TABLA DE CONTENIDO1. INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO............................................................................................4

1.1 LOCALIZACIÓN..................................................................................................................................4

1.2 DISTRIBUCIÓN ARQUITECTÓNICA.................................................................................................4

2. POBLACIÓN ABASTECIDA........................................................................................................................4

3. ESTIMACIÓN DEL CONSUMO MEDIO DIARIO.........................................................................................5

3.1 DOTACIÓN.........................................................................................................................................6

3.2 CAUDAL MEDIO DIARIO....................................................................................................................6

3.3 CAUDAL MÁXIMO POSIBLE..............................................................................................................6

3.3.1 Caudal Máximo Posible en la torre de apartamentos.....................................................................7

3.4 CAUDAL MÁXIMO PROBABLE..........................................................................................................8

3.4.1 Método de Hunter (Modificado por NTC 1500)...............................................................................8

3.4.2 Caudal Máximo Probable por Piso. Método de Hunter (Modificado por NTC 1500)......................9

3.4.3 Caudal Máximo Probable Zona Común. Método de Simultaneidad...............................................9

3.4.4 Caudal Máximo Probable demandado por la torre.......................................................................10

4. ABASTECIMIENTO POR BOMBEO Y GRAVEDAD.................................................................................10

4.1 ABASTECIMIENTO POR BOMBEO.................................................................................................10

6.1.1 Tanque bajo......................................................................................................................................10

4.1.1 Presiones de Operación del Sistema Presión Mínima (Pmín)......................................................12

4.2 ABASTECIMIENTO POR GRAVEDAD.............................................................................................13

5. SELECCIÓN DEL MICROMEDIDOR........................................................................................................15

6. SELECCIÓN DEL TOTALIZADOR............................................................................................................15

7. PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN ACCESORIOS Y TUBERÍA.................................................................16

7.1 Presión Máxima (Pmáx)....................................................................................................................19

8. CRITERIOS PARA CÁLCULO DE LA RED INTERNA..............................................................................19

8.1 CRITERIO DE VELOCIDAD.............................................................................................................19

8.2 PRESIÓN DE FUNCIONAMIENTO / APARATO SANITARIO..........................................................20

8.3 ACCESORIOS Y COEFICIENTES DE PERDIDA MENORES.........................................................20

8.4 ESPECIFICACIONES SOBRE LA INSTALACIÓN DE LOS APARATOS SANITARIOS.................20

9. CÁLCULO DE LA RED INTERNA.............................................................................................................21

9.1 TRAZADO DE LA RED HIDRÁULICA INTERNA DE AGUA FRÍA...................................................21

9.1.1 Dimensionamiento de la tubería...................................................................................................21

10. DIMENSIONAMIENTO Y SELECCIÓN DEL SISTEMA DE BOMBEO.................................................24

10.1 DETERMINACIÓN DE LA ALTURA ESTÁTICA DEL EDIFICIO......................................................24

10.2 ALTURA ESTÁTICA DE SUCCIÓN HS. (M).....................................................................................24

10.3 DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE BOMBEO..............................................................................24

10.4 PÉRDIDAS POR SUCCIÓN..............................................................................................................25

10.5 PERDIDAS SECUNDARIAS HASTA LA BRIDA HFS (M)................................................................26

10.6 TOTAL PERDIDAS EN LA SUCCIÓN..............................................................................................26

10.7 PÉRDIDAS EN TUBERÍAS...............................................................................................................27

10.8 CHEQUEO DE CAVITACIÓN...........................................................................................................29

10.8.1 NPSH disponible......................................................................................................................29

10.9 SELECCIÓN DEL TANQUE HIDRONEUMÁTICO...........................................................................29

11. DESAGUES...........................................................................................................................................30

11.1 DIMENSIONAMIENTO......................................................................................................................30

11.1.1 Unidades de Descarga Bajante 1.............................................................................................31

11.1.2 Unidades de Descarga Bajante Nº 2........................................................................................32

12. RED PLUVIAL.......................................................................................................................................32

12.1 Determinación del Área de Captación..............................................................................................33

12.2 Bajantes............................................................................................................................................33

13. RED DE INCENDIOS............................................................................................................................34

13.1 Gabinete de incendios.......................................................................................................................34

13.2 Cálculo de caudal..............................................................................................................................35

13.3 Tanque de reserva............................................................................................................................35

13.3.1 Altura útil del tanque de incendios...........................................................................................35

13.3.2 Área superficial del tanque de incendios..................................................................................36

13.3.3 Ancho del tanque de incendios................................................................................................36

13.3.4 Largo del tanque de incendios.................................................................................................36

13.3.5 Tubería de entrada al tanque de almacenamiento...................................................................36

15.3.6 Rebose............................................................................................................................................36

13.4 Sistema de bombeo red de incendios...............................................................................................36

13.4.1 Caudal de bombeo (Qb)............................................................................................................37

13.4.2 Altura de succión (Hs)..............................................................................................................37

13.4.3 Altura estática de bombeo........................................................................................................37

13.4.4Diámetro tubería succión.................................................................................................................37

13.4.5 Longitud tubería succión.................................................................................................................37

13.4.6 Pérdidas en la succión....................................................................................................................37

13.4.6 Pérdidas en la impulsión.................................................................................................................38

1

13.4.7 Pérdidas totales en el sistema de bombeo.....................................................................................39

13.4.8 Altura dinámica total........................................................................................................................40

13.4.9 Potencia requerida..........................................................................................................................40

13.4.10 Cálculo de NPSH disponible.........................................................................................................40

14. SISTEMA DE VENTILACIÓN................................................................................................................41

14.1 FLUJO DE AIRE EN LOS BAJANTES..............................................................................................41

14.2 LONGITUD TUBERÍA VENTILACIÓN..............................................................................................41

LISTA DE TABLAS

Tabla 1.1 Configuración de apartamentos............................................................................................................4Tabla 1.2. Distribución de áreas...........................................................................................................................4Tabla 3.1 Caudales Demandados por Aparato Sanitario.....................................................................................7Tabla 3.2 Caudales Demandados por Aparatos Sanitarios de la zona común....................................................8Tabla 3.3 Unidades de Abasto según NTC 1500.................................................................................................8Tabla 3.4. Unidades de Abasto / Aparto Sanitario y Cuarto de Baño según NTC 1500.....................................9Tabla 3.5. Caudal Máximo Probable por Piso......................................................................................................9Tabla 4.1 Dimensiones del Tanque....................................................................................................................12Tabla 4.2Alturas y niveles del edificio del proyecto............................................................................................13Tabla 4.3 Condiciones hidráulicas de la red de abastecimiento por gravedad..................................................14Tabla 4.4 Pérdidas de la Red matriz hasta el aparato crítico en el Nivel 3 con abastecimiento a presión........14Tabla 6.1 Características del medidor seleccionado (Palau, 2005).................................................................16Tabla 7.1 Estimativo Preliminar de Ruta Critica.................................................................................................18Tabla 7.2 Resumen de presiones para la red de abasto....................................................................................19Tabla 8.1. Número de Aparatos Sanitarios/Apartamento...................................................................................19Tabla 8.2. Criterio de velocidad..........................................................................................................................20Tabla 8.3. Presión mínima de funcionamiento / Aparto sanitario.......................................................................20Tabla 8.4. Coeficientes de Pérdida en Accesorios para la Instalación de Aparatos Sanitarios.........................20Tabla 8.5. Distancias Necesarias para Instalación de Aparatos Sanitarios.......................................................21Tabla 9.1. Asignación de diámetros y caudales / Tramo. Apartamento tipo.....................................................23Tabla 10.1 Alturas y Niveles de referencia.........................................................................................................24Tabla 10.2 Datos de la curva del sistema...........................................................................................................27Tabla 11.1Unidades de Descarga para Aparatos...............................................................................................30Tabla 11.2 Unidades de Descarga Bajante N º1................................................................................................31Tabla 11.3. Diámetros Bajante asociado a unidades de Descarga....................................................................31Tabla 12.1 Área que drena cada bajante...........................................................................................................33Tabla 12.2 Características de los bajantes.........................................................................................................33Tabla 13.1 Parámetros usados para el cálculo del caudal de incendios............................................................35Tabla 13.2. Accesorios en la succión................................................................................................................38Tabla 13.3 Tramo crítico red de incendios.........................................................................................................39Tabla 14.1 Diámetros Mínimo para Ventilación Individual..................................................................................42Tabla 14.2. Longitud Máxima de Circuito de Ventilación para Diámetro de 4”...................................................42

