Upload
jonathan-max-oo
View
5.392
Download
13
Embed Size (px)
Citation preview
INSTALACIONES I Instalaciones Hidráulicas
Junio de 2011
Universidad Mariano Gálvez de Guatemala
Jonathan Max Mencos
UNIVERSIDAD MARIANO GALVEZ DE GUATEMALA
CENTRO UNIVERSITARIO COBAN, ALTA VERAPAZ
FACULTAD DE ARQUITECTURA
Instalaciones I
Arq. Juan Carlos Leiva
CONCEPTOS DE INSTALACIONES
HIDRAULICAS
Jonathan Max Mencos
Carné: 0601-08-8101
INSTALACIONES I Junio de
2011
3
CONTENIDO
INTRODUCCION ______________________________________________________________ 13
OBJETIVOS __________________________________________________________________ 14
INSTALACIONES DE AGUA FRÍA Y CALIENTE ___________________________________ 15
Algunas Recomendaciones para el diseño de las Instalaciones ________________________ 18
Algunos aspectos son especialmente relevantes: __________________________________________ 18
Pasos para seguir un Diseño ___________________________________________________________ 18
DISEÑO DE AGUA FRIA ____________________________________________________ 22
Suministro privado de agua: ___________________________________________________________ 22
DISEÑO DE SISTEMA DE AGUA CALIENTE _____________________________________ 27
AGUA CALIENTE POR GENERACIÓN INSTANTÁNEA __________________________________ 27
AGUA CALIENTE POR GENERACIÓN MIXTA INSTANTÁNEA ____________________________ 28
ACUMULADORES ___________________________________________________________________ 28
DISTINTAS INSTALACIONES PARA PROVISIÓN DE AGUA CALIENTE ____________________________ 29
TUBERIA Y ACCESORIOS PARA AGUA FRIA Y AGUA CALIENTE _____________________ 29
CHORRO MÚLTIPLE __________________________________________________________________ 30
ESFERA SECA MTK: __________________________________________________________________ 31
TUBERIAS Y ACCESORIOS PARA AGUA CALIENTE: __________________________________________ 32
TUBERIAS Y ACCESORIOS SANITARIOS ___________________________________________________ 32
TUBERIAS Y ACCESORIOS DE ACUEDUCTOS: ______________________________________________ 33
TUBERIAS Y ACCESORIOS DE ALCANTARILLADONOVAFORT: _________________________________ 34
TUBERIAS UTILIZADAS EN LAS INSTALACIONES HIDAULICAS _________________________________ 34
Albañal de concreto simple: ___________________________________________________________ 36
VALVULAS _________________________________________________________________________ 38
VÁLVULA DE CONTROL _____________________________________________________________ 39
PARTES DE LA VÁLVULA DE CONTROL ___________________________________________________ 39
Actuador: ___________________________________________________________________ 39
Cuerpo de la válvula: __________________________________________________________ 40
CATEGORÍAS DE VÁLVULAS _____________________________________________________ 40
VÁLVULAS DE COMPUERTA ___________________________________________________________ 40
Recomendada para _______________________________________________________________ 41
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 41
Ventajas ________________________________________________________________________ 41
Desventajas ______________________________________________________________________ 41
Variaciones ______________________________________________________________________ 42
INSTALACIONES I Junio de
2011
4
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 42
Especificaciones para el pedido ______________________________________________________ 42
VÁLVULAS DE MACHO _______________________________________________________________ 42
Recomendada para _______________________________________________________________ 43
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 43
Desventajas ______________________________________________________________________ 43
Variaciones ______________________________________________________________________ 44
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 44
Especificaciones para pedido ________________________________________________________ 44
VÁLVULAS DE GLOBO ________________________________________________________________ 44
Recomendada para _______________________________________________________________ 45
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 45
Ventajas ________________________________________________________________________ 45
Desventajas ______________________________________________________________________ 45
Variaciones ______________________________________________________________________ 45
Materiales _______________________________________________________________________ 45
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 46
Registro en lubricación. ____________________________________________________________ 46
Especificaciones para el pedido ______________________________________________________ 46
VÁLVULAS DE BOLA__________________________________________________________________ 46
Recomendada para _______________________________________________________________ 47
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 47
Ventajas ________________________________________________________________________ 47
Desventajas ______________________________________________________________________ 47
Variaciones ______________________________________________________________________ 47
Materiales _______________________________________________________________________ 48
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 48
Especificaciones para el pedido ______________________________________________________ 48
VÁLVULAS DE MARIPOSA _____________________________________________________________ 48
Recomendada para _______________________________________________________________ 49
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 49
Ventajas ________________________________________________________________________ 49
Desventajas ______________________________________________________________________ 49
Variaciones ______________________________________________________________________ 49
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 50
Especificaciones para el pedido ______________________________________________________ 50
VÁLVULAS DE DIAFRAGMA ____________________________________________________________ 50
Recomendada para _______________________________________________________________ 51
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 51
Ventajas ________________________________________________________________________ 51
Desventajas ______________________________________________________________________ 51
Variaciones ______________________________________________________________________ 52
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 52
Especificaciones para el pedido ______________________________________________________ 52
VÁLVULAS DE APRIETE _______________________________________________________________ 52
Recomendada para _______________________________________________________________ 53
INSTALACIONES I Junio de
2011
5
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 53
Ventajas ________________________________________________________________________ 53
Desventajas ______________________________________________________________________ 53
Variaciones ______________________________________________________________________ 54
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 54
Especificaciones para el pedido ______________________________________________________ 54
VÁLVULAS DE RETENCIÓN (CHECK) Y DE DESAHOGO (ALIVIO) ________________________________ 54
Válvulas de retención (check). _________________________________________________________ 54
VÁLVULAS DE RETENCIÓN DEL COLUMPIO. _______________________________________________ 55
Recomendada para _______________________________________________________________ 55
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 55
Ventajas ________________________________________________________________________ 55
Variaciones ______________________________________________________________________ 55
Materiales _______________________________________________________________________ 56
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 56
VÁLVULAS DE RETENCIÓN DE ELEVACIÓN ________________________________________________ 56
Recomendada para _______________________________________________________________ 56
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 57
Ventajas ________________________________________________________________________ 57
Variaciones ______________________________________________________________________ 57
Materiales _______________________________________________________________________ 57
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento _______________________________ 57
VÁLVULA DE RETENCIÓN DE MARIPOSA _________________________________________________ 57
Recomendada para _______________________________________________________________ 58
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 58
Ventajas ________________________________________________________________________ 58
Variaciones ______________________________________________________________________ 58
Materiales _______________________________________________________________________ 58
INSTRUCCIONES ESPECIALES PARA INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO _________________________ 59
VÁLVULAS DE DESAHOGO (ALIVIO) _____________________________________________________ 59
Recomendada para _______________________________________________________________ 60
Aplicaciones _____________________________________________________________________ 60
Ventajas ________________________________________________________________________ 60
Variaciones ______________________________________________________________________ 60
Materiales _______________________________________________________________________ 60
INSTRUCCIONES ESPECIALES PARA INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO _________________________ 60
MEDICIONES DE NIVEL _______________________________________________________________ 60
Nivel. ___________________________________________________________________________ 61
MÉTODOS DE MEDICIÓN _____________________________________________________________ 61
Métodos de medición indirecta: _____________________________________________________ 61
Método por medidores actuados por desplazadores. ____________________________________ 61
FUENTES DE ABASTECIMIENTO __________________________________________________ 62
ORIGEN DEL AGUA __________________________________________________________________ 62
Componentes del sistema de abastecimiento ______________________________________ 63
ALMACENAMIENTO DE AGUA BRUTA ___________________________________________________ 63
INSTALACIONES I Junio de
2011
6
CAPTACIÓN ________________________________________________________________________ 63
TRATAMIENTO _____________________________________________________________________ 64
ALMACENAMIENTO DE AGUA TRATADA _________________________________________________ 64
RED DE DISTRIBUCIÓN _______________________________________________________________ 64
IMPACTO AMBIENTAL DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE ________________ 65
SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA _______________________________________________ 65
AGUAS METEÓRICAS: ________________________________________________________________ 66
AGUAS SUPERFICIALES: ______________________________________________________________ 67
AGUAS SUB-ALVEAS: _________________________________________________________________ 67
AGUAS SUBTERRÁNEAS: ______________________________________________________________ 67
AGUAS SUBTERRÁNEAS PROFUNDAS: ___________________________________________________ 67
AGUAS FREÁTICAS O DE PRIMERA NAPA: ________________________________________________ 68
MANANTIALES: _____________________________________________________________________ 68
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO: _____________________________________ 68
OBRAS DE CAPTACIÓN Ó DE TOMA _____________________________________________________ 69
OBRAS DE CONDUCCIÓN _____________________________________________________________ 69
PLANTA DE TRATAMIENTO ____________________________________________________________ 69
OBRAS DE DISTRIBUCIÓN _____________________________________________________________ 70
OBRAS DE CAPTACIÓN Ó DE TOMA _____________________________________________________ 70
I-A) CAPTACIÓN DE AGUAS DE LLUVIA: ________________________________________________ 70
I-A1)CAPTACIÓN PARA UN SERVICIO PÚBLICO: _________________________________________ 71
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE PLATEAS: ________________________________________________ 71
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE RESERVAS: _______________________________________________ 72
CAPACIDAD DE LAS REPRESAS: _________________________________________________________ 72
I-A2)CAPTACIÓN INDIVIDUAL: _________________________________________________________ 72
I-B) CAPTACIÓN DE AGUAS SUBÁLVEAS: _________________________________________________ 72
I-B1) GALERÍAS FILTRANTES: ________________________________________________________ 72
I-B2)POZOS FILTRANTES: ___________________________________________________________ 73
I-C) CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS: ______________________________________________ 73
I-C1)POZOS: _____________________________________________________________________ 73
DISEÑO DE POZOS PERFORADOS: ______________________________________________________ 74
CAÑOS FILTROS _____________________________________________________________________ 76
FÓRMULAS DE EQUILIBRIO: _________________________________________________________ 76
B-1)ACUÍFERO NO CONFINADO (LIBRE O FREÁTICO) _______________________________________ 77
B-2)ACUÍFERO CONFINADO _________________________________________________________ 77
I-D) CAPTACIÓN DE AGUAS SUPERFICIALES: ____________________________________________ 78
I-E) CAPTACIÓN DE MANANTIALES: ___________________________________________________ 80
OBRAS DE CONDUCCIÓN _____________________________________________________________ 80
3-D) CÁMARAS LIMITADORAS DE PRESIÓN: ____________________________________________ 82
3-E) ÓRGANOS DE CIERRE: __________________________________________________________ 82
3-F) CÁMARAS DE DESAGÜE: ________________________________________________________ 82
3-G) VÁLVULAS DE AIRE: ___________________________________________________________ 82
3-H) DISPOSITIVOS ANTIARIETES: ____________________________________________________ 82
IMÁGENES DE TIPOS DE ABASTECIMIENTO _______________________________________________ 84
ACOMETIDA DOMICILIAR ______________________________________________________ 86
INSTALACIONES I Junio de
2011
7
ACOMETIDAS DOMICILIARIAS E INSTALACION (DIAM. Ø 3”X ¾”)______________________________ 88
CAMARA DE VALVULA TIPO DE HORMIGON ______________________________________________ 89
INSTALACION DE VALVULAS DE FFD Ø 3”. JUNTA RAPIDA Y ACCESORIOS DE PVC DE AGUA POTABLE 91
MEDICIÓN _______________________________________________________________________ 92
PROVISION. VALVULA FFD DE Ø 75 MM JUNTA RAPIDA _____________________________________ 92
PROVISIÓN E INSTALACIÓN DE ACCESORIOS ACOMETIDAS PARA AGUA POTABLE ________________ 94
PRUEBAS HIDRAULICAS PARA TUBERIAS DE Ø 50 A 100 MM. DE AGUA POTABLE ______________ 95
Este ítem se refiere a las diferentes pruebas hidráulicas que deben realizarse para
comprobar las condiciones de los materiales y del trabajo realizado. __________________ 95
MATERIALES, HERRAMIENTA Y EQUIPO _______________________________________________ 95
INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE Ø 50 A Ø 200 MM. Y ACCESORIOS DE PVC _______________________ 98
MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPO ______________________________________________ 98
PROCEDIMIENTO PARA LA EJECUCIÓN ________________________________________________ 98
MEDICIÓN _______________________________________________________________________ 99
INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE AGUA POTABLE PROVISIÓN DE TUBERÍAS PVC CLASE 9 JUNTA
RÁPIDA Ø 75 MM. PARA AGUA POTABLE_________________________________________ 100
MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPO ________________________________________________ 100
FORMA DE PAGO ________________________________________________________________ 101
CALCULO DEL SISTEMA DE AGUA FRIA Y CALIENTE ________________________________________ 101
APARATOS DE USO PRIVADO: ______________________________________________________ 102
APARATOS DE USO PÚBLICO: _______________________________________________________ 102
CRITERIOS PARA EL CÁLCULO DE LAS REDES DE DISTRIBUCION ______________________________ 102
PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO ________________________________________________________ 103
SERVICIOS DE AGUA CALIENTE ________________________________________________________ 103
METODOLOGIA Y CONSIDERACIONES __________________________________________________ 104
CÁLCULO Y RESULTADOS __________________________________________________________ 106
DETERMINACION DEL PUNTO Y TRAMO MÁS DESFAVORABLE DE LA RED ___________________ 106
DETERMINACION DE LAS UNIDADES DE GASTO Y GASTOS PROBABLES POR TRAMO __________ 106
CÁLCULO DE LA PÉRDIDA DE CARGA POR TRAMOS _____________________________________ 107
ACCESORIOS ____________________________________________________________________ 107
TRAMO A – B ___________________________________________________________________ 107
ACCESORIOS ____________________________________________________________________ 107
TRAMO C – D ___________________________________________________________________ 108
ACCESORIOS ____________________________________________________________________ 108
TRAMO D – X ___________________________________________________________________ 108
ACCESORIOS ____________________________________________________________________ 108
Sumatoria de pérdidas de carga por tramos: __________________________________________ 109
TIPOS DE CALENTADORES _____________________________________________________ 109
CALDERAS ________________________________________________________________________ 109
1. Calentador De Depósito. ________________________________________________________ 109
2. Calentadores de paso de rápida recuperación _______________________________________ 111
Precios calentadores de paso de rápida recuperación ___________________________________ 112
3. Calentador de paso instantáneo __________________________________________________ 113
Recomendaciones _______________________________________________________________ 114
INSTALACIONES I Junio de
2011
8
CALENTADOR DE AGUA _____________________________________________________________ 117
Tipos de calentadores de agua ____________________________________________________ 118
Calentadores de punto ______________________________________________________________ 118
Calentador de paso eléctrico. _________________________________________________________ 119
Calentadores de paso _____________________________________________________________ 119
Calentador de paso a gas. _________________________________________________________ 119
Calentador de tanque eléctrico. _______________________________________________________ 120
Calentadores de acumulación ______________________________________________________ 120
CALDERAS ______________________________________________________________________ 121
Caldera de gas. __________________________________________________________________ 121
COMBUSTIBLES __________________________________________________________________ 122
Calentador solar. ________________________________________________________________ 123
Aislamientos ____________________________________________________________________ 123
Mantenimiento __________________________________________________________________ 124
Seguridad ______________________________________________________________________ 125
SISTEMAS DE DISTRIBUCION ___________________________________________________ 126
DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE _____________________________________________________ 126
SISTEMA DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE __________________________________________ 126
DOTACION _____________________________________________________________________ 126
PARA LAS ZONAS INDUSTRIALES: ____________________________________________________ 127
PARA LAS ZONAS COMERCIALES: ____________________________________________________ 128
PARA SERVICIO PUBLICO: __________________________________________________________ 128
PARA ZONAS RESIDENCIALES: ______________________________________________________ 128
TABLA ___________________________________________________________________________ 129
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE __________________________________________________ 129
DOTACION EN SECTORES RESIDENCIALES _______________________________________________ 129
DOTACIONES PARA POBLACIONES SEGÚN CLIMA ______________________________________ 130
TABLA ___________________________________________________________________________ 130
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE __________________________________________________ 130
ANALISIS DE CONSUMOS ____________________________________________________________ 130
MEDIDORES: EL SERVICIO MEDIDO __________________________________________________ 131
TIPOS DE SISTERNAS ________________________________________________________________ 133
CAPTACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE AGUA DE LLUVIA_________________________________ 133
USOS DEL AGUA DE LLUVIA __________________________________________________________ 133
EQUIPO BÁSICO DE RECOGIDA Y GESTIÓN DEL AGUA DE LLUVIA __________________________ 134
CISTERNA DE FERROCEMENTO DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA __________________________ 136
Limpieza, trazo y nivelación ________________________________________________________ 136
Los pasos _______________________________________________________________________ 137
Nota: __________________________________________________________________________ 137
Excavación _____________________________________________________________________ 138
Afine de pared __________________________________________________________________ 138
Cepa para brocal _________________________________________________________________ 139
Brocal de concreto o piedra ________________________________________________________ 139
Aplanado de mortero _____________________________________________________________ 140
Colocación de malla ______________________________________________________________ 140
INSTALACIONES I Junio de
2011
9
Aplanado de cemento ____________________________________________________________ 141
Firme de concreto _______________________________________________________________ 141
Forjado de cárcamo ______________________________________________________________ 142
Pulido en muros y firme ___________________________________________________________ 142
Chaflán ________________________________________________________________________ 143
Colocación de viguetas y bovedillas _________________________________________________ 143
Colocación del molde para tapa y tubo para bomba ____________________________________ 144
Colado de losa __________________________________________________________________ 145
Colado de brocal de tapa y cilindro para bomba _______________________________________ 145
Sellado de la unión entre losa y muro y colocación de la tapa _____________________________ 146
Cisterna terminada _______________________________________________________________ 146
SISTERNA DE FERROCEMENTO _________________________________________________ 147
SELECCIÓN DEL SITIO DE CONSTRUCCION ________________________________________ 147
NIVELACIÓN DEL SITIO DE CONSTRUCCIÓN ______________________________________________ 148
PREPARACIÓN DE LA BASE ___________________________________________________________ 148
PREPARACIÓN DE LA MALLA PARA EL CUERPO DE LA CISTERNA _____________________________ 148
CORTE DE LA BASE _________________________________________________________________ 149
ARMADO DEL TANQUE ______________________________________________________________ 150
COLADO, REVOCADO O REPELLADO DEL TANQUE ________________________________________ 150
Aplicación de la mezcla al tanque: ___________________________________________________ 151
REPELLAR EL INTERIOR Y EXTERIOR DEL TANQUE. ________________________________________ 151
REPELLAR EL INTERIOR Y EXTERIOR DEL TANQUE _________________________________________ 151
ARMADO DE LA TAPA _______________________________________________________________ 152
SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA ____________________________________________________ 153
SELLAR Y PINTAR LA CISTERNA ________________________________________________________ 154
MANTENIMIENTO __________________________________________________________________ 154
EQUIPO DE BOMBEO ____________________________________________________ 155
BOMBAS PARA AGUA, EQUIPOS Y SISTEMAS DE BOMBEO ___________________________ 155
SISTEMAS DE BOMBEO ______________________________________________________________ 155
LÍNEAS DE EQUIPOS DE BOMBEO: _____________________________________________________ 155
SOLUCIÓN INTEGRAL EN BOMBAS PARA AGUA __________________________________________ 156
DISTRIBUCIÓN DE SISTEMAS DE BOMBEO _______________________________________________ 156
SISTEMAS PARA DIVERSAS APLICACIONES _______________________________________________ 156
SOLUCIONES EFECTIVAS _____________________________________________________________ 157
BOMBAS TIPO JET: _________________________________________________________________ 157
ENCUENTRE EL TAMAÑO DE SU BOMBA ______________________________________________ 158
HIDRONEUMÁTICOS: _______________________________________________________________ 158
TABLA PARA SELECCIONAR SU HIDRONEUMÁTICO _____________________________________ 158
BOMBAS SUMERGIBLES: _____________________________________________________________ 158
BOMBAS CENTRÍFUGAS: _____________________________________________________________ 159
ESTACIONES DE BOMBEO ____________________________________________________________ 159
DESCRIPCIÓN GENERAL ___________________________________________________________ 159
CONSIDERACIONES BÁSICAS DE PROYECTO _______________________________________ 159
INSTALACIONES I Junio de
2011
10
GASTOS DE BOMBEO _______________________________________________________________ 159
CARGAS DE BOMBEO _______________________________________________________________ 160
REQUISITOS DE POTENCIA (TEÓRICA) __________________________________________________ 160
LOCALIZACIÓN _____________________________________________________________________ 161
TIPO DE ENERGÍA A UTILIZAR EN EL BOMBEO ____________________________________________ 161
TIPO Y NÚMEROS DE BOMBAS ________________________________________________________ 161
CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS POR EL TIPO DE SUCCIÓN _________________________________ 162
CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS POR SU DIRECCIÓN DE FLUJO ______________________________ 162
CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS POR LA POSICIÓN DE SU FLECHA ___________________________ 163
CARACTERÍSTICAS DEL CÁRCAMO DE BOMBEO __________________________________________ 163
DISEÑO DE LOS CÁRCAMOS ________________________________________________________ 164
MOTORES ELÉCTRICOS ____________________________________________________________ 164
SUBESTACIÓN ELÉCTRICA __________________________________________________________ 164
TUBERÍAS, VÁLVULAS Y ACCESORIOS ________________________________________________ 164
EDIFICIOS COMPLEMENTARIOS _____________________________________________________ 165
AUTOMATIZACIÓN _______________________________________________________________ 165
CLASIFICACION Y TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO _____________________________________ 165
CLASIFICACIÓN __________________________________________________________________ 165
TIPOS BÁSICOS __________________________________________________________________ 165
DIMENSIONES DE LAS CÁMARAS SECAS ________________________________________________ 166
CON CARGA DE SUCCIÓN: _________________________________________________________ 167
CON ALTURA DE SUCCIÓN _________________________________________________________ 168
PLANTEAMIENTO DE LA INSTALACIÓN _________________________________________________ 170
DIMENSIONAMIENTO DE LA CÁMARA HÚMEDA _________________________________________ 170
ALTERNATIVAS PARA CALCULAR EL VOLUMEN DEL CÁRCAMO ______________________________ 171
RECOMENDACIONES PARA UNA CORRECTA INSTALACIÓN DEL EQUIPO _______________________ 172
REQUISITOS EN LA SUCCIÓN _______________________________________________________ 176
REQUISITOS EN LA DESCARGA ______________________________________________________ 176
MATERIALES ____________________________________________________________________ 176
ACCESORIOS ____________________________________________________________________ 177
Consideraciones adicionales. _______________________________________________________ 178
Protección sanitaria de la calidad del agua. ___________________________________________ 179
EDIFICIOS _________________________________________________________________________ 180
Ejemplo de cálculo: ______________________________________________________________ 180
DISEÑO DE RED DE EVACUACION DE ____________________________________________ 186
AGUAS NEGRAS _____________________________________________________________ 186
Diseño ___________________________________________________________________________ 186
Condiciones generales de la evacuación ______________________________________________ 186
Configuraciones de los sistemas de evacuación ________________________________________ 187
DISEÑO DE REDES __________________________________________________________________ 188
DIÁMETROS ____________________________________________________________________ 188
DISEÑO HIDRÁULICO _____________________________________________________________ 188
COEFICIENTES DE RUGOSIDAD______________________________________________________ 189
PROFUNDIDAD MÁXIMA A LA COTA CLAVE ___________________________________________ 190
RETENCIÓN DE SÓLIDOS ___________________________________________________________ 190
INSTALACIONES I Junio de
2011
11
TUBERIAS Y ACCESORIOS PARA DRENAJES________________________________________ 193
AGUAS NEGRAS Y PLUVIALES __________________________________________________ 193
LLAVE PASO 1 COMPUERTA P.P. ______________________________________________________ 193
PVC CODO LISO PRESION 25MM. X 45. _________________________________________________ 193
PVC CODO LISO PRESION 38MM. X 45. _________________________________________________ 193
PVC CODO LISO PRESION 50MM. X 90. _________________________________________________ 194
PVC CODO SANITARIO P DELG. SDR32.5 -100MM. X 45. ____________________________________ 194
PVC CODO SANITARIO P DELG. SDR32.5 -31MM. X 90. _____________________________________ 194
PVC CODO SANITARIO P DELG. SDR32.5 -50MM. X 45. _____________________________________ 195
PVC CODO SANITARIO P GRUESA S40-100MM. X 45. ______________________________________ 195
PVC CODO SANITARIO P GRUESA S40-75MM. X 90. _______________________________________ 195
PVC ADAPTADOR REGISTRO SANITARIO P GRUESA SDR41 50MM ____________________________ 196
PVC ADAPTADOR SIFON SANITARIO 31MM _____________________________________________ 196
PVC ADAPTADOR MACHO CPVC 12MM AGUA CALIENTE FGG DURMAN_______________________ 196
PVC REDUCCION LISA PRESION 18 X 12MM. _____________________________________________ 197
PVC REDUCCION SANITARIA PARED DELG. SDR32.5-100 X 50MM. ___________________________ 197
PVC REDUCCION SANITARIA PARED GRUESA SDR41-38 X 31MM. ____________________________ 197
PVC REDUCCION SANITARIA SDR32.5-50 X 38MM ________________________________________ 198
PVC TUBO SCH40 PRESION 12MM _____________________________________________________ 198
PVC TUBO SDR32.5 75MM ___________________________________________________________ 198
CALCULO DE LAS RED DE EVACUACION DE AGUAS NEGRAS __________________________ 199
FOSAS SEPTICAS ___________________________________________________________________ 199
FOSAS SEPTICAS EN ZONAS RURALES ________________________________________________ 199
FUNCIONAMIENTO DE LA FOSA SEPTICA _____________________________________________ 199
LIMPIEZA Y VACIADO DE POZOS SEPTICO _______________________________________________ 200
¿QUÉ ES UNA FOSA SÉPTICA?_________________________________________________________ 202
VENTAJAS DE LA FOSA SÉPTICA _______________________________________________________ 202
¿QUÉ PROBLEMAS ME PUEDEOCASIONAR DEFECAR AL AIRE LIBRE? _________________________ 203
¿QUÉ SUCEDE DENTRO DE LA FOSA? ___________________________________________________ 203
FOSAS SÉPTICAS _____________________________________________________________ 204
POZO DE ABSORCIÓN ________________________________________________________ 205
TAMAÑO DE LA FOSA _______________________________________________________________ 206
DISEÑO DE RED DE AGUAS PLUVIALES __________________________________________________ 208
DRENAJE PLUVIAL __________________________________________________________________ 208
CONSIDERACIONES DEL CAUDAL DE DISEÑO __________________________________________ 208
CAPTACION DE AGUAS PLUVIALES EN EDIFICACIONES ___________________________________ 209
CRITERIOS PARA EVALUACIÓN DE LAS AGUAS ALMACENADAS EN AZOTEAS: ________________ 210
CRITERIOS PARA EVACUACIÓN DE LAS AGUAS PLUVIALESDE LAS VIVIENDAS ________________ 210
CAPTACION EN ZONA VEHICULAR - PISTA _____________________________________________ 210
ORIENTACIÓN DEL FLUJO __________________________________________________________ 210
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE LA CUNETA ____________________________________ 211
Coeficiente de rugosidad __________________________________________________________ 212
EVACUACIÓN DE LAS AGUAS TRANSPORTADAS POR LASCUNETAS ___________________________ 213
INSTALACIONES I Junio de
2011
12
Sumideros ______________________________________________________________________ 213
DISEÑO HIDRÁULICO DE LOS SUMIDEROS ____________________________________________ 215
REJILLAS _______________________________________________________________________ 216
COLECTORES DE AGUAS PLUVIALES ____________________________________________________ 224
SELECCIÓN DEL TIPO DE TUBERÍA _____________________________________________________ 229
ALTURA DE RELLENO ___________________________________________________________ 230
VELOCIDAD MÍNIMA _____________________________________________________________ 232
PENDIENTE MÍNIMA ______________________________________________________________ 233
REGISTROS _____________________________________________________________________ 233
ESPACIAMIENTO _________________________________________________________________ 234
BUZONES _______________________________________________________________________ 234
ESTRUCTURA DE UNIÓN ___________________________________________________________ 235
DEPRESIONES PARA DRENAJE ________________________________________________________ 235
FINALIDAD ______________________________________________________________________ 235
TUBERIAS RANURADAS. (VER FIG. N° 15) _____________________________________________ 237
SISTEMA DE EVACUACIÓN POR GRAVEDAD ___________________________________________ 237
SISTEMA DE BOMBEO ____________________________________________________________ 238
CONCLUSION _______________________________________________________________ 240
BIBLIOGRAFÍA ______________________________________________________________ 241
INSTALACIONES I Junio de
2011
13
INTRODUCCION
Actualmente se nos hace impensable un edificio y en especial una vivienda sin
una mínima dotación de instalaciones, que hagan posible habitarla en
condiciones de salubridad, confort, seguridad y comunicación, culturalmente
incluidas como indispensables para que sea considerada como digna. La
provisión de agua es tal vez la más importante.
El agua es un bien escaso, si bien todos debemos tomar conciencia de ello y
actuar responsablemente, los arquitectos tenemos un importante papel ya que
el consumo de esta también de alguna forma es objeto de diseño.
En la construcción de las edificaciones, uno de los aspectos más importantes es
el diseño de la red de instalaciones sanitarias, debido a que debe satisfacer las
necesidades básicas de ser humano. Como son el agua potable para la
preparación de alimentos, el aseo personal y la limpieza del hogar, eliminando
desechos orgánicos, etc.
El trabajo se basa en métodos más utilizados para el cálculo de las redes de
distribución interior de agua, que es el denominado Método de los gastos
probables, creado por Roy B. Hunter, que consiste en asegurar a cada aparto
sanitario un número de unidades de gasto determínate experimentalmente.
El agua cumple dentro de los edificios una función fundamental para la vida
como elemento de consumo; en el aseo personal, de ropas y de los enseres
(vajillas) y también como vehículo de desechos orgánicos.
El agua es un insumo que tiene características de potabilidad y sufre una
transformación en los artefactos de uso convirtiéndose en su mayor parte en
el desagüe del edificio.
INSTALACIONES I Junio de
2011
14
OBJETIVOS
Los fines y metas que se quieren alcanzar con la redacción de esta
investigación de conceptos hidráulicos o más bien Sistemas de Instalaciones
Hidráulicas son las siguientes:
Tener el conocimiento de los diferentes sistemas y diseños de
instalaciones hidráulicas.
Aprender a realizar una buena instalación hidráulica.
Conocer los diferentes accesorios y artefactos ideales para una buena
instalación hidráulica.
INSTALACIONES I Junio de
2011
15
INSTALACIONES DE AGUA FRÍA Y CALIENTE
Actualmente se nos hace impensable un edificio y en especial una vivienda sin
una mínima dotación de instalaciones, que hagan posible habitarla en
condiciones de salubridad, confort, seguridad y comunicación, culturalmente
incluidas como indispensables para que sea considerada como digna. La
provisión de agua es tal vez la más importante.
El agua es un bien escaso, si bien todos debemos tomar conciencia de ello y
actuar responsablemente, los arquitectos tenemos un importante papel ya que
el consumo de esta también de alguna forma es objeto de diseño.
En nuestra ciudad tanto para la distribución colectiva por red (Agua Corriente)
como para los casos de extracción individual el origen es de napas freáticas,
esto es de aguas subterráneas. Ambas modalidades son excluyentes. El agua
extraída de las perforaciones es de alta calidad perfectamente potable, y no
sufre ninguna transformación salvo la incorporación de mínimas cantidades de
cloro en forma preventiva.
La empresa mediante la red constituida por cañería de diversos diámetros y
materiales distribuye el agua hasta cada domicilio garantizando en cada uno de
ellos el "nivel piezométrico mínimo permanente" o sea que durante las 24hs
recibirá una presión equivalente a 2 mts, y un "nivel piezométrico superior no
permanente", esto es que durante algún lapso diario se cuenta con una presión
de una altura de 7mts. De esta forma la red garantiza un servicio permanente
para los edificios de una planta y parcialmente para los de dos plantas con lo
que surge la obligatoriedad de la instalación de un tanque cisterna y otro sobre
elevado para distribución.
La red de distribución corre por las veredas a una profundidad aproximada de
un metro, en algún punto de cada manzana se puede observar una caja con una
letra "H" (hidrante) que podrá ser utilizada por los bomberos para reabastecer
sus autobombas mediante un enchufe especial. Frente a cada conexión
domiciliaria se pueden ver dos cajas una correspondiente a la llave maestra
para ser accionada en emergencias, y otra con el medidor. No visible se
INSTALACIONES I Junio de
2011
16
encuentra "la férula" o válvula, que es la conexión con la red e impide que el
agua de los domicilios regrese a la red en el caso de un depresión. El diámetro
de la conexión es de 1/2' y para el caso en el que se quisiera incorporar una
bomba chupadora deberá colocarse un ruptor de vacío de 2mts de alto.
La instalación del edificio contará con los tanques cisterna y reserva para el
depósito y distribución, conectados entre sí mediante cañería y bomba
impulsora, el tanque de bombeo o cisterna se llenará por gravedad y su cañería
terminará en un cierre mecánico, mientras que el superior o de reserva por ser
llenado mediante las bombas llevará un flotante que accionará un corte
eléctrico. El tamaño de los tanques será tal que pueda abastecer el consumo de
por lo menos un día sin reposición, y este se estimará de acuerdo con los
artefactos instalados y modalidad de uso.>
El tanque de reserva podrá estar constituido por dos tanque hermanados por
un colector, de manera que se permitan tareas de limpieza y reparación. Desde
aquel se desprenderán los circuitos de acuerdo con las necesidades o
particularidades de la vivienda. Por lo menos será imprescindible contar con uno
para la alimentación del sistema de calentamiento de agua y podrán existir
otros por ejemplo para calefacción, alimentación de sanitarios de este o aquel
sector, etc.
INSTALACIONES I Junio de
2011
17
En las viviendas será recomendable contar con un circuito para agua fría en
planta baja con alimentación directa de manera que en el caso de una baja
prolongada en la presión de la red no se consuma el agua de la reserva o por lo
menos se prolongue su utilización.
Los recorridos de los caños serán lo mas rectos posibles, en diámetros
descendentes en el mismo sentido en el que corre el fluido, a medida que van
siendo alimentados los artefactos. Recordemos que el rozamiento en las
paredes de los caños y las piezas son la principal razón en la caída de la presión
del flujo por lo que la racionalidad del trazado redundará directamente en
beneficio del uso. Será deseable que cada ambiente tenga la posibilidad de
quedar sectorizado, ubicándose en paralelo, para lo cual en la entrada a estos
se colocará una llave de paso.
La provisión de agua caliente para edificios pequeños o viviendas unifamiliares
podrá ser realizado con un circuito abierto esto es que el agua que pasó por el
calentador (calefón, termo tanque, etc.) ya no regresará a este aunque no sea
enteramente utilizada como en los circuitos cerrados. Ya dijimos que del
tanque de reserva, cuya cota inferior siempre estará por lo menos entre 1 y
2mts por sobre el más elevado de los artefactos a servir, según el sistema
elegido (termo tanque o calefón) de forma que se garantice tanto el
funcionamiento del artefacto de calentamiento como un caudal apto para el
uso. En estos sistemas elementales deberá tenerse especial cuidado con
determinación de los diámetros de los diferentes tramos en especial el de
alimentación al artefacto dado que la circulación por este merma el caudal y en
un uso simultáneo pueden registrarse inconvenientes.
A la hora de la decisión sobre los materiales deberá comprenderse como una
cuestión tecnológica, (materiales, herramientas, mano de obra, técnica,
dirección, etc.), también deberán tenerse en cuenta su exposición a la
intemperie, la proximidad con otros materiales que pudieran ser agresivos
como las cales o cementos, asimismo deberán tenerse en cuenta las
modificaciones dimensionales debidas a cambios de temperatura, permitiendo
siempre la libre dilatación. Para el caso de las instalaciones que llevan agua
INSTALACIONES I Junio de
2011
18
caliente o las que se encuentran expuestas a la intemperie, deberán ser
protegidas térmicamente, evitando las pérdidas excesivas.
Algunas Recomendaciones para el diseño de las Instalaciones
Las instalaciones forman parte del edificio desde su concepción, no se agregan
una vez terminados, del mismo modo que el techo o la carpintería forman parte
indisoluble de las primeras ideas.
Algunos aspectos son especialmente relevantes:
- volumétricamente tal como la ubicación de los tanques,
- con el funcionamiento como la distribución de los artefactos, su alimentación,
circuitos, etc.
- Con los costos como la concentración o distribución los locales húmedos, o la
relación "pieza-longitud".
A los efectos del mantenimiento de la instalación debemos tener presente, que
las partes ocultas, por ejemplo existen algunos modelos de griferías previstas
para colocación externa, caso contrario elegir una de calidad adecuada. Prestar
atención para garantizar un fácil acceso a las llaves de paso para su reparación,
etc.
Debemos tener en cuenta los dispositivos de seguridad como los desbordes de
los tanques y las llaves de paso, dado que por su uso muy esporádico suelen
atascarse, taparse, etc. Las partes expuestas.
Pasos para seguir un Diseño
Determinar forma de abastecimiento, (pozo o red), y en consecuencia ubicar
las conexiones (llave maestra, medidor, llave de paso) o perforación.
Ubicar y pre dimensionar los tanques (cisterna y reserva),
Definición de "zonas húmedas", ubicar los artefactos y accesorios.
Unir con el trazado de las cañerías todas las partes, incluyendo las llaves de
paso de cada sector.
INSTALACIONES I Junio de
2011
19
Completar con los sistemas y accesorios de funcionamiento seguridad y control
(bombas, flotantes, llaves de limpieza, automáticos, etc.)
INSTALACIONES I Junio de
2011
22
DISEÑO DE AGUA FRIA
Existen aspectos vinculados con el bienestar físico en los edificios: las
instalaciones sanitarias es uno de ellos, al acondicionamiento hidrotérmico, la
relación entre la humedad y la temperatura, la ventilación natural, la
iluminación y la protección contra el ruido.
Las instalaciones en los edificios contribuyen a cumplimentar esas necesidades.
Ciclo del agua en el edificio.
El agua cumple dentro de los edificios una función fundamental para la vida
como elemento de consumo; en el aseo personal, de ropas y de los enseres
(vajillas) y también como vehículo de desechos orgánicos.
El agua es un insumo que tiene características de potabilidad y sufre una
transformación en los artefactos de uso convirtiéndose en su mayor parte en
el desagüe del edificio.
Abastecimiento de agua. El agua destinada a bebida, preparación de alimentos
e higiene personal debe ser potable, para ello debe reunir condiciones físicas,
químicas y microbiológicas.
Condiciones Físicas: debe ser incolora, inodora, insípida y no presentar
turbiedad. Condiciones Químicas: no debe contener substancias tóxicas ni
sales disueltas nocivas para la salud (por ejemplo: sales de magnesio o
substancias como el plomo, arsénico). Condiciones Microbiológicas: no debe
tener microorganismos patógenos.
Suministro privado de agua:
Definimos así cuando la provisión de agua es resuelta dentro de los límites del
INSTALACIONES I Junio de
2011
23
terreno.
Agua superficial.
Son aguas estables desde el punto de vista químico, pero con turbiedad y
contaminadas bacteriológicamente. Deben ser en lo posible decantadas,
filtradas y cloradas. Para ello se utiliza algún clorógeno, por ejemplo para cada
1.000 litros de agua tenemos agua lavandina de 5 litros, hipoclorito de sodio 1
litro, cloruro de cal 500 gramos, hipoclorito de calcio 500 gramos.
Aguas subterráneas.
Es la forma más común de provisión privada de agua. El agua al ingresar a un
terreno se infiltra disolviendo sales y óxido del mismo, con frecuencia el agua
subterránea generalmente conteniendo cantidades excesivas de sulfatos y
bicarbonatos de calcio, lo que comúnmente se denomina aguas duras
(característica de no hacer espuma y reduce la eficacia del jabón).
Emplazamiento de los pozos de provisión de agua.
Deben estar alejados de los pozos absorbentes, cámaras sépticas y lechos de
infiltración, a una distancia mínima de 30 metros, y ubicados en la parte más
alta del terreno.
Si practicamos un corte en una región determinada, veremos que existen
distintos extractos permeables embebidos en capas de agua llamadas napas. La
napa que se encuentra por encima de la primer capa impermeable se la llama
napa freática o primera napa, las demás se las designa por el orden de
profundidad segunda napa, tercera, cuarta, etc.
Las aguas profundas, es decir, de las de la 2º napa, 3º y las sucesivas napas son
en principio aguas bacteriológicamente puras, y por ello se usan sin ningún tipo
de cuidado.
Si se practicaran pozos observaremos las distintas situaciones según la
posición de las napas y las pendientes del terreno: si el agua asciende sin
INSTALACIONES I Junio de
2011
24
alcanzar la superficie se llama semi surgente. Si sobrepasa el nivel del terreno
natural se llama surgente. En ciertos casos cuando sobrepasa el nivel del
terreno en un punto bajo se denomina vertiente o manantial.
Ejecución de pozos.
La construcción de los pozos para captar agua de napas profundas se hace
perforando mediante trépano o introduciendo simultáneamente un caño dentro
del manto impermeable aproximadamente a 50 cm. y se cementa con una
mezcla fluida el espacio entre la perforación y el caño, evitando así la
contaminación por filtración a las napas inferiores, y así se sigue perforando
con sucesivos diámetros menores y repitiendo el procedimiento de filtro, y
bajando a su vez una cañería de maniobra.
INSTALACIONES DE SUMINISTRO DE AGUA
Se distinguen instalaciones exteriores y domiciliarias.
Instalaciones exteriores de provisión de agua comprende:
1) Obras de toma de captación.
2) Establecimiento de tratamiento.
3) Depósito de distribución.
4) Cañerías maestras.
5) Cañerías distribuidoras hasta la conexión domiciliaria.
Nivel piezométrico.
Cuando el circuito de distribución que conecta los depósitos y los tanques de
reserva domiciliarios se encuentran en reposo, es decir que no hay consumo, el
agua por vasos comunicantes tiende a alcanzar un nivel denominado estático. Al
abrirse una canilla domiciliaria, o sea al producirse el consumo el agua al
INSTALACIONES I Junio de
2011
25
circular vence resistencias producidas por los cambios de dirección, las
paredes de las cañerías y los accesorios, lo que implica una pérdida de carga
que se expresa en metro de columna de agua.
En las zonas de mayor consumo este nivel desciende y estamos en el caso de
nivel piezométrico mínimo. En las horas donde existe un menor consumo,
encontramos el nivel piezométrico máximo. Con este dato se verificará para
cada zona la presión disponible sobre el nivel acera, y la necesidad de tener
bombeo o provisión directa.
Instalaciones domiciliarias de provisión de agua.
Son obligatorias en todo inmueble que linde con cañería habilitada.
Se dividen en externas e internas. Las primeras sirven para conectar la cañería
distribuidora con la instalación domiciliaria. Las internas comprenden un
conjunto de cañerías, accesorios y artefactos que constituyen el servicio en la
vivienda.
Conexión.
La conexión de agua comprende:
1) La férula: pieza que se inserta en la cañería de distribución.
2) Llave maestra: tiene por objeto independizar el servicio domiciliario. Se
instala en una pequeña cámara de mampostería, cubierta con marco y chapa
plástica. En algunos casos albergan también al medidor.
3) La cañería comprendida entre la distribuidora y el punto de empalme de la
cañería domiciliaria.
Cañería de alimentación.
Se colocan a continuación de la conexión embutida en la pared en una altura
entre 20 y 40 cm del piso. Su trayecto debe evitar formación de sifones y ser
lo más directo posible. Se lo separa como mínimo 1 metro de la cañería cloacal.
INSTALACIONES I Junio de
2011
26
Llave de paso.
Para permitir reparaciones se coloca llave de paso a la entrada de la cañería
distanciada a 1 metro como máximo de la línea municipal.
La llave de paso con diafragma suelto actúa como válvula de retención, por lo
que debe conservarse con el vástago siempre en forma vertical.
Servicio directo.
Son compuestas por artefactos que se surten desde la cañería distribuidora
sin interposición de tanques, siempre que no existan artefactos a una altura
mayor a 5 metros respecto del nivel de la acera.
Servicio con tanque de reserva.
El servicio con tanque de reserva es exigible en los demás casos. Puede ser de
alimentación directa o bombeo obligatorio.
Cuando la presión mínima es menor que 8 mca (metros de columna de agua) se
autoriza la alimentación directa hasta esa altura. Si la presión mínima es mayor
que 8 m puede hacerse alimentación directa hasta una altura de tanque igual a
la presión mínima. Fuera de dichos límites, el bombeo es obligatorio.
Existen dos posibilidades:
A) Bombeo directo desde la red de agua: en este caso debe asegurarse que el
bombeo se interrumpa cuando la presión en la red disminuya a 2,5 m de columna
sobre el nivel acera.
B) Bombeo desde tanque de bombeo: es el caso que se utiliza en la mayoría de
los casos y comprende:
1) Tanque de bombeo instalado en la planta baja o subsuelo, alimentado con
conexión exclusiva.
2) Juego de bombas que impulsan al tanque de reserva del edificio.
INSTALACIONES I Junio de
2011
27
3) Cañerías de inspiración e impulsión que van desde las bombas al tanque de
reserva.
Servicio con tanque hidroneumático.
En muchas ocasiones el tanque de bombeo eleva el agua al tanque de reserva
encontrándose este por lo general en la azotea, cuando en la misma planta
existen dependencias de servicio, por ejemplo la portería, donde no habría
presión disponible para alimentar los artefactos y duchas de esta. Entonces se
utiliza un tanque hidroneumático, que consiste en un tanque cilíndrico metálico
al cual se le bombea agua desde el tanque de bombeo hasta que se comprime el
aire contenido en él, el agua es nivelada mediante un presoestato que reinicia el
bombeo, haciendo que el agua fluya del tanque a presión, y es inyectada en las
cañerías. También se lo utiliza en el servicio contra incendios.
DISEÑO DE SISTEMA DE AGUA CALIENTE
La provisión de agua caliente para baños, duchas, lavaderos y
cocinas se realiza desde la toma de la red interior de agua
fría hasta los aparatos de consumo.
Para su uso, debe contemplar ciertas características
sanitarias que la hagan apta para el consumo, sin elementos
contaminantes.
AGUA CALIENTE POR GENERACIÓN INSTANTÁNEA
La producción de agua caliente por generación instantánea se obtiene mediante
sencillas calderas murales a gas.
El accionamiento se produce cuando al abrir un grifo de agua caliente de la
instalación, disminuye la presión de agua y se abre la válvula de gas. Acto
seguido el quemador de gas calienta un serpentín por donde circula el agua,
calentándola.
INSTALACIONES I Junio de
2011
28
Así se genera agua caliente instantánea, al mismo tiempo que se va
consumiendo.
Su rendimiento es bajo porque no se aprovecha totalmente la cantidad de calor
generada en el quemador. Su ventaja radica en que son calderas de bajo costo,
de gran utilidad en viviendas con una sola ducha.
AGUA CALIENTE POR GENERACIÓN MIXTA INSTANTÁNEA
Las calderas mixtas proveen al mismo tiempo agua caliente y calefacción.
Funcionan mediante dos circuitos conectados con un intercambiador de calor.
Cuando funciona la calefacción, si hay demanda de de A.C.S.(agua caliente
sanitaria), el agua de ésta se desvía hasta el intercambiador y se calienta el
agua de la red para proveer agua caliente sanitaria. Al finalizar el uso, el agua
caliente de calefacción reanuda su trabajo calentando los emisores.
En épocas estivales, sólo se deja funcionando el A.C.S.
En este sistema nunca se mezcla el agua de la calefacción con el A.C.S. porque
el intercambiador permite únicamente la trasmisión de calor.
Cuando se usa el agua caliente, deja de funcionar la calefacción, pero ésto no
significa un problema ya que el empleo de una ducha por ejemplo, no demanda
mucho mas de 20 minutos, un lapso de tiempo que no influye significativamente
debido a la inercia térmica de la vivienda, la cual no permite que se enfríe
mucho el interior de la vivienda.
Una de las opciones más elegidas en las viviendas para A.C.S. son las calderas
murales mixtas.
En los casos de mayor consumo, cuando existe una demanda mayor en baños y
cocina (p.ej.en familia numerosa), es preferible elegir otro sistema.
ACUMULADORES
INSTALACIONES I Junio de
2011
29
Los acumuladores permiten tener en reserva agua caliente; estos artefactos
aislados térmicamente además funcionan como intercambiadores de calor. Al
usar el agua caliente en las duchas y grifos, se va vaciando el acumulador, al
mismo tiempo ingresa agua fría de la red que la va calentando y reponiendo la
reserva.
Estos acumuladores poseen una gran superficie de intercambio y permiten
reponer agua caliente en pocos minutos. Además tienen la ventaja de su gran
rendimiento térmico ya que funcionan como un radiador del sistema de
calefacción; la producción de A.C.S. es más lenta aprovechando así la energía.
DISTINTAS INSTALACIONES PARA PROVISIÓN DE AGUA
CALIENTE
La red interior de agua puede variar dentro de los siguientes diseños:
1) Producción individual desde cualquier esquema de agua fría.
2) Producción centralizada con contadores divisionarios en cada vivienda ( o
local) y distribución vertical por un grupo único de columnas.
3) Producción centralizada, con un único contador para cada nivel de presión y
distribución vertical por grupos múltiples de columnas.
4) Producción centralizada, con contador único para cada nivel de presión y
distribución vertical por grupo único de columnas.
Los sistemas 3 y 4 de contador único, sólo son convenientes en edificios donde
es posible, por su destino, unificar los gastos derivados del consumo de agua
caliente. Es el caso de escuelas, edificios de oficinas de una sola entidad,
hospitales, hoteles, gimnasios u otros de características similares.
TUBERIA Y ACCESORIOS PARA AGUA FRIA Y AGUA CALIENTE
INSTALACIONES I Junio de
2011
30
Los contadores domiciliarios ZENNER están disponibles
en varios modelos: contadores de esfera seca para agua
fría hasta 50 ºC (MTK) y agua caliente hasta 100 ºC
(MTW) y respectivamente contadores de esfera húmeda
para agua fría (MNK) y contadores para tuberías
ascendentes y descendentes.
CHORRO MÚLTIPLE
Los contadores domiciliarios ZENNER están disponibles en varios modelos:
contadores de esfera seca para agua fría hasta 50 ºC (MTK) y agua caliente
hasta 100 ºC (MTW) y respectivamente contadores de esfera semi-seca para
agua fría (MRP) y contadores para tuberías ascendentes y descendentes.
Los contadores de esfera seca son utilizados con mayor frecuencia en
aplicaciones donde la calidad del agua es variable. El inserto de medición se
encuentra encapsulado y aislado de la corriente del agua.
Comparados con los contadores de esfera seca, la línea de contadores de
esfera semi-seca presenta dos ventajas principales: la medición de caudales
mínimos (gracias a un arranque muy sensible) y la protección antimagnética
absoluta. El contador de esfera semi-seca MRP es un contador con cámara de
rodillos encapsulada. Esta cámara, herméticamente aislada del agua, está
rellena con un líquido protector, de esta forma se asegura la fácil lectura del
contador en zonas con agua sucia o ferruginosa. Además con los rodillos
inmersos en el líquido protector no existe el riesgo de condensación en el visor,
que puede dificultar la lectura. Al igual que los contadores de esfera seca se
dispone de modelos equipados con visores en vidrio o en material plástico.
Los contadores pueden ir provistos con un indicador magnético (imán) y con un
visor especialmente preparado para recibir un emisor de impulsos, de esta
forma las exigencias de telelectura son fácilmente realizables. Con una simple
INSTALACIONES I Junio de
2011
31
colocación posterior del emisor de impulsos, realizada a través del encaje del
emisor sin romper el precinto del contador, los contadores pueden ser
adaptados a las tareas solicitadas.
Características principales:
ESFERA SECA MTK:
• Protección antimagnética muy eficaz.
• Relojería herméticamente aislada.
• Clases metrológicas B o C.
• Alta sensibilidad de arranque.
• Materiales del inserto de medición especialmente resistentes a fricción y
corrosión.
• Visor disponible tanto en vidrio como material plástico.
• Opcional con relojería con absorbedor de humedad.
• Aprobados por la C.E.
ESFERA SEMI-SECA MNK:
• Protección antimagnética absoluta.
TUBERIAS Y ACCESORIOS PARA AGUA FRIA: en diámetros desde ½‖
hasta 4‖ con una resistencia a la presión que va desde 200 hasta 500 psi.
INSTALACIONES I Junio de
2011
32
TUBERIAS Y ACCESORIOS PARA AGUA CALIENTE: en CPVC de
diámetros desde ½‖ hasta 1‖ con una resistencia a la presión de 100 psi y
soportando temperaturas hasta 82º C.
TUBERIAS Y ACCESORIOS SANITARIOS: Son tuberías específicamente
para la recolección de aguas negras. Tenemos la línea ASTM, la línea norma
DIN (milimétrica) y la tubería Tubotec, que es la más económica. El diámetro
de estas tuberías va desde 2‖ ó 50mm hasta 6‖ en el caso de las tuberías
ASTM y Tubotec y hasta 250mm para la milimétrica.
INSTALACIONES I Junio de
2011
33
CANALES DE AGUAS DE LLUVIA AMAZONAS: Es un sistema completo
de recolección de aguas de lluvia para uso doméstico. Son atractivas,
resistentes a la corrosión, durables, livianas y económicas, fáciles de instalar y
limpiar.
TUBERIAS Y ACCESORIOS DE ACUEDUCTOS: Son los utilizados para la
implementación de la red de agua blanca en las urbanizaciones. Sus diámetros
van desde 75mm hasta 315mm. Los tubos y los accesorios vienen con campana
en un extremo y junta automática por el otro para facilitar la unión entre
tubos que a veces se dificultan por las condiciones del terreno y de trabajo.
INSTALACIONES I Junio de
2011
34
TUBERIAS Y ACCESORIOS DE ALCANTARILLADONOVAFORT: Son
los utilizados para la implementación de la red cloacal en los urbanismos. Sus
diámetros van desde 160mm hasta 315mm.
Más recientemente Pavco lanzó al mercado el sistema NOVALOC para el
drenaje de aguas negras y aguas de lluvia con diámetros desde 475mm hasta
1035mm
TUBERIAS UTILIZADAS EN LAS INSTALACIONES HIDAULICAS.
Las tuberías utilizadas en las instalaciones hidráulicas, en forma general son:
1. Galvanizada cedula 40.
2. Galvanizada norma ―X‖.
3. De cobre tipo ―M‖.
4. Tubería negra, roscada o soldable.
5. De acero al carbón cedula 40.
6. De acero al carbón cedula 80.
7. De asbesto cemento clase A-7.
8. Hidráulica de PVC Anguer.
9. Hidráulica de PVC cementada.
INSTALACIONES I Junio de
2011
35
Galvanizada cedula 40:
Se emplea en:
- En instalaciones de construcciones económicas, con servicio de agua caliente
y fría.
- En instalaciones a la intemperie.
- De poco uso en obras.
- Su uso es común, aunque no recomendable, para conducir vapor.
- Para sistemas de riego o para abastecimiento de agua potable.
- No debe someterse a presiones mayores de 125 libras/pulgadas?.
Galvanizada norma “X”:
Se fabrica solamente en diámetros comerciales de 51 mm en adelante.
Sólo debe utilizarse entre tramos, en instalaciones sujetas a poca presión.
Cobre tipo “M”:
- Se utiliza en todos los casos de agua fría y agua caliente.
- En albercas con sistema de calentamiento.
- Para conducir agua helada en sistemas de aire acondicionado.
- En retorno de agua caliente.
- No debe usarse a la intemperie, ni a presiones mayores de 150
libras/pulgadas?
Negra, roscada o soldable:
- Para conducir vapor y condensado.
- Para aire a presión.
- Para conducir petróleo o diesel.
Acero al carbón cedula 40:
INSTALACIONES I Junio de
2011
36
- Para cabezales de succión y distribución de agua fría, cuartos de máquinas.
- Para cabezales de vapor.
- Se utiliza en pequeños tramos de redes de distribución de agua fría.
- No debe utilizarse a presiones internas mayores a 200 libras/pulgadas?.
INSTALACION SANITARIA
Es el conjunto de tuberías de conducción, conexiones, obturadores hidráulicos
en general como son las trampas tipo P. tipo S, sifones, céspoles, coladeras,
etc., necesarios para la evacuación, obturación y ventilación de las aguas negras
y pluviales de una edificación.
Tuberías de aguas negras:
- Verticales—— conocidas como Bajadas.
- Horizontales—– conocidas como Ramales.
TUBERIAS UTILIZADAS EN LAS INSTALACIONES SANITARIAS.
Las tuberías de uso común son las siguientes:
1. Albañal de concreto simple.
2. De barrio vitrificado.
3. De cobre tipo DWV.
4. Galvanizada.
5. De PVC.
6. De fierro fundido.
7. De plomo.
Albañal de concreto simple:
- Para recibir desagües individuales y generales, solo en plantas bajas.
INSTALACIONES I Junio de
2011
37
- Para interconexión de registros.
Barro vitrificado:
- A veces substituyen a las tuberías e albañal de cemento.
- Bien trabajadas, pueden ser utilizadas para evacuar fluidos corrosivos.
Cobre tipo DWV:
- Para desagües individuales de lavabos, mingitorios, fregaderos, lavabos, etc.
- Para conectar coladeras con las tuberías de desagües generales,
ventilaciones, etc.
- Para desagües individuales y generales, de muebles en los que deban
evacuarse fluidas corrosivos.
Galvanizada cedula 40:
- Para desagües individuales de lavabos, fregaderos, lavaderos, etc.
- Para conectar las coladeras de piso a las tuberías de desagüe general, ya sean
de albañal, etc.
- Para conectar las coladeras de pretil, de azotea a tubería de fierro fundido
de 4″.
Fierro fundido:
- Para desagües individuales o generales.
- Para bajadas de aguas negras.
- Para ventilaciones.
De plomo:
- Para recibir el desagüe de los W. C.
- Para recibir desagües individuales de fregaderos, etc.
INSTALACIONES I Junio de
2011
38
VALVULAS
Una válvula se puede definir como un
aparato mecánico con el cual se
puede iniciar, detener o regular la
circulación (paso) de líquidos o gases
mediante una pieza movible que
abre, cierra u obstruye en forma
parcial uno o más orificios o
conductos.
Las válvulas son unos de los
instrumentos de control más
esenciales en la industria. Debido a
su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y
desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases,
desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van
desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden
trabajar con presiones que van desde el vació hasta más de 20000 lb/in² (140
Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas
instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o
escurrimientos no tienen importancia.
La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa
para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de
terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la
cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la
unidad de tiempo.
INSTALACIONES I Junio de
2011
39
VÁLVULA DE CONTROL
La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en
un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un
orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar
un caudal en una forma determinada.
PARTES DE LA VÁLVULA DE CONTROL
Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte
motriz o actuador y el cuerpo.
Actuador: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser
neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos
primeros, por ser las más sencillas y de rápida actuaciones.
Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son
accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan
básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte tal como se
muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador de tipo
neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula
corresponda una posición determinada del vástago. Teniendo en cuenta
que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría de los
actuadores se selecciona el área del diafragma y la constante del
resorte de tal manera que un cambio de presión de 12 lbs/pulg²,
produzca un desplazamiento del vástago igual al 100% del total de la
carrera.
INSTALACIONES I Junio de
2011
40
Figura 1-a Actuador de una válvula de control.
Cuerpo de la válvula: este está provisto de un obturador o tapón, los
asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y
la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas
directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la
cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la
dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido
por medio de un vástago al actuador.
CATEGORÍAS DE VÁLVULAS
Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por
tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado
innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han
desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de válvulas recaen en nueve
categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas
de mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho,
válvulas de retención y válvulas de desahogo (alivio).
Estas categorías básicas se describen a continuación. Sería imposible
mencionar todas las características de cada tipo de válvula que se fabrica y no
se ha intentado hacerlo. Más bien se presenta una descripción general de cada
tipo en un formato general, se dan recomendaciones para servicio, aplicaciones,
ventajas, desventajas y otra información útil para el lector.
VÁLVULAS DE COMPUERTA
La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio
con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el
asiento (fig. 1-1).
INSTALACIONES I Junio de
2011
41
Figura 1-1 Válvula de compuerta.
Recomendada para
Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.
Para uso poco frecuente.
Para resistencia mínima a la circulación.
Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.
Aplicaciones
Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos
espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos.
Ventajas
Alta capacidad.
Cierre hermético.
Bajo costo.
Diseño y funcionamiento sencillos.
Poca resistencia a la circulación.
Desventajas
Control deficiente de la circulación.
Se requiere mucha fuerza para accionarla.
Produce cavitación con baja caída de presión.
Debe estar cubierta o cerrada por completo.
La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.
INSTALACIONES I Junio de
2011
42
Variaciones
Cuña maciza, cuña flexible, cuña dividida, disco doble.
Materiales
Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, Monel, acero
fundido, acero inoxidable, plástico de PVC.
Componentes diversos.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
Lubricar a intervalos periódicos.
Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.
Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubería para líquidos calientes y
al comprobar que las válvulas estén cerradas.
No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca.
Abrir las válvulas con lentitud para evitar el choque hidráulico en la
tubería.
Cerrar las válvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos
y mugre atrapados.
Especificaciones para el pedido
Tipo de conexiones de extremo.
Tipo de cuña.
Tipo de asiento.
Tipo de vástago.
Tipo de bonete.
Tipo de empaquetadura del vástago.
Capacidad nominal de presión para operación y diseño.
Capacidad nominal de temperatura para operación y diseño.
VÁLVULAS DE MACHO
INSTALACIONES I Junio de
2011
43
La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de
un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede
mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90° (fig. 1-2).
Figura 1-2 Válvula de macho.
Recomendada para
Servicio con apertura total o cierre total.
Para accionamiento frecuente.
Para baja caída de presión a través de la válvula.
Para resistencia mínima a la circulación.
Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.
Aplicaciones
Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases,
corrosivos.
Ventajas
Alta capacidad.
Bajo costo.
Cierre hermético.
Funcionamiento rápido.
Desventajas
Requiere alta torsión (par) para accionarla.
Desgaste del asiento.
Cavitación con baja caída de presión.
INSTALACIONES I Junio de
2011
44
Variaciones
Lubricada, sin lubricar, orificios múltiples.
Materiales
Hierro, hierro dúctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleación 20,
Monel, níquel, Hastelloy, camisa de plástico.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
Dejar espacio libre para mover la manija en las válvulas accionadas con
una llave.
En las válvulas con macho lubricado, hacerlo antes de ponerlas en
servicio.
En las válvulas con macho lubricado, lubricarlas a intervalos periódicos.
Especificaciones para pedido
Material del cuerpo.
Material del macho.
Capacidad nominal de temperatura.
Disposición de los orificios, si es de orificios múltiples.
Lubricante, si es válvula lubricada.
VÁLVULAS DE GLOBO
Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por
medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento
que suele estar paralelo con la circulación en la tubería (fig. 1-3).
INSTALACIONES I Junio de
2011
45
Figura 1-3 Válvula de globo.
Recomendada para
Estrangulación o regulación de circulación.
Para accionamiento frecuente.
Para corte positivo de gases o aire.
Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.
Aplicaciones
Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.
Ventajas
Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o
asiento.
Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce
el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete.
Control preciso de la circulación.
Disponible con orificios múltiples.
Desventajas
Gran caída de presión.
Costo relativo elevado.
Variaciones
Normal (estándar), en "Y", en ángulo, de tres vías.
Materiales
Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable,
plásticos.
Componentes: diversos.
INSTALACIONES I Junio de
2011
46
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
Instalar de modo que la presión este debajo del disco, excepto en servicio con
vapor a alta temperatura.
Registro en lubricación.
Hay que abrir ligeramente la válvula para expulsar los cuerpos extraños del
asiento.Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las
fugas por la empaquetadura.
Especificaciones para el pedido
Tipo de conexiones de extremo.
Tipo de disco.
Tipo de asiento.
Tipo de vástago.
Tipo de empaquetadura o sello del vástago.
Tipo de bonete.
Capacidad nominal para presión.
Capacidad nominal para temperatura.
VÁLVULAS DE BOLA
Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira
entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición
abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto (fig. 1-4).
Figura 1-4 Válvula de bola.
INSTALACIONES I Junio de
2011
47
Recomendada para
Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.
Cuando se requiere apertura rápida.
Para temperaturas moderadas.
Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.
Aplicaciones
Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.
Ventajas
Bajo costo.
Alta capacidad.
Corte bidireccional.
Circulación en línea recta.
Pocas fugas.
Se limpia por si sola.
Poco mantenimiento.
No requiere lubricación.
Tamaño compacto.
Cierre hermético con baja torsión (par).
Desventajas
Características deficientes para estrangulación.
Alta torsión para accionarla.
Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras.
Propensa a la cavitación.
Variaciones
Entrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos
(partidos), tres vías, Venturi, orificio de tamaño total, orificio de tamaño
reducido.
INSTALACIONES I Junio de
2011
48
Materiales
Cuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, bronce, latón, aluminio, aceros al
carbono, aceros inoxidables, titanio, tántalo, zirconio; plásticos de polipropileno
y PVC.
Asiento: TFE, TFE con llenador, Nylon, Buna-N, neopreno.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
Dejar suficiente espacio para accionar una manija larga.
Especificaciones para el pedido
Temperatura de operación.
Tipo de orificio en la bola.
Material para el asiento.
Material para el cuerpo.
Presión de funcionamiento.
Orificio completo o reducido.
Entrada superior o entrada lateral.
VÁLVULAS DE MARIPOSA
La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de
un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la
circulación (fig. 1-5).
INSTALACIONES I Junio de
2011
49
Figura 1-5 Válvula de mariposa.
Recomendada para
Servicio con apertura total o cierre total.
Servicio con estrangulación.
Para accionamiento frecuente.
Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.
Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería.
Para baja ciada de presión a través de la válvula.
Aplicaciones
Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en
suspensión.
Ventajas
Ligera de peso, compacta, bajo costo.
Requiere poco mantenimiento.
Número mínimo de piezas móviles.
No tiene bolas o cavidades.
Alta capacidad.
Circulación en línea recta.
Se limpia por sí sola.
Desventajas
Alta torsión (par) para accionarla.
Capacidad limitada para caída de presión.
Propensa a la cavitación.
Variaciones
Disco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto
rendimiento.
INSTALACIONES I Junio de
2011
50
Materiales
Cuerpo: hierro, hierro dúctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros
inoxidables, aleación 20, bronce, Monel.
Disco: todos los metales; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar,
Buna-N, neopreno, Hypalon.
Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon, Hycar,
TFE.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
Se puede accionar con palanca, volante o rueda para cadena.
Dejar suficiente espacio para el movimiento de la manija, si se acciona con
palanca.
Las válvulas deben estar en posición cerrada durante el manejo y la instalación.
Especificaciones para el pedido
Tipo de cuerpo.
Tipo de asiento.
Material del cuerpo.
Material del disco.
Material del asiento.
Tipo de accionamiento.
Presión de funcionamiento.
Temperatura de funcionamiento.
VÁLVULAS DE DIAFRAGMA
Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por
medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la
INSTALACIONES I Junio de
2011
51
válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta
la circulación (fig. 1-6).
Figura 1-6 Válvula de diafragma.
Recomendada para
Servicio con apertura total o cierre total.
Para servicio de estrangulación.
Para servicio con bajas presiones de operación.
Aplicaciones
Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas
fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos.
Ventajas
Bajo costo.
No tienen empaquetaduras.
No hay posibilidad de fugas por el vástago.
Inmune a los problemas de obstrucción, corrosión o formación de gomas
en los productos que circulan.
Desventajas
Diafragma susceptible de desgaste.
Elevada torsión al cerrar con la tubería llena.
INSTALACIONES I Junio de
2011
52
Variaciones
Tipo con vertedero y tipo en línea recta.
Materiales
Metálicos, plásticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
Lubricar a intervalos periódicos.
No utilizar barras, llaves ni herramientas para cerrarla.
Especificaciones para el pedido
Material del cuerpo.
Material del diafragma.
Conexiones de extremo.
Tipo del vástago.
Tipo del bonete.
Tipo de accionamiento.
Presión de funcionamiento.
Temperatura de funcionamiento.
VÁLVULAS DE APRIETE
La válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de
uno o más elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se
pueden apretar u oprimir entre sí para cortar la circulación (fig. 1-7).
INSTALACIONES I Junio de
2011
53
Figura 1-7 Válvula de apriete.
Recomendada para
Servicio de apertura y cierre.
Servicio de estrangulación.
Para temperaturas moderadas.
Cuando hay baja caída de presión a través de la válvula.
Para servicios que requieren poco mantenimiento.
Aplicaciones
Pastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes cantidades
de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumática de sólidos,
servicio de alimentos.
Ventajas
Bajo costo.
Poco mantenimiento.
No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan.
Diseño sencillo.
No corrosiva y resistente a la abrasión.
Desventajas
Aplicación limitada para vació.
Difícil de determinar el tamaño.
INSTALACIONES I Junio de
2011
54
Variaciones
Camisa o cuerpo descubierto; camisa o cuerpo metálicos alojados.
Materiales
Caucho, caucho blanco, Hypalon, poliuretano, neopreno, neopreno blanco, Buna-
N, Buna-S, Viton A, butilo, caucho de siliconas, TFE.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
Los tamaños grandes pueden requerir soportes encima o debajo de la tubería,
si los soportes para el tubo son inadecuados.
Especificaciones para el pedido
Presión de funcionamiento.
Temperatura de funcionamiento.
Materiales de la camisa.
Camisa descubierta o alojada.
VÁLVULAS DE RETENCIÓN (CHECK) Y DE DESAHOGO (ALIVIO)
Hay dos categorías de válvulas y son para uso específico, más bien que para
servicio general: válvulas de retención (check) y válvulas de desahogo (alivio).
Al contrario de los otros tipos descritos, son válvulas de accionamiento
automático, funcionan sin controles externos y dependen para su
funcionamiento de sentido de circulación o de las presiones en el sistema de
tubería. Como ambos tipos se utilizan en combinación con válvulas de control de
circulación, la selección de la válvula, con frecuencia, se hace sobre la base de
las condiciones para seleccionar la válvula de control de circulación.
Válvulas de retención (check).
La válvula de retención (fig. 1-8) está destinada a impedir una inversión de la
circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al
invertirse la circulación, se cierra. Hay tres tipos básicos de válvulas de
INSTALACIONES I Junio de
2011
55
retención: 1) válvulas de retención de columpio, 2) de elevación y 3) de
mariposa.
VÁLVULAS DE RETENCIÓN DEL COLUMPIO.
Esta válvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo
con la presión en la tubería y se cierra cuando se interrumpe la presión y
empieza la circulación inversa. Hay dos diseños: uno en "Y" que tiene una
abertura de acceso en el cuerpo para el esmerilado fácil del disco sin
desmontar la válvula de la tubería y un tipo de circulación en línea recta que
tiene anillos de asiento reemplazables.
Recomendada para
Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.
Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación en la
tubería.
Para servicio en tuberías que tienen válvulas de compuerta.
Para tuberías verticales que tienen circulación ascendente.
Aplicaciones
Para servicio con líquidos a baja velocidad.
Ventajas
Puede estar por completo a la vista.
La turbulencia y las presiones dentro de la válvula son muy bajas.
El disco en "Y" se puede esmerilar sin desmontar la válvula de la tubería.
Variaciones
Válvulas de retención con disco inclinable.
INSTALACIONES I Junio de
2011
56
Materiales
Cuerpo: bronce, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero fundido, acero
inoxidable, acero al carbono.
Componentes: diversos.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
En las tuberías verticales, la presión siempre debe estar debajo del
asiento.
Si una válvula no corta el paso, examinar la superficie del asiento.
Si el asiento está dañada o escoriado, se debe esmerilar o reemplazar.
Antes de volver a armar, limpiar con cuidado todas las piezas internas.
VÁLVULAS DE RETENCIÓN DE ELEVACIÓN
Una válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto
que el disco se eleva con la presión normal e la tubería y se cierra por gravedad
y la circulación inversa.
Figura 1-8 Válvula de retención (tipo de elevación).
Recomendada para
Cuando hay cambios frecuentes de circulación en la tubería.
Para uso con válvulas de globo y angulares.
Para uso cuando la caída de presión a través de la válvula no es problema.
INSTALACIONES I Junio de
2011
57
Aplicaciones
Tuberías para vapor de agua, aire, gas, agua y vapores con altas velocidades de
circulación.
Ventajas
Recorrido mínimo del disco a la posición de apertura total.
Acción rápida.
Variaciones
Tres tipos de cuerpos: horizontal, angular, vertical.
Tipos con bola (esfera), pistón, bajo carga de resorte, retención para vapor.
Materiales
Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable,
PVC, Penton, grafito impenetrable, camisa de TFE.
Componentes: diversos.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento
La presión de la tubería debe estar debajo del asiento.
La válvula horizontal se instala en tuberías horizontales.
La válvula vertical se utiliza en tubos verticales con circulación
ascendente, desde debajo del asiento.
Si hay fugas de la circulación inversa, examinar disco y asiento.
VÁLVULA DE RETENCIÓN DE MARIPOSA
Una válvula de retención de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un
eje en el centro del disco, de modo que un sello flexible sujeto al disco este a
INSTALACIONES I Junio de
2011
58
45° con el cuerpo de la válvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el
disco solo se mueve una distancia corta desde el cuerpo hacia el centro de la
válvula para abrir por completo.
Recomendada para
Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación en la tubería.
Cuando hay cambios frecuentes en el sentido de la circulación.
Para uso con las válvulas de mariposa, macho, bola, diafragma o de
apriete.
Aplicaciones
Servicio para líquidos o gases.
Ventajas
El diseño del cuerpo se presta para la instalación de diversos tipos de
camisas de asiento.
Menos costosa cuando se necesita resistencia a la corrosión.
Funcionamiento rápido.
La sencillez del diseño permite construirlas con diámetros grandes.
Se puede instalar virtualmente en cualquier posición.
Variaciones
Con camisa completa.
Con asiento blando.
Materiales
Cuerpo: acero, acero inoxidable, titanio, aluminio, PVC, CPCB, polietileno,
polipropileno, hierro fundido, Monel, bronce.
INSTALACIONES I Junio de
2011
59
Sello flexible: Buna-N, Viton, caucho de butilo, TFE, neopreno, Hypalon,
uretano, Nordel, Tygon, caucho de siliconas.
INSTRUCCIONES ESPECIALES PARA INSTALACIÓN Y
MANTENIMIENTO
En las válvulas con camisa, esta se debe proteger contra daños durante el
manejo.
Comprobar que la válvula queda instalada de modo que la abra la circulación
normal.
VÁLVULAS DE DESAHOGO (ALIVIO)
Una válvula de desahogo (fig. 1-9) es de acción automática para tener
regulación automática de la presión. El uso principal de esta válvula es para
servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presión,
para regularla.
La válvula de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con
rapidez con un "salto" para descargar la presión excesiva ocasionada por gases
o líquidos comprimibles.
El tamaño de las válvulas de desahogo es muy importante y se determina
mediante formulas especificas.
Figura 1-9 Válvula de desahogo (alivio).
INSTALACIONES I Junio de
2011
60
Recomendada para
Sistemas en donde se necesita una gama predeterminada de presiones.
Aplicaciones
Agua caliente, vapor de agua, gases, vapores.
Ventajas
Bajo costo.
No se requiere potencia auxiliar para la operación.
Variaciones
Seguridad, desahogo de seguridad.
Construcción con diafragma para válvulas utilizadas en servicio
corrosivo.
Materiales
Cuerpo: hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latón, camisa de
TFE, acero inoxidable, Hastelloy, Monel.
COMPONENTES: DIVERSOS.
INSTRUCCIONES ESPECIALES PARA INSTALACIÓN Y
MANTENIMIENTO
Se debe instalar de acuerdo con las disposiciones del Código ASME para
recipientes de presión sin fuego.
Se debe instalar en lugares de fácil acceso para inspección y mantenimiento.
MEDICIONES DE NIVEL
INSTALACIONES I Junio de
2011
61
Nivel.
Es la distancia existente entre una línea de referencia y la superficie del
fluido, generalmente dicha línea de referencia se toma como fondo del
recipiente.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Como se menciono anteriormente el nivel es la variable que puede ser medida
mas fácilmente, pero existen otros factores, tales como viscosidad del fluido,
tipo de medición deseada, presión, si el recipiente esta o no presurizado, que
traen como consecuencias que existan varios métodos y tipos de instrumentos
medidores del nivel. El medidor de nivel seleccionado dependerá de nuestras
necesidades o condiciones de operación.
Los métodos utilizados para la medición del nivel de líquidos, básicamente
pueden ser clasificados en: Métodos de medición directa y método de medición
indirecta.
Métodos de medición indirecta:
Método por medidores actuados por desplazadores.
Estos tipos de instrumentos se utilizan generalmente para llevar la medición a
sitios remotos o para el control de nivel, aunque también pueden utilizarse
como un indicador directo. Están compuestos principalmente por un
desplazador, una palanca y un tubo de torsión.
La figura (a) muestra los componentes básicos de uno de estos medidores.
Como podemos observar, el objetivo principal de estos componentes, es
convertir el movimiento vertical del desplazador en un movimiento circular del
tubo de torsión.
Figura (a)
INSTALACIONES I Junio de
2011
62
FUENTES DE ABASTECIMIENTO
La red de abastecimiento de agua potable es un sistema de obras de ingeniería,
concatenadas que permiten llevar hasta la vivienda de los habitantes de una
ciudad, pueblo o área rural relativamente densa, el agua potable.
ORIGEN DEL AGUA
Los sistemas de abastecimiento de agua potable se pueden clasificar por la
fuente del agua, de le que se obtienen:
Agua de lluvia almacenada en aljibes
Agua proveniente de manantiales naturales, donde el agua subterránea
aflora a la superficie;
Agua subterránea, captada a través de pozos o galerías filtrantes;
Agua superficial, proveniente de ríos, arroyos, embalses o lagos
naturales;
Agua de mar.
Según el origen del agua, para transformarla en agua potable deberá ser
sometida a tratamientos, que van desde la simple desinfección, hasta la
desalinización.
INSTALACIONES I Junio de
2011
63
Componentes del sistema de abastecimiento
El sistema de abastecimiento de agua potable más complejo, que es el que
utiliza aguas superficiales, consta de cinco partes principales:
Almacenamiento de agua bruta;
Captación;
Tratamiento;
Almacenamiento de agua tratada;
Red de distribución abierta
ALMACENAMIENTO DE AGUA BRUTA
El almacenamiento de agua bruta se hace necesario cuando la fuente de agua no
tiene un caudal suficiente durante todo el año para suplir la cantidad de agua
necesaria. Para almacenar el agua de los ríos o arroyos que no garantizan en
todo momento el caudal necesario se construyen embalses.
En los sistemas que utilizan agua subterránea, el acuífero funciona como un
verdadero tanque de almacenamiento, la mayoría de las veces con recarga
natural, sin embargo hay casos en que la recarga de los acuíferos se hace por
medio de obras hidráulicas especiales.
CAPTACIÓN
La captación de un manantial debe hacerse con todo cuidado, protegiendo el
lugar de afloramiento de posibles contaminaciones, delimitando un área de
protección cerrada.
La captación de las agua superficiales se hace a través de las bocatomas, en
algunos casos se utilizan galerías filtrantes paralelas al curso de agua para
captar las aguas que resultan así con un filtrado preliminar.
La captación de las aguas subterráneas se hace a través de pozos o galerías
filtrantes.
INSTALACIONES I Junio de
2011
64
TRATAMIENTO
El tratamiento del agua para hacerla potable es la parte más delicada del
sistema. El tipo de tratamiento es muy variado en función de la calidad del agua
bruta. Una planta de tratamiento de agua potable completa generalmente
consta de los siguientes componentes:
Reja para la retención de material grueso, tanto flotante como de
arrastre de fondo;
Desarenador, para retener el material en suspensión de tamaño fino;
Floculadores, donde se adicionan químicos que facilitan la decantación de
sustancias en suspensión coloidal y materiales muy finos en general;
Decantadores, o sedimentadores que separan una parte importante del
material fino;
Filtros, que terminan de retirar el material en suspensión;
Dispositivo de desinfección.
ALMACENAMIENTO DE AGUA TRATADA
El almacenamiento del agua tratada tiene la función de compensar las
variaciones horarias del consumo, y almacenar un volumen estratégico para
situaciones de emergencia, como por ejemplo incendios. Existen dos tipos de
tanques para agua tratada, tanques apoyados en el suelo y tanques elevados,
cada uno dotado de dosificador o hipoclorador para darle el tratamiento y
volverla apta para el consumo humano
RED DE DISTRIBUCIÓN
La red de distribución se inicia en la primera casa de la comunidad; la línea de
distribución se inicia en el tanque de agua tratada y termina en la primera
vivienda del usuario del sistema. Consta de:
Estaciones de bombeo;
Tuberías principales, secundarias y terciarias.
INSTALACIONES I Junio de
2011
65
IMPACTO AMBIENTAL DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE
AGUA POTABLE
Los proyectos de agua potable incluyen los siguientes elementos: la
construcción, expansión o rehabilitación de represas y reservorios, pozos y
estructuras receptoras, tuberías principales de transmisión y estaciones de
bombeo, obras de tratamiento y sistemas de distribución; las provisiones para
la operación y mantenimiento de cualquiera de las instalaciones arriba
mencionadas; el establecimiento o fortalecimiento de las funciones de
colocación de medidores, facturación y colección de pagos; y el fortalecimiento
administrativo global de la empresa de agua potable.
SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
Fuentes de Agua
Recordando lo visto al tratar el ciclo hidrológico del agua, de acuerdo a la
forma en que se encuentra en la naturaleza, las distintas fuentes de provisión
de agua, son las siguientes:
1. Aguas Meteóricas
2. Aguas Superficiales
3. Aguas Sub-Álveas
4. Aguas Subterráneas
El agua proveniente de estas fuentes puedan ser naturalmente potables, y
otras necesitan un tratamiento correcto previo a su entrega al consumo.
La selección de la fuente de provisión constituye tarea fundamental de la que
ha de depender la seguridad del servicio que se preste. Deben balancearse
cuidadosamente dos aspectos: sanitario y económico, de manera de elegir una
fuente que nos asegure la provisión de agua en cantidad y calidad necesaria, y
INSTALACIONES I Junio de
2011
66
al mismo tiempo nos permita la máxima economía de construcción y posterior
operación y mantenimiento de servicio.
Con este enfoque, se puede establecer un orden de carácter orientador en la
elección de la fuente de agua:
a. Agua naturalmente potable y conducción por gravedad
b. Agua naturalmente potable con toma y conducción por bombeo
c. Tratamiento del agua y conducción por gravedad
d. Tratamiento del agua con toma y conducción por bombero
Cuando existan varias alternativas conviene hacer un estudio de todas,
desarrollándolas hasta la etapa de anteproyecto con estimación de los gastos
de explotación para poder elegir la solución más conveniente.
Haremos ahora una descripción de los distintos tipos de fuentes, las
características que proveen la calidad y sus posibilidades de aplicación.
AGUAS METEÓRICAS:
Para el caso de comunidades rurales o pequeñas poblaciones aparece como
posible fuente de provisión la captación de aguas de lluvia, la que debe ser
recogida sobre el terreno preparado adecuadamente. En cuanto a la calidad de
esta agua podemos mencionar que tienen sólidos disueltos en baja cantidad,
muy baja turbiedad; por su composición química se consideran de baja
alcalinidad y dureza, y a su vez de alto contenido de CO2 (las aguas de lluvia al
caer disuelven el CO2 de la atmósfera). Esto se corrige mediante el agregado
de cal, Para este tipo de tratamiento es conveniente no utilizar cañerías de
plomo por la agresividad de las aguas.
INSTALACIONES I Junio de
2011
67
AGUAS SUPERFICIALES:
Se denominan así a las aguas provenientes de los ríos, arroyos, lagos, etc. En
nuestro país las aguas superficiales proveen a más del 70 % de la población
servida. Son en general aguas turbias y con color, y además, por ser
superficiales están sujetas a contaminarse. Por estas causas exigen
tratamiento potabilizador, incluido desinfección previa a su entrega al
consumo.
AGUAS SUB-ALVEAS:
Son las aguas que corren por el subálveo del rió. Se captan en general mediante
pozos filtrantes o galerías filtrantes. Son en general aguas de muy buena
calidad ya que han sufrido un proceso natural de filtración. El costo de las
obras para utilización de esta agua es algo elevado.
AGUAS SUBTERRÁNEAS:
Son las aguas que se encuentran en el subsuelo. Podemos distinguir 3 tipos de
fuentes subterráneas distintas según la posición del agua en el suelo.
AGUAS SUBTERRÁNEAS PROFUNDAS:
Las aguas subterráneas profundas captadas mediante pozos semisurgentes dan
por lo general aguas potables y han sido utilizadas exitosamente en muchas
zonas del país, ocupando el segundo lugar en número de habitantes servidos y
el primero en número de localidades servidas.
Las aguas subterráneas carecen habitualmente de turbiedad y color, pero en
algunos casos de aguas subterráneas ferruginosas, estas se colorean a poco de
extraerlas por oxidación de compuestos ferrosos contenidos en las mismas y
requieren tratamiento corrector previo a su entrega al consumo. También es
INSTALACIONES I Junio de
2011
68
necesario tratamiento corrector cuando se trata de aguas con dureza muy
elevada.
En otros casos pueden contener exceso de sólidos disueltos (elevada
mineralización), cloruros, sulfatos, etc., o bien algunos elementos tóxicos como
el arsénico, el vanadio o el flúor en alta concentración resultando por esta
causa inadecuada su utilización como fuente de provisión.
AGUAS FREÁTICAS O DE PRIMERA NAPA:
Pueden utilizarse cuando constituyen la única fuente económicamente
utilizable. Su nivel oscila bastante y está directamente influenciado por el
régimen de lluvias. Su calidad es variable y aunque física y químicamente sea
aceptable existe siempre el peligro de contaminación microbiológica. Por ello
de resolverse su utilización habrás que hacerlo mediante pozos excavados o
perforados a los que se deberá protegerlos adecuadamente contra la
contaminación superficial, manteniendo estricto control bacteriológico del agua
de consumo.
MANANTIALES:
Pueden constituir una solución para el caso de pequeñas localidades rurales,
siempre que tengan caudal suficiente y calidad adecuada. La captación debe
estar adecuadamente protegida.
El manantial será tanto más seguro como cuanto menos variable sea su caudal,
influenciado este por el régimen de lluvias y menos alterable sea la calidad del
agua.
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO:
La enumeración de los componentes de un sistema de abastecimiento de agua
guarda relación con los procesos de potabilización necesarios a realizar al agua
antes de la entrega al consumo. Hemos estudiado anteriormente las distintas
INSTALACIONES I Junio de
2011
69
fuentes de provisión y las características físicas y químicas que pueden
presentar las aguas captadas en esas fuentes. Las aguas provenientes de
fuentes subterráneas profundas y de galerías filtrantes no necesitan ningún
procedimiento de purificación, siempre que el agua sea química y
microbiológicamente apropiados. En estos casos solo se recomienda el
tratamiento con cloro para resguardarlas de cualquier contaminación accidental
en la red de distribución.
En cambio, las aguas provenientes de fuentes superficiales no presentan
condiciones físicas ni microbiológicas adecuadas. Por lo tanto es necesario
proceder a su corrección antes de su consumo.
La enumeración de los componentes que haremos a continuación se refiere a la
utilización de un agua superficial, indicando en cada caso la finalidad que tiene
cada uno de los componentes.
OBRAS DE CAPTACIÓN Ó DE TOMA
Son las obras necesarias para captar el agua de la fuente a utilizar y pueden
hacerse por gravedad, aprovechando la diferencia de nivel del terreno o por
impulsión (bombas). Las dimensiones y características de las obras de toma
deben permitir la captación de los caudales necesarios para un suministro
seguro a la población. Más adelante veremos los distintos tipos de obras de
toma para cada una de las fuentes descriptas.
OBRAS DE CONDUCCIÓN
Tienen por finalidad transportar el agua captada en las tomas hasta la planta
de tratamiento, o desde la planta hasta la ciudad para su distribución. La obra
de conducción puede ser un cana abierto o por conducto cerrado. Si se
transporta agua sin tratar la conducción puede ser a canal abierto. En cambio
si se conduce agua tratada siempre debe hacerse por conducto cerrado, para
de esta forma preservarla de la contaminación.
PLANTA DE TRATAMIENTO
INSTALACIONES I Junio de
2011
70
Cuando se utilizan las fuentes superficiales como ríos, lagos, arroyos, el agua
requiere un procedimiento de corrección para la eliminación de turbiedad, es
decir, la eliminación de materiales en suspensión finamente divididos que no
asientan fácilmente, acompañados de materias orgánicas coloidales o disueltas
que le dan color al agua natural. Para ello es necesario el agregado de un
coagulante químico para el aglutinamiento de las pequeñas partículas que se
realizan en estanques llamados floculadores. Luego sigue el proceso de
decantación de las partículas aglutinadas que se realizan precisamente en
piletas llamadas decantadores o sedimentadores. Continúa el proceso con la
etapa de filtración a través de un manto de arena y por último el tratamiento
de desinfección con gas cloro.
OBRAS DE DISTRIBUCIÓN
Las obras de distribución la componen el conjunto de cañerías que posibilitan
que el agua ya potabilizada sea entregada a los usuarios en la puerta de sus
viviendas.
Constan en general de un tanque de distribución (puede no haberlo) que
alimenta una red de cañerías de mayor diámetro o encastres, a las cuales se
empalman cañerías de menos diámetro o distribuidoras, desde las cuales salen
las conexiones domiciliarias.
Desarrollaremos en detalle lo que resta de esta unidad y en las siguientes las
distintas componentes de un sistema de abastecimiento de agua.
OBRAS DE CAPTACIÓN Ó DE TOMA
I-A) CAPTACIÓN DE AGUAS DE LLUVIA:
Podemos dividir las obras de captación de aguas de lluvia en dos tipos: las
utilizadas para un servicio público y las que se utilizan para un sistema
individual (se diferencian ambas solamente por el número de usuarios a
satisfacer).
INSTALACIONES I Junio de
2011
71
I-A1)CAPTACIÓN PARA UN SERVICIO PÚBLICO:
es un tipo de captación que ha tenido aplicación en el país en las localidades del
Chaco. Avia Zerai (2200 habitantes), Campo Largo (1800 habitantes), Corzuela
(2200 habitantes).
Para estos sistemas se prepara sobre el terreno plateas impermeables que
reciben el agua de lluvia y de allí se conducen a una represa. El agua acumulada
es sometida a un proceso de filtración y cloración guardándose en reservas de
capacidad adecuada. La superficie de captación de las aguas de lluvia es
principalmente función de la precipitación, su distribución en el tiempo y el
número de habitantes a servir.
Los primeros 5 mm de lluvia se mandan al desagüe, se pierden en el lavado de la
platea, Como la apertura de los componentes para poner el sistema en
condiciones de recibir la lluvia en la práctica se desperdician las
precipitaciones menores de 10 mm. Con los registros de lluvias que deben
abarcar el mayor número de años posible y con los valores que se estiman
aprovechables de cada una de ellas, se construye la curva de lluvias acumuladas 1. Para trazar la curva de consumo acumulado debemos conocer la población a
abastecer y el consumo unitario o dotación (curva Nº 2). El valor final (en el
ejemplo 25600 m3) representa el volumen consumido al final del periodo de
estudio. La ordenada final de la curva Nº 1 nos da el total de lluvias
aprovechables.
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE PLATEAS:
Dividiendo el consumo total por el total de lluvias acumuladas tendremos la
superficie mínima de plateas.
Sup. Plateas (m2) = Vconsumido (m3
Lluvias acum. (m)
INSTALACIONES I Junio de
2011
72
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE RESERVAS:
Multiplicando las ordenadas de la curva 1 por la superficie de platea,
obtendremos la curva 1` de volúmenes aprovechables. Trasladando la curva 2
en forma paralela (2`) hasta que sea tangente a la curva 1` tendremos que la
máxima ordenada nos da el volumen de reserva necesario.
CAPACIDAD DE LAS REPRESAS:
La capacidad de las represas debe ser suficiente para almacenar el agua de la
máxima lluvia registrada.
Vrepresa = Sup. Platea x Lluvia máxima
Por último, la superficie filtrante necesaria depende del tiempo en que se
debe evacuar el volumen retenido en las represas. Conviene que no exceda de
una semana.
I-A2)CAPTACIÓN INDIVIDUAL:
Se realiza recogiendo el agua de lluvia que cae en los techos de las viviendas.
En general se deja escurrir las primeras aguas que llevan la suciedad acumulada
en los techos. Con este sistema se satisface las necesidades básicas del
consumo (bebida, preparación de alimentos, lavado de vajillas, etc.). El agua se
acumula en una cisterna de alrededor de 20 litros/ pers.xdía y con un tiempo
de almacenaje de 2 a 3 meses.
I-B) CAPTACIÓN DE AGUAS SUBÁLVEAS:
I-B1) GALERÍAS FILTRANTES:
Son pozos horizontales dotados de una cierta pendiente que recogen agua en
toda su longitud. Son una forma simple de obtener agua filtrada. Para que el
proceso de filtrado sea completo las galerías deben construirse por lo menos a
15 m de la orilla del río o lago. Para su construcción se abre una zanja en las
capas de arenas acuíferas y luego se recoge el agua mediante una tubería
perforada con pendiente hacia un pozo central donde se bombea. La longitud de
INSTALACIONES I Junio de
2011
73
la zanja es función de la cantidad de agua necesaria y de las dimensiones del
acuífero. Alrededor de la tubería colocada se ubican cantos rodados de 12 a 25
mm. El resto de la capa filtrante se formará con arena y grava granulada. El
espesor del filtro debe ser de 30 cm a 40 cm desde la tubería hacia fuera.
La descripta es la forma más sencilla. Otra forma es con drenes dentro del
lecho fluvial. Los drenes se forman con medio caño de 30 cm de diámetro con
orificios apoyados sobre base de hormigón.
Cuando se trata de captar mayores caudales se construye una verdadera
galería de mampostería u hormigón poroso. La longitud de la zanja en función
de la cantidad de agua necesaria y de las dimensiones del acuífero. Se
determina el rendimiento mediante ensayos de bombeo. Una vez terminada se
debe verificar el nivel de la napa. Durante la construcción es necesario
generalmente entibar la excavación y achicar el agua de la zanja. Un ejemplo
de una galería de este tipo (de gran caudal) lo constituye la que alimenta el
acueducto Villa María-San Francisco (Córdoba) de 166 Km. de 600 mm de
diámetro y de un caudal de 162 l/seg. La obra está compuesta de áreas de
mampostería apoyados en vigas de fundación convenientes. Las áreas están
rellenadas con ladrillos pre- moldeados con ranuras que forman la pared
filtrante. La longitud de la galería es de 300 mm (Fig. 6).
I-B2)POZOS FILTRANTES:
Es otra forma de aprovechar las aguas subálveas. Consisten en pozos
excavados en la orilla de los ríos en las arenas acuíferas, generalmente son de
gran diámetro. Pueden ser de 2 tipos: a) pozo colector con perforaciones
radiales. Pozo filtrante completo (filtración lateral y por el fondo.
I-C) CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS:
I-C1)POZOS:
Se clasifican en primera instancia en profundos y poco profundos. Los primeros
son pozos perforados y los segundos son excavados.
INSTALACIONES I Junio de
2011
74
Pozos Perforados:
La perforación se puede ejecutar por dos métodos: 1) percusión y 2) rotativo.
La elección del método depende de ciertos factores:
Diámetro del pozo
Profundidad del pozo
Características geológicas a atravesar
1. Método de percusión: se basa en la acción desmenuzadora de un trépano,
herramienta de forma puntiaguda que alternativa se levanta y se deja
caer. El material desmenuzado se extrae en forma de los con una
herramienta llamada cuchara. El método se aplica en zonas formadas por
gravas y canto rodado, de estructura geológica muy quebrada.
2. Método rotativo: consiste en una serie de herramientas rotativas que
van cortando y desmenuzando las formaciones en pequeñas partículas
que son removidas por la circulación de un líquido que constituye la
inyección, el cual es bombeado a través de las barras que acciona el
trépano. Este es el método rotativo directo. En el rotativo inverso el
líquido se inyecta por la perforación y luego es aspirado pasando por la
barra. El método rotativo tiene la ventaja de mayor velocidad de
penetración y es aplicable cuando se trabaja en formaciones
sedimentarias o rocas compactas.
DISEÑO DE POZOS PERFORADOS:
El diseño de la captación debe cumplir ciertos requisitos de carácter técnico,
a saber:
a. Protección: se deberá proteger el pozo de toda fuente de contaminación;
por otra parte, no puede quedar abertura alguna en su revestimiento.
Para cumplir con este requisito es necesario ubicar el pozo lo más alto
INSTALACIONES I Junio de
2011
75
posible en el terreno, cuidando que su cota se encuentre por arriba de
cualquier fuente de contaminación. Además la distancia mínima con
respecto a una posible fuente de contaminación subterránea será
función de las características de las formaciones geológicas. Esta
distancia no será menor de 100 m cuando el terreno favorezca el
proceso de filtración. En el caso de que las formaciones estén
constituidas por grava, calizas, rocas fracturadas, esta distancia debe
triplicarse por lo menos.
b. Revestimiento: los pozos deberán estar provistos de un revestimiento o
cañería de entubación que le proporcione la hermeticidad necesaria. De
acuerdo a las distintas formaciones que se deban atravesar y según que
los terrenos sean o no consolidados surgirá una gran variedad de
revestimiento. En todos los casos se debe tener la precaución que el
entubado del pozo sobresalga como mínimo 25 cm del piso de la canilla
de bombeo. El material del entubamiento es en general de acero. Si el
agua es corrosiva se puede instalar acero de mayor espesor o acero
inoxidable, también plásticos y AºCº. La cementación de los pozos se
realiza con el fin de sellar el espacio entre la cañería de aislación o
entubado y la pared del pozo. Evita la entrada de agua externa a la napa
a explotar. La cementación se hace con una lechada de cemento.
c. Selección del diámetro del pozo: la sección del pozo puede ser constante
desde su parte superior hasta la inferior o puede ser variable. El
diámetro del pozo depende de las dimensiones de la bomba y del caudal a
extraer. En la siguiente tabla se indican los diámetros recomendados del
entubamiento y las dimensiones de la bomba.
Detalle
Caudal de bombeo
(l/seg)
Diámetro
entubamiento(mm)
Diámetro nominal
bomba(mm)
INSTALACIONES I Junio de
2011
76
Hasta 10 150 100
Hasta 15 200 125
Hasta 25 250 150
Hasta 40 300 200
CAÑOS FILTROS
: es una de las partes más importantes de un pozo. Son generalmente de
una aleación resistente a la corrosión, como por ejemplo, acero
inoxidable. En la generalidad de los casos es conveniente efectuar un
prefiltro de gravilla entre el acuífero y el tubo filtro cuyas
características así como las del filtro dependen de la granulometría de
la formación geológica (esta operación se denomina "desarrollo del
pozo"). La longitud y diámetro del tubo filtro será tal que esté de
acuerdo con la formación geológica del acuífero y que la velocidad del
agua a través de las aberturas no exceda de 3 cm/seg.
FÓRMULAS DE EQUILIBRIO:
El bombeo de un pozo produce un cono de depresión cuyo eje central lo
constituye la perforación. La depresión tiene dos componentes.
a. La que produce la resistencia encontrada por el agua en la formación que
la contiene, o sea, la pérdida de carga, que es proporcional al caudal.
INSTALACIONES I Junio de
2011
77
b. La producida en la entrada del pozo y dentro del mismo, lo que depende
de las condiciones de construcción es aproximadamente proporcional al
cuadrado del caudal. En las ecuaciones de equilibrio se da por sentado
que existe un estado de equilibrio en la curva de presiones provocada
por el bombeo de un caudal Q, o sea, que una vez llegado a estos valores
de la curva, esta se mantiene independientemente del tiempo. Vamos a
distinguir dos situaciones diferentes:
B-1)ACUÍFERO NO CONFINADO (LIBRE O FREÁTICO)
B-2)ACUÍFERO CONFINADO
T = coeficiente de transmisibilidad (m3/díaxm) es el caudal que filtra a través
de una faja vertical de terreno de ancho unitario y altura igual a la del manto
filtrante (b) bajo un gradiente hidráulico unitario. T = k . b
K: coeficiente de permeabilidad: es la cantidad de agua en m3/día que pasa a
través de una sección de 1 m2 de acuífero perpendicular al flujo bajo un
gradiente hidráulico igual a 1.
A. Pozos Excavados:
Los pozos excavados se constituyen y explotan para la captación de
aguas poco profundas. En general para aguas en primera napa los canales
son pequeños. Los pozos deben ser revestidos. Los revestimientos
pueden ser de ladrillos, piedras u hormigón. En la parte inferior del
revestimiento se harán orificios apropiados para facilitar la entrada de
agua. En la parte superior debe hacer hacerse un rellenado de hormigón
como protección de cualquier contaminación. Los pozos son circulares, se
construyen a pala o en algunos casos con equipo mecánico como cucharas
del tipo almeja. Si el terreno no es consistente se deberán utilizar
entibados. El revestimiento debe fundarse en terreno resistente. Si el
terreno es muy desmoronable se recurre a pozos hincados. Se
construyen por medio de un anillos de hinca y el revestimiento se va
INSTALACIONES I Junio de
2011
78
haciendo a medida que avanza la excavación. El descenso se consigue por
el propio peso del anillo a medida que se va excavando.
Para el diseño de los pozos se debe considerar los siguientes puntos:
a. Ubicación: se deben tener en cuenta las recomendaciones dadas para los
pozos profundos.
b. Profundidad: se debe hacer ensayos de bomba en pozos de prueba para
hallar el caudal que rinde el pozo para esa profundidad, es decir, el
descenso de la napa se ha estabilizado. De acuerdo a las necesidades el
pozo de prueba puede profundizarse hasta obtener el caudal requerido.
c. Diámetro: en general el diámetro del pozo tiene muy poca relación o
influencia sobre el rendimiento del mismo. Si bien el caudal que se puede
extraer de un pozo de diámetro pequeño es prácticamente igual a uno de
mayor diámetro, el descenso de nivel en el más pequeño es mayor, y por
lo tanto la velocidad de entrada al pozo es mayor (puede haber arrastre
de arena). En general, el diámetro de los pozos excavados puede oscilar
entre 1,25 a 1,50 m.
I-D) CAPTACIÓN DE AGUAS SUPERFICIALES:
Son consideradas con esta denominación las aguas de los ríos, lagos y arroyos.
Los aspectos fundamentales de este tipo de captación son la elección del tipo
de toma a construir y la ubicación de la misma. En general las obras de toma
deben satisfacer las siguientes exigencias básicas:
a. Responder en todo momento a las situaciones cambiantes del curso de
agua
b. Tener una estructura adaptada al choque de la corriente líquida, al
impacto de las embarcaciones, de objetos flotantes y material de
arrastre.
c. No deben causar estanques ni grandes erosiones en el curso de agua.
d. La navegación no debe ser interferida.
e. En cualquier condición del río debe permitir captar el caudal de cálculo.
f. Debe ser estable al volcamiento, dotación y socavaciones.
INSTALACIONES I Junio de
2011
79
En el proyecto de la obra de toma debemos tener la precaución de tomar el
agua de los niveles superiores. Además debe protegerse el ingreso de agua con
rejas u otros dispositivos para evitar el ingreso de cuerpos gruesos. La
velocidad de ingreso del agua debe ser menor de 0,2 m/seg.
Tipos de toma:
En cuanto a los tipos de obras de toma podemos hacer la siguiente
clasificación.
a) Conducto a cámara de aspiración
1º) Torre de toma
b) Conducto a bomba
a) Con muelle de sustentación
2º) Con muelle b) Con conducto a bomba
c) Con bomba en cabecera
3º) Con muro nivelador
4º) Sin muro nivelador
5º) En embalse
Cuando debemos proyectar obra de toma para pequeños cursos de montaña las
más convenientes son las indicadas en 3º) y 4º).
La primera (con muro nivelador) consiste en un muro transversal a la corriente
que deriva el flujo de agua, forzándola a pasar sobre la reja que cubre la parte
superior de un canal con pendiente hacia una de las márgenes. La altura del
muro no sobrepasa el metro contando desde el lecho del río.
INSTALACIONES I Junio de
2011
80
El segundo tipo sin muro nivelador consiste en un simple canal transversal al río
con pendiente hacia una de las márgenes, donde está ubicada la boca de toma
protegida con una reja.
Para estos tipos de obra, dado el material de arrastre del río, es muy
conveniente la construcción del desarenador en conjunto con la toma.
En ríos anchos o de llanura las obras transversales son prohibitivas. Son
aconsejables entonces las obras laterales, como las indicadas en 1º), 2º) y 3º).
La adopción de una u otra dependerá de las características del curso y la
configuración de las márgenes. Para el caso de la toma donde el conducto está
conectado a la bomba es muy conveniente mantener las bombas
permanentemente cebadas. Para esto deberán ubicarse por debajo del mínimo
nivel del río.
I-E) CAPTACIÓN DE MANANTIALES:
Los manantiales son aguas subterráneas que afloran a la superficie en forma de
lugares húmedos. Se puede originar por aguas descendentes o aguas
ascendentes. En el primer caso el agua corre sobre un estrato impermeable
inclinado, hasta que alguna depresión hace que el estrato quede al descubierto,
dando lugar al manantial. En el segundo caso el agua confinada entre dos
estratos impermeables asciende a presión hasta la superficie por alguna grieta
o falla del terreno (Fig. 20). En la zona de afloramiento están expuestos a
contaminación, por lo que deben ser convenientemente protegidos. En la Fig. 21
se indica el esquema de una cámara de captación típica para el abastecimiento
de una pequeña población.
OBRAS DE CONDUCCIÓN
Desde la toma hasta la planta de tratamiento tendremos el caso de una
conducción de agua sin tratar. Durante este trayecto la conducción puede
hacerse por conductos cerrados o canales abiertos, dado que la contaminación
INSTALACIONES I Junio de
2011
81
que pueda adquirir el agua en canales abiertos es corregida en el
establecimiento de potabilización. Desde el establecimiento la conducción al
centro de consumo o distribución es el caso de agua tratada, y debe hacerse
siempre en conductos cerrados. En ambos casos, el transporte del agua se
puede realizar por la acción de la gravedad o por bombeo o en forma mixta.
Se ha esquematizado el perfil longitudinal de una conducción ejecutada en un
terreno accidentado donde se muestran todas las alternativas que se pueden
presentar, las que dan lugar a la ejecución de obras puntuales, llamadas
también obras de arte. En la primera parte el escurrimiento se produce a
gravedad. En la última parte, por la fuerte pendiente del terreno, la conducción
funciona a presión. Para no sobrepasar la presión máxima admisible del material
del conducto se ha colocado cámaras limitadoras de presión.
Los aspectos a tener en cuenta en el proyecto son los siguientes:
1. Desnivel existente: puede ser negativo o positivo (bombeo o gravedad),
también puede ser mixto. Hay que tener en cuenta la perdida de carga.
Además de la perdida en el conducto, tenemos 3 a 4 metros de pérdida
en el establecimiento entre la decantación y la filtración. Si colocamos
un tanque de reserva tenemos que considerar 2 m más de perdida en la
planta. Debemos tener en cuenta que, para las conducciones a gravedad,
si colocamos la cañería siguiendo la pendiente del terreno el gradiente
hidráulico coincidiría con el del terreno. Si este es de fuerte pendiente
la velocidad en el canal puede sobrepasar la velocidad límite.
2. Distancia: para grandes distancias y terrenos accidentados deben
estudiarse varias variantes y adoptar la más económica. Debe tenerse en
cuenta que la ruta más corta no es necesariamente la más económica.
Para estos casos las obras de arte influyen grandemente en el costo
final.
3-C) SIFONES:
INSTALACIONES I Junio de
2011
82
A la entrada del sifón se debe colocar una compuerta o válvula que corte
el escurrimiento, y también una cámara de acceso para poder efectuar
tareas de inspección y limpieza o reparación.
3-D) CÁMARAS LIMITADORAS DE PRESIÓN:
Se colocan para limitar la presión de trabajo del conducto.
3-E) ÓRGANOS DE CIERRE:
Se colocan para asilar los distintos tramos de la tubería, generalmente
son válvulas esclusas o del tipo mariposa.
3-F) CÁMARAS DE DESAGÜE:
Se colocan en los puntos bajos para permitir el vaciado y limpieza.
3-G) VÁLVULAS DE AIRE:
Se colocan en los puntos altos y sirven para eliminar el aire que se
acumula en la cañería cuando se vacía y se vuelve a llenar.
3-H) DISPOSITIVOS ANTIARIETES:
En el caso de que la conducción funcione a alta presión por bombeo,
puede necesitar de la instalación de estos dispositivos para reducir la
sobrepresión que se produce cuando se efectúa el cierre de alguna
válvula en un tiempo muy corto, o un cierre brusco. El tiempo de cierre
crítico, es decir, el que produce la máxima presión, está dado por la
expresión.
A: velocidad de propagación de la onda de sobrepresión, que es igual a la
velocidad de propagación del sonido en el agua (1410 m/seg)
L: longitud de la conducción
INSTALACIONES I Junio de
2011
83
Debe tratarse que el tiempo de cierre sea mayor que el crítico.
La máxima sobrepresión es:
En la que V: velocidad del escurrimiento
G: aceleración de la gravedad
Presiones internas: la presión interna de trabajo de la conducción es
importante al momento de elegir el material. Las conducciones se clasifican,
según su presión interna en:
Calidad del agua consumida: las velocidades permisibles están gobernadas por
las características del agua conducida y la magnitud de los fenómenos
hidráulicos transitorios (golpe de ariete). Para aguas que contienen limo
existen límites tanto inferiores como superiores (velocidad mínima: 0,65 a 0,75
m/seg) para prevenir la deposición del limo. La velocidad máxima no deberá
causar erosión ni poner en peligro el conducto por golpe de ariete cuando los
componentes o válvulas se cierran rápidamente. Se aconseja adaptar como
velocidad máxima el valor de 1,2 a 1,8 m/seg.
INSTALACIONES I Junio de
2011
86
ACOMETIDA DOMICILIAR
Comprende el la instalación de la
acometida domiciliaria de
alcantarillado sanitario que
incluye la excavación, el relleno
seleccionado, el relleno simple
compactado, el tendido, montaje,
alineamiento, nivelación, apoyos y
INSTALACIONES I Junio de
2011
87
trabas, ejecución de juntas y pruebas de recepción para tuberías de pvc para
la confección de las conexiones domiciliarias de agua potable y alcantarillado
sanitario de acuerdo al esquema de planos de diseño e instrucciones del
supervisor de obra.
El contratista deberá incluir como ―plano de obra construida‖ los planos a
escala del registro y catastro de cada una de las acometidas domiciliarias por
tramos, para la aprobación respectiva. Materiales, herramientas y equipo los
materiales serán proporcionados por el supervisor y las herramientas, el equipo
a usar por el contratista deberán ser aprobados por el supervisor.
Para efectos de cotización se tiene prevista una longitud máxima de 12 metros
de tubería dn 3/4‖, a partir de la tubería de la red al muro del predio. sin
embargo la situación en terreno podrá ser modificada racionalmente de
acuerdo a la mejor conveniencia del cliente y aprobada por el supervisor. se
entiende que no existirá pago adicional por las modificaciones, que por este
concepto, sean producidas.
se entiende que los trabajos de rotura y reposición de pavimentos (calzadas y
aceras) no están incluidos dentro los costos de este ítem, y deberán
ejecutarse de acuerdo a las especificaciones.
El ítem incluye la instalación de los accesorios de fierro galvanizado, en la
cantidad, forma y dimensiones indicadas en los planos, debiendo además
cumplir con las especificaciones indicadas. A instalación de los medidores
deberá ejecutarse estrictamente de acuerdo a lo indicado en los planos de
detalle. Después de instalados los medidores, se deberá verificar su
funcionamiento, debiendo el contratista reparar por su cuenta, cualquier falla
que pudiera presentarse. Por las características de consumo y de calidad de
agua se ha previsto la instalación de conexiones en 3/4‖ de diámetro en las
viviendas particulares y de 1‖ pulgada para edificios, centros comerciales, ect.
Mediciónse medirá y pagará por unidad de conexión domiciliaria terminada, y
aprobada por el supervisor. Queda entendido que solo se aprobarán los pagos
de las conexiones totalmente concluidas; vale decir, de todos los ítems
involucrados, tales como excavación, relleno, instalación de las tuberías,
pruebas, además se debe acatar la disposición de semapa en cuanto a la
INSTALACIONES I Junio de
2011
88
ubicación de las redes de agua que deben estar ubicadas en el primer tercio
hacia el este o norte según sea la orientación de la calle. forma de pago la
ejecución de este ítem se pagará de acuerdo al precio unitario de la propuesta
aceptada que se consigna bajo la denominación: instalación de acometida
domiciliaria de agua potable.
ACOMETIDAS DOMICILIARIAS E INSTALACION (DIAM. Ø 3”X ¾”)
Este ítem comprende la ejecución del replanteo, excavación de zanjas, cama de
apoyo, relleno y compactado con material cernido, relleno común compacto, y
todos los trabajos necesarios para la instalación de conexiones domiciliarias de
agua potable de acuerdo al esquema de planos de diseño e instrucciones del
supervisor de obra. Se entiende que los trabajos de movimiento de tierras,
rotura y reposición de pavimentos (calzadas y aceras están incluidos dentro los
costos de este ítem, y deberán ejecutarse de acuerdo a las especificaciones.
Materiales
el contratista deberá proveer todos los materiales, herramientas, mano de
obra y equipo necesarios para la instalación de las conexiones domiciliarias, la
tubería y accesorios necesarios para este fin serán provistos por el
contratante. La instalación de los medidores deberá ejecutarse estrictamente
de acuerdo a lo indicado en los planos de detalle.
Después de instalados los medidores, se deberá verificar su funcionamiento
el contratante proveerá al contratista de los siguientes materiales: tubería pvc
d= ¾‖, codos fg d= ¾‖, copla de fg d= ¾‖,
llave globo d= ¾‖, medidor de ¾‖ , collera, caja de medidor y teflón, el resto de
los materiales necesarios para la instalación de las conexiones domiciliarias
serán provistas por el contratista.
medición y forma de pago
INSTALACIONES I Junio de
2011
89
se medirá y pagara por unidad de conexión domiciliaria terminada y aprobada
por el supervisor. queda entendido que solo se aprobaran los pagos de las
conexiones totalmente concluidas, es decir, de todos los ítems involucrados,
tales como excavación y rellenos sean concluidos y aprobados por la
supervisión. La ejecución de todos los trabajos se cancelaran bajo.
CAMARA DE VALVULA TIPO DE HORMIGON
Este ítem se refiere a la construcción de cámaras donde se instalarán
válvulas, purgas y desfogues.
estos elementos pueden ser parte del sistema a construir y el contratante
especificará las características de las cámaras en dimensiones, tipo de
material a emplear y su emplazamiento definitivo, en los planos de detalle
correspondientes.
Tipo de materiales, herramientas y equipo
el contratista debe proporcionar los materiales, herramientas y equipos
necesarios para la construcción de cámaras, los cuales serán
presentados previamente al supervisor para su respectiva aprobación. En
caso de que el contratista no especifique en su propuesta, las características
del material a emplear, de dosificaciones y calidad de materiales, se
sobreentenderá que la dosificación para hormigón armado será 1:2:3 con un
contenido de 335 kg. por metro cúbico de hormigón y la dosificación de
morteros tendrá una relación 1:4. El acero debe contar con las
especificaciones de ensayos mecánicos en algún laboratorio establecido y
certificado, las cuales serán presentadas al supervisor.
Los materiales pétreos (piedra bolón, piedra manzana, grava, etc.) deben ser
aquellos provenientes de canteras de depósitos cuaternarios o bancos de
material en playones de lechos de ríos (es decir piedras, cantos rodados, etc.,
denominados macho).
INSTALACIONES I Junio de
2011
90
En caso de especificarse el uso de tapas metálicas, estas deben estar
construidas con plancha de espesor 1/16‖ ó 1.6 mm y angulares de 3/4‖ x 1/8‖,
a lo cual debe integrarse dos bisagras adecuadas para el peso y tamaño de la
tapa. Procedimiento para la ejecución las cámaras deben ser emplazadas
conjuntamente el supervisor y su construcción será de hormigón armado, de
acuerdo a lo establecido en planos de detalle, no se permitirá la
construcción con otros materiales que no sean los señalados en planos.
La base estará constituida por una soladura de piedra, ladrillo u otro
material que cumpla esa función, sobre la cual se colocará una capa de
hormigón simple y a continuación se procederá con la ejecución de los muros
laterales.
Los espesores de las paredes laterales deben ajustarse estrictamente a las
dimensiones señaladas en los planos respectivos. en la parte del fondo, las
paredes laterales y el coronamiento de las cámaras, deben aplicarse
revoques con espesor mayor a 1,5 cm., con un mortero de cemento de
dosificación 1:3 y bruñidas con una mezcla de mortero 1:1.
Las cámaras deben estar provistas de tapa de hormigón armado o tapas
metálicas según lo señalado en los planos.
El coronamiento de las cámaras deberá conformarse de tal manera que permita
colocar y retirar la tapa de hormigón con la facilidad adecuada, sin que sufra
atascamientos.
en tapas de hormigón armado, estas deben construirse con un espesor mínimo
de 10 centímetros, con varillas de hierro de 1/2" - colocadas en dos
direcciones cada 10 centímetros - y con agarrador para el manipuleo
correspondiente.
Cualquier modificación adicional a las presentes especificaciones técnicas,
pueden ser impartidas por el supervisor en forma escrita y firmada en
formulario existente. medición
La construcción de cámaras será medida por pieza totalmente concluida
y debidamente aprobada por el supervisor, de acuerdo a lo señalado en el
formulario de presentación de propuestas.
Forma de pago la ejecución de este ítem se pagará de acuerdo al precio
INSTALACIONES I Junio de
2011
91
unitario de la propuesta aceptada que se consigna bajo la denominación:
cámara de válvulas tipo de hormigón armado
INSTALACION DE VALVULAS DE FFD Ø 3”. JUNTA RAPIDA Y
ACCESORIOS DE PVC DE AGUA POTABLE
El presente ítem se refiere a la instalación de válvulas tipo: cortina, ventosa y
rompe presión en tuberías de redes de distribución y aducción del sistema de
agua potable, de acuerdo a lo señalado en los planos de construcción y de
detalle. Procedimiento para la ejecución previa localización de cada uno de los
nudos en las redes de distribución o de los sectores donde deberán ser
instalados, el contratista, con la aprobación del supervisor de obra, procederá
a la instalación respetando los diagramas de nudos y todos los detalles
señalados en los planos o planillas respectivas. Antes de proceder a la
instalación de los accesorios, éstos deberán ser verificados por el contratista.
Cualquier fuga que se presentara, durante la prueba de presión, será reparada
por cuenta y costo del contratista. Las juntas de unión entre las válvulas y
tuberías deben ser de reconocida calidad, uso extensivo y comprobada
eficiencia de funcionamiento para sistemas de agua potable.
Las válvulas de fierro fundido deben ser con uniones brida o la unión aceptada
por el supervisor. Cada válvula debe tener la dirección indicada de apertura.
Todas las piezas deben inspeccionarse y limpiarse antes de proceder a unirlos
con las tuberías u otros accesorios, desechando aquellas piezas que presentan
alguna falla.
Para las uniones se debe proceder de la misma forma que para las tuberías de
junta elástica (je), observándose estrictamente el cumplimiento de las
instrucciones para su instalación que deben ser fiscalizadas por el supervisor.
Los materiales, herramientas y equipo necesarios para la ejecución de este
ítem deben ser provistos por el contratista y aprobado por el supervisor.
INSTALACIONES I Junio de
2011
92
La documentación gráfica del proyecto debe indicar, en forma detallada, la
ubicación de las válvulas de aire y las precauciones adoptadas para su
protección de los agentes físicos, posibles impactos y daños producidos
por el tránsito o cualquier otro tipo de acciones externas. En todos los
casos el supervisor debe efectuar las indicaciones necesarias a fin de que en la
colocación de las válvulas de cierre se respeten estrictamente las
especificaciones del fabricante o proveedor a fin de asegurar el correcto
funcionamiento y vida útil de los mismos.
Estas válvulas irán dispuestas dentro de una cámara de inspección, con
tapa o ventanas provistas de orificios de ventilación al aire libre es necesario
prever siempre la posibilidad de desmontaje y retiro de cualquier válvula o
accesorio para reparación,
mantenimiento o substitución.
MEDICIÓN
la instalación de las válvulas de cierre y de las piezas especiales
con mecanismo en los diferentes diámetros y materiales y tipos, según se
indica en los detalles y lista de cantidades deben ser medidos por pieza y
su forma de
pago será a los precios unitarios de contrato señalados. Forma de pago la
ejecución de este ítem se pagará de acuerdo al precio unitario de la propuesta
aceptada que se consigna bajo la denominación: instalación de válvulas de ffd.
PROVISION. VALVULA FFD DE Ø 75 MM JUNTA RAPIDA
El presente ítem se refiere a la provisión accesorios de pvc (anillo de goma)
clase 9 o similar para tuberías de redes, de acuerdo a la cantidad señalada en
el cuadro de presupuesto referencial y/o en los planos de construcción y de
INSTALACIONES I Junio de
2011
93
detalle.
Materiales, herramientas y equipo el contratista, previa aprobación del
supervisor de obra, suministrará todos los materiales, herramientas y equipo
necesario para la ejecución de este ítem. Procedimiento para la ejecución
previa localización de cada uno de los nudos en las redes de distribución o de
los sectores donde deberán ser instalados, el contratista, con la aprobación del
supervisor de obra, procederá a la provisión de estos materiales respetando
los diagramas de nudos y todos los detalles señalados en los planos o planillas
respectivas.
Antes de proceder a la recepción de los accesorios, éstos deberán ser
verificados por el supervisor de obra . Cualquier desperfecto que se
presentara, durante la recepción o instalación de los mismos, será reparada por
cuenta y costo del contratista.
Los materiales deberán cumplir las siguientes características.
Calidad.- las superficies internas y externas de los materiales deberán estar
libres de grietas fisuras, deformaciones y otros defectos que alteren su
calidad.
Seguridad.- los extremos deberán estar adecuadamente cortada y ser
perpendiculares al eje de la tubería, para precautelar la seguridad en la
manipulación.
Inocuidad.- la superficie externa e interna de los materiales deberán estar
exentas de impurezas, acumulación de polvo u otro contaminante.
Medición
la medición se la efectuará considerando el total de piezas instaladas (de
acuerdo al detalle en planos).
INSTALACIONES I Junio de
2011
94
Forma de pago
la ejecución de este ítem se pagará de acuerdo al precio unitario de la
propuesta aceptada que se consigna bajo la
denominación:
prov. e instalación de accesorios pvc con junta rápida para agua potable
PROVISIÓN E INSTALACIÓN DE ACCESORIOS ACOMETIDAS PARA
AGUA POTABLE
Este ítem comprende la ejecución del replanteo, excavación de zanjas, cama de
apoyo, relleno y compactado con material cernido, relleno común compacto, y
todos los trabajos necesarios para la instalación de conexiones domiciliarias de
agua potable de acuerdo al esquema de planos de diseño e instrucciones del
supervisor de obra.
Se entiende que los trabajos de movimiento de tierras, rotura y reposición de
pavimentos (calzadas y aceras están incluidos dentro los costos de este ítem, y
deberán ejecutarse de acuerdo a las especificaciones.
MATERIALES
El contratista deberá proveer todos los materiales, herramientas, mano de
obra y equipo necesarios para la instalación de las conexiones domiciliarias, la
tubería y accesorios necesarios para este fin serán provistos por el
contratante.
La instalación de los medidores deberá ejecutarse estrictamente de acuerdo a
lo indicado en los planos de detalle.
Después de instalados los medidores, se deberá verificar su funcionamiento el
contratante proveerá al contratista de los siguientes materiales: tapón pcv
INSTALACIONES I Junio de
2011
95
diam. 3‖, tee pvc ø 3‖, codo 45º pvc diam 3‖, juntas gibault ffd de ø 3‖ para
acometida y teflón, el resto de los materiales necesarios para la instalación de
las conexiones domiciliarias serán provistas por el contratista.
MEDICION Y FORMA DE PAGO
Se medirá y pagara por unidad de conexión domiciliaria terminada y aprobada
por el supervisor. Queda entendido que solo se aprobaran los pagos de las
conexiones totalmente concluidas, es decir, de todos los ítems involucrados,
tales como excavación y rellenos sean concluidos y aprobados por la
supervisión. La ejecución de todos los trabajos se cancelaran bajo la siguiente
denominación: prov. e instalación de accesorios pvc con junta rápida para agua
potable
PRUEBAS HIDRAULICAS PARA TUBERIAS DE Ø 50 A 100 MM. DE
AGUA POTABLE
Este ítem se refiere a las diferentes pruebas hidráulicas que deben realizarse
para comprobar las condiciones de los materiales y del trabajo realizado.
MATERIALES, HERRAMIENTA Y EQUIPO
El contratista proveerá en obra todos los materiales, herramientas y equipo
necesarios para la correcta ejecución de los trabajos, debiendo aquellos ser
aprobados por el supervisor antes de su empleo.
El equipo mínimo para probar un tramo de tubería será el siguiente: una bomba
a presión. Un manómetro con escala graduada no mayor a 15 atm.
Una válvula de retención.
Un camión cisterna.
INSTALACIONES I Junio de
2011
96
Todo el equipo será de buena calidad y será probado antes de proceder a la
prueba para verificar su perfecto estado de funcionamiento.
Procedimiento para la ejecución las pruebas tendrán lugar sólo después de que
se haya tendido la tubería, con todos sus accesorios y se haya rellenado la
zanja para evitar cualquier desplazamiento por lo menos cinco (5) días después
de que se haya vaciado el último bloque de hormigón para anclaje mezclado con
cemento normal, o por lo menos dos (2) días si el bloque se ha vaciado con
cemento de fraguado rápido. Las pruebas de presión, o la repetición de éstas,
se llevarán a cabo después de que se haya apisonado el
relleno de la zanja.
La duración de la prueba a presión será de cuatro (4) horas como mínimo,
manteniéndose una presión hidrostática de 9.00 [kg./cm2] o como indique el
supervisor.
La longitud máxima de la tubería a incluirse en cualquier prueba a presión
deberá ser de 300 [m] o a la distancia entre dos válvulas, cualquiera de las dos
que sea mayor.
La prueba deberá efectuarse desde un punto que corresponda a una salida o a
accesorios, que esté aprobada por el supervisor, ubicado dentro de una altura
de 1,5 metros del punto más bajo de la sección de tuberías a probar.
Elcontratista deberá proporcionar y posteriormente taponar herméticamente
dichos accesorios. La tubería deberá llenarse y mantenerse con presión
operativa por un periodo de por lo menos 72 horas antes de la prueba para
cubrir cualquier absorción de agua en el sistema. Durante el llenado de la
tubería e inmediatamente antes de la prueba, se deberá extraer todo el aire.
La presión en la tubería deberá ser luego aumentada por bombeo hasta
alcanzar la presión de prueba especificada. Cuando se haya alcanzado la presión
de prueba, se deberá interrumpir el bombeo hasta que la presión en la línea
haya disminuido en 1,8
[kg./cm2], momento en el que se deberá nuevamente aumentar la presión hasta
alcanzar la presión de prueba especificada.
Este procedimiento se repetirá hasta que haya transcurrido cuatro (4) horas
desde el momento en que se comenzó a aplicar la presión de prueba. Al término
INSTALACIONES I Junio de
2011
97
de este periodo, se aumentará la presión por última vez hasta alcanzar la
presión de prueba.
Se considerará para la medición de filtración la cantidad total de agua
bombeada dentro de la tubería durante el periodo de cuatro horas incluyendo
la cantidad requerida para alcanzar la presión de prueba durante el último
bombeo. En el transcurso del periodo de prueba de cuatro horas, las
filtraciones no deberán exceder los 7,6 litros por pulgada de diámetro interno
nominal por 1.000 metros.
Si las filtraciones exceden estos límites, se deberá localizar y obturar los
puntos débiles, y todas las tuberías, coplas, válvulas y otros accesorios
defectuosos deberán ser removidos y reemplazados con material en buen
estado, debiendo ser repetida la prueba hasta que la filtración no excede los
límites arriba mencionados. Todas las filtraciones evidentes deberán ser
reparadas en forma similar.
El supervisor, deberá dar constancia por escrito al contratista de su
aceptación a entera satisfacción, de cada tramo de tubería donde fue
realizada la prueba; en dicha constancia debe detallarse el proceso y resultado
de las pruebas efectuadas.
Una vez realizada la prueba de presión y antes de proceder a la recepción de la
obra, el contratista, deberá desinfectar toda la tubería, accesorios, válvulas,
etc., de acuerdo a la especificación c-601 de la awwa que indica lo siguiente:
para proceder a la prueba, el contratista deberá tener en obra los aparatos
que deben ser utilizados para la toma de muestras e indicadores de cloro
residual.
Los instrumentos usados en la regulación de caudales, deberán ser
comprobados para la correcta operación de acuerdo a las instrucciones de
fábrica y uso señalado.
MEDICIÓN
Este ítem se lo medirá por longitud de tubería que haya superado la prueba
hidráulica.
Forma de pago la ejecución de este ítem se pagará de acuerdo a los precios
unitarios de la propuesta aceptada que se consigna bajo la denominación:
INSTALACIONES I Junio de
2011
98
prueba hidráulica de tuberías de ø 50 a ø 100 mm. para agua
potable
INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE Ø 50 A Ø 200 MM. Y ACCESORIOS
DE PVC
El ítem consiste en el tendido de tuberías de pvc (polivinilo cloruro). A
continuación se darán los requerimientos mínimos que deben regir el tendido de
la tubería.
MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPO
El contratista deberá contar con todos los materiales y herramientas para la
instalación de las tuberías como ser: pegamento, lubricante, etc.
PROCEDIMIENTO PARA LA EJECUCIÓN
Los sistemas de unión utilizados para las tuberías son fundamentalmente: unión
con anillo de goma.
La unión con anillo de goma (junta rápida) también conocida como junta elástica
permite facilidad en su montaje y gran confiabilidad en su funcionamiento. Las
tuberías que hayan sido cortadas en obra deberán biselarse; empleando para
este trabajo una lima o escofina. Laconexión de una tubería a otra se
efectuará insertando el extremo biselado a la campana con goma de la otra
tubería.
Para obtener una inserción correcta deberán seguirse las siguientes
recomendaciones:
antes de efectuar la inserción, se deberá limpiar tanto la campana como el
extremo biselado de la otra tubería, con un trapo limpio y seco. Se tomará la
medida de la campana y se procederá al marcado de esta medida en el extremo
biselado de la otra tubería, esto con el fin de verificar la profundidad de
inserción.
INSTALACIONES I Junio de
2011
99
Sobre el extremo biselado de la otra tubería se aplicará una capa de lubricante
de aproximadamente 1 mm de espesor.
Se inserta el extremo biselado en la campana de la tubería, girando levemente
y haciendo presión hacia adentro.
Se deberá tener cuidado de que la inserción no se haga hasta el fondo de la
campana ya que la unión opera también como junta de dilatación.
Es recomendable que las uniones se hagan con dos operarios o más
(dependiendo del diámetro de la tubería), con el objeto de que mientras uno
sostiene el extremo de la tubería con campana, el otro u otros efectúen la
inserción a la campana, cuidando la alineación de la tubería es de suma
importancia observar que las tuberías se inserten de forma recta cuidando la
alineación.
El lubricante en ningún caso será derivado del petróleo, utilizándose solamente
lubricantes vegetales.
Se cuidará que el extremo de la tubería esté con corte a escuadra y biselado;
el no tener bisel implica la dislocación del anillo de goma insertándose en la
campana de la otra tubería.
Colocación en zanja de la tubería; se puede colocar cuidadosamente la tubería
dentro de la zanja, se evitará instalaciones de tuberías que han sido expuestas
al sol, a la intemperie y a tracciones mecánicas. La tubería se instalará de tal
manera, que las campanas queden dirigidas pendiente arriba o contrarias a la
dirección del flujo.
Prueba hidráulica; la tubería se tapa parcialmente a fin de evitar problemas
antes o durante la prueba. Dicha prueba debe llevarse a cabo después de haber
terminado el tendido, cualquier fuga en la unión, implica rehacer la unión.
MEDICIÓN
la tubería se medirá en metros lineales debidamente tendidos y aprobados por
la supervisión, diferenciados de acuerdo al diámetro y clase correspondiente.
Forma de pago la ejecución de este ítem se pagará de acuerdo a los precios
unitarios de la propuesta aceptada que se consigna bajo la denominación:
instalación de tubería de agua potable
INSTALACIONES I Junio de
2011
100
INSTALACIÓN DE TUBERÍA DE AGUA POTABLE PROVISIÓN DE TUBERÍAS
PVC CLASE 9 JUNTA RÁPIDA Ø 75 MM. PARA AGUA POTABLE
El ítem consiste en el suministro de tuberías de diferentes diámetros para
agua potable. a continuación se darán los requerimientos mínimos que deben
regir la provisión de la tubería.
MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPO
las tuberías a colocar serán nominadas por el diámetro interno de la tubería, no
se aceptaran otras normas de tuberías que la nominen por otra característica.
Las tuberías a utilizarse serán de pvc (clase 9), fabricadas y con sus
certificados de calidad de conformidad a las normas astm d-1785-88 y la
norma boliviana nb 213-98.
Los proponentes deberán presentar certificaciones otorgadas por los
organismos e instituciones de normas de calidad técnica oficiales del país de
fabricación de las tuberías.
Las tuberías deberán llevar la marca del fabricante y las características de
calidad impresas en cada tubería las tuberías deberán de ser de unión tipo de
junta rápida también conocida como junta elástica permite facilidad en su
montaje y gran confiabilidad en su funcionamiento.
Cada tubería deberán tener su junta de goma o hidrosello, los mismos que
deberán ser enteros sin presentar rajaduras, melladuras ni cortes. Calidad, las
superficies internas y externas de las tuberías deberán estar libres de grietas
fisuras, deformaciones y otros
defectos que alteren su calidad.
Seguridad, los extremos deberán estar adecuadamente cortados y ser
perpendiculares al eje de la tubería, para precautelar la seguridad en la
manipulación.
Inocuidad, las superficies externas e interna de las tuberías deberán estar
INSTALACIONES I Junio de
2011
101
exentas de impurezas, acumulación de polvo u otro contaminante.
TRANSPORTE Y ALMACENAMIETNO
Es de suma importancia que la tubería se acomode correctamente durante el
transporte y almacenamiento; se podrá acomodar de forma telescópica para
aprovechar los espacios de las tuberías de mayor diámetro, con el cuidado de
no dañar el anillo de goma insertado en la campana de la tubería.
Para evitar averías, las tuberías siempre deben ser cargadas y nunca
arrastradas sobre el suelo o contra objetos duros; en caso necesario el
cargado de las tuberías se realizará entre dos personas.
MEDICIÓN
la tubería se medirá en metros lineales debidamente aprobados por la
supervisión, diferenciados de acuerdo al diámetro y clase correspondiente.
Además se incluirá las piezas especiales.
FORMA DE PAGO
la ejecución de este ítem se pagará de acuerdo a los precios unitarios de la
propuesta aceptada que se consigna bajo la denominación: provisión de tuberías
pvc clase 9 junta rápida ø 75 mm. Para agua potable.
CALCULO DEL SISTEMA DE AGUA FRIA Y CALIENTE
El método más utilizado para el cálculo de las redes de distribución interior de
agua es el método de Roy B. Hunter o de los gastos probables.
Este método se basa en la aplicación de la teoría de las probabilidades para el
cálculo de los gastos específicamente consiste en asegurar a cada aparato
sanitario un número de unidades de gasto determinada experimentalmente.
La unidad de gasto es la que corresponde a la descarga de un lavatorio común
que tiene la capacidad de 1 pie3, el cual descarga en un minuto; es un valor a
dimensional.
INSTALACIONES I Junio de
2011
102
Este método considera que cuanto mayor es el número de aparatos sanitarios,
la proporción de uso simultáneo disminuye, por lo que cualquier gasto adicional
que sobrecargue el sistema rara vez se notara mientras que si se trata de
sistemas con muy pocos aparatos sanitarios, la sobrecarga puede producir
condiciones inconvenientes de funcionamiento.
Para estimar la máxima demanda de agua en un edificio debe tenerse en cuenta
si el tipo de servicio que van a prestar los aparatos es público o privado.
APARATOS DE USO PRIVADO: cuando los baños son de uso privado existen
menos posibilidades de uso simultáneo, para estimar sus unidades de gasto se
puede recurrir ciertos valores mostrados en tablas del Reglamento Nacional de
Construcción.
APARATOS DE USO PÚBLICO: cuando se encuentran ubicados en baños de
servicio público, es decir que varios aparatos puede ser utilizados por
diferentes personas simultáneamente; unidades de gasto en tablas de
Reglamento Nacional de Construcción.
Al aplicarse el método debe tomarse en cuenta si los aparatos son de tanque o
de válvula, pues tienen diferentes unidades de gasto.
Una vez calculado el total de unidades de gasto, se podrá determinar los
gastos probables para la aplicación del Método de Hunter.
CRITERIOS PARA EL CÁLCULO DE LAS REDES DE DISTRIBUCION
Los diámetros de las tuberías de distribución se calcularán con los gastos
probables obtenidos según el número de unidades de gasto de los aparatos
sanitarios para servir.
La presión mínima en la salida de los aparatos sanitarios será de 3.5 m, salva
aquellos equipados con válvulas semi-automáticas o equipos especiales en los
que la presión estará dada por las recomendaciones de los fabricantes,
aproximadamente entre 7 y 10.5 m.
INSTALACIONES I Junio de
2011
103
Para el cálculo de las tuberías de distribución, la velocidad mínima será de 0.6
m/s, y la velocidad máxima según tablas.
La presión estática no será superior de 35 m, para evitar los ruidos molestos y
el deterioro de la red.
PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO
Efectuar un isométrico de la red de agua identificando cada ùnto de entrega a
un aparato o grupo de aparatos sanitarios.
Ubicar el punto más desfavorable que debe tener presión mínima; siendo este
el más alejado horizontalmente y el más elevado con respecto a la cota de la
red pública.
Ubicar el tramo más favorable y calcular para las unidades de gasto (Unidades
Hunter) sumando progresivamente de arriba hacia abajo hasta el punto inicial
del tramo.
Determinar el o los gastos probables para el tramo.
Calcular la pérdida de carga disponible para el punto más desfavorable.
Asumir diámetro y con los gastos respectivos obtener la perdida de carga
disponible para aceptar los diámetros asumidos.
SERVICIOS DE AGUA CALIENTE
Los sistemas de abastecimiento de agua caliente están constituidos por un
calentador con o sin tanque acumulador, una canalización que transporta el agua
hasta la toma más alejada y a continuación una canalización de retorno que
devuelve al calentado el agua no utilizada (esta tubería no es requerida en
pequeñas instalaciones).
De esta manera se mantiene una circulación constante y el agua caliente sale
enseguida por el artefacto, sin necesidad de dar primero salida al agua
enfriada que habría permanecido en la conducción si no existiera el escape del
conducto de retorno.
INSTALACIONES I Junio de
2011
104
Los tubos de cobre son los más aconsejables en las instalaciones de agua
caliente, aunque los más usados son los de plástico CPVC.
REDES DE DESAGUE Y VENTILACION
El sistema integral de desagüe deberá ser diseñado y construido en forma tal
que las aguas servidas sean evacuadas rápidamente desde todo aparato
sanitario, sumidero u otro punto de colección hasta el lugar de descarga, con
velocidad que permitan el arrastre de las materias en suspensión, evitando
obstrucciones y depósitos de materiales fácilmente putrescibles.
El sistema deberá prever diferentes puntos de ventilación, distribución de tal
forma que impidan la formación de vacios o alzas de presión que pudieran hacer
descargar las trampas o introducir malos olores a la edificación.
Las edificaciones situadas donde exista un colector público de desagüe,
deberán tener obligatoriamente conectadas sus instalaciones domiciliarias de
desagüe a dicho colector.
Esta conexión de desagüe a la red pública se realiza mediante caja de
albañilería o buzón de dimensiones y de profundidad apropiada.
El diámetro del colector principal de desagüe de una edificación debe
calcularse para las condiciones de máxima descarga.
METODOLOGIA Y CONSIDERACIONES
Para el cálculo de las redes de distribución se utilizó el Método de Hunter, de
gastos probables, ya detallado anteriormente, se realizó la isometría de la
vivienda (planos adjuntos), y se consideraron las siguientes unidades de gasto
(UG) para cada aparato sanitario:
INSTALACIONES I Junio de
2011
105
UG
MEDIO BAÑO 4
1 Lavadero 1
1 inodoro 3
BAÑO COMPLETO 6
1 Lavadero 1
1 Inodoro 3
1 Ducha 2
LAVADERO DE COCIAN 3
LAVADERO DE ROPA 3
GRIFO DE RIEGO 1
En cuanto a la presión de la red pública asumida, se tomó un valor que estuviera
dentro del rango de presiones al que se encuentra la ciudad, que podría ser
entre 14 m y 18 m.
Se consideró una dotación diaria de 200 Lts/persona, con un promedio de 5
personas en la vivienda estudiada.
La vivienda tiene una altura entre el piso terminado inferior y el superior (del
segundo piso) de 3 metros (20 cm., de espesor de la losa aligerada). La ducha
se coloco a 2 metros de altura, el inodoro se consideró con tanque.
Para el agua caliente se colocó una terma de 30 litros por cada baño completo,
ubicadas dentro de ellos.
Se asumió también para la vivienda un sistema de distribución de agua
indirecto representado por un tanque elevado de 1 m3 (1000 litros), alimentado
directamente de la red pública en la noche, y que sirve para abastecer de agua
INSTALACIONES I Junio de
2011
106
a los baños de la segunda planta por gravedad, en caso de paralización del
sistema directo.
Debido al tanque instalado, se ubico en la entrada de agua de la red, después
del medidor, una válvula de retención o check, para evitar el reflujo de agua y
pérdidas.
CÁLCULO Y RESULTADOS
Presión de la red = 16.5 m
Presión mínima de salida = 3.5 m
Altura total = Ht = 5 m
DETERMINACION DEL PUNTO Y TRAMO MÁS DESFAVORABLE DE LA
RED
De acuerdo al isométrico presentado, el punto más desfavorable es el punto X,
en consecuencia el tramo más desfavorable es el comprendido entre los
siguientes puntos: Med-A, A-B, B-C, C-D, D-X.
CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA DISPONIBLE (HFD)
Hf = Pred – Psalida – Ht
Hf = 16.5 – 3.5 – 5 = 8m
DETERMINACION DE LAS UNIDADES DE GASTO Y GASTOS
PROBABLES POR TRAMO
TRAMO UNIDADES DE GASTO GASTO PROBALBE
(L/S)
Med – A 23 0.595
A - B 22 0.58
B – C 18 0.50
INSTALACIONES I Junio de
2011
107
C – D 12 0.38
D – X 6 0.25
CÁLCULO DE LA PÉRDIDA DE CARGA POR TRAMOS
Q = 0.595 l/s
Ø = ¾ V = 1.973 (0.595) = 2.087 m/s < V max 2.2 m/s
(0.75)2> V min 0.6 m/s
S = (0.595) 1.85 = 0.286 m
ACCESORIOS
1 Válvula de compuerta x ¾ 0.1
1 Válvula de retención x ¾ 1.6
2 Válvulas de paso x ¾ 0.2
1.9 m
Hf = 0.286 x (2+1.9) = 1.115 m
TRAMO A – B
Q = 0.58 l/s
Ø = ¾ V = 1.973 (0.58) = 2.034 m/s < V max 2.2 m/s
(0.75) 2 > Vmin 0.6 m/s
S = (0.58) 1.85 = 0.273 m
(2.492 x 0.752.63) 1.85
ACCESORIOS
1 Tee de salida lateral x ¾ 1.4
1.4 m
Hf = 0.207 (5.60 + 1.4) = 1.449 m
INSTALACIONES I Junio de
2011
108
TRAMO C – D
Q = 0.38 l/s
Ø = ¾ V = 1.973 (0.38) = 1.33 m/s < V max 2.2 m/s
(0.75) 2 > V min 0.6 m/s
S = (0.38) 1.85 = 0.125 m
(2.492 x 0.752.63) 1.85
ACCESORIOS
1 Tee de salida bilateral x ¾ 1.4
3 Codos 90º x ¾ 1.8
3.2 m
Hf = 0.125 (6.05 + 3.2) = 1.156
TRAMO D – X
Q = 0.25 l/s
Ø = ½ V = 1.973 (0.25) = 1.973 m/s > V max 1.9 m/s
(0.50) 2 > V min 0.6 m/s
Q = 0.25 l/s
Ø = ¾ V = 1.973 (0.25) = 0.877 m/s < V max 2.2 m/s
(0.75) 2 > V min 0.6
S = (0.25) 1.85 = 0.057 m
(2.492 x 0.752.63) 1.85
ACCESORIOS
1 Tee de salida lateral x ¾ 1.4
1 Válvula de compuerta x ½ 0.1
INSTALACIONES I Junio de
2011
109
1 Codo 90º x ¾ 0.6
M
Hf = 0.057 (3+1+2.1) = 0.347 m
Sumatoria de pérdidas de carga por tramos:
Hf = 1.115 + 1.488 + 1.449 + 1.156 + 0.347 = 5.56 m < 8 m disponible
TIPOS DE CALENTADORES
CALDERAS
La producción de agua caliente mediante calderas puede realizarse para los
casos 2, 3, y 4.
Estas calderas pueden funcionar con combustibles como gas ciudad,
preferentemente o con fuel oil. Por lo general se sitúan en la parte más alta del
edificio; y disponen de un depósito acumulador.
En el caso de producción individual dentro de cada vivienda, por lo general se
emplean calentadores individuales para agua con depósitos acumuladores,
funcionando con energía eléctrica o con gas.
1. Calentador De Depósito.
Este tipo de boiler se caracteriza por tener un tanque interno en el cual se
almacena el agua. Ahí se calienta hasta llegar a la temperatura seleccionada en
el termostato, punto en el cual se apaga automáticamente. Cuando el agua del
depósito se enfría o se usa, se repite el proceso.
Para elegir un calentador de este tipo debes considerar el número de personas
que habitan la vivienda o bien el número de servicios simultáneos, esto con el
fin de comprar el tamaño adecuado a tus necesidades. El número de servicios
se mide de la siguiente manera:
INSTALACIONES I Junio de
2011
110
2 servicios 1 servicio ½ servicio
Uso de lavadora o baño
en tina Baño en regadera Lavabo
La siguiente tabla te ayudará como guía para determinar el tamaño según las
características de uso.
Tamaños de calentadores de depósito
Número de personas Número de servicios Litros
1 De 1 a 3 De 20 a 100
De 1 a 2 4 De 101 a 130
3 5 De 131 a 150
4 6 De 151 a 200
5 ó más Más de 6 Más de 200
Fuente: elaboración propia con información de Calorex y Lowe's, 2006
Otro elemento a considerar en este tipo de calentadores es el tiempo de
recuperación, es decir, la cantidad de litros que el boiler calienta por minuto.
Por ejemplo, un boiler con capacidad de 200 litros puede tardar de 35 a 50
minutos en calentar su depósito, pero la rapidez con lo que lo haga depende del
modelo o la marca del aparato.
Si tu demanda de agua caliente es constante te recomendamos adquirir un
calentador con el menor tiempo de recuperación posible, esta información
puedes solicitarla directamente con el proveedor o bien, consulta el sitio del
fabricante.
INSTALACIONES I Junio de
2011
111
Por último, toma en cuenta el lugar en donde se colocará, toda vez que un
calentador para uso doméstico puede tener una altura desde 50 hasta 170 cm.
Los boilers de depósito funcionan ya sea con electricidad o gas. Los eléctricos
se recomiendan para interiores debido a que no emiten contaminantes,
mientras que los de gas LP o natural siempre deben usarse en exteriores.
Para darte una idea sobre el precio de algunos calentadores la Dirección
General de Estudios sobre Consumo (DGEC) de Profeco realizó un
levantamiento del 2 al 20 de octubre de 2006. En la siguiente tabla se
presentan los precios para este tipo de boilers.
Precios calentadores de depósito
Marca Modelo Capacidad en
litros Precio Tipo de gas
Lenomex L-10GAE GB 40 1,359.00 Natural
Lenomex L-15GAE GB 60 1,499.00 Natural
Cinsa CL-101 40 1,599.00 L.P.
Cinsa CL-151 59 1,759.00 L.P.
Cinsa CL-152 59 1,759.00 Natural
Lenisco 903N 450 2,070.00 L.P.
Lenisco 903N 450 2,080.00 Natural
Cinsa C-20173L 73 2,355.00 L.P.
Fuente: Levantamiento de DGEC, del 2 al 20 de octubre 2006.
2. Calentadores de paso de rápida recuperación
El funcionamiento de este tipo de boiler es similar al de depósito, la diferencia
radica en que el agua fría entra por tubos previamente calientes y al llegar al
depósito, el cual es más pequeño que el de los calentadores anteriores, tarda
menos en calentar. Así, el abastecimiento de agua caliente es constante. En
este tipo de aparatos la capacidad de calentamiento se mide en litro por
INSTALACIONES I Junio de
2011
112
minuto (l/min), lo cual depende de la presión del agua, por ello algunas marcas
tienen dos referencias: nivel del mar y Ciudad de México.
Si al buscar tu calentador encuentras únicamente una referencia, ésta se
refiere al nivel del mar, si vives en la Ciudad de México debes restarle 1 ó 2
números para obtener la capacidad correcta.Para elegir un calentador de
rápida recuperación debes tomar en cuenta el número de servicios simultáneos,
como se muestra a continuación.
Capacidad de calentamiento de calentadores de paso de rápida recuperación
Número de
servicios Capacidad (l/min.)
1 Menos de 8
1 1/2 De 9 a 10
2 De 11 a 15
2 1/2 De 16 a 20
3 De 21 a 25
Este tipo de calentador es más
pequeño que el de depósito, su altura
va desde 45 a 122 cm. de altura y
funciona con gas LP o natural.
Precios calentadores de paso de rápida recuperación
Marca Modelo Capacidad en
litros Precio Tipo de gas
Cinsa CDP 06 7 1,869 L.P.
Delta Odin 8 2,614 L.P.y natural
Calorex COLXDP-06 6 3,150 L.P.y natural
Delta 1 11 3,320 L.P.y natural
Calorex COLXDP-09 9 3,800 L.P.y natural
Delta 01 PLUS 11 4,870 L.P.y natural
Fuente: Levantamiento de DGEC, del 2 al 20 de octubre 2006.
INSTALACIONES I Junio de
2011
113
3. Calentador de paso instantáneo
Este último se caracteriza por no tener depósito, el calentamiento se hace
durante el recorrido de agua fría en el serpentín (tubería interna). La elección
de la capacidad del aparato depende también del número de servicios
simultáneos por lo que la tabla de referencia es la anterior. Estos calentadores
también utilizan gas LP o gas natural aunque algunas marcas tienen modelo que
pueden ser utilizados en interiores.
Las ventajas de este tipo de boiler frente a los anteriores son:
1. Al igual que el de rápida recuperación se obtiene agua caliente sin límites y
sin tiempo de espera.
2. Ahorro de gas, toda vez que funciona sólo al solicitar agua caliente, además
no usa pilotos. De acuerdo con algunos fabricantes el ahorro en gas va de 40 a
70%
3. Ahorra espacio debido a que miden de 50 a 80 cm.
La desventaja es que la presión de agua debe ser constante, esta puede verse
afectada por el suministro de agua de las empresas locales o por el tipo de
construcción, especialmente edificios, por lo que es necesario instalar una
bomba.
Por lo general, en las tiendas o ferreterías que ofrecen calentadores hay
personal que determinan la instalación de dicha bomba, o bien, puedes llamar a
servicio al cliente del fabricante para que envíen un técnico a tu domicilio.
Precios calentadores de paso instantáneo
Marca Modelo Capacidad en
litros Precio Tipo de gas
Bosch Confort 6 1,629 L.P.y natural
Bosch Confort 14 3,269 L.P.y natural
INSTALACIONES I Junio de
2011
114
Bosch Confort II 11 3,552.65 L.P.y natural
Bosch miniMAXX
electrónico 16 4,679.00 L.P.y natural
Fuente: Levantamiento de DGEC, del 2 al 20 de octubre 2006.
La elección de un calentador depende de la demanda de agua caliente que tu
familia requiera, pero además debes considera factores como el lugar en donde
se instalará o el ahorro de energía. A continuación te presentamos un cuadro
resumen con las características de los tres tipos de calentadores vistos.
Tipo de
calentador Tamaño
Agua
caliente
Energía
utilizada
Ahorro
de
energía
Tiempo
de vida
estimado
Utiliza
bomba
de
presión
De depósito
Mediano
a
grande
Limitada
Electricidad,
gas LP y
natural
No De 10 a
15 años No
De paso de
rápida
recuperación
Mediano Ilimitada Gas LP y
natural Sí 15 años No
De paso
instantáneo Pequeño Ilimitada
Gas LP y
natural Sí
De 15 a
20 años
Depende
de la
presión
mínima
Fuente: Elaboración propia con información de diversos fabricantes,
2006.
Recomendaciones
De acuerdo con la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (CONAE) el
calentador es el segundo aparato que más gas consume por lo que recomienda:
1. Instala el calentador lo más cerca posible de donde utilices el agua caliente.
De esta manera evitas que el agua pierda su calor durante el trayecto.
INSTALACIONES I Junio de
2011
115
2. Revisa que no haya fugas de gas. En caso de percibir este olor:
a) Cierra la llave de paso
b) No enciendas cerillos ni cigarros, tampoco prendas las luces o conectes
algún interruptor eléctrico
c) Ventila el área abriendo puertas y ventanas
d) Llama a un técnico o a los bomberos (en caso necesario)
3. Baja al mínimo el termostato (tibio o warm), si tu calentador es automático
4. Instala regaderas economizadoras de agua
5. Procura que los miembros de la familia se bañen a una hora determinada y en
forma consecutiva, así el calentador (si es de depósito) sólo se encenderá una
vez
6. Cierra la llave de gas o sitúa el termostato en el mínimo por las noches y
cuando no lo utilices, sobre todo al salir de vacaciones
7. Da el mantenimiento adecuado a cada tipo de calentador
a) Si el calentador es de depósito, debes revisar la válvula de seguridad y
drenar el agua del interior cada seis meses. Para aprender a hacerlo revisa el
último apartado.
b) Para calentadores de paso es necesario un mantenimiento anual, que debe
hacerse por personal especializado. Comunícate a servicio al cliente del
fabricante.
Mantenimiento en calentadores de depósito
INSTALACIONES I Junio de
2011
116
Finalmente compartimos contigo algunos consejos para que obtengas el mejor
rendimiento de tu calentador:
a) Válvula. Un mal funcionamiento de la válvula de seguridad puede provocar
que el calentador estalle. Es decir, la válvula tapada no permite que el exceso
de presión salga correctamente, saturándolo. Esto puede corregirse fácilmente
al revisarla:
1. Corta el suministro de electricidad o de gas del calentador
2. Cierra la entrada de agua fría
3. Coloca una cubeta debajo de la válvula de manera que recoja el agua que
caiga
4. Jala la palanca de la válvula. Deberás oír un chorro de aire o ver que sale un
poco de agua y vapor. En caso contrario, vacíe el tanque y reemplace la válvula
b) Drenado. Al drenar el agua del depósito eliminas los residuos de lodo que
impiden que el calor se transmita adecuadamente al agua, evitando además
bloqueos en las tuberías.
1. Corta el suministro de electricidad o de gas del calentador
2. Cierra le entrada de agua fría
3. Conecta una manguera de jardín a la válvula de drenaje del tanque
4. Coloca al extremo de salida de la manguera a un lugar que no vaya a resultar
dañado por el agua hirviendo
5. Con la válvula de seguridad abierta, abre el drenaje y permite que el tanque
se vacíe por completo
6. Cierra las válvulas de drenaje del tanque, desconecta la manguera y cierra la
válvula de seguridad
INSTALACIONES I Junio de
2011
117
7. Abre las llaves de agua caliente de la casa, así como la entrada de agua fría
al tanque
8. A medida que el agua empiece a salir, ve cerrando las llaves de agua caliente.
Una vez que estén todas cerradas, restablece el suministro de electricidad o
de gas según sea el caso
Al hacer estos sencillos pasos cada seis meses alargas la vida útil de tu
calentador.
CALENTADOR DE AGUA
Un calentador de agua, o calentador de lava,
calefón, caldera o boiler es un dispositivo
termodinámico que utiliza energía para elevar
la temperatura del agua. Entre los usos
domésticos y comerciales del agua caliente
están la limpieza, las duchas, para cocinar o la
calefacción. A nivel industrial los usos son muy
variados tanto para el agua caliente como para
el vapor de agua.
Entre los combustibles utilizados se
encuentran el gas natural, gas propano (GLP),
querosén, carbón y electricidad.
Alternativamente también se emplea la energía solar, bombas de calor
(compresor) de refrigeradores o de acondicionadores de aire, calor reciclado
de aguas residuales (no aguas negras) y hasta energía geotérmica. En el caso de
las aguas calentadas con energías alternativas o recicladas, éstas usualmente
se combinan con energías tradicionales.
Los tipos de calentadores de agua más conocidos son:
calentador de punto
calentador de paso (sin tanque)
INSTALACIONES I Junio de
2011
118
calentador de acumulación
caldera (para recirculación).
El tipo de calentador y el tipo de combustible a seleccionar depende de muchos
factores como la temperatura del agua que se desea alcanzar, disponibilidad
local del combustible, costo de mantenimiento, costo del combustible, espacio
físico utilizable, caudal instantáneo requerido, clima local, y costo del
calentador.
Tipos de calentadores de agua
Ducha de punto.
Calentadores de punto
Estos calentadores son unidades muy pequeñas instaladas a poca distancia del
lugar donde se requiere el agua caliente. Son alimentados con electricidad y se
activan automáticamente por flujo o manualmente con un interruptor. Su uso se
reduce a unas pocas aplicaciones comerciales o domésticas.
Tienen un reducido consumo eléctrico van desde 1500 vatios a 5000 W. Solo
tienen un uso práctico en países de clima templado, dada su
baja capacidad de calentamiento.
Podemos encontrar ejemplos de su uso instalados
directamente a lavamanos o duchas (regaderas) de punto,
comunes en viviendas económicas en países de clima
templado.
INSTALACIONES I Junio de
2011
119
Calentador de paso eléctrico.
Calentadores de paso
También llamados calentadores instantáneos o calentadores de flujo son
también de reducido tamaño en los modelos eléctricos y algo más grandes en
los modelos de gas natural o GLP. Son unidades que están apagadas, sin
consumir energía, un sensor de flujo se activa cuando detectan circulación de
agua e inician su procedimiento de calentamiento. Los modelos eléctricos van
desde los 8.000 W (1,91 kcalorías/s) hasta los 22.000 W (5,26 kcalorías/s).
Los modelos de gas pueden alcanzar las 8 kcal/s como es el caso de un
calentador de 18 L/min. Los modelos eléctricos
están equipados con resistencias calentadoras de
inmersión y los de gas encienden una llama que
calienta un intercambiador de calor por donde
circula el agua.
Los modelos más avanzados están equipados con
controles electrónicos de temperatura y
caudalímetros. De esta manera el usuario puede
seleccionar la temperatura que desea en grados. El
controlador electrónico mide el flujo de agua que
está circulando, la temperatura de entrada, y
gradúa la potencia que aplicarán la resistencias de
calentamiento en el caso de los modelos eléctricos o el tamaño de la llama en
los modelos a gas.
Calentador de paso a gas.
Los modelos eléctricos pueden aplicar el 99% de la energía consumida al agua,
mientras que los modelos a gas alcanzan entre un 80% y un 90% de eficiencia.
En el caso de los calentadores a gas la energía no utilizada se libera en forma
de aire caliente.
INSTALACIONES I Junio de
2011
120
Los modelos eléctricos pueden instalarse en lugares cerrados pues no
requieren ventilación, en cambio los de gas deben instalarse en lugares
ventilados o, si se instalan en lugares cerrados, deben dirigir los gases que
expelen a través de un ducto de ventilación al exterior.
Los calentadores eléctricos tienen ventajas de ahorro de espacio, ahorro de
energía y agua caliente ilimitada pero sólo son prácticos en países de clima
templado o caliente dada su baja capacidad de calentamiento a grandes flujos
de agua, o si la temperatura inicial del agua es muy baja.
Para seleccionar la potencia de un calentador de paso se debe conocer la
cantidad de agua que se necesita calentar y a qué temperatura se desea elevar.
Un ejemplo práctico:
Se desea alimentar dos duchas de manera simultánea. Una ducha promedio
puede consumir alrededor de 8 L/min. Si la temperatura de entrada del agua es
de 18 °C y se debe elevar a 45 °C, entonces habrá que elevar 27 °C a 16 L/min.
Se debe aplicar la siguiente fórmula:
Será necesario un calentador de 7200 calorías/s (unos 30 kW). Un calentador
de gas de 16 L podrá cumplir con esta labor.
Calentador de tanque eléctrico.
Calentadores de acumulación
Estos calentadores son los más económicos
de explotación; poseen un tanque donde
acumulan el agua y la calientan hasta alcanzar
INSTALACIONES I Junio de
2011
121
una temperatura seleccionada en su termostato. La capacidad de su depósito
es muy variable y va desde los 15 litros hasta modelos de 1000 L. Utilizan como
energía gas natural, gas propano (GLP), electricidad, carbón, luz solar, madera
o kerosén. Para la selección del tamaño se debe considerar la cantidad de agua
caliente que se pueda requerir en determinado momento, la temperatura de
entrada del agua y el espacio utilizable.
Estos calentadores tienen la ventaja de suministrar agua caliente a
temperatura constante por tantos litros como casi la totalidad de depósito.
Además admite que se abran varios grifos a la vez sin que se vea afectada la
temperatura del agua que surte lo que no ocurre en los calentadores
instantáneos. Su desventaja está en el tamaño de su depósito si está mal
elegido, pues si se agotase el agua caliente acumulada puede pasar un rato
largo antes de que se recupere la temperatura, lo cual depende también de la
energía utilizada.
Al momento de escoger un modelo de acumulador se debe tener en cuenta el
tipo y calidad de aislamiento térmico que posee. Si se selecciona un modelo
económico puede pagarse ese ahorro después en la cuenta de electricidad o
gas, ya que un aislamiento deficiente permite que se escape el calor del agua al
ambiente, obligando al calentador a gastar más energía para volver a recuperar
la temperatura.
CALDERAS
Caldera de gas.
Las calderas son sin duda los sistemas más
eficientes para calentar y proveer agua
caliente, manteniendo una temperatura
constante sin importar el uso. Un sistema
de caldera bien equilibrado puede proveer
agua caliente para calefacción y para uso
directo simultáneamente. Las calderas
INSTALACIONES I Junio de
2011
122
proveen vapor para usos comerciales e industriales de manera segura y
eficiente.
Existen varios tipos de calderas pero en su concepto básico son envases de
metal (cobre, acero inoxidable o hierro colado) por donde circula el agua. Este
envase es atravesado por barras calientes. El combustible para calentar estas
barras puede ser gas, combustible fósil, madera, fisión nuclear o incluso
resistencias calentadoras si es eléctrico. El agua circula, en algunos casos por
medio de una bomba de agua a través de tuberías que recorren los lugares
donde se requiera el agua caliente o vapor. El agua no utilizada regresa a la
caldera para reiniciar el ciclo. Un sistema de nivel mide el faltante de agua y la
agrega en caso de ser necesario.
Para las viviendas solo se justifica el uso de calderas en países de climas con
cuatro estaciones muy marcadas, donde el invierno requiera calefacción por
varios meses al año. En cambio para determinados usos comerciales, por
ejemplo en hostelería, son casi indispensables.
COMBUSTIBLES
A la larga, el mayor costo asociado al calentamiento de agua es el combustible,
más que el costo del equipo y su instalación. El calentador de agua y su
instalación lo pagamos una sola vez, mientras que con el combustible lo hacemos
todos los meses.
Siendo el gas natural el más económico, es la
opción lógica en la mayoría de los países. Pero el
gas natural no está siempre disponible, sobre todo
en lugares apartados. La segunda opción es el gas
propano o GLP. Está de parte de nosotros hacer
trabajos de investigación para saber que
combustibles hay disponibles en la zona y cuales
ofrecen mejores opciones de ahorro.
INSTALACIONES I Junio de
2011
123
Calentador solar.
La energía solar se puede aplicar directamente al calentamiento del agua,
existen equipos comerciales que contienen todos los accesorios necesarios para
calentar el agua y acumularla para usos posteriores. Si bien este sistema no
pueda cubrir todo el requerimiento de agua caliente, es una ayuda que nos
permite ahorrar energía. Aunque probablemente en invierno, cuando más
necesitemos agua caliente, haya una enorme nube sobre nuestra casa.
El calor que expelen los compresores de aire acondicionado o los compresores
de refrigeradoras también puede ser transferido al agua. Que, de igual
manera, aunque no cubra todas las necesidades contribuye al ahorro.
Otro sistema empleado para calentar agua consiste en hacerla circular por
intercambiadores de calor, los cuales cumplen la función de transmitir esta
energía a la cañería de la red de agua corriente que ingresa al domicilio;
utilizando el agua que se desecha de duchas, lavado de platos, lavadoras u otras
máquinas o electrodomésticos que descarten agua caliente, sacando provecho
de esta forma a tales calorías y utlilizándolas para elevar unos cuantos grados
la temperatura del agua que está entrado desde la calle. De esta forma se
facilita el trabajo del calentador.
Aislamientos
Los aislamientos térmicos de buena calidad son costosos, pero se pagan con el
ahorro de energía. Hay dos cosas en las que debemos cuidar el aislamiento: el
calentador y las tuberías de agua caliente. Si se trata de un calentador de
tanque o caldera el aislamiento evita que se pierda calor con el ambiente. A
mayor pérdida de calor mayor será el consumo de combustible. De igual manera
las tuberías de agua caliente pierden calor con el ambiente, siendo las tuberías
de cobre las que desperdician mayor cantidad de calorías. En el caso de las
calderas el aislamiento de las tuberías es obligatorio.
En referencia a los calentadores de paso, aunque estos no requieren
aislamiento térmico, el aislar las tuberías si mejora el ahorro de energía.
En el caso de los calentadores de paso otra opción muy empleada es evitar un
solo calentador grande para cubrir todos los usos y en cambio colocar varios
INSTALACIONES I Junio de
2011
124
calentadores de paso cerca de los puntos de uso. Así se elimina el desperdicio
de energía en largos tramos de tubería haciendo más eficiente el consumo de
agua caliente.
Mantenimiento
Descalcificadora electrónico instalado
en una tubería de cobre.
El mantenimiento interno de un
calentador esta asociado a la calidad de agua que estemos calentando. Aguas
con altos contenidos de sales de calcio o magnesio (aguas duras) tienden a
obstruir las tuberías de agua caliente con mayor regularidad que las de agua
fría. El mantenimiento preventivo está asociado a descalcificadoras o
suavizadores de agua. Recientemente aparecieron en el mercando unos
suavizadores de agua electrónicos que aseguran evitar la acumulación de sales
dentro de la tuberías y hasta logran limpiar la sales ya acumulados por efecto
de la erosión.
Los calentadores de tanque o calderas adicionalmente requieren el vaciado y
limpieza de los tanques para extraer los sedimentos acumulados en su interior.
La frecuencia de esta limpieza depende de la cantidad de sólidos que contenga
el agua que calentamos.
Los calentadores de tanque hechos de hierro galvanizado tienden a oxidarse y
corroerse. Para evitar esto y alargar la vida de los tanques algunos equipos
tienen un ánodo de sacrificio de magnesio o aluminio. El estado de este ánodo
debe revisarse como parte del mantenimiento anual.
Para el caso de los calentadores de gas, la limpieza y revisión del
intercambiador de calor se recomienda una vez al año. Las impurezas del gas
natural (aceite o petróleo) pueden obstruir el radiador.
INSTALACIONES I Junio de
2011
125
La revisión de los sistemas de seguridad por personal especializado debe estar
incluido dentro del mantenimiento que se haga el equipo.
Seguridad
Válvula de alivio de presión.
Aunque calentar agua lo vemos como un proceso
normal y nada peligroso, en realidad sí lo es. El
agua al pasar los 100 °C
se convierte en vapor, al
pasar del estado líquido
al gaseoso se expande y requiere más espacio
aumentando la presión del envase donde esté
contenida.
Termostato de seguridad con reinicio manual. Si se calienta agua dentro de un
envase herméticamente cerrado, cuando el agua supere los 100 °C, éste
explotará.
Aunque bajo condiciones normales es muy difícil que un calentador de agua
explote, es un hecho que ha pasado antes. Para evitar esto, los calentadores
tienen un sistema de control de temperatura y otro de seguridad.
El sistema de control consiste en un termostato que apaga y enciende el
calentador a determinadas temperaturas del agua. Los sistemas más avanzados
tienen un sistema de control electrónico, en lugar del termostato, que regula la
potencia aplicada al agua.
El sistema de seguridad consiste en una válvula de alivio de presión y un
segundo termostato en algunos casos. La válvula de alivio libera la presión
permitiendo que el agua o el vapor salgan del tanque si la presión interna
aumenta de manera peligrosa.
En los calentadores con un segundo termostato de seguridad este está
graduado para que se dispare a una temperatura superior al termostato de
INSTALACIONES I Junio de
2011
126
control. De esta manera si el termostato de control falla entonces se disparará
el termostato de seguridad para evitar que la temperatura se eleve por encima
de los 100 °C. Una vez que se dispara el termostato de seguridad el calentador
no volverá a funcionar hasta que se le reinicie de manera manual, de esta
manera nos veremos obligados a cambiar o reparar el termostato de control.
SISTEMAS DE DISTRIBUCION
DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE
SISTEMA DE DISTRIBUCION DE AGUA POTABLE
Los sistemas de distribución de agua potable, tiene por objeto llevar el líquido
a los usuarios, en la cantidad requerida y a presiones adecuadas.
Para determinar el número de usuarios, es necesario conocer la forma en que
creen las poblaciones, pues el sistema debe tener capacidad para abastecerlas
al final del periodo de diseño.
La cantidad de agua requerida, se estima en función de las dotaciones y de la
protección contra incendios; y la presión adecuada, es la característica de los
distintos sectores en que se divide la población.
DOTACION
Como se menciono en los párrafos relativos a las demandas de agua potable, la
dotación, que es el valor correlativo, depende de varios factores. Pero como la
dotación se refiere a la cantidad de agua que se proveerá a los habitantes de la
localidad, y la demanda depende del uso que los mismos habitantes hagan del
agua con que se les provee, deben considerarse también, además de los
mencionados en los párrafos relativos, los siguientes:
a) Si la localidad es rural o urbana.
b) La existencia o no de abastecimiento (al que se proyectan ampliaciones).
c) Las pérdidas por fuga y desperdicios.
d) Registro de los consumos.
INSTALACIONES I Junio de
2011
127
Por todos los motivos mencionados, los datos existentes respecto a los
consumos, muestran una gran discrepancia, aún para ciudades con
características semejantes, obteniéndose valores que llegan desde menos de
50 a más de 400 litros por habitante por día.
Desde luego, debe establecerse una diferencia importante, en cuanto a los
consumos para las zonas rurales y a las zonas urbanas, para las cuales se
pueden tomar los siguientes valores base: (1)
1. Zona rural: distribución con bombeo a mano, o por hidrantes públicos: 25
l/hab/día.
2. Zona rural: toma domiciliaria; 100 l/hab/día.
3. Zona urbana: toma domiciliaria; 200 a 250 l/hab/día.
Estos valores pueden considerarse adecuados, cuando se proyecta una
instalación en una localidad en la cual no existe un sistema de abastecimiento.
Las cantidades de agua indicadas incluyendo pérdidas por fuga y desperdicios
(siempre que estén dentro de límites razonables).
Es condición indispensable también que se instalen los medidores
correspondientes e las tomas domiciliarias.
Las grandes ciudades, y en esta clasificación, dadas las características sociales
y económicas de nuestro medio, se encuentran aquellas cuya población es
superior a los 50,00 habitantes, requieren estudios especiales para determinar
en forma correcta la dotación, tomando en cuenta que en su totalidad
disfrutan de servicio de agua potable, aún cuando muchas veces sumamente
deficiente, y que además tienen necesidades específicas en cuanto a las
actividades comerciales e industriales, en muchas de las cuales estas últimas
son determinantes de la características del abastecimiento que se planea.
El procedimiento de cálculo es el siguiente:
PARA LAS ZONAS INDUSTRIALES: puesto que las distintas industrias
tienen completamente definidas sus necesidades de agua, éstas se pueden fijar
INSTALACIONES I Junio de
2011
128
con cierta precisión, tomando en cuenta las aplicaciones que en la generalidad
de las veces, son prevista por los propios industriales. En algunos casos, debido
a los altos consumos y a que las características del agua no son muy
importantes, se pueden establecer sistemas de abastecimiento para estos
fines, independientes del sistema general de la población. En cuanto a las
necesidades del personal que trabaja en las propias industrias, se cubren
calculando una dotación de 25 a 50 lt/persona/día. El agua para riego de
jardines y para la limpieza de los edificios, puede satisfacerse con una
dotación equivalente a un gasto de 0.15 a 0.25 lt/seg/hectárea, tomando la
superficie total de la zona industrial.
PARA LAS ZONAS COMERCIALES: los sectores comerciales, integrados por
edificios destinados a salones de venta, oficinas, hoteles, apartamentos, etc.,
tienen consumo que en general se calculan en función de las áreas cubiertas por
el sector. Algunos valores estimados son los siguientes:
Hoteles:
Edificios de apartamentos: 2.80 a 5.20 lt/seg/hab.
Edificio de oficinas: 0.95 a 1.90 lt/seg/hab.
Edificios de departamentos: 0.50 a 1.90 lt/seg/hab.
En las grandes ciudades, el consumo comercial e industrial, representa en
general desde un 15 % a un 65 % del consumo total.
PARA SERVICIO PUBLICO: la demanda para estos servicios, incluyendo aseo
de calles, operación de fuentes públicas y riego de jardines, representa en
general un 25% de la demanda total anual. Sin embargo, las demandas máximas
corresponden a los meses de verano, y durante el mes de máximo consumo, la
demanda puede llegar a 1.40 lt/seg/hab.
PARA ZONAS RESIDENCIALES: para determinar las necesidades en las
zonas residenciales, se deben considerar dos factores fundamentales:
1. Niel económico de la población en el sector o colonia, y tamaño de lotes.
INSTALACIONES I Junio de
2011
129
2. Clima del lugar
El primer factor es importante, puesto que las necesidades de las familias
están condicionadas a la capacidad económica de las mismas. En consecuencia,
los consumos en los sectores de nivel económico elevado. Respecto al tamaño
de los lotes o propiedades, debe considerarse su influencia en los consumos,
principalmente por la existencia de patios cuya limpieza se hace con agua, y por
el tamaño de los jardines que cubren superficies importantes en los sectores
de nivel económico fuere. Conviene recordar aquí, que la dotación debe cubrir
las necesidades de la población en cuanto a los servicios domésticos, de aseo
personal, limpieza de edificios y patios, riego de jardines y pérdidas. En cuanto
al factor clima, su influencia se refleja en los grandesconsumos registrada en
poblaciones con clima cálido y seco, contra los muy moderados en población de
clima húmedo y templado.
Tomando en cuenta estos datos, puede establecerse los siguientes tablas como
base de cálculo:
TABLA
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
DOTACION EN SECTORES RESIDENCIALES
Categoría de
consumo
Densidad de
población
hab/hect.
Superficie de
lotes Mts2
Dotación
Lt/hab/día
1 60 a 150 1,000 a 2,000 600 a 2,000
2 150 a 250 200 a 600 300 a 600
3 250 a 400 100 a 250 150 a 350
TABLA
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
INSTALACIONES I Junio de
2011
130
DOTACIONES PARA POBLACIONES SEGÚN CLIMA
ZONA CLIMA DOTACION lts/hab/día
Rural Templado o frío, húmedo
Templado o frío, seco
Cálido, húmedo
Cálido, seco
100 a 200
150 a 250
150 a 250
200 a 300
Urbana Templado o frío, húmedo
Templado o frío, seco
Cálido, húmedo
Cálido, seco
150 a 250
250 a 350
250 a 400
300 a 600
Para realizar un análisis cuidadoso de las dotaciones, pueden revisarse los
consumos según el siguiente ejemplo:
TABLA
ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE
ANALISIS DE CONSUMOS
Tipo de consumo Distribución en
lts/per/día
% de consumo
Consumo Privado:
Servicio industrial:
Servicio Público
Limpieza:
Riego:
Alcantarillado
Fuentes públicas
Fuentes monumentales
SUMAN LOS
CONSUMOS:
75
50
10
2
10
17
6 45
170
36.5
24.5
5
1
5
8
3 22.0
83.0
17.0
INSTALACIONES I Junio de
2011
131
Perdidas: 20%
Total:
34
204
100.0
Cuando en una población se establecen los servicios de abastecimiento de agua
potable y eliminación de las aguas negras, los consumos, que al principio son
muy limitados, van aumentando paulatinamente, debido principalmente a los
siguientes factores:
a) Aumento de población.
b) Aumento de las necesidades por familia. (toma domiciliaria)
El aumento de las necesidades por familia, dependen del aumento de las
instalaciones sanitarias en las casas habitacionales, las que consintiendo
muchas veces en una sola toma de agua intradomiciliaria, van incrementándose
paulatinamente con la instalación de baños, servicio en al cocina, (fregadero,
instalaciones de lavandería), sistemas de riego de jardines, etc.
MEDIDORES: EL SERVICIO MEDIDO
Muchos abastecimientos de agua en nuestro medio, por la necesidad de reducir
la inversión inicial, se ha puesto en servicio sin incluir la instalación de
medidores domiciliarios. Esto trae por consecuencia aun aumento en a los
consumos, que en la mayoría de las veces sobrepasan la capacidad del sistema
aún muchos antes de llegar a instalarse el total de tomas previstas. La
diferencia de consumo, en algunos poblados en que es moderada, puede ser de
un 50% mayor cuando el servicio no se controla con medidores, pero se ha
registrado casos en que sobrepasan más de 10 veces el cálculo original.
INSTALACIONES I Junio de
2011
132
Debe pensarse que si un sistema de abastecimiento de agua se pone en
operación sin contar con servicio medido, se tendrán siempre dificultades por
no disponer del agua suficiente. Igualmente es nociva la falta de un
procedimiento administrativo que permita controlar adecuadamente las
lecturas de los medidores, pues llevar un control correcto de las lecturas.
Se fabrican dos tipos de medidores:
a) Los volumétricos tipis o de desplazamiento
b) Los de velocidad o de turbina.
En igualdad de circunstancias en cuanto a calidad, mantenimiento, gastos de
operación, etc., resulten: en generales más precisos los primeros que los
segundos, pero su costo es más elevado. Si se toma en cuenta las grandes
ventajas que reporta el instalar medidores de servicio, la relativa falta de
presión (que generalmente no pasa de 2 ó 3 %), deja de ser un factor
importante, y el escoger un medidor de velocidad tiene además la ventaja de
disminuir los costos de mantenimiento, ya que raras veces dejan de disminuir
los costos de mantenimiento, ya que raras veces dejan de funcionar por la mala
calidad del agua, que solamente en casos excepcionales se proporciona, en
nuestro medio, cumpliendo estrictamente con las normas establecidas al
respecto. Es factor importante también, tomar en cuenta la pérdida de carga
en el medidor, que es mucho mayor en los medidores de tipo de
desplazamiento, que en los de velocidad, en los que es prácticamente
despreciable lo que redunda en este caso en una disminución en las presiones
requeridas en las redes y en una disminución en las presiones requeridas en las
redes y en una economía apreciable de los costos de bombeo o en una mayor
eficiencia del sistema con las presiones establecidas.
INSTALACIONES I Junio de
2011
133
TIPOS DE SISTERNAS
CAPTACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE AGUA DE LLUVIA
El agua de lluvia es un recurso que históricamente en nuestro país ha
desempeñando un papel muy importante hasta el siglo XIX. Cuando a principios
del siglo XX las canalizaciones de agua empezaron a irrumpir de forma masiva
en ciudades, pueblos y villas, el agua de lluvia pasó a un segundo plano y
reservado casi exclusivamente a situaciones muy especiales.
En el norte de Europa, a pesar de disponer de modernos sistemas de
canalización y potabilización de agua, ha vuelto a cobrar importancia en los
últimos años la recogida de agua de lluvia. Alemania por citar un claro ejemplo,
comenzó a subvencionar este tipo de iniciativas desde la reunificación, y
centenares de miles de viviendas alemanas disfrutan actualmente de estos
equipos. Ello a pesar de la escasa tradición de estos países respecto al nuestro.
La paulatina desertización de España esta empezando a provocar una mayor
demanda de sistemas de recogida de aguas pluviales en nuestro país. El
incremento de esta demanda está creciendo de forma exponencial volviendo a
recuperar la costumbre de aprovechar las aguas pluviales.Aproximadamente en
nuestro país la media de lluvia anual supera los 600 litros por m2. Suponiendo
un edificio con una cubierta de 100 m2 y un aprovechamiento del 80% del agua
de lluvia, tendríamos 48.000 litros de agua gratuitos cada año.
USOS DEL AGUA DE LLUVIA
El agua de lluvia presenta una serie de características ventajosas.
Por una parte es un agua extremadamente limpia en comparación con las
otras fuentes de agua dulce disponibles.
Por otra parte es un recurso esencialmente gratuito e independiente
totalmente de las compañías suministradoras habituales.
INSTALACIONES I Junio de
2011
134
Precisa de una infraestructura bastante sencilla para su captación,
almacenamiento y distribución.
Para muchos usos domésticos, la calidad del agua no precisa ser la de "apta
para el consumo humano". Nos referimos al empleo en la lavadora, el
lavavajillas, la limpieza de la casa, la cisterna del inodoro y el riego en general.
En estos casos el agua de lluvia puede reemplazar perfectamente al agua
potable. Además al ser un agua muy blanda nos proporciona un ahorro
considerable de detergentes y jabones.
Pero incluso más allá de estas indicaciones, el agua de lluvia se ha empleado
históricamente para lavarse, beber y cocinar directamente con ella. Hoy día los
criterios son un poco más restrictivos y no suele aconsejarse el empleo directo
del agua de lluvia para estos usos. Pero es relativamente fácil adaptarla para
poder disponer de ella como única fuente de agua si así se desea, con todas las
garantías sanitarias que se requieren. En este caso, sí se deben tomar una
serie de precauciones e instalar unos sistemas complementarios de depuración
del agua sencillos, pero con controles absolutamente estrictos. Si este es el
caso, nuestra empresa pone a su disposición los conocimientos de profesionales
sanitarios colegiados y capacitados para ello. Le instalaremos los equipos
adecuados y le realizaremos directamente los oportunos análisis de control de
aguas precisos para garantizarle la salubridad de la misma.
EQUIPO BÁSICO DE RECOGIDA Y GESTIÓN DEL AGUA DE LLUVIA
Para entender el diseño de los equipos, es preciso recordar que el agua de lluvia
suele captarse en unos meses precisos y que debe conservarse para ser
utilizada durante el periodo posterior hasta la nueva época de lluvias. Por ese
motivo, el empleo del agua de lluvia se combina con otra fuente de suministro
de agua como puede ser la de red en muchos casos.
Esta duplicidad de calidades de agua, implica la necesidad de un sistema
eficiente de gestión de ambos tipos de aguas. Aquí es preciso hacer una
aclaración importante. Existen en el mercado equipos diseñados para "rellenar"
con agua de otra procedencia -red pública, pozo, etc.- el depósito donde se
INSTALACIONES I Junio de
2011
135
almacena el agua de lluvia cuando ésta se está acabando o escasea. Este
criterio tiene en general dos deficiencias. Por una parte, la mezcla periódica de
aguas de características diferentes en el depósito, dificulta la adaptación y
asentamiento del sistema en muchos casos, así como disminuye la vida del
mismo. Por otra, implica la no utilización de toda la capacidad de
almacenamiento de agua de lluvia, dado que antes de que ésta se agote ya
añadimos agua de otra procedencia. El diseño que presentamos a continuación
toma como criterio la búsqueda del aprovechamiento máximo del agua de lluvia
y sus sistemas de almacenaje, preservando el circuito de aguas pluviales de
cualquier mezcla o contaminación con agua de otra calidad.
El diseño básico de recogida de aguas pluviales consta de los siguientes
elementos:
1. Cubierta: En función de los materiales empleados tendremos mayor o
menor calidad del agua recogida.
2. Canalón: Para recoger el agua y llevarla hacia el depósito de
almacenamiento. Antes de los bajantes se aconseja poner algún sistema
que evite entrada de hojas y similares.
3. Filtro: Necesario para hacer una mínima eliminación de la suciedad y
evitar que entre en el depósito o cisterna.
4. Depósito: Espacio donde se almacena el agua ya filtrada. Su lugar idóneo
es enterrado o situado en el sótano
de la casa, evitando así la luz (algas) y
la temperatura (bacterias). Es
fundamental que posea elementos
específicos como deflector de agua
de entrada, sifón rebosadero
antiroedores, sistema de aspiración
flotante, sensores de nivel para
informar al sistema de gestión, etc.
5. Bomba: Para distribuir el agua a los
lugares previstos. Es muy importante
que esté construida con materiales
INSTALACIONES I Junio de
2011
136
adecuados para el agua de lluvia, e igualmente interesante que sea de
alta eficiencia energética.
6. Sistema de gestión agua de lluvia-agua de red: Mecanismo por el cual
tenemos un control sobre la reserva de agua de lluvia y la conmutación
automática con el agua de red. Este mecanismo es fundamental para
aprovechar de forma confortable el agua de lluvia. Obviamente se
prescinde de él si no existe otra fuente de agua.
7. Sistema de drenaje de las aguas excedentes, de limpieza, etc. que puede
ser la red de alcantarillado, o el sistema de vertido que disponga la
vivienda.
CISTERNA DE FERROCEMENTO DE CAPTACIÓN DE AGUA DE
LLUVIA
Proceso constructivo
Limpieza, trazo y nivelación
Se reconoce el terreno y si es necesario se hace una limpieza con machete de
hierbas y arbustos para hacer el trazo.
Esta cisternas son circulares o elípticas; para trazar las circulares se ubica el
centro y se clava una estaca se amarra el hilo y se le da la distancia del radio
para ir girando y marcando con la cal. Para trazar las elípticas se muestra el
siguiente esquema.
INSTALACIONES I Junio de
2011
137
Los pasos
Para una cisterna elíptica de 5.00m. x 3.50 m. Área = 14.00m2 con una
profundidad de 3.00m. Capacidad = 42,000 litros.
1. Se traza una línea que mida 5.00m. y se ubican los dos extremos.
2. Se marca el centro de esta línea.
3. De este centro se traza una perpendicular que mida 3.50m. (1.75 m. a
cada lado).
4. De la línea de 5.00m. se miden 0.80m. interiores de cada lado y se clavan
varillas.
5. De las dos varillas se amarra un hilo que mida 5.00m. se estira de la
mitad hasta encontrar el punto 3)
6. Se tensa el hilo y se va girando y encalando la forma de la cisterna.
Nota: Las distancias que se marcan en el punto 4) son las que determinan el
ancho de la cisterna, entre más las acercamos al centro el trazo da más
redondo y entre más las alejamos del centro el trazo queda más alargado.
INSTALACIONES I Junio de
2011
138
Excavación
Una vez trazada la cisterna se hace la excavación, que puede hacerse de forma
manual o con retroexcavadora, dependiendo la dimensión y el tipo de terreno.
Afine de pared
INSTALACIONES I Junio de
2011
139
Se hace el afine a mano procurando que los muros queden a plomo.
Cepa para brocal
Brocal de concreto o piedra
INSTALACIONES I Junio de
2011
140
El brocal es un anillo que va en la parte superior de la cisterna, este es el apoyo
para la losa de vigueta y bovedilla. Si la cisterna no es mas grande de 4.00 m.
de diámetro se puede hacer un brocal de concreto de 7 u 8 cm. de espesor,
para cisternas mas grandes se recomienda que sea de piedra. En el brocal se
deja ahogado un tubo que posteriormente servirá para captar el agua que viene
del filtro.
Aplanado de mortero
Sobre las paredes de piedra se aplica un aplanado de mortero con una
proporción de 1:6
Colocación de malla
INSTALACIONES I Junio de
2011
141
Después del aplanado de mortero se coloca la malla, fijándola con pedacearía
de varilla y amarrada con alambre.
Aplanado de cemento
Sobre la malla se aplica aplanados de cemento en proporción 1:6 hasta
conseguir cubrirla totalmente.
Firme de concreto
Sobre el piso se coloca malla y se cuela un firme de 8 cm. Con una proporción
de 1:7:6.
INSTALACIONES I Junio de
2011
142
Forjado de cárcamo
Al tiempo que se esta colando el firme se forja el cárcamo para recibir
posterior mente la pichincha de la bomba manual.
Pulido en muros y firme
Una vez fraguado el firme, se pulen las paredes y el firme con una mezcla de
cemento con agua.
INSTALACIONES I Junio de
2011
143
Chaflán
Después de pulir los muros y el firme, se hace un chaflán en toda la orilla
inferior de la cisterna.
Colocación de viguetas y bovedillas
INSTALACIONES I Junio de
2011
144
Las viguetas se apuntalan con polines para después recibir las bovedillas.
Colocación del molde para tapa y tubo para bomba
Se ubica el lugar en donde va a quedar la tapa y se coloca una pieza del molde
de fibra de vidrio, se coloca también un tubo de pvc que sobresalga 0.80 m.
para posteriormente colar el cilindro que va a sostener la bomba manual.
INSTALACIONES I Junio de
2011
145
Colado de losa
Se coloca malla electrosoldada, si la superficie es grande se refuerza con
varillas, posteriormente se vacía el colado de 7 cm de espesor.
Colado de brocal de tapa y cilindro para bomba
INSTALACIONES I Junio de
2011
146
Se coloca la otra parte del molde para el brocal de la tapa y un sonotubo y se
cuelan. Al terminar de llenar el sonotubo de concreto se coloca una placa con
tres ángulos y tronillos que servirán para fijar la bomba manual.
Sellado de la unión entre losa y muro y colocación de la tapa
Una vez fraguada la losa se descimbra el brocal de la tapa y el cilindro, se
detalla por dentro la unión entre la losa y el muro, se coloca la tapa y se instala
la bomba manual.
Cisterna terminada
INSTALACIONES I Junio de
2011
147
SISTERNA DE FERROCEMENTO
Es una estructura
cilíndrica que permite
almacenar agua, por el
tipo de estructura que
se utiliza se puede
construir al exterior
sin necesidad de cavar
un pozo.
Permite guardar agua
de las diversas
fuentes que existen en
las comunidades: agua
de lluvia, agua
entubada, de represas, bordos o arroyos.
El agua así almacenada puede ser usada en la producción de hortalizas en la
temporada seca mediante un pequeño sistema de riego por goteo.
Permite solventar la escasez de agua para las especies menores del traspatio
durante la temporada seca.
Si se cosecha agua de lluvia y se tienen los cuidados necesarios, puede usarse
para consumo humano.
SELECCIÓN DEL SITIO DE CONSTRUCCION
Para depósitos superficiales, deberá buscarse un
lugar firme, evitando áreas susceptibles a
encharcamiento o con suelo demasiado flojo, y que no
esté muy alejado del área de captación (o techo de la
casa cuando se trata de almacenar agua de lluvia) con
el propósito de ahorrar en tuberías de conducción.
INSTALACIONES I Junio de
2011
148
Debe ubicarse en un sitio donde no obstruya el paso de personas y/o animales.
NIVELACIÓN DEL SITIO DE CONSTRUCCIÓN
Con pico, barreta y pala escarbar y nivelar el piso, apisonando, tomando en
cuenta el diámetro y la altura deldepósito.
PREPARACIÓN DE LA BASE
Se preparará una superficie cóncava que dará la forma de la basedel depósito,
esta será cubierta con una capa de concreto de entre
5 y 10 cm de una mezcla de arena, grava y cemento con lasiguiente proporción:
1 bulto de cemento por 5 botes de arena, 7 degrava y la cantidad necesaria de
agua para que se pueda extenderfácilmente.
PREPARACIÓN DE LA MALLA PARA EL CUERPO DE LA CISTERNA
Se corta un tramo de malla electro-soldada para formar las paredes del
cilindro de 8.0 m de largo y se extiendecuidadosamente, se cubre la malla
electro-soldada con tela de gallinero por ambos lados.
INSTALACIONES I Junio de
2011
149
Al momento de unir la tela por ambos lados de la malla, los hexágonos no deben
coincidir, es decir, deberáncruzarse por la mitad para reducir los espacios
libres, posteriormente se tensará la tela realizando cuatroamarres al interior
de los cuadros de la malla electro-soldada entre las dos capas de tela de
gallinero.
El tejido es muy importante porque le dará firmeza al armado, de un buen
tejido depende la solidez de laestructura.
CORTE DE LA BASE
Para facilitar esta actividad, puede tomarse un hilo de 1.5m., con la ayuda de
una estaca trazar un primer círculo de 2.2 m de diámetro y cinco más pequeños
que servirán como guía para cortar el alambrón y armartoda la estructura.
INSTALACIONES I Junio de
2011
150
Una vez unidos los círculos y demás cortes de alambrón, se amarran con
alambre recocido, se cubren contela de gallinero y se realiza el tejido
preferentemente dentro de la excavación que realizamos para la base.
ARMADO DEL TANQUE
Extendemos la malla que tejimos de 8.0 m. de largo y unimos losdos extremos
para armar el cuerpo del tanque traslapando 50cm.Se levanta esta estructura y
se coloca sobre la base previamentearmada, quedara una pequeña pestaña de
malla fuera del cuerpodel tanque.
Para unir la base con el cuerpo del tanque se amarra con alambre recocido en
todos los cruces, se doblan los alambrones salientes y se teje la tela
degallinero en toda la unión.Teniendo la estructura armada se pasa el sitio
elegido para construir lacisterna.
COLADO, REVOCADO O
REPELLADO DEL TANQUE
Iniciar con la colocación del triplay o
cimbra del tanque utilizando grapas de
alambre requemado yamarrándolo a los
cuadros de la malla electro-soldada.
Una vez que se tiene todo cimbrado se
coloca la mitad de un tubo galvanizado o niple de 1.5‖ de diámetro a 5
cm. de la base a manera de desagüe y la otra mitad a 50 cm. A ambas partes se
les solda previamente un parde anclas de varilla de 20 cm. de largo para que se
sujeten a la estructura del cilindro.
INSTALACIONES I Junio de
2011
151
El primer tubo se coloca para poder limpiar la cisterna y el segundo servirá
para instalar la toma de agua.Se prepara la mezcla con una porción de:
• 4 botes de arena cernida en un harnero con luz de 3-5mm de abertura.
• 1 bulto de cemento.
• Se pone poca cantidad de agua para que la consistencia de la mezcla sea
espesa o un poco ―dura‖de tal manera que nos permita manejarla bien.
Aplicación de la mezcla al tanque:
• Primero, con la cuchara de albañil, colocar un poco de mezclaen la llana y
―untarla‖ en el cuerpo de la cisterna, nuncaazotarla.
• La mezcla debe tapar toda la malla.
• Es recomendable iniciar temprano este trabajo para terminar en un solo día
todo el exterior y así asegurar que fragüe parejo.
• Cuando fragüe la mezcla retiramos la cimbra cortando losalambres.
• No deben quedar alambres descubiertos porque al oxidarsehabrá fuga de
agua.
REPELLAR EL INTERIOR Y EXTERIOR
DEL TANQUE.
Repellamos con un centímetro de espesor por
dentro y por fuera del tanque dando un acabado
fino y parejo.
REPELLAR EL INTERIOR Y EXTERIOR DEL TANQUE
INSTALACIONES I Junio de
2011
152
Repellamos con un centímetro de espesor por dentro y por fuera del tanque
dando un acabado fino y parejo.
ARMADO DE LA TAPA
Se realiza el mismo procedimiento de anillos que para la base, solo que para
esta parte, debemos abrir unhueco sobre el cono de 70X70 cm para formar el
registro o tapa y tener acceso al interior de la cisterna.Se monta la tapa sobre
la cisterna, se amarra con alambreaprovechando las puntas que quedaron
descubiertas en la partesuperior del cilindro.
Los picos de malla sobrantes que pudieran quedar descubiertos secortan.
Se prepara la mezcla con una proporción de 4 botes de arena por 1 de cemento
y se aplica cuidadosamente por fuera y por
dentrodel cono hasta lograr el mismo pulido
que el resto del cuerpo de lacisterna.
INSTALACIONES I Junio de
2011
153
SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA
En zonas donde la lluvia es escasa es posible la captación de agua, en la
siguiente figura se muestra cómo esposible la captación de agua de los techos.
La captación se logra colocando canaletas en las orillas de lostechos y dirigirlas
de tal forma que el agua de lluvia escurra y llegue directamente a la cisterna.
Se tiene quetomar en cuenta la colocación de un filtro de agua antes de que el
agua llegue a la cisterna, esto se hace paragarantizar que el agua este lo más
limpia posible y libre de basura, polvo y otras impurezas.
INSTALACIONES I Junio de
2011
154
SELLAR Y PINTAR LA CISTERNA
Para sellar totalmente el repellado preparamos el sellador natural de nopal.
Este se hace cortando y picandouna cantidad de medio bote de 20 litros de
pencas de nopal, se adiciona agua hasta que el bote se llene y sedeja reposar
toda una noche.
Al día siguiente, colocar la baba que salió y agregar 4 kilos de cal y ½ kilo de sal
y agua hasta llenar lacubeta.
Revolver muy bien y con un cepillo de pintar sellar la cisterna por dentro y por
fuera. Este mismoprocedimiento puede realizarse usando sábila.
Una vez que seque el sellador, pintar la cisterna del color que más nos guste,
aunque se recomienda deblanco para que refleje la mayor cantidad de luz y no
se caliente el agua.
MANTENIMIENTO
Es necesario procurar que la cisterna no se encuentre vacía por más de un mes,
para evitar cuarteadoras. Depreferencia debe tener agua hasta el 20% de su
capacidad de manera permanente, aunque para limpiar suinterior es
conveniente vaciarla completamente, cuando menos una vez al año.También es
conveniente colocar una malla en el tubo de acceso para filtrar el agua y evitar
INSTALACIONES I Junio de
2011
155
que ingresen a lacisterna muchos sólidos. De ser posible se debe instalar un
depósito alterno de menores dimensiones, dondecircule primero el agua y se
depositen los sedimentos o en su defecto desechar el agua de las
primeraslluvias.
Las cisternas deben permanecer cerradas para evitar la entrada de luz, la
contaminación del agua y laevaporación de la misma y es importante limpiar el
interior del tanque antes de la temporada de lluvias.
EQUIPO DE BOMBEO
BOMBAS PARA AGUA, EQUIPOS Y SISTEMAS DE BOMBEO
SISTEMAS DE BOMBEO
Ofrece a Ustedes una línea completa de equipos de bombeo para solucionar sus
necesidades de suministro de agua en la industria, agricultura, edificios, y
parques acuáticos, entre otras muy diversas aplicaciones.
LÍNEAS DE EQUIPOS DE BOMBEO:
Bombas Centrífugas EconoMax EM
INSTALACIONES I Junio de
2011
156
Hidroneumáticos EBI Hidromax VF
Hidrofill HF Confimax CI
SOLUCIÓN INTEGRAL EN BOMBAS PARA AGUA
Sistemas de Bombeo ofrece una línea completa de bombas para agua, equipos
hidroneumáticos y equipos contra incendio de gran calidad, equipos integrados
diseñados para satisfacer sus necesidades de abastecimiento de agua en el
campo, fábricas, industria, edificios, centros comerciales, escuelas, hospitales
e inmuebles en general.
DISTRIBUCIÓN DE SISTEMAS DE BOMBEO
Distribuimos bombas para agua, bombas centrífugas, bombas para la industria,
bombas para edificios, equipos de bombeo, equipo para apagar fuego en
edificios, bombas y equipos de velocidad variable, entre otros productos.
SISTEMAS PARA DIVERSAS APLICACIONES
INSTALACIONES I Junio de
2011
157
Ofrecemos soluciones de bombeo para llenado de depósitos, llenado de tanques
elevados, bombeo de agua para riego, sistema de rociadores, sistema de
hidrantes, sistemas para llenado de cisternas y llenado de depósitos, bombeo a
redes hidráulicas, abastecimiento de agua para desarrollos habitacionales,
sistemas de bombeo a fraccionamientos, bombeo para parques acuáticos.
SOLUCIONES EFECTIVAS
Somos verdaderos especialistas y proveemos soluciones efectivas para
abastecimiento de agua en general, agua para procesos industriales y agua a
presión para servicios generales.
BOMBAS TIPO JET:
Son la combinación de una bomba centrífuga y un expulsor, más conocido como
"jet". El resultado es una unidad de bombeo de bajo caudal y alta presión. Son
las bombas ideales para resolver los principales problemas que en la actualidad
presentan las viviendas en sus redes de abastecimiento domiciliar: baja presión
y/o interrupción del servicio de agua. Su potencia es determinada por el
consumo de agua probable, el cual está en relación directa con la cantidad de
usuarios y la cantidad de salidas instaladas. Es importante también considerar
la altura máxima de bombeo.
INSTALACIONES I Junio de
2011
158
ENCUENTRE EL TAMAÑO DE SU BOMBA
HIDRONEUMÁTICOS:
Su instalación en conjunto con una bomba automatizan un sistema de
abastecimiento domiciliar, pues se elimina la necesidad de encender y apagar la
bomba cada vez que se requiera cualquier cantidad de agua. Hay modelos de 6,
19, 35, 50 y 85 galones, construidos en acero o fibra de vidrio. Vienen con
sistema para reemplazar su membrana en caso de rotura. La selección del
adecuado tamaño del tanque es importante, ya que éste determina mayores o
menores ciclos de encendido-apagado de la bomba.
TABLA PARA SELECCIONAR SU HIDRONEUMÁTICO
BOMBAS SUMERGIBLES:
Bombas multietapas, es decir de varios impulsores, cuyo motor está diseñado
para estar sumergido dentro del agua. Vienen en 4, 6, 7 y 8 pulgadas de
diámetro; con impulsores de acetal o de bronce. Se instalan principalmente en
INSTALACIONES I Junio de
2011
159
pozos mecánicos y artesanos, pero también pueden instalarse en otras fuentes
de agua para bombear hacia tanques elevados, subterráneos ó hacia la red de
abastecimiento en conjunto con tanques Hidroneumáticos. Ofrecemos modelos
desde ½ HP a 200 HP con caudales y alturas de descarga de hasta 1,000 GPM y
1,000 pies. Motor eléctrico monofásico o trifásico desde ½ HP a 200 HP.
BOMBAS CENTRÍFUGAS:
Bombas cebantes y no autocebantes para altos, bajos y medianos caudales.
Cuerpo en Hierro Fundido o Plástico, con impulsor cerrado. Motor eléctrico
monofásico o trifásico en 3,450 y 1,800 rpm, desde ½ a 70 HP. Su aplicación es
para bombeo directo en sistemas de riego, sistemas contra incendios, cascadas
o fuentes, torres de enfriamiento, recirculación. También se les puede adaptar
Hidroneumático para edificios y proyectos de alta demanda de agua.
ESTACIONES DE BOMBEO
DESCRIPCIÓN GENERAL
Este capítulo trata exclusivamente del bombeo de las aguas potables, pluviales
y residuales (negras), cuando éstas no pueden incorporarse por gravedad a una
red de distribución de agua potable o de alcantarillado pluvial y/o sanitario del
sistema Intermunicipal; o en su caso, a la planta de Tratamiento respectiva, o
hacia algún punto de descarga determinada.
CONSIDERACIONES BÁSICAS DE PROYECTO
GASTOS DE BOMBEO
INSTALACIONES I Junio de
2011
160
La estación de bombeo trabajará con un gasto máximo igual al del día de
máximo consumo y se deberán considerar capacidades de bombas para los
gastos mínimo y menores que el máximo, mientras que se llega al periodo de
diseño. El periodo de diseño para las estructuras civiles deberá ser el máximo
posible dentro de las limitaciones de financiamiento eligiéndose un mínimo de
20 años. En cambio los equipos de bombeo pueden ir aumentándose a medida
que lo requieran las necesidades.
CARGAS DE BOMBEO
Deberá obtenerse y analizarse la información relacionada con la Carga
Dinámica Total (CDT): alturas de succión y descarga y alturas totales,
estáticas y dinámicas, que se tendrán bajo las diferentes condiciones de
bombeo.
REQUISITOS DE POTENCIA (TEÓRICA)
Los requisitos de potencia son el producto de los gastos y altura de bombeo,
considerando la eficiencia de los equipos. La fórmula principal para estimar la
potencia teórica necesaria para los motores, es la siguiente:
Pot (HP) = QH / Kη
Donde:
HP = Potencia necesaria (en caballos).
Q = Gasto, en litros por segundo, o galones por minuto.
H = Carga dinámica total, en metros columna de agua (mca) o en
pies.
K = Coeficiente de conversión: 76 para Sistema Métrico, 3960
para Sistema Inglés.
η = Eficiencia del equipo de bombeo:
INSTALACIONES I Junio de
2011
161
Bombas chicas ¾‖ a 2‖ de succión =
30 – 50%.
Bombas medianas 2‖ a 6‖ de succión =
50 – 75%.
Bombas grandes 6‖ o mayores =
75 – 80%..
LOCALIZACIÓN
Para la ubicación de esta estructura hidráulica, deberá considerarse lo
siguiente:
a) Topografía.
b) Geotecnia (mecánica de suelos).
c) Comunicaciones y accesos.
d) Alimentación eléctrica, en baja y alta tensión.
e) Terreno disponible.
TIPO DE ENERGÍA A UTILIZAR EN EL BOMBEO
Si se selecciona energía eléctrica, deberá conocerse: el ciclaje, fases, voltaje,
limitaciones de carga, demanda máxima permisible y demandas ordinarias,
factor de potencia y costos entre otras variables.
TIPO Y NÚMEROS DE BOMBAS
Los diferentes tipos de bombas que existen en la industria, son de
características tan variadas que rebasan, con mucho, los alcances del presente
documento, por lo que a continuación se presenta su clasificación, considerando
únicamente las de mayor utilización, en los sectores de agua potable, aguas
negras y pluviales que son de tipo centrífuga.
INSTALACIONES I Junio de
2011
162
CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS POR EL TIPO DE SUCCIÓN
Las Bombas, de acuerdo con su tipo de succión, se pueden clasificar en :
Simple Succión.
Doble Succión.
CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS POR SU DIRECCIÓN DE FLUJO
Bombas de Flujo Radial.
Bombas de Flujo Axial.
Bombas de Flujo Mixto.
Flujo Radial
Flujo Mixto
Flujo Axial
Simple Succión Doble Succión
Simple Succión
Unipaso
Multipaso
Unipaso Multipaso
Autocebantes
Cebadas p/medios externos
Imp. Abierto
Imp. Cerrado.
Imp. Semiabierto
INSTALACIONES I Junio de
2011
163
CLASIFICACIÓN DE LAS BOMBAS POR LA POSICIÓN DE SU
FLECHA
Bombas horizontales.
Bombas verticales.
Bombas con motor sumergido.
Para la selección de cada tipo de bomba, deberán tomarse en cuenta los
siguientes factores:
a) Succión
b) Numero de pasos.
c) Tipo de impulsores.
d) Curvas características.
e) Velocidad.
f) Sumergida, carga neta positiva de succión (NPSH), y
Estudio de cavitación si fuera necesario.
El número de bombas a instalar dependerá del gasto, sus variaciones y
seguridad del sistema, con un mínimo de dos bombas para el 100% del gasto de
proyecto cada una. Inclusive en sistemas de abastecimiento para grandes
poblaciones se aconseja tener un equipo de bombeo para manejar el 200% del
gasto de diseño de la estación. Este valor puede reducirse pero en general es
conveniente un valor mínimo de 150%, con tres bombas, cada una para el 50%
del gasto de diseño.
CARACTERÍSTICAS DEL CÁRCAMO DE BOMBEO
Pueden ser de una sola cámara o de dos; alturas de succión; accesos.
SUCCIÓN MÁXIMA A DIFERENTES ALTITUDES
Altura sobre el Presión
barométrica, Altura equivalente
Succión máxima
disponible
INSTALACIONES I Junio de
2011
164
nivel del mar Kg/cm2 m de agua de las bombas m.
0 1.033 10.33 7.60
400 0.966 9.86 7.30
800 0.938 9.38 7.00
1200 0.890 8.90 6.40
1600 0.845 8.45 6.10
2000 0.804 8.04 5.80
2400 0.765 7.65 5.50
3200 0.695 6.95 5.20
DISEÑO DE LOS CÁRCAMOS
Se deberán considerar: Capacidad, dimensiones, controles, acceso, limpieza,
drenaje, demasías, iluminación y ventilación.
MOTORES ELÉCTRICOS
Considerar: Tipo, velocidad, voltaje potencia y sobrecarga, reguladores de
velocidad, corriente de arranque y operación, eficiencias con carga y sin carga.
SUBESTACIÓN ELÉCTRICA
Considerar: Tipo, capacidad, dimensiones, tableros y contactos.
TUBERÍAS, VÁLVULAS Y ACCESORIOS
Consideración general a la economía. Accesibilidad para reparaciones y
operación. Pendientes, apoyos, atraques, desfogues, amortiguadores de golpe
de ariete, protección contra corrosión y cargas externas. Operación de las
válvulas.
INSTALACIONES I Junio de
2011
165
EDIFICIOS COMPLEMENTARIOS
Servicios, talleres, almacén, vigilancia.
AUTOMATIZACIÓN
Control de niveles, máximo y mínimo, influente, medición, etc. (ver cap. 11).
CLASIFICACION Y TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO
CLASIFICACIÓN
Se acostumbra clasificar las estaciones de bombeo en primarias y
secundarias.
Las estaciones primarias toman el agua de alguna fuente de abastecimiento o
de algún cárcamo, y la elevan a otro almacenamiento, al tratamiento, a la red
directamente o a una combinación de ellas.
Las estaciones secundarias mejoran las condiciones de una primaria
incrementando presión o gasto, pero con la alimentación de una estación
primaria.
TIPOS BÁSICOS
Las estaciones primarias pueden construirse básicamente de dos tipos :
a) Estaciones de dos cámaras, y
b) Estaciones de una cámara.
a) Estaciones de dos cámaras. Se consideran dos cámaras o cárcamos.
En uno se tendrá la entrada del agua y un deposito que sirva para
conectar la succión; en el otro, que se denomina cámara seca, se
colocan los equipos de bombeo. La primera cámara puede no existir
como tal, sino que puede ser simplemente una fuente natural.
b) Estaciones de una cámara. Generalmente se usan para bombas de
eje vertical o sumergibles y consisten de una sola cámara donde se
tiene la entrada del agua, el almacenamiento necesario y los equipos
de bombeo, antes mencionados.
INSTALACIONES I Junio de
2011
166
DIMENSIONES DE LAS CÁMARAS SECAS
Las cámaras secas se dimensionaran de acuerdo con el numero y dimensión de
las unidades de bombeo a instalarse. Sin embargo, deberá considerarse el
espacio para lo siguiente :
1. Válvulas y accesorios.
2. Controles eléctricos.
3. Amortiguadores de golpe de ariete.
4. Apoyos y atraques.
5. El múltiple a construirse adentro o fuera del cárcamo.
Figura 13.1. Estación de bombeo con bombas verticales en dos cámaras.
Cámara
Húmeda
Cámara Seca
Cámara
Húmeda
Succión
INSTALACIONES I Junio de
2011
167
FIG. 13.2 Estación de Bombeo con bombas horizontales en dos cámaras
(generalmente con cargas de succión).
bles en una sola cámara.
Las unidades se colocaran de modo que ocupen el mínimo espacio y debe
considerarse la circulación entre unidades y el tamaño de las bases.
Las cámaras de succión (pozo húmedo) en estaciones de dos cámaras se
dimensionaran según se tenga una instalación con carga de succión o altura de
succión.
CON CARGA DE SUCCIÓN:
a) Se debe considerar una altura mínima del agua de 1m sobre el eje
de las bombas para asegurar que siempre estarán cebadas. En
MÚLTIPLE DE DESCARGA
INSTALACIONES I Junio de
2011
168
caso de bombas muy grandes, debe considerarse un mínimo de
0.50m por sobre la parte mas alta de la carcasa de la bomba.
b) La longitud será la misma que la de la cámara seca.
c) Podrán quedar ambas cámaras adosadas con un muro común o
separadas, dependiendo esto primordialmente del comportamiento
del suelo.
d) El ancho será el mismo para asegurar un volumen que permita
absorber fluctuaciones entre entradas y salidas del tal manera
que las bombas no paren y arranquen con frecuencia. Un mínimo de
15 minutos puede considerarse aceptable aun cuando deberá
tenderse a valores mayores.
CON ALTURA DE SUCCIÓN
a) El nivel mínimo del agua en la cámara de succión se
considerara en atención a :
I. La carga neta positiva de succión para evitar cavitacion,
vibraciones y reducción en la capacidad y eficiencia.
II. La altura mínima sobre la boca se succión para evitar la
entrada del aire (valor común : mas de 0.50m dependiendo
del diámetro de la boca).
b) La longitud y el ancho se consideraran igualmente que en el
caso anterior.
c) Las cámaras para bombas de eje vertical se dimensionarán de
acuerdo con : las dimensiones de lo equipos; el volumen de
INSTALACIONES I Junio de
2011
169
compensación, y la altura mínima del agua para tener la
sumergencia adecuada (dato del fabricante).
La distancia entre el fondo del cárcamo y la campana de succión
deberá ser como se indica en la fig.13.5.
FIG. 13.4 LAS MAMPARAS
AYUDAN A DISMINUIR LA TURBULENCIA
FIG. 13.5. DISTANCIA DEL FONDO DEL
CARCAMO A LA CAMPANA DE SUCCIÓN.
INSTALACIONES I Junio de
2011
170
PLANTEAMIENTO DE LA INSTALACIÓN
El fabricante del equipo de bombeo deberá proporcionar todos los datos
necesarios para poder plantear correctamente la instalación. Sin embargo,
pueden hacerse anteproyectos de la estación utilizando catálogos o usando los
datos de una bomba semejante a la que se pretenda instalar.
Una vez conocidas las características del equipo que se adquirirá, pueden
hacerse los ajustes necesarios.
Una instalación puede estar incorrecta cuando afecta:
I. El consumo de potencia debido a perdidas por fricción, alta carga
de velocidad y otras perdidas, sin afectar directamente la
eficiencia de la bomba.
II.
III. La eficiencia de la bomba debido a pérdidas hidráulicas,
turbulencia, vortices y/o entrada de aire en la succión.
DIMENSIONAMIENTO DE LA CÁMARA HÚMEDA
El dimensionamiento de un cárcamo depende del tipo de que se trate. En un
cárcamo de flujo constante no es importante el volumen del mismo, aunque se
deben guardar ciertas dimensiones geométricas (que son las que definen su
volumen), ya que las cámaras no retienen ni regulan el gasto, puesto que el agua
que entra es evacuada por las bombas inmediatamente. En un cárcamo de tipo
intermitente es muy importante el volumen que se retiene en la o cámaras de
bombeo. Sin embargo, el dimensionamiento geométrico para un gasto normal de
operación es el mismo para ambos tipos.
En el caso de las aguas negras, la retención de éstas en un cárcamo por un
tiempo mayor de un cierto límite, generalmente produce condiciones sépticas
que ocasionan olores desagradables. Este es un problema especialmente en
climas cálidos. Se ha sugerido en tiempo máximo de retención de 30 minutos.
INSTALACIONES I Junio de
2011
171
Por otro lado, es conveniente diseñar un cárcamo cuyo volumen sea el
mínimo posible, pero compatible con las condiciones adecuadas de operación.
Esto plantea la necesidad de establecer una relación conveniente entre dicho
volumen, los caudales, el requisito de tiempo de retención, las características
del equipo de bombeo y el programa de operación (tiempos de arranque y
parada) de dicho equipo.La duración mínima de un ciclo de bombeo se presenta
cuando el caudal de entrada es exactamente igual a la mitad de la capacidad de
la bomba; en estas condiciones la duración del tiempo en que está encendida la
bomba es igual al tiempo en que permanece apagada. Si el caudal es mayor la
bomba permanecerá encendida por más tiempo y viceversa; en ambos caso, la
duración del ciclo es mayor que el mínimo. Para bombas y motores grandes, T
(duración mínima de un ciclo de bombeo en minutos) no debe ser menor que 20
minutos. Para bombas menores, T puede ser reducido a 10 minutos, aunque lo
recomendable es 15 minutos. Si esto conduce a un volumen excesivo de una
estación de bombeo pequeña que tiene dos bombas idénticas, una de las cuales
es de reserva, se puede reducir a la mitad el volumen del cárcamo operando las
bombas en forma alternada, ya que esto ocasiona que el valor de T para el
cárcamo sea la mitad del valor efectivo de T para el equipo. En lo que se
refiere a la capacidad de los equipos de bombeo, es conveniente asignar 2
equipos para cada capacidad (las bombas menores, serían destinadas a los
caudales cercanos al mínimo) y operarlos alternadamente.La determinación del
volumen del cárcamo se hace en función de los tiempos de duración del ciclo de
operación y de las capacidades de los equipos de bombeo.
ALTERNATIVAS PARA CALCULAR EL VOLUMEN DEL CÁRCAMO
Análisis del diseño de un sistema de bombeo, que trabaja parando,
la ó las bomba(s) a nivel mínimo y arrancando cuando el agua alcanza el
nivel máximo. Los valores límites que deben observarse son:
Variable Valor Límite Observaciones
tp (min). Se requiere evitar
INSTALACIONES I Junio de
2011
172
Tiempo de paro en flujo
mínimo
30 minutos sedimentación excesiva y
septicidad.
Tf (min).
Tiempo de
funcionamiento en flujo
mínimo.
3 a 5 minutos
K
Número de ciclos por
hora en flujo máximo
12 ciclos/hr
Se requiere evitar un
número excesivo de
arranques al motor.
RECOMENDACIONES PARA UNA CORRECTA INSTALACIÓN DEL
EQUIPO
El fabricante deberá proporcionar todos los datos necesarios para poder
planear correctamente la instalación. Sin embargo, pueden hacerse
anteproyectos de la estación utilizando catálogos o usando los datos de una
bomba semejante a la que se pretenda instalar. Una vez conocidas las
características del equipo que se adquirirá. Pueden hacerse los ajustes
necesarios.
Es común que se de mayor importancia a la elección de la bomba y equipos de
cebado sin consideración debida a la importancia de las tuberías y accesorios,
lo que puede afectar la eficiencia de la estación. Por consiguiente, deberá
tomarse en cuenta lo mostrado en el siguiente dibujo y lo descrito en el inciso
3.9.
INSTALACIONES I Junio de
2011
173
Figura 13.8. Instalación incorrecta de Tuberías.
Reglas generales a considerar.
1. Nunca deberán usarse tuberías de diámetro menor que los diámetros
de succión y descarga de la bomba, de preferencias mayores.
2. El diámetro de la tubería de succión será igual o mayor que el
diámetro de la tubería de descarga.
3. Úsense reducciones excéntricas en la succión para evitar la
formación de bolsas de aire. Las figuras 13.8 y 13.9 ilustran la
instalación incorrecta y correcta, respectivamente.
4. Los aumentos y reducciones en la descarga y succión deberán
graduales para que aseguren un escurrimiento eficiente y ahorro de
energía.
5. Deben instalarse las tuberías de succión y descarga lo más
directamente posible y con un mínimo de codos y otras piezas
especiales.
INSTALACIONES I Junio de
2011
174
6. La tubería de succión deberá ser colocada exactamente horizontal o
con pendiente uniforme hacia arriba del cárcamo de succión hacia la
bomba.
7. Nunca debe ponerse un codo en un plano horizontal directamente en
la brida de descarga de la bomba. Entre el codo y la brida de succión
úsese un tramo recto de por lo menos 4 a 6 veces el diámetro del
tubo. Las figuras 13.10 13.11 muestran instalaciones incorrecta y
correcta, respectivamente.
Un codo en las circunstancias desfavorables señaladas causa empuje
desigual y pérdidas hidráulicas. Esto se debe a un mejor llenado de un
lado de la cámara de succión y ojo del impulsor que en el otro.
8. Siempre que sea posible, la reducción en la succión y el aumento en la
descarga deberán instalarse directamente a las bridas de la bomba.
Esto producirá las pérdidas hidráulicas que puedan afectar la
eficiencia de la bomba. Esto producirá mejor conversión de la
velocidad y reducirá las pérdidas hidráulicas que puedan causar
válvulas o codos conectados directamente y que puedan afectar la
eficiencia de la bomba.
9. Selecciónense tuberías, válvulas y piezas especiales de un tamaño tal
que resulte económica la instalación.
En general, se puede decir que los diámetros pequeños aumentan el
costo de bombeo, pero el costo inicial es menor; los diámetros
grandes reducen el costo de bombeo, pero el costo inicial es grande.
10. Las instalaciones con codos verticales pueden hacerse como se
indica en las figuras siguientes :
INSTALACIONES I Junio de
2011
175
Figura 13.9. INSTALACIÓN CORRECTA DE TUBERÍAS
FIG. 13.10A. INSTALACIÓN INCORRECTA
DE CODO EN PLANO HORIZONTAL.
FIG. 13.11A. INSTALACIÓN CORRECTA DE
CODO EN PLANO HORIZONTAL.
INSTALACIONES I Junio de
2011
176
REQUISITOS EN LA SUCCIÓN
1. Asegúrese que la presión absoluta sea mayor que la presión de vapor
de agua.
2. Siempre que sea posible evítense las instalaciones con altura de
succión. Cuando se tenga que hacer así, se deberá hacer el estudio de
la altura de succión permisible.
REQUISITOS EN LA DESCARGA
1. Deberá instalarse una válvula de seccionamiento y una de retención
junto a la bomba.
Colóquense la válvula de retención entre la bomba y la válvula de
seccionamiento y después del aumento.
La válvula de retención protegerá la bomba contra sobrepresiones
durante un golpe de ariete si se usa válvula de pie, y contra rotación
contraria si no se usa válvula de pie.
2. La válvula de seccionamiento puede usarse para controlar el gasto de
la bomba.
3. Los aumentos en la descarga son concéntricos.
4. Las conexiones al múltiple de descarga deberán ser similares a las
que se recomiendan en el inciso anterior, considerándose obviamente
el escurrimiento en sentido contrario.
5. En muchas ocasiones es necesario mantener el nivel en el cárcamo de
succión. Si las salidas son mayores que las entradas podrán tenerse
arranques y paradas frecuentes. Esto podría eliminarse con el uso de
una derivación o paso lateral, conectando el múltiple de descarga con
el cárcamo de succión intercalando una válvula de seccionamiento.
MATERIALES
1. En general, las válvulas son de fierro fundido y requieren conexión
con bridas.
INSTALACIONES I Junio de
2011
177
2. Las piezas especiales pueden ser de acero, fierro fundido o fierro
negro.
3. En general, se recomienda que los múltiples sean de acero con piezas
soldadas. Los múltiples de fierro fundido usados con conexiones con
bridas pueden requerir la función de muchas piezas que no sean de
fabricación estándar.
4. Las líneas de succión y descarga pueden ser de acero, fierro fundido
y fierro negro.
ACCESORIOS
1. Juntas flexibles. En general, se usan juntas Gibault para conectar
tuberías de fierro fundido y asbesto-cemento y juntas Dresser para
tuberías de acero.
2. Atraques. Las tuberías deberán atracarse perfectamente y se
deberá hacer el cálculo de la fuerza que actuará en ellas para lograr
un diseño adecuado.
3. Provéanse las conexiones para el dispositivo amortiguador del golpe
de ariete.
4. En las líneas de descarga habrá que colocar válvulas de entrada y
alivio de aire en las crestas para evitar vacíos por rotura de la
columna de agua y para eliminar aire acumulado.
INSTALACIONES I Junio de
2011
178
Figura 13.12. INSTALACIÓN DE DESCARGA MEDIANTE MÚLTIPLE.
Figura 13.13. MÉTODO RECOMENDADO PARA LA FIJACIÓN DE
PERNOS DE ANCLAJE.
Consideraciones adicionales.
Las bombas en instalaciones interiores se colocarán en lugares limpios,
secos e iluminados.
En instalaciones exteriores, lo importante es la elección apropiada del
motor (a prueba de goteo, a prueba de polvo o ambas).
Se proporcionará suficiente espacio para que, en un caso dado, se
pueda desarmar la bomba.
Para bombas grandes con carcasas y rotores pesados deberá preverse
una grúa viajera o facilidades para colocar un polipasto.
INSTALACIONES I Junio de
2011
179
En estaciones interiores conviene tener un buen sistema de drenaje o
un sumidero con bomba de achique.
Las bases para apoyar bombas centrífugas operadas con motores
eléctricos no requieren un análisis dinámico como sería el caso de
apoyar bombas recíprocas, o bombas centrífugas operadas con
motores de combustión.
Para el caso más común, como bombas con motores eléctricos, las
bases son cualquier estructura suficientemente pesada para
proporcionar un soporte rígido al área total de la placa de apoyo y
absorber cualquier esfuerzo y vibración normales.
Las bases de concreto semienterradas son las más satisfactorias. Las
dimensiones dependerán del tamaño del equipo y de las
características del suelo.
El fabricante proporcionará los dibujos necesarios para la localización
de los pernos de anclaje.
Protección sanitaria de la calidad del agua.
Cuando se usa una estación de dos cámaras, deberán tomarse las precauciones
necesarias para que la cámara de succión sea perfectamente impermeable y
esté protegida contra: a) inundaciones; b) posible contacto del agua con
objetos, personas o animales, y c) entrada del agua pluvial. Para ello, los
registros y ventilas deberán diseñarse adecuadamente; asimismo, se tomarán
las precauciones debidas a fin de que el sitio de localización tenga un drenaje
adecuado.
INSTALACIONES I Junio de
2011
180
EDIFICIOS
La arquitectura y el acceso de una estación de bombeo deben ser atractivos y
la operación no debe causar molestias a la vecindad. Deberá tenderse siempre
hacia la construcción de estaciones estéticas, interior y exteriormente, con
acceso libre al público.
Los materiales de muros, pisos, etc., deberán requerir poco
mantenimiento (vitricotas, losetas de granito o vinílicas, etc.).
La ventilación e iluminación, tanto natural como artificial, son
especialmente importantes. Deberá pensarse en posibles modificaciones y
expansiones.
Las estaciones situadas en áreas residenciales deberán, de preferencia,
ser subterráneas y muy silenciosas. Si no es posible, la arquitectura deberá
armonizar con la zona circundante.
El problema puede también resolverse con el uso de bombas sumergibles.
Otros factores que influyen en el diseño son:
a) Existencia de taller, almacén, oficinas, baños, etc.
b) La localización interior o exterior de la subestación.
c) La localización de los tableros de control.
d) Las facilidades para mover los equipos.
e) La adecuada localización de los drenajes para evitar la
contaminación del agua.
Ejemplo de cálculo:
Qmax (aguas negras) = 60 lps
Qmin (aguas negras) = 15 lps
Se asume:
INSTALACIONES I Junio de
2011
181
Tf = 5 min
Caudal de bombeo = QB = m Qmax : m> 1 ; max
minmax
Q
QQm
QB = 1.25 (60 lps)
QB = 75 lps
Se procede a calcular las otras variables del problema:
Qmin = η Qmax ; η< 1
max
min
Q
Q
lps
lps
60
15
η = 0.25
m
tPtF
(min)(min)
5 minutos = 25.025.1
25.0(min)tP de donde:
m
tFtP
/(min)(min)
min201
min20
25.025.1
25.0min/5(min)tP
Vol = Volumen del cárcamo
Vol = tP(min) * Qmin
Vol = 20 min * 15 lps * 60 seg
Vol = 20 minutos * 900 LPM
INSTALACIONES I Junio de
2011
182
TVol = 18,000 litros
Vol = 18 m3
tc (min) = Tiempo del ciclo en flujo mínimo
tc (min) = tF (min) + tP (min)
tc (min) = 5 minutos + 20 minutos
tc (min) = 25 minutos
Número de ciclos en flujo mínimo = 60 minutos / 25 minutos =
2.4 ciclos/hora
tP (max) = Tiempo de paro en flujo máximo
tP (max) = tP (min) * η
tP (max) = 20 minutos (0.25)
tP (max) = 5 min
tF (max) = tiempo de funcionamiento en flujo máximo
tF (max) = tP (max) / m – 1
tF (max) = 5 minutos / 1.25 – 1
tF (max) = 20 minutos
K = No. ciclos / Hora en flujo máximo
(max)
)1(60
mtP
mK
INSTALACIONES I Junio de
2011
183
min)5(25.1
)125.1(60K
25.6
15K
4.2K ciclos/hora
V = tP(max) Qmax
V = 5 minutos (60 lps * 60 seg)
V = 5 minutos (3,600 LPM)
V = 18,000 lts.
V = 18 m3.
NOTA: En general el número de ciclos en flujo máximo es mayor que el número
de ciclos en flujo mínimo; los valores numéricos asumidos de las variables
produjeron resultados iguales en este ejemplo y siempre que se cumpla
la relación:
)(
1
m
m
ALTERNATIVA NO.2.: PARA UN CICLO MAYOR A 10 MINUTOS QUE
ES LO QUE RECOMIENDAN LOS FABRICANTES DE
BOMBAS.
Qmax = 60 lps
Qmin = 15 lps
INSTALACIONES I Junio de
2011
184
De la fórmula:
minmaxmax
11
600
QQQ
Volteórico
015.006.0
1
06.0
1
600teóricoVol
22.2266.16
600teóricoVol
88.38
600teóricoVol
Volteórico = 15.43 m3
De la fórmula:
600( max)max QprevistoQVolreal
600)06.0)5.1*06.0((realVol
600)03.0(realVol
18realVol m3.
INSTALACIONES I Junio de
2011
185
Tiempo llenado min
minQ
VolQ
Tiempo llenado segm
mQ
/015.0
183
3
min
Tiempo llenado minQ 1,200 seg / 60 = 20 min
Tiempo llenado max
maxQ
VolQ
Tiempo llenado segm
mQ
/060.0
183
3
max
Tiempo llenado maxQ 300 seg / 60 = 5 minutos
Tiempo de Vaciado = minmax QQ
Vol
Tiempo de Vaciado = segmsegm
m
/015.0/060.0
1833
3
Tiempo de Vaciado = segsegm
m400
/045.0
183
3
Tiempo de Vaciado o gasto mínimo = 6.66 minutos
INSTALACIONES I Junio de
2011
186
Ciclo = Tiempo llenado + Tiempo vaciado
Ciclo = 30 minutos + 6.66 minutos = 26.66 minutos
Ciclos / Hora = 60 minutos / 26.66 minutos = 2.25 ciclos/hora
DISEÑO DE RED DE EVACUACION DE
AGUAS NEGRAS
Para la elaboración de un proyecto de
recolección y evacuación de aguas
residuales o lluvias esaconsejable disponer
estudios previos a su diseño, que permitan
caracterizar la región desde el punto
devista físico y socioeconómico, conocer
los sistemas existentes de abastecimiento
de agua potable ysaneamiento básico y
considerar los planes de desarrollo urbano
y ordenamiento territorial. Esto debecontribuir a seleccionar la alternativa
más adecuada y factible, técnica, económica, financiera y de menorimpacto
ambiental. En el caso de proyectos de ampliación y/o rehabilitación el alcance y
necesidad deestudios básicos son más limitados y puntuales.
Diseño
Condiciones generales de la evacuación
INSTALACIONES I Junio de
2011
187
Los colectores del edificio deben desaguar, preferentemente por gravedad, en
el pozo o arquetageneral que constituye el punto de conexión entre la
instalación de evacuación y la red de alcantarillado público, a través de la
correspondiente acometida.
Cuando no exista red de alcantarillado público, deben utilizarse sistemas
individualizados separados,uno de evacuación de aguas residuales dotado de
una estación depuradora particular y otro deevacuación de aguas pluviales al
terreno.
Los residuos agresivos industriales requieren un tratamiento previo al vertido
a la red de alcantarilladoo sistema de depuración.
Los residuos procedentes de cualquier actividad profesional ejercida en el
interior de las viviendasdistintos de los domésticos, requieren un tratamiento
previo mediante dispositivos tales como depósitosde decantación, separadores
o depósitos de neutralización.
Configuraciones de los sistemas de evacuación
Cuando exista una única red de alcantarillado público debe disponerse un
sistema mixto o un sistemaseparativo con una conexión final de las aguas
pluviales y las residuales, antes de su salida ala red exterior. La conexión entre
la red de pluviales y la de residuales debe hacerse con interposiciónde un
cierre hidráulico que impida la transmisión de gases de una a otra y su salida
por lospuntos de captación tales como calderetas, rejillas o sumideros. Dicho
cierre puede estar incorporadoa los puntos de captación de las aguas o ser un
sifón final en la propia conexión. Cuando existan dos redes de alcantarillado
público, una de aguas pluviales y otra de aguas residualesdebe disponerse un
sistema separativo y cada red de canalizaciones debe conectarse de
formaindependiente con la exterior correspondiente.
INSTALACIONES I Junio de
2011
188
DISEÑO DE REDES
El tamaño y la pendiente de un
colector deben ser adecuados para
conducir el caudal de diseño, evitar
lasedimentación de sólidos para las
condiciones iníciales de servicio y
garantizar su adecuada operación
yfuncionalidad.
DIÁMETROS
Para los cálculos hidráulicos debe hacerse referencia al diámetro interno real
de los colectores.
DISEÑO HIDRÁULICO
En general, los colectores deben diseñarse como conducciones a flujo libre por
gravedad. El flujo de aguasresiduales o pluviales en una red de alcantarillado
para su recolección y evacuación no es permanente. Sinembargo, el
dimensionamiento hidráulico de la sección de un colector puede hacerse
suponiendo que elflujo en éste es uniforme. Esto es válido en particular para
colectores de diámetro pequeño. Existen variasfórmulas de flujo uniforme
apropiadas para este propósito, dentro de las cuales están la de Chézy y la
deManning. La ecuación de Chézy constituye la representación de la ecuación
de Darcy para flujo enconductos abiertos, mientras que la fórmula de Manning
es la más utilizada en la práctica.
V = C × (R ×S) ½ (Chézy) (D.2.1)
INSTALACIONES I Junio de
2011
189
V = (1 n)× R ⅔ x S½ (Manning) (D.2.2)
Alternativamente a las fórmulas de flujo uniforme el diseñador puede utilizar
otros modelos de flujopermanente o no permanente.El diseño de colectores
matrices debe hacerse con flujo gradualmente variado, lo mismo que los
canalescolectores de aguas lluvias y en general colectores de diámetros
superiores o iguales a 900 mm. Paracolectores entre 600 mm y 900 mm se
recomienda revisar el diseño con flujo gradualmente variado. Cuandola
velocidad en un colector es mayor a 2 m/s se recomienda hacer un análisis
hidráulico detallado del tramo.
COEFICIENTES DE RUGOSIDAD
Muchas investigaciones y experimentos de laboratorio y mediciones de campo
se han llevado a cabo paradeterminar los coeficientes de fricción para varios
materiales y condiciones. En el laboratorio se puedenobtener mediciones
precisas, pero es difícil duplicar condiciones de flujo equivalentes a las de
unalcantarillado. Por su parte, las mediciones de campo en colectores
existentes pueden reflejar variablesdesconocidas propias del sistema
analizado, así como errores en la medición e inhabilidad para controlarvariables
identificables.
El coeficiente C de resistencia al flujo de Chézy puede estimarse a partir del
coeficiente de fricción f de lafórmula de Darcy-Weisbach, el cual se evalúa
con la fórmula de Colebrook-White. Esta fórmula se considerateóricamente la
más completa, pues es aplicable a todos los regímenes de flujo, y depende del
diámetro, elRAS-2.000. Sistemas de Recolección y Evacuación de Aguas
Residuales y PluvialesPágina D.24número de Reynolds y el coeficiente de
rugosidad absoluta k propio de la superficie friccional. El coeficienteC puede
estimarse también con fórmulas más empíricas como las de Ganguillet-Kutter y
Bazin.El coeficiente de rugosidad de Manning es estimado a partir de
mediciones de laboratorio y de campo, ydepende en general del tipo de
material del conducto.En el diseño de redes de recolección y evacuación de
aguas residuales y pluviales, deben usarse valores decoeficientes de rugosidad
INSTALACIONES I Junio de
2011
190
que representen adecuadamente el efecto friccional en las condiciones de
servicioque el colector experimentará durante su vida útil. Estas condiciones
de servicio dependen de variosfactores:
1. Material del conducto
2. Forma y tamaño del conducto
3. Profundidad de flujo
4. Tipo de uniones
5. Número de uniones por unidad de longitud
6. Desalineamiento horizontal del conducto
7. Desalineamiento vertical del conducto por efecto de las uniones
8. Depósitos de material en el conducto
9. Entrada de flujos laterales puntuales al conducto
10. Penetración de raíces
11. Crecimiento de biofilmes en el interior del conducto
12. Deformación del colector
PROFUNDIDAD MÁXIMA A LA COTA CLAVE
En general la máxima profundidad de los colectores es del orden de 5 m,
aunque puede ser mayor siemprey cuando se garanticen los requerimientos
geotécnicos de las cimentaciones y estructurales de losmateriales y colectores
durante (y después de) su construcción, para lo cual deben considerarse
lasdisposiciones de los capítulos G.2 y G.3 del Título G.
Los cruces subterráneos de lagos, ríos y corrientes superficiales deberán
acompañarse de un diseñoapropiado e idóneo que justifique las dimensiones, los
atraques y las profundidades empleadas y deberánproveerse de medios para
impedir su destrucción por efectos de la socavación de la corriente atravesada.
RETENCIÓN DE SÓLIDOS
INSTALACIONES I Junio de
2011
191
En los sistemas no convencionales de alcantarillados sanitarios sin arrastre de
sólidos, el agua residual esdescargada a un tanque interceptor de sólidos donde
éstos se retienen y degradan, produciendo un efluentesin sólidos
sedimentables que es transportado por gravedad al sistema de colectores. En
general, sirvenpara uso doméstico en pequeñas comunidades o poblados y su
funcionamiento depende de la operaciónadecuada de los tanques interceptores,
de la evacuación periódica de los lodos y del control al uso indebidode los
colectores. En los literales E.3.3 y E.3.4 se establecen los criterios de diseño
de los tanquesinterceptores. El diseñador debe justificar plenamente su
utilización con base en los aspectos mencionadosen el literal
INSTALACIONES I Junio de
2011
193
TUBERIAS Y ACCESORIOS PARA DRENAJES
AGUAS NEGRAS Y PLUVIALES
LLAVE PASO 1 COMPUERTA P.P.
Llave cierre tipo compuerta, diseñada para regular el paso en los sistemas de
distribución, esto mediante una manija giratoria. Excelente calidad, resistencia
y larga vida útil, posee roscas. Usada en sistemas de agua potable, aguas
pluviales, sistemas de riego y muchos más.
PVC CODO LISO PRESION 25MM. X 45.
Codo para cañería (presión) de 25mm de diámetro, curvatura a 45°, conexión a
presión. Excelente calidad, resistencia y larga vida útil. Usado en la conexión
de tuberías PVC. Se puede utilizar en sistemas de agua potable, desagües,
sistemas de riego y muchos más.
PVC CODO LISO PRESION 38MM. X 45.
Codo para cañería (presión) de 38mm de diámetro, curvatura a 45°, conexión a
presión. Excelente calidad, resistencia y larga vida útil. Usado en la conexión
de tuberías PVC. Se puede utilizar en sistemas de agua potable, desagües,
sistemas de riego y muchos más.
INSTALACIONES I Junio de
2011
194
PVC CODO LISO PRESION 50MM. X 90.
Codo para cañería (presión) de 50mm de diámetro, curvatura a 90°, conexión a
presión. Excelente calidad, resistencia y larga vida útil. Usado en la conexión
de tuberías PVC. Se puede utilizar en sistemas de agua potable, desagües,
sistemas de riego y muchos más.
PVC CODO SANITARIO P DELG. SDR32.5 -100MM. X 45.
Codo sanitario (desagüe, drenaje), pared delgada SDR32.5 de 100mm de
diámetro, curvatura a 45°, conexión a presión. Excelente calidad, resistencia y
larga vida útil. Usado en la conexión de tuberías PVC. Se puede utilizar en
sistemas de desagües, drenajes, aguas pluviales, aguas negras y muchos más.
PVC CODO SANITARIO P DELG. SDR32.5 -31MM. X 90.
Codo sanitario (desagüe, drenaje), pared delgada SDR32.5 de 31mm de
diámetro, curvatura a 90°, conexión a presión. Excelente calidad, resistencia y
INSTALACIONES I Junio de
2011
195
larga vida útil. Usado en la conexión de tuberías PVC. Se puede utilizar en
sistemas de desagües, drenajes, aguas pluviales, aguas negras y muchos más.
PVC CODO SANITARIO P DELG. SDR32.5 -50MM. X 45.
Codo sanitario (desagüe, drenaje), pared delgada SDR32.5 de 50mm de
diámetro, curvatura a 45°, conexión a presión. Excelente calidad, resistencia y
larga vida útil. Usado en la conexión de tuberías PVC. Se puede utilizar en
sistemas de desagües, drenajes, aguas pluviales, aguas negras y muchos más.
PVC CODO SANITARIO P GRUESA S40-100MM. X 45.
Codo sanitario (desagüe, drenaje), pared gruesa SDR41 de 100mm de diámetro,
curvatura a 45°, conexión a presión. Excelente calidad, resistencia y larga vida
útil. Usado en la conexión de tuberías PVC. Se puede utilizar en sistemas de
desagües, drenajes, aguas pluviales, aguas negras y muchos más.
PVC CODO SANITARIO P GRUESA S40-75MM. X 90.
Codo sanitario (desagüe, drenaje), pared gruesa SDR41 de 75mm de diámetro,
curvatura a 90°, conexión a presión. Excelente calidad, resistencia y larga vida
útil. Usado en la conexión de tuberías PVC. Se puede utilizar en sistemas de
desagües, drenajes, aguas pluviales, aguas negras y muchos más.
INSTALACIONES I Junio de
2011
196
PVC ADAPTADOR REGISTRO SANITARIO P GRUESA SDR41 50MM
Los adaptadores PVC son piezas que se utilizan para la conexión de diversos
artículos como llaves de chorro, de compuerta y llaves de paso. Las hay para
cañería (presión) y sanitarias (desagües, drenajes), instalación a presión, con
roscas internas (hembras) y externas (machos),en variedad de medidas. Piezas
de excelente calidad, resistencia y larga vida útil. Se pueden utilizar en
sistemas de agua potable, desagües, alcantarillas, aguas pluviales, sistemas de
riego, y muchos más.
PVC ADAPTADOR SIFON SANITARIO 31MM
Adaptador sifón sanitario, 31mm.
PVC ADAPTADOR MACHO CPVC 12MM AGUA CALIENTE FGG
DURMAN
Pieza plástica macho de 12mm de diámetro, usada en sistemas de agua, para
conexión de piezas como llaves de paso, de compuerta, entre otros. Presenta
excelente calidad, resistencia y larga vida útil.
INSTALACIONES I Junio de
2011
197
PVC REDUCCION LISA PRESION 18 X 12MM.
Reducción medida de 18mmx12mm, lisa. Excelente calidad, resistencia y larga
vida útil. Usada en la conexión de tuberías PVC de diferentes diámetros.
PVC REDUCCION SANITARIA PARED DELG. SDR32.5-100 X 50MM.
Reducción sanitaria de 100mm x 50mm, lisa. Excelente calidad, resistencia y
larga vida útil. Usada en la conexión de tuberías PVC de diferentes diámetros.
Se puede utilizar en sistemas de agua potable, desagües, sistemas de riego y
muchos más.
PVC REDUCCION SANITARIA PARED GRUESA SDR41-38 X 31MM.
Reducción sanitaria de 38mm x 31mm, lisa. Excelente calidad, resistencia y
larga vida útil. Usada en la conexión de tuberías PVC de diferentes diámetros.
Se puede utilizar en sistemas de agua potable, desagües, sistemas de riego y
muchos más.
INSTALACIONES I Junio de
2011
198
PVC REDUCCION SANITARIA SDR32.5-50 X 38MM
Reducción sanitaria de 50mm x 38mm, lisa. Excelente calidad, resistencia y
larga vida útil. Usada en la conexión de tuberías PVC de diferentes diámetros.
Se puede utilizar en sistemas de agua potable, desagües, sistemas de riego y
muchos más.
PVC TUBO SCH40 PRESION 12MM
Tubo PVC, para cañería (presión) de 12mm (1/2") de diámetro, SCH40, 6mts de
largo. Pieza de excelente calidad, resistencia y larga vida útil. Usado para la
conducción de aguas en los sistemas de distribución, tales como sistemas de
agua potable, sistemas de riego, entre otros.
PVC TUBO SDR32.5 75MM
Tubo PVC de 75mm (3") de diámetro, SDR32.5, 6 metros de largo. Pieza de
excelente calidad, resistencia y larga vida útil. Usado para la conducción de
agua en los sistemas de distribución, tales como sistemas de riego, desagües,
drenajes, aguas pluviales, entre otros.
INSTALACIONES I Junio de
2011
199
CALCULO DE LAS RED DE EVACUACION DE AGUAS NEGRAS
FOSAS SEPTICAS
FOSAS SEPTICAS EN ZONAS RURALES
Un sistema muy común para tratar aguas residuales, tanto en zonas rurales,
como urbanas (cada vez menos) es la fosa séptica o pozo séptico, a veces unido
con un sistema de filtración añadido. La fosa séptica quita los sólidos
sedimentarios y flotantes del agua negra y el sistema de absorción filtra y
trata el efluente clarificado de la fosa séptica. El quitar los sólidos del agua
residual protege el sistema de filtración terriza contra obstrucción y falla
prematura. A la misma vez que quita materia sólida, la fosa séptica también
permite digestión de una porción de la materia sólida y almacena la porción no
digerida.
FUNCIONAMIENTO DE LA FOSA SEPTICA
Las fosas sépticas quitan materia sólida por DECANTACION, al detener
agua residual en el tanque, que permite que se hundan los sedimentos y que
flote la capa de impurezas. Para que esta separación ocurra, agua residual debe
detenerse en el tanque por un mínimo de 24 horas. Hasta el 50 por ciento de
los sólidos retenidos en el tanque se descomponen. La materia sólida restante
se acumula en el tanque. No se necesitan aditivos biológicos ni químicos para
ayudar o acelerar la descomposición.
El cieno continúa acumulándose en el fondo de la fosa séptica mientras se
usa el sistema séptico, sin ningún tipo de intervención. Los pozos diseñados
debidamente cuentan con espacio seguro para la acumulación de al menos, tres
años de cieno. Cuando el nivel del cieno sobrepasa este punto, las aguas negras
tienen menos tiempo para separar la materia sólida del agua antes de salir del
INSTALACIONES I Junio de
2011
200
tanque, por lo que el proceso deja de realizarse con eficacia. Mientras sube el
nivel del cieno, más materia sólida entra en el área de filtración. Si el cieno se
acumula durante demasiado tiempo, no ocurre ninguna separación de materia
sólida del agua y aguas negras entran directamente en el área de filtración.
Para prevenir esto, el tanque tiene que ser vaciado de cieno, normalmente con
una bomba de un vehículo especial para el vaciado de Pozos Sépticos.
El plazo para el vaciado de un Pozo Séptico depende, básicamente de:
capacidad del tanque séptico
cantidad de aguas residuales (relacionado con el tamaño de la familia)
volumen de materia sólida en el agua residual (más materia sólida si se
usa el triturador de basura).
LIMPIEZA Y VACIADO DE POZOS SEPTICO
IMPORTANTE: NUNCA ENTRAR AL INTERIOR DE UN FOSA
SEPTICA
Es muy recomendable contratar a una empresa especializada, que vacié
mediante bombeo, y transporte el cieno de fosas sépticas de su pozo o fosa
sética, dado que deben cumplirse ciertas normas con los residuos resultantes.
Conviene supervisar la limpieza para asegurar que se haga debidamente. Para
sacar todo el material del pozo, se tiene que dispersar la capa de impurezas y
INSTALACIONES I Junio de
2011
201
mezclar las capas de cieno con la parte líquida del tanque, para facilitar su
vaciado lo más completo posible. Por lo usual esto se logra alternativamente
sacando el agua del tanque con una bomba y reinyectándola, a presión, en el
fondo del tanque. La fosa séptica debe limpiarse a través de la boca central de
acceso y no por los portillos de inspección de los desviadores., ya que esto
puede dañar los desviadores internos del pozo, fundamentales para su buen
funcionamiento.
¿SABÍAS TÚ QUE DEFECAR AL AIRELIBRE ES LA CAUSA PRINCIPAL
DE LASENFERMEDADES GASTROINTESTINALESEN TU COMUNIDAD?
Defecar al aire libre es causa demuchas enfermedades gastrointestinales.Para
evitar que te puedas enfermar delestómago debido a la contaminación del
INSTALACIONES I Junio de
2011
202
aire,alimentos, tierra y agua, por defecar al airelibre, te mostraremos los
pasos a seguir paraque tú mismo puedas construir tu fosaséptica.
Un agua limpia, por naturaleza, provieneexclusivamente de una fuente o cuerpo
deagua limpio. Por consiguiente, esindispensable que la concentración de
aguasnegras sea en un sitio seguro, así, lasactividades como acampar, comer en
elcampo, nadar, remar y pescar, serán segurasy permanentes para la población
y al mismotiempo se protegerá al cuerpo acuífero.
El agua potable contaminada puedetransformarse en el medio de dispersión
degraves enfermedades. El cólera, la fiebretifoidea, disentería bacilar,
salmonelosis yotras enfermedades como hepatitis, sontransmitidas mediante el
agua yprincipalmente por las aguas negras quecontienen agentes causantes de
estasenfermedades epidémicas, las cualesprovocan las infecciones.
¿QUÉ ES UNA FOSA SÉPTICA?
La fosa séptica es un recipientehermético diseñado y construido para
recibirlas aguas de desecho de una casa, separar lossólidos de los líquidos,
suministrar unadigestión limitada a la materia orgánicaretenida, almacenar los
sólidos y permitir queel líquido clarificado sea descargado para suposterior
tratamiento y disposición.
VENTAJAS DE LA FOSA SÉPTICA
Es un método simple, seguro,conveniente y satisfactorio para ladisposición de
aguas residuales. Elmantenimiento es sencillo, al igual que suconstrucción; el
costo es relativamenteeconómico y ofrece la seguridad de un
buentratamiento.Lo mejor de este sistema, es que losdesechos de orina y
excretas, agua de lavado,aguas negras y cocina, se pueden introducir ala fosa
séptica. Esta retendrá en su interiorestos desechos hasta transformar el
aguanegra en agua de color gris, la cual pasadirectamente al manto freático y
lo másimportante, contamina menos que defecar alaire libre.
INSTALACIONES I Junio de
2011
203
¿QUÉ PROBLEMAS ME PUEDEOCASIONAR DEFECAR AL AIRE
LIBRE?
En primer lugar, esto trae malos olores.Cuando se están descomponiendo
losdesechos, se crean en ellos muchasbacterias, de tal manera que el viento
puedellevárselas hasta los alimentos queconsumimos. Esta es una de las formas
comonosotros podemos adquirir enfermedades.Para evitar estos problemas, tú
puedesayudarte con cualquiera de estas tresopciones que te ofrecemos:
1. Baño: confina las heces fecales, en unafosa séptica; se transporta por medio
dealcantarillado y/o drenaje.
2. Letrina: guarda las heces fecales en uncajón de cemento y la orina en
unrecipiente.
3. Fosa séptica: almacena los desechos en unrecipiente de concreto dentro de
la tierra.
Para que puedas saber si funcionancorrectamente, basta con darse cuenta que
ninguna de las opciones debe despedir malosolores, no debe haber moscas ni
escurrimientos dentro y fuera de laalternativa seleccionada.
Las fosas sépticas pueden llegar a seruna fuente considerable de
contaminación deaguas subterráneas cuando son diseñadas sinconsiderar el
volumen de agua a tratar, losprocesos involucrados en ella, los criteriosválidos
de diseño, y sobre todo si no hay unmantenimiento y supervisión adecuados
unavez que son construidas.
¿QUÉ SUCEDE DENTRO DE LA FOSA?
En un cierto tiempo, las partículas quese encuentran flotando en el agua
sucia,serán separadas, las de menor peso semantienen flotando y las más
pesadas se irán al fondo. Además, las aguas negras se irán alotro
compartimento y luego pasarán al filtroy finalmente al suelo.
INSTALACIONES I Junio de
2011
204
FOSAS SÉPTICAS
Elementos fabricados por roto moldeo, muy útiles para el tratamiento primario
de aguas negras en residencias, sobre todo en aplicaciones rurales o de
vivienda de interés social.
Su geometría y diseño les permite óptimo desempeño al combinar resistencia
con poco peso y adecuado manejo de los residuos, se logra salud pública,
protección al medio y bajo costo.
INSTALACIONES I Junio de
2011
205
POZO DE ABSORCIÓN
Pueden sustituir o ser complementarios al campo de oxidación.
Consiste en excavaciones de más o menos un diámetro y
profundidad variable En estos el agua se infiltra por paredes y
piso que deberán ser tomados permeables, se recomienda llenar
de grava a la altura aproximada de 1m para lograr una buena distribución de
agua al fondo."
El campo de absorción permite el tratamiento final y la distribución de las
aguas negras. Un sistema convencional consiste en tuberías perforadas
rodeadas de materiales, tales como grava y pedazos de llanta cubiertos de tela
geotextil y suelo arcilloso. Para Tratar las aguas negras, este sistema depende
mucho del suelo donde los microorganismos ayudan a eliminar la materia
orgánica, los sólidos y los nutrientes que permanecen en el agua. Mientras que
el efluente fluye continuamente hacia el suelo, los microbios que digieren los
componentes de las aguas negras Forman una capa biológica. La capa reduce el
movimiento del agua por el suelo y ayuda a evitar que el área debajo de la capa
se sature. El agua debe correr por el suelo que no esté saturado para que los
microbios que se encuentran allí y en la capa puedan ingerir los desperdicios y
los nutrientes del efluente. El césped que cubre el sistema de campo de
absorción también usa los nutrientes y el agua para crecer.
TRATAMIENTO
INSTALACIONES I Junio de
2011
206
Si se usa apropiadamente, el sistema de campo de absorción y el tanque séptico
trabajarán bien. El sistema reduce dos proporciones comúnmente utilizadas
para medir la contaminación: la demanda bioquímica de oxígeno, la cual se
reduce en más del 65 por ciento; y el total de sólidos en suspensión, el cual se
reduce en más del 70 por ciento. Los aceites y las grasas normalmente se
reducen entre un 70 y un 80
por ciento. El uso de un
tanque séptico para el
pretratamiento de aguas
residuales también hace que
otros sistemas de
tratamiento secundario sean
más eficaces. El efluente
del tanque séptico es suave,
consistente, fácil de
transportar y puede
tratarse fácilmente con
procesos aeróbicos (con
oxígeno libre) o anaeróbicos
(sin oxígeno libre).
DISEÑO
Para que una fosa séptica funcione exitosamente, debe tener el tamaño y la
construcción apropiada y tener un diseño hermético con una estructura
estable.
TAMAÑO DE LA FOSA
El tamaño de la fosa séptica que uno necesita dependerá del número de
recámaras de la casa, el número de personas que viven en la casa, el número de
INSTALACIONES I Junio de
2011
207
pies cuadrados de la casa y si se usan o no aparatos del baño o de la cocina que
ahorren agua. Por ejemplo, una casa de tres recámaras, suponiendo que cuatro
personas viven en ella y que no tiene aparatos que ahorran agua, necesitaría un
tanque de 1.000 galones.
INSTALACIONES I Junio de
2011
208
DISEÑO DE RED DE AGUAS PLUVIALES
DRENAJE PLUVIAL
CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS EN SISTEMASDE DRENAJE
URBANISMO MENOR CAPTACION DE AGUAS SE PLUVIALES EN
ZONAS URBANAS
CONSIDERACIONES DEL CAUDAL DE DISEÑO
Los caudales para sistemas de drenaje urbano menor
deberán ser calculados:
1. Por el Método Racional si el área de la cuenca es igual o menor a 13 Km2.
INSTALACIONES I Junio de
2011
209
2. Por el Método de Hidrograma Unitario o Modelos de Simulación para
área de cuencas mayores de 13 Km2.
El período de retorno deberá considerarse de 2 a 10 años.
CAPTACION DE AGUAS PLUVIALES EN EDIFICACIONES
Para el diseño del sistema de drenaje de aguas pluviales en edificaciones
ubicadas en localidades de alta precipitación con características iguales o
mayores a las establecidas en el párrafo 4.6, se deberá tener en consideración
las siguientes indicaciones.
Las precipitaciones pluviales sobre las azoteas causarán su almacenamiento;
mas con la finalidad de garantizar la estabilidad de las estructuras de la
edificación, estas aguas deberán ser evacuadas a los jardines o suelos sin
revestir a fin de poder garantizar su infiltración al subsuelo. Si esta condición
no es posible deberá realizarse su evacuación hacia el sistema de drenaje
exterior o de calzada.
ALMACENAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES EN ÁREAS SUPERIORES O
AZOTEAS:
El almacenamiento de agua pluvial en áreas superiores o azoteas
transmite a la estructura de la edificación una carga adicional que
deberá ser considerada para determinar la capacidad de carga del techo
y a la vez, el mismo deberá ser impermeable para garantizar la
estabilidad de la estructura.
El almacenamiento en azoteas será aplicable áreas iguales o mayores a
500 m2.
La altura de agua acumulada en azoteas no deberá ser mayor de 0,50 m.
En el proyecto arquitectónico de las edificaciones se debe considerar
que las azoteas dispondrán de pendientes no menores del 2% hacia la
zona seleccionada para la evacuación.
INSTALACIONES I Junio de
2011
210
CRITERIOS PARA EVALUACIÓN DE LAS AGUAS ALMACENADAS EN
AZOTEAS:
Para la evacuación de las aguas pluviales almacenadas en azoteas se
utilizarán montantes de 0.05m. de diámetro como mínimo y una ubicación
que permita el drenaje inmediato y eficaz con descarga a jardines o
patios sin revestimiento.
CRITERIOS PARA EVACUACIÓN DE LAS AGUAS PLUVIALESDE LAS
VIVIENDAS
En última instancia y luego de considerar lo indicado en los párrafos
6.2.1 y 6.2.2 y no ser posible la infiltración de las aguas pluviales, éstas
deberán ser evacuadas hacia el sistema de drenaje exterior o de calzada
para lo cual, se debe prever la colocación de ductos o canaletas de
descargas sin tener efectos erosivos en las cunetas que corren a lo largo
de las calles.
CAPTACION EN ZONA VEHICULAR - PISTA
Para la evacuación de las aguas pluviales en calzadas, veredas y las
provenientes de las viviendas se tendrá en cuenta las siguientes
consideraciones:
ORIENTACIÓN
DEL FLUJO
En el diseño de
pistas se deberá
prever pendientes
longitudinales (Sl)
y transversales
INSTALACIONES I Junio de
2011
211
(St) a fin de facilitar la concentración del agua que incide sobre el pavimento
hacia los extremos o bordes do la calzada.
Las pendientes a considerar son:
Pendiente Longitudinal (Sl) > 0,5%.
Pendiente Transversal (St) de 2% a 4%
CAPTACIÓN Y TRANSPORTE DE AGUAS PLUVIALES DE CALZADA Y
ACERAS
La evacuación de las aguas que discurren sobre la calzada y aceras se realizará
mediante cunetas, las que conducen el flujo hacia las zonas bajas donde los
sumideros captarán el agua para conducirla en dirección a las alcantarillas
pluviales de la ciudad.
1. Las cunetas construidas para este fin podrán tener las siguientes
secciones transversales (Ver fig. 1).
Sección Circular.
Sección Triangular.
Sección Trapezoidal.
Sección Compuesta.
Sección en V.
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE LA CUNETA
La capacidad de las cunetas depende de su sección transversal, pendiente y
rugosidad del material con que se construyan.
La capacidad de conducción se hará en general utilizando la Ecuación de
Manning.
La sección transversal de las cunetas generalmente tiene una forma de
triángulo rectángulo con el sardinel formando el lado vertical del triángulo. La
hipotenusa puede ser parte de la pendiente recta desde la corona del
pavimento y puede ser compuesta de dos líneas rectas. La figura 2 muestra las
características de tres tipos de cuneta de sección triangular y las ecuaciones
INSTALACIONES I Junio de
2011
212
que gobiernan el caudal que por ellas discurre, utilizando la ecuación de
Manning.
El ancho máximo T de la superficie del agua sobre la pista será:
En vías principales de alto tránsito: Igual al ancho de la berma.
En vías secundarias de bajo tránsito: Igual a la mitad de la calzada.
Coeficiente de rugosidad
La tabla Nº 1 muestra los valores del coeficiente de rugosidad de Manning
correspondientes a los diferentes acabados de los materiales de las cunetas de
las calles y berma central.
Tabla Nº 1
1. Cunetas de las Calles
Coeficiente
de
RugosidadN
a. Cuneta de Concreto con acabado
paleteado
b. Pavimento Asfáltico
1. Textura Lisa
2. Textura Rugosa
c. Cuneta de concreto con Pavimento
Asfáltico
1. Liso
2. Rugoso
d. Pavimento de Concreto
1. Acabado con llano de Madera
2. Acabado escobillado
e. Ladrillo
f. Para cunetas con pendiente pequeña,
donde el sedimento puede acumularse, se
0,012
0,013
0,016
0,013
0,015
0,014
0,016
0,016
0,002
INSTALACIONES I Junio de
2011
213
incrementarán los valores arriba indicados
de n, en:
EVACUACIÓN DE LAS AGUAS TRANSPORTADAS POR
LASCUNETAS
Para evacuación de las aguas de las cunetas deberá preverse Entradas o
Sumideros de acuerdo a la pendiente
de las cunetas y condiciones de flujo.
Sumideros
La elección del tipo de sumidero dependerá de las condiciones hidráulicas,
económicas y de ubicación y puede ser dividido en tres tipos, cada uno con
muchas variaciones.
Sumideros Laterales en Sardinel o Solera.- Este ingreso consiste en
una abertura vertical del sardinel a través del cual pasa el flujo de las
cunetas.
Su utilización se limita a aquellos tramos donde se tenga pendientes
longitudinales menores de 3%. (Ver fig. No 4).
Sumideros de Fondo.- Este ingreso consiste en una abertura en la
cuneta cubierta por uno o más sumideros.
Se utilizarán cuando las pendientes longitudinales de las cunetas sean
mayores del 3%.
Las rejillas para este tipo de sumideros serán de barras paralelas a la
cuneta.
Se podrán agregar barras cruzadas por razones estructurales, pero
deberán mantenerse en una posición cercana al fondo de las barras
longitudinales.
INSTALACIONES I Junio de
2011
214
Los sumideros de fondo pueden tener una depresión para aumentar su
capacidad de captación.
Sumideros Mixtos o Combinados.- Estas unidades consisten en un
Sumidero Lateral de Sardinel y un Sumidero de Fondo actuando como
una unidad. El diámetro mínimo de los tubos de descarga al buzón de
reunión será de 10".
Complementariamente puede usarse también.
Sumideros de Rejillas en Calzada.- Consiste en una canalización
transversal a la calzada y a todo lo ancho, cubierta con rejillas.
Se utilizarán los siguientes tipos de sumideros:
Tipo S1: Tipo grande conectado a la cámara. Corresponde a sumideros
del tipo mixto (Ver fig. No. 5)
Tipo S2: Tipo grande conectado a la tubería. Corresponde a sumideros
de] tipo mixto. (Ver fig. No. 6).
Tipo S3: Tipo chico conectado a la cámara (Ver fig. No. 7)
Tipo S4: Tipo chico conectado a la tubería (Ver fig. No. 8)
Los sumideros tipo S3 y S4 se utilizarán únicamente en los casos siguientes:
Cuando el sumidero se ubica al centro de las avenidas de doble calzada.
Cuando se conectan en serie con tipo grande S1 o S2.
Para evacuar las aguas pluviales provenientes de las calles ciegas y según
especificación del proyectista.
En caso de situaciones que requieren un tratamiento distrito se diseñarán
sumideros especiales.
UBICACIÓN DE LOS SUMIDEROS
La ubicación de los sumideros dependerá del caudal, pendiente, la ubicación y
geometría de enlaces e intersecciones, ancho de flujo permisible del sumidero,
volumen de residuos sólidos, acceso vehicular y de peatones.
En general los sumideros deben ponerse en los puntos bajos. Su ubicación
INSTALACIONES I Junio de
2011
215
normal es en las esquinas de cruce de calles, pero al fin de entorpecer el
tráfico de las mismas, deben empezar retrazadas con respecto a las
alineaciones de las fachadas (Ver figura Nº 3).
Cuando las manzanas tienen grandes dimensiones se colocarán sumideros
intermedios.
Cuando el flujo de la cuneta es pequeño y el tránsito de vehículos y de peatones
es de poca consideración, la corriente puede conducirse a través de la
intersección mediante una cuneta, hasta un sumidero ubicado aguas abajo del
cruce.
Por razones de economía se recomienda ubicar los sumideros en la cercanía de
alcantarillas y conductos de desagüe del sistema de drenaje pluvial.
ESPACIAMIENTO DE LOS SUMIDEROS
Se determinará teniendo en cuenta los factores indicados para el caso de la
Ubicación de los Sumideros, ítem d.4.
Para la determinación de espaciamiento de sumideros ubicados en cuneta
medianera, el proyectista deberá considerar la permeabilidad del suelo y su
erosionabilidad.
Cuando las condiciones determinan la necesidad de una instalación múltiple o
serie de sumideros, el espaciamiento mínimo será de 6m.
DISEÑO HIDRÁULICO DE LOS SUMIDEROS
Se deberá tener en cuenta las siguientes variables:
Perfil de la pendiente.
Pendiente transversal de cunetas con solera.
Depresiones locales.
Retención de Residuos Sólidos.
Altura de Diseño de la Superficie de Aguas dentro del sumidero.
Pendiente de los sumideros.
Coeficiente de rugosidad de la superficie de las cunetas.
INSTALACIONES I Junio de
2011
216
REJILLAS
Las rejillas pueden ser clasificadas bajo dos consideraciones:
Por el material del que están hechas; pueden ser:
de Fierro Fundido (Ver fig. No. 9)
de Fierro Laminado (Platines de fierro) (ver fig. No 10, 11, 1
Por su posición en relación con el sentido de desplazamiento principal de flujo;
podrán ser:
De rejilla horizontal.
De rejilla vertical.
De rejilla horizontal y vertical.
Las rejillas se adaptan a la geometría y pueden ser enmarcadas en figuras:
Rectangulares, Cuadradas y Circulares
Generalmente se adoptan rejillas de dimensiones rectangulares y por proceso
de fabricación industrial se fabrican en dimensiones de 60 mm x 100 mm y 45
mm x 100 mm (24"x 40" y 18" x 40").
La separación de las barras en las rejillas varía entre 20 mm - 35 mm - 50 mm
(3/4" – 1 3/8" -2")dependiendo si los sumideros se van a utilizar en zonas
urbanas o
INSTALACIONES I Junio de
2011
225
El alcantarillado de aguas pluviales está conformado por un conjunto de
colectores subterráneos y canales necesarios para evacuar la escorrentía
superficial producida por las lluvias a un curso de agua.
El agua es captada a través de los sumideros en las calles y las conexiones
domiciliarias y llevada a una red de conductos subterráneos que van
aumentando su diámetro a medida que aumenta el área de drenaje y descargan
directamente al punto más cerca no de un curso de
agua; por esta razón los colectores pluviales no requieren de tuberías de gran
longitud. Para el diseño de las tuberías a ser utilizadas en los colectores
pluviales se deberá tener en cuenta las siguientes consideraciones.
UBICACIÓN Y ALINEAMIENTO
Para el drenaje de la plataforma se deberá evitar la instalación de colectores
bajo las calzadas y bermas. Sin embargo, cuando la ubicación bajo la calzada es
inevitable, deberá considerarse la instalación de registros provistos de
accesos ubicados fuera de los límites determinados
por las bermas.
Los quiebres debidos a deflexiones de alineamiento deberán tomarse con
curvas circulares.
Las deflexiones de alineamiento en los puntos de quiebre no excederán de 10r,
en caso contrario deberá emplearse una cámara de registro en ese punto.
Diámetro de los Tubos
Los diámetros mínimos serán los indicados en la Tabla Nº 2.
1. Tabla Nº 2
Mínimos de Tuberías en Colectores de agua de lluvia
1. Tipo de Diámetro Mínimo
INSTALACIONES I Junio de
2011
226
Colector (m)
Colector Troncal
Lateral Troncal
Conductor Lateral
0,50
0,40*
0,40*
En instalaciones ubicadas parcial o totalmente bajo la calzada se aumentarán
en diámetros a 0.50 m por lo menos.
Los diámetros máximos de las tuberías están limitados según el material con
que se fabrican.
RESISTENCIA
Las tuberías utilizadas en colectores de aguas pluviales deberán cumplir con las
especificaciones de resistencia especificas en las Normas Técnicas Peruanas
NTP vigentes o a las normas ASTM, AWWA o DIN, según el país de
procedencia de las tuberías empleadas.
INSTALACIONES I Junio de
2011
229
SELECCIÓN DEL TIPO DE TUBERÍA
Se tendrán en cuenta las consideraciones especificadas en las Normas
INSTALACIONES I Junio de
2011
230
Técnicas Peruanas NTP vigentes.
Los materiales de las tuberías comúnmente utilizadas en alcantarillados
pluviales son:
Asbesto Cemento.
Concreto Armado Centrifugado
Hierro Fundido Dúctil.
Concreto Pretensado Centrifugado
Poly (cloruro de vinilo)
Concreto Armado vibrado (PVC).
Poliéster reforzado con con recubrimiento interior de polietileno PVC.
Arcilla Vitrificada fibra de vidrio GRP
ALTURA DE RELLENO
La profundidad mínima a la clave de la tubería desde la rasante de la calzada
debe ser de 1 m. Serán aplicables las recomendaciones establecidas en la
Normas Técnicas Peruanas NTP o las establecidas en las normas ASTM o DIN.
DISEÑO HIDRÁULICO
En el diseño hidráulico de los colectores de agua de lluvia, se podrán utilizar los
criterios de diseño de conductos cerrados.
Para el cálculo de los caudales se usará la fórmula de Manning con los
coeficientes de rugosidad para cada tipo de material, según el cuadro
siguiente:
1. Tubería
Coeficiente
de
Rugosidad«n»
de Manning
Asbesto Cemento 0.010
INSTALACIONES I Junio de
2011
231
Hierro Fundido Dúctil
Cloruro de Polivinilo
Poliéster Reforzado con fibra de
vidrio
Concreto Armado liso
Concreto Armado con revestimiento
de PVC
Arcilla Vitrificada
0,010
0,010
0,010
0,013
0,010
0,010
El colector debe estar en capacidad de evacuar un caudal a tubo lleno igual o
mayor que el caudal de diseño.
El Gráfico Nº 1 muestra la representación gráfica de la Ecuación de Manning
para tuberías con un coeficiente de rugosidad n de Manning igual a 0, 010.
INSTALACIONES I Junio de
2011
232
VELOCIDAD MÍNIMA
La velocidad mínima de 0,90 m/s fluyendo las aguas a tubo lleno es requerida
para evitar la sedimentación de las partículas que como las arenas y gravas
acarrea el agua de lluvia.
VELOCIDAD MÁXIMA
La velocidad máxima en los colectores con cantidades no significativas de
sedimentos en suspensión es función del material del que están hechas las
tuberías y no deberá exceder los valores indicados en la tabla Nº 3 a fin de
evitar la erosión de las paredes.
Tabla Nº 3
Velocidad Máxima para tuberías de alcantarillado
(m/s)
Material de la Tubería
Agua con
fragmentosde
Arena y Grava
Asbesto Cemento 3,0
Hierro Fundido Dúctil 3,0
Cloruro de Polivinilo 6,0
Poliéster reforzado con fibra de
vidrio 3,0
Arcilla Vitrificada 3,5
Concreto Armado 140 Kg/cm2 2,0
INSTALACIONES I Junio de
2011
233
de:
210 Kg/cm2 3,3
250 Kg/cm2 4,0
280 Kg/cm2 4,3
315 Kg/cm2 5,0
Concreto Armado de
curado al vapor
> 280
Kg/cm2 6,6
PENDIENTE MÍNIMA
Las pendientes mínimas de diseño de acuerdo a los diámetros, serán aquellas
que satisfagan la velocidad mínima de 0,90 m/s fluyendo a tubo lleno. Por este
propósito, la pendiente de la tubería algunas veces incrementa en exceso la
pendiente de la superficie del terreno.
REGISTROS
Los registros instalados tendrán la capacidad suficiente para permitir el
acceso de un hombre y la instalación de una chimenea. El diámetro mínimo de
registros para colectores será de 1,20 m. Si el conducto es de dimensiones
suficientes para el desplazamiento de un operario no será necesario instalar un
registro, en este caso se deberá tener en cuenta los criterios de
espaciamiento.
Los registros deberán ubicarse fuera de la calzada, excepto cuando se
instalen en caminos de servicio o en calles, en este caso se evitará ubicarlos en
las intersecciones.
Los registros deberán estar ubicados en:
INSTALACIONES I Junio de
2011
234
o Convergencia de dos o más drenes.
o Puntos intermedios de tuberías muy largas.
o En zonas donde se presente cambios de diámetro ce los
conductos.
o En curvas o deflexiones de alineamiento (no es necesario colocar
registros en cada curva o deflexión).
o En puntos donde se produce una brusca disminución de la
pendiente.
ESPACIAMIENTO
Para tuberías de diámetro igual o mayor a 1,20m., o conductos de sección
transversal equivalente, el espaciamiento de los registros ser5 de 200 a 350
m.
Para diámetros menores de 1,20 m. el espaciamiento de los registros
será de 100 a 200 m.
En el caso de conductos pequeños, cuando no sea posible lograr
velocidades de autolimpieza, deberá colocarse registros cada 100 m.
Con velocidades de autolimpieza y alineamiento desprovisto de curvas
agudas, la distancia entre registros corresponderá al rango mayor de los
límites mencionados en los párrafos anteriores.
BUZONES
Para colectores de diámetro menor de 1,20 m el buzón de acceso estará
centrado sobre el eje longitudinal del colector.
Cuando el diámetro del conducto sea superior al diámetro del buzón,
éste se desplazará hasta ser tangente a uno de los lados del tubo para
mejor ubicación de los escalines del registro.
En colectores de diámetro superior a 1,20 m. con llegadas de laterales
por ambos lados del registro, el desplazamiento se efectuará hacia el
lado del lateral menor.
INSTALACIONES I Junio de
2011
235
Disposición de los laterales o subcolectores:
Los laterales que llegan a un punto deberán converger formando un ángulo
favorable con la dirección del flujo principal.
Si la conservación de la carga es crítica, se deberán proveer canales de
encauzamiento en el radier de la cámara.
ESTRUCTURA DE UNIÓN
Se utilizará sólo cuando el colector troncal sea de diámetro mayor a 1 m.
DEPRESIONES PARA DRENAJE
FINALIDAD
Una depresión para drenaje es una concavidad revestida, dispuesta en el fondo
de un conducto de aguas de lluvia, diseñada para concentrar e inducir el flujo
dentro de la abertura de entrada del sumidero de tal manera que este
desarrolle su plena capacidad.
NORMAS ESPECIALES
Las depresiones para drenaje deberán tener dimensiones no menores a 1,50m,
y por ningún motivo deberán invadir el área de la berma.
En pendientes iguales o mayores al 2%, la profundidad de la depresión será de
15 cm, y se reducirá a 10 cm cuando la pendiente sea menor al 2%.
ENSANCHES DE CUNETA
Estos ensanches pavimentados de cuneta unen el borde exterior de la berma
con las bocas de entrada de vertederos y bajadas de agua. Estas depresiones
INSTALACIONES I Junio de
2011
236
permiten el desarrollo de una plena capacidad de admisión en la entrada de las
instalaciones mencionadas, evitando una inundación excesiva de la calzada. La
línea de flujo en la entrada deberá deprimirse como mínimo en 15 cm bajo el
nivel de la berma, cuidando de no introducir modificaciones que pudieran
implicar una depresión en la berma.
El ensanchamiento debe ser de 3m de longitud medido aguas arriba de la
bajada de aguas, a excepción de zonas de pendiente fuerte en las que se puede
exceder este valor. (Ver fig. Nº 4)
EN CUNETAS Y CANALES LATERALES
Cualquiera que sea el tipo de admisión, los sumideros de tubo instalados en una
cuneta o canal exterior a la calzada, tendrán una abertura de entrada ubicada
de 10 a 15 cm bajo la línea de flujo del cauce afluente y la transición
pavimentada del mismo se extenderá en una longitud de 1,00 m aguas arriba de
la entrada.
EN CUNETAS CON SOLERA
Serán cuidadosamente dimensionadas: longitud, ancho, profundidad y forma.
Deberán construirse de concreto u otro material resistente a la abrasión de
acuerdo a las especificaciones del pavimento de la calzada.
TIPO DE PAVIMENTO
Las depresiones locales exteriores a la calzada se revestirán con pavimento
asfáltico de 5 cm de espesor o un revestimiento de piedras unidas con mortero
de 10 cm de espesor.
DISEÑO
Salvo por razones de seguridad de tráfico todo sumidero deberá estar
provisto de una depresión en la entrada, aun cuando el canal afluente no esté
INSTALACIONES I Junio de
2011
237
pavimentado.
Si el tamaño de la abertura de entrada está en discusión, se deberá optar por
una depresión de mayor profundidad antes de incrementar la sección de la
abertura.
TUBERIAS RANURADAS. (VER FIG. N° 15)
Para el cálculo de tuberías ranuradas deberá sustentarse los criterios de
cálculo adoptados.
EVACUACION DE LAS AGUAS RECOLECTADAS
Las aguas recolectadas por los Sistemas de Drenaje Pluvial Urbano, deberán
ser evacuadas hacia depósitos naturales (mar, ríos, lagos, quebradas
depresiones, etc.) o artificiales.
Esta evacuación se realizará en condiciones tales que se considere los aspectos
técnicos, económicos y de seguridad del sistema.
SISTEMAS DE EVACUACION
Clasificación:
1. Sistemas de Evacuación por Gravedad.
2. Sistemas de Evacuación por Bombeo.
SISTEMA DE EVACUACIÓN POR GRAVEDAD
1. En caso de descarga al mar, el nivel de agua en la entrega (tubería o
canal) debe estar 1.50 m sobre el nivel medio del mar.
2. En el caso de descarga a un río, el nivel de agua en la descarga (tubería o
canal) deberá estar por lo menos a 1,00 m sobre el máximo nivel del agua
esperado para un periodo de retorno de 50 años.
INSTALACIONES I Junio de
2011
238
3. En el caso de un lago, el nivel de evacuación del pelo de agua del
evacuador o dren principal estará a 1.00 m, por encima del nivel del agua
que alcanzará el lago para un periodo de 50 años.
4. En general el sistema de evacuación debe descargar libremente (> de
1.00 m sobre los máximos niveles esperados), para evitar la obstrucción
y destrucción del sistema de drenaje pluvial.
En una tubería de descarga a un cuerpo de agua sujetos a considerables
fluctuaciones en su nivel: tal como la descarga en el mar con las mareas,
en necesario prevenir que estas aguas entren en el desagüe, debiendo
utilizarse una válvula de retención de mareas.
SISTEMA DE BOMBEO
Cuando no es posible la evacuación por gravedad, se debe considerar la
alternativa de evacuación mediante el uso de un equipo de bombas movibles o
fijas (plantas de bombeo).
SISTEMA DE EVACUACIÓN MIXTO
Cuando existan limitaciones para aplicar los criterios indicados en los párrafos
6.7.1 y 6.7.2, es posible prever condiciones de evacuación mixta, es decir, se
podrá evacuar por gravedad cuando la condición del nivel receptor lo permita y,
mediante una compuerta tipo Charnela, se
bloqueará cuando el nivel del receptor bloquee la salida iniciando la evacuación
mediante equipos de bombeo.
EQUIPOS DE BOMBEO
Como en la evacuación de aguas pluviales la exigencia es de grandes caudales y
relativamente carga bajas, las bombas de flujo axial y gran diámetro son las
más adecuadas para esta acción.
INSTALACIONES I Junio de
2011
239
En caso de colocarse sistemas de bombeo accionados por sistemas eléctricos,
deberá preverse otras fuentes de energía para el funcionamiento alternativo
del sistema.
INSTALACIONES I Junio de
2011
240
CONCLUSION
Al presentar está investigación, no solo se pensó en una simple instalación de
un circuito y/ó sistema hidráulico simple, sino se investigo más allá de
necesario, a fin de dar un mejor concepto y una mejor idea, al estudiante de
Instalaciones I.
Como es de saber un sistema de instalación hidráulica en una vivienda
habitacional, es de suma importancia, ya que es vital para el consumo humano,
así como para los diferentes servicios instalados en la vivienda.
En la construcción de las edificaciones, uno de los aspectos más importantes es
el diseño de la red de instalaciones sanitarias, debido a que debe satisfacer las
necesidades básicas de ser humano. Como son el agua potable para la
preparación de alimentos, el aseo personal y la limpieza del hogar, eliminando
desechos orgánicos, etc.
También tenemos que pensar no solo en la instalación de agua potable, sino en
los diferentes sistemas de evacuación de aguas negras y pluviales dentro de la
vivienda, es por eso que es está investigación, so tomo en cuenta, lo que es el
cálculo, diseño, de los circuitos de drenajes, pluviales y de aguas negras.
INSTALACIONES I Junio de
2011
241
BIBLIOGRAFÍA
Manual de mantenimiento industrial.
Robert C. Rosaler.
James O. Rice.
Tomo III
Editorial McGraw-Hill
Instrumentación para medición y control.
W. G. Holzbock.
Publicaciones C.E.C. s.a
AGENCIA DE DESARROLLO RURAL, ITAGRO, S.C.
Calle Lázaro Cárdenas # 48 Planta baja, Col. Mexicapan, Teloloapan Guerrero
Tel. 736 36 6 03 8
Collado Lara, Ramón. 1992. Depuración de aguas residuales en pequeñas
comunidades.
Primera edición. Colegio de ingenieros de caminos, canales y puertos. España,
Madrid.
Vol. 12. pp 9-32.
Maskew Fair, Gordon. Charles Geyer, Jhon Okun, D. A. 1996. Purificación de
aguas y tratamiento y remoción de aguas residuales.
Vol. 2. Ingeniería sanitaria y de aguas residuales. Duodécima reimpresión.
Editorial
Limusa, S.A de C.V. Grupo Noriega editores.
México, D.F. pp 11-97.
ATRIUM DE LA CONSTRUCCION
LIBRO DE ARMANDO VIDES TOBAR
LIBROS RELACIONAS EN SISTEMAS HIDRAULICOS
PAGINAS DE INTERNET, Y DE PROVEEDORES DE ACCESORIOS Y
EQUIPOS HIDRAULICO.