2 0,35 1 0,35
5 DC 1 0,20 1 0,2
6 DC,ID 2 0,30 1,00 0,3
7 DC,ID,L 3 0,40 0,71 0,3
8 FR,LVA,DC,ID,L 5 0,75 0,50 0,4
9 DC 1 0,20 1,00 0,2
10 DC,ID 2 0,30 1,00 0,3
11 DC,ID,L 3 0,40 0,71 0,3
12 FR,LVA,DC,ID,L 8 1,15 0,38 0,4
El gasto para los departamento es de 0,43 lt/seg
CÀLCULO DE COLUMNAS
Se dispondrá de 1 columna de agua para los 3 departamentos
GASTO SIMULTÀNEO DE LAS COLUMNAS
ELEMENTOS TRAMO ∑ GASTOS N°
k=
GRUPOS GRUPOS Qt
1 0,5 1 1,00 0,50
Columna A 2 0,93 2 0,90 0,84
3 1,36 3 0,85
1,16
4 2,80 4 0,80 2,24
CÀLCULO DE LA DERIVACIÒN
H piso= 2,80 m
H losa= 0,20 m
H total= 9,00 m
H tanque elevado 2,80 + 0,6 reservorio + distancia punto mas elevado del 3 piso "ducha" (1)
H tanque elevado 4,40 m
DESNIVEL RANGO DE
(m) VELOCIDADES (m/s) 01 -04 0,50 - 0,60
04 -10 0,60 - 1,00
10 -20 1,00 - 1,50
> 20 1,50 - 2,00
Tenemos un desnivel de 4,40 m con un rango de velocidad de 0,60 - 1,00
CÀLCULO DE PÈRDIDA DE CARGA POR LOS ACCESORIOS PLANTA BAJA
TRAMO q v Ф N° Reynolds F L R
1 0,15 0,526 3/4 9965,7139 0,0311404 3,45 0,11
2 0,15 0,526 3/4 9965,7139 0,0311404 4,10 0,13
3 0,20 0,702 3/4 13287,619 0,0288448 1,15 0,03
4 0,40 0,789 1 19931,428 0,0259841 2,70 0,07
5 0,15 1,184 1/2 14948,571 0,0280645 1,55 0,04
6 0,39 0,768 1 19378,766 0,0261655 1,70 0,04
7 0,40 0,798 1 20137,977 0,025918 4,08 0,11
8 0,20 0,702 3/4 13287,619 0,0288448 1,85 0,05
9 0,30 1,053 3/4 19931,428 0,0260329 0,46 0,01
10 0,28 0,992 3/4 18791,53 0,0264137 1,30 0,03
11 0,45 0,886 1 22376,671 0,0252579 1,15 0,03
12 0,20 0,702 3/4 13287,619 0,0288448 1,05 0,03
13 0,30 1,053 3/4 19931,428 0,0260329 0,46 0,01
14 0,28 0,992 3/4 18791,53 0,0264137 1,40 0,04
15 0,50 0,987 1 24914,285 0,0246122 0,25 0,01
CÀLCULO DE PÈRDIDA DE CARGA POR LOS ACCESORIOS 1er y 2da P.A.
TRAMO q v Ф N° Reynolds F L R
1 0,15 1,184 1/2 14948,571 0,03 3,45 0,1
2 0,15 0,526 3/4 9965,7139 0,03 4,10 0,13
3 0,20 0,702 3/4 13287,619 0,03 1,15 0,03
4 0,35 0,691 1 17439,999 0,03 2,70 0,07
5 0,20 0,702 3/4 13287,619 0,03 1,55 0,04
6 0,30 1,053 3/4 19931,428 0,03 1,70 0,04
7 0,28 0,992 3/4 18791,53 0,03 4,08 0,11
8 0,38 0,740 1 18685,714 0,03 1,85 0,05
9 0,20 0,702 3/4 13287,619 0,03 0,46 0,01
10 0,30 1,053 3/4 19931,428 0,03 1,30 0,03
11 0,28 0,992 3/4 18791,53 0,03 1,15 0,03
12 0,43 0,858 1 21658,443 0,03 1,05 0,03 10.
CÀLCULO DE PÈRDIDAS POR ACCESORIOS
PLANTA BAJA
TRAMO 1
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Reductor 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
Codo 3/4 2 1,5 3
∑k = 3,5
TRAMO 2
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 1 1 1,5 1,5
Reduccion 1 - 3/4 1 0,5 0,5
∑k = 2
TRAMO 3
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Reductor 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
Codo 3/4 2 1,5 3
∑k = 3,5
TRAMO 4
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Reductor 1 - 3/4 1 0,5 0,5
Tee 1 3 1 3
Reductor 1 - 1/2 2 0,5 1
Codo 1/2 2 2 4
∑k = 8,5
TRAMO 5
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Reductor 1 - 3/4 1 0,5 0,5
Codo 3/4 3 1,5 4,5
∑k = 5
TRAMO 7
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 1 1 1 1
∑k = 1
TRAMO 8
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Codo 3/4 2 1,5 3
Reduccion 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
∑k = 3,5
PLANTA ALTA
TRAMO 1
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Codo 3/4 1 1,5 1,5
Reduccion 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
∑k = 2
TRAMO 2
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Codo 3/4 1 1,5 1,5
Tee 3/4 1 1 1
∑k = 2,5
TRAMO 3
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 3/4 1 1 1
Codo 3/4 1 1,5 1,5
Reduccion 3/4 - 1/2 2 0,2 0,4
∑k = 2,9
TRAMO 4
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Reduccion 1 - 3/4 2 0,5 1
Tee 1 1 1 1
∑k = 2
TRAMO 5
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Reductor 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
Codo 3/4 2 1,5 3
∑k = 3,5
TRAMO 6
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 1 1 1 1
Codo 1 1 1,5 1,5
Reduccion 1 - 1/2 1 0,5 0,5
∑k = 3
TRAMO 7
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Reduccion 1 - 1/2 1 0,5 0,5
Codo 1 2 1,5 3
Tee 1 1 1 1
∑k = 4,5
TRAMO 9
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 3/4 1 1 1
Codo 3/4 1 1,5 1,5
Reduccion 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
∑k = 3
TRAMO 10
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 3/4 1 1 1
Codo 3/4 2 1,5 3
Reduccion 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
Reduccion 1 - 3/4 1 0,5 0,5
∑k = 5
TRAMO 12
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Codo 3/4 1 1,5 1,5
Reduccion 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
∑k = 2
TRAMO 13
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 3/4 1 1 1
Reduccion 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
∑k = 1,5
TRAMO 14
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 3/4 1 1 1
Reduccion 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
Codo 3/4 1 1,5 1,5
∑k = 3
TRAMO 15
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 1 1/4 1 3 3
Reduccion 1 - 3/4 2 0,5 1
Codo 1 1/4 1 1 1
∑k = 5
TRAMO 9
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Reduccion 3/4 - 1/2 1 0,5 0,5
Codo 3/4 1 1,5 1,5
∑k = 2
TRAMO 10
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 1 1 1 1
Reduccion 1 - 1/2 1 0,5 0,5
∑k = 1,5
TRAMO 11
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 1 1 1 1
Reduccion 1 - 1/2 1 0,5 0,5
Codo 1 1 1,5 1,5
∑k = 3
TRAMO 12
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 1 1/4 1 1 1
Reduccion 1 1/4 - 1 2 0,5 1
∑k = 2
En los tramos tenemos las llaves de baños
CÀLCULO DE DIÀMETROS PROVICIONAL DE COLUMNAS Y DISTRIBUIDORES
ELEMENTOS TRAMO q v Ф N° Reynolds F L R
1 0,50 0,632 1 1/4 19931,428 0,0259547 3,00 0,04985
Columna
2 0,84 0,738 1 1/2 27943,637 0,0238925 3,00 0,05220
A 3 1,16 0,572 2 28899,581 0,0236732 3,00 0,02334
4 2,24 0,707 2 1/2 44635,528 0,0213932 6,14 0,05272
TRAMO 1
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Codo 1 1/4 1 1 1
∑k = 1
TRAMO 2
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 1 1/2 1 1 1
Reduccion 1 1/2 - 1 1/4 2 0,5 1
∑k = 2
TRAMO 3
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Tee 2 1 1 1
Reduccion 2 - 1 1/4 1 0,5 0,5
Reduccion 2 - 1 1/2 1 0,5 0,5
∑k = 2
TRAMO 4
MATERIAL CANTIDAD K TOTAL
Codo 2 1/2 3 1 3
Reduccion 2 1/2 - 2 1 0,5 0,5
∑k = 3,5
En cada distribuidor se colocará una llave de control.
Tramo 1 Tramo 2 Tramo 1
λ2=0,993x0,4= 0,3972 λ2=0,993x0,5= 0,4965 λ2=0,993x0,7= 0,6951
CÀLCULO DE PÈRDIDA DE CARGA
TRA. q v Ф N° Reynolds F L R ∑k λ λ2 ∑(R+∑λ)
1 0,50 0,632 1 1/4 19931,428 0,0259547 3,00 0,04985 1 0,02033 0,3972 0,46738
2 0,84 0,738 1 1/2 27943,637 0,0238925 3,00 0,05220 2 0,05549 0,4965 0,60419
3 1,16 0,572 2 28899,581 0,0236732 3,00 0,02334 2 0,03339 0,6951 0,75183
4 2,24 0,707 2 1/2 44635,528 0,0213932 6,14 0,05272 3,5 0,08920 0,14192
1,96532
La sumatoria de pèrdida es de = 5,59
CÀLCULO DE PÈRDIDA DE CARGA POR LOS ACCESORIOS
PLANTA BAJA
TRAMO q v Ф N° Reynolds F L R ∑k λ λ2 ∑(R+∑λ)
1 0,15 0,526 3/4 9965,713943 0,0311404 3,45 0,07961 3,5 0,049407386 0,12902
2 0,15 0,526 3/4 9965,713943 0,0311404 4,1 0,09461 2 0,028232792 0,12284
3 0,20 0,702 3/4 13287,61859 0,0288448 1,15 0,04370 3,5 0,087835353 0,0107 0,14223
4 0,40 0,789 1 19931,42789 0,0259841 2,7 0,08773 8,5 0,269976073 0,35771
5 0,15 0,526 3/4 9965,713943 0,0311404 1,55 0,03577 5 0,07058198 0,0107 0,11705
6 0,39 0,768 1 19378,76575 0,0261655 1,7 0,05258 0 0 0,05258
7 0,40 0,798 1 20137,9767 0,025918 4,08 0,13499 1 0,032423597 0,16741
8 0,20 0,702 3/4 13287,61859 0,0288448 1,85 0,07030 3,5 0,087835353 0,15813
9 0,30 1,053 3/4 19931,42789 0,0260329 0,46 0,03550 3 0,169396752 0,20489
10 0,28 0,992 3/4 18791,53042 0,0264137 1,3 0,09047 5 0,250958151 0,0107 0,35213
11 0,45 0,886 1 22376,67124 0,0252579 1,15 0,04578 0 0 0,04578
12 0,20 0,702 3/4 13287,61859 0,0288448 1,05 0,03990 2 0,05019163 0,09009
13 0,30 1,053 3/4 19931,42789 0,0260329 0,46 0,03550 1,5 0,084698376 0,12019
14 0,28 0,992 3/4 18791,53042 0,0264137 1,4 0,09743 3 0,15057489 0,0107 0,25871
15 0,50 0,632 1 1/4 19931,42789 0,0259547 0,25 0,00415 5 0,101638051 0,0107 0,11649
2,43526
La sumatoria de pèrdidas de carga = 2,44 m
CÀLCULO DE PÈRDIDA DE CARGA POR LOS ACCESORIOS
PLANTA ALTA
TRAMO q v Ф N° Reynolds F L R ∑k λ λ2 ∑(R+∑λ)
1 0,15 0,526 3/4 9965,713943 0,03114036 3,45 0,07961 2 0,02823279 0,0107 0,11854
2 0,15 0,526 3/4 9965,713943 0,03114036 4,1 0,09461 2,5 0,03529099 0,12990
3 0,20 0,702 3/4 13287,61859 0,0288448 1,15 0,04370 2,9 0,07277786 0,0107 0,12718
4 0,35 0,691 1 17439,9994 0,02686356 2,7 0,06944 2 0,0486354 0,11808
5 0,20 0,702 3/4 13287,61859 0,0288448 1,55 0,05890 3,5 0,08783535 0,14673
6 0,30 0,592 1 14948,57091 0,02793812 1,7 0,03341 3 0,05359819 0,08701
7 0,28 0,558 1 14093,64782 0,0283664 4,08 0,07236 4,5 0,07146425 0,0107 0,15453
8 0,38 0,740 1 18685,71364 0,0264034 1,85 0,05368 0 0 0,05368
9 0,20 0,702 3/4 13287,61859 0,0288448 0,46 0,01748 2 0,05019163 0,06767
10 0,30 0,592 1 14948,57091 0,02793812 1,3 0,02555 1,5 0,0267991 0,05235
11 0,28 0,558 1 14093,64782 0,0283664 1,15 0,02040 3 0,04764284 0,0107 0,07874
12 0,43 0,549 1 1/4 17326,75476 0,02688029 1,05 0,01366 2 0,03072373 0,0107 0,05508
1,18948
La sumatoria de pèrdida de carga = 1,19 m
ANEXO 2 CÀLCULO DE LA BOMBA
VOLUMEN DEL TANQUE 1 m³
TIEMPO DE LLENADO 2700 segundos
CAUDAL DE BOMBEO 0,00037037 m³/S
CÀLCULO DEL DIAMETRO TEÒRICO (SUCCIÒN - IMPULSIÒN)
∅ = 4 Vs=1 m/s
Vi=2 m/s
Diàmetro Succiòn 0,021715667 m 1
Diàmetro Impulsiòn 0,015355296 m 3/4
Q=VxA
Comprobaciòn v = 0,73 < 1 m/s
Comprobaciòn v = 1,30 < 2 m/s
PÈRDIDAS POR TUBERÌAS Y ACCESORIOS PARA CÀLCULO DE BOMBAS
s= 2,5 D +0,1
s= 0,16 FILTRO 10CM
Hs= 1,19 Ls= 1,59
Hi= 13 Li= 21,77
NRs fs
18455,02582 0,026485343
NRs fi
24606,70109 0,024739933
SUCCIÒN
Cant. Material Diàmetro k k total
1 Valvula pie 1 9,7 9,7
1 Codo 90 1 1,5 1,5
11,2
IMPULSIÒN
Cant. Material Diàmetro k k total
1 Tee con derivaci 3/4 1,5 1,5
1 valv check 3/4 1,3 1,3
1 Valv comp 3/4 0,2 0,2
8 Codo 90 3/4 1 8
11
ht= hs+hi+hfs+hfi+hms+hmi ht= 1,09+13+hfs+hfi+hms+hmi
hfs= 8*Fs*Ls*Q² 0,3362
Q² 5,381452028 Q²
g*π²*Ds² 0,06
hfi= 8*Fs*Ls*Q² 4,3087
Q² 122,6275966 Q²
g*π²*Di² 0,04
hms=
8*ks*Q² 89,6
Q² 2223332,367 Q²
g*π²*D₄ 0,00004030
hmi=
8*ks*Q² 88
Q² 6901349,146 Q²
g*π²*D₄ 0,00001275
q ht
0 14,090
0,00006 14,123
0,00012 14,221
0,00018 14,386 3,60
0,00024 14,616 7,20
0,0003 14,911 10,80
0,00037037 15,342 14,40 lt/min
0,00043037 15,780
18,00
0,00049037 16,284 22,22
0,00055037 16,854 25,82
0,00061037 17,489 29,42
ht
17,900
17,400
16,900
16,400
15,900 ht
15,400
14,900
14,400
13,900
0 0,0002 0,0004 0,0006
ANEXO 3 DISEÑO DE LA RED DE EVACUACIÒN
Instalaciones de primera clase: Corresponden a instalaciones de viviendas, departamentos
DISEÑO DE COLECTORES
Se colocaran 2 cajas de registro internas al edificio para la recoleccion de las AA.SS. Hasta evacuarlas a la red publica.
CÀLCULO DE LA DERIVACIÒN EN EL DEPARTAMENTO 1er y 2do PISO
Tramos # U.D. p% Ф Calculado mm
Ф
Adoptad
A1 2 38 2 ''
A2 6 63 4 ''
A3 1 32 2 ''
A4 7 63 4 ''
B1 1 1%
32 2 ''
B2 3 50 2 ''
B3 1 32 2 ''
B4 5 50 4 ''
B5 8 63 4 ''
C1 3 50 2 ''
CÀLCULO DE LA DERIVACIÒN EN EL APARTAMENTO - PLANTA BAJA
Tramos # U.D. p% Ф Calculado Ф
mm Adoptad
A1 2 38 2 ''
A2 6 63 4 ''
A3 1 32 2 ''
A4 7 63 4 ''
A5 1 32 2 ''
A6 8 63 4 ''
A7 4 1%
50 4 ''
A8 12 63 4 ''
A9 2 38 2 ''
A10 14 75 4 ''
B1 3 50 2 ''
B2 3 50 2 ''
B3 6 63 3 ''
C1 1 32 2 ''
CÀLCULO DE LA COLUMNA DE AGUAS SERVIDAS
Columna A: 7 U.D.
Columna B: 8 U.D.
Columna C: 3 U.D.
Columna A Columna B Columna C
U.D. POR PLANTA 7 8 3
U.D. COLUMNA 14 16 6
ALTURA 6,5 6,5 6,5
Con estos paràmetros determinamos el diàmetro de cada columna con las siguientes tablas
Columna # U.D.
Ф Calculado Ф Adoptado
mm mm
A 14 50 110
B 16 50 110
C 6 40 50
CALCULO DE LOS DIÀMETROS COLECTORES
TRAMOS # U.D. p% Ф Calculado Ф Adoptado
mm plg.
1 57 2% 100 4 ''
2 57 2% 100 4 ''
11.
Calculo de la cota de salida de la primera caja
Cota de la caja de alcantarrillado para el edificio
C. Caja R. 5,632 m.s.m.
C.Terreno 6,407 m.s.m.
C. Acera 6,542 m.s.m.
TRAMO COTAS
Caja 1
6,082
6,042
TRAMO 1 6,55
Caja 2
5,951
5,911
TRAMO 2 2,52
Caja Calle 5,9006
ANEXO 4
DETALLE AXOMÉTRICO
LEYENDA DESAGUE
SIMBOLOGIA DESCRIPCION
TANQUE DE
AGUA
1000 LTS
VIVIENDA BIFAMILIAR 1 / 50
HIPOLITO JULCA MELGAREJO NOV. 2001
Urb. Santo Domingo de Carabaillo Mz T lote 3 calle 18 CARABAILLO
INSTALACIONES SANITARIAS - DESAGUE
BachArq ANTONIO COSSIO ALE
JUAN CARLOS OROSCO V.