Figura 8.1 Macromedidor que es va a utilizar en el proyecto (Palau, 2005).....................................................16

2

Figura 11.1. Esquema de distribución / Apartamento.........................................................................................22Figura 12.1 Esquematización del Caudal de Bombeo........................................................................................25Figura 12.2 Punto de operación del sistema......................................................................................................28Figura 14.1. Sistema de canales........................................................................................................................32Figura 15.1. Gabinete clase I..............................................................................................................................34

1. INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO

1.1 LOCALIZACIÓN

El Conjunto Residencial Los Horizontes se encuentra ubicado en la ciudad Santiago de Cali, en la comuna 18, específicamente en el barrio Ciudad Meléndez con dirección Carrera 96B con Calle 4.

1.2 DISTRIBUCIÓN ARQUITECTÓNICA

3

El Conjunto Residencial presenta la siguiente distribución arquitectónica una (1) torre de siete (7) pisos.La torre conformada por 3 apartamentos por piso, se encuentran unidos por la zona común (las escaleras y el ascensor); La configuración de los apartamentos difiere del primer piso a la de los 6 pisos de la torre. En el primer piso se tiene el parqueadero, con un área para el cuarto del sistema de bombeo. En las Tablas 1.1 y 1.2 se muestra la información concerniente a la distribución arquitectónica.

Tabla 1.1Configuración de apartamentos

Bloques Piso 2 y Superiores La configuración para los tres (3) apartamentos es la siguiente: alcobas (una alcoba principal y 2 normales), sala _ comedor, balcones, 2 baños, zona de oficios y cocina.

Bloque A

Tabla 1.2. Distribución de áreas

Área (m2)PRIMER PISO

Zonas Verdes 483,4Parqueaderos 100

PISOS 2 AL 7Bloque A Apartamentos 285.30Áreas Comunes 16.9

2. POBLACIÓN ABASTECIDA

Los apartamentos están diseñados para ser habitados en promedio por 4 personas, por lo tanto la población del proyecto es igual a:

P=T ×N × A×H

Donde:

P = población (habitantes) T = Número de torres, se realiza el diseño hidrosanitario para una de las cuatro torres

N = Número de pisos/torreA = Número de apartamentos/pisoH = Número de personas/apartamento

Reemplazando:

P=3Torres×7 Pisos×1 Apartamentos×4Habitantes−20habitantesP=64habitantes

Se debe de tener en cuenta además que en las unidades residenciales se encuentran 2 vigilantes y una persona encargada de las zonas comunes, para lo cual se debe de aumentar a tres personas más, por lo cual la población permanente del proyecto corresponde a 67 habitantes.

Se considera también la existencia de población flotante la cual puede presentarse en fines de semana, por presencia de personal técnico o fechas especiales en las que hay reuniones de carácter social. La población flotante se estima mediante la siguiente fórmula:

4

Pf=0.2×PDonde:

Pf=Poblaci ón flotanteP=Poblaci ó n permanenteReemplazando se tiene:

Pf=0.2×123habitantes=13habitantes

Entonces a continuación tenemos la población abastecida o total que es la suma de la población permanente más la población flotante.

Pt=P+Pf

Pt=80habitantes

3. ESTIMACIÓN DEL CONSUMO MEDIO DIARIO

Los Conjuntos residenciales del sector Meléndez se encuentra dentro del nivel de complejidad bajo en cuanto a las población según lo establecido por el RAS 2000, sin embargo este barrio está clasificado en el estrato 3 según el Departamento de Planeación Municipal de Cali, así que el nivel de complejidad según la capacidad económica corresponde a nivel de complejidad medio.

Al proyecto se le asigna Nivel de Complejidad Medio, siguiendo las recomendaciones del reglamento para agua potable y saneamiento el cuál propone seleccionar el nivel de complejidad que sea mayor entre los dos ítems evaluados.

3.1 DOTACIÓNPara el nivel medio el RAS 2000 recomienda un valor mínimo de dotación de 120 L/hab*d, para efectos del proyecto se asigna una dotación de 150 L/hab*d, en la escogencia de la dotación se tiene en cuenta que el aseo de las áreas comunes y el mantenimiento de jardines se realizará con agua proveniente del almacenamiento de aguas lluvias.Una vez establecida la dotación para la población permanente se procede a determinar la dotación para la población flotante mediante la siguiente ecuación:

D pf=0 .35×DDonde:

Dpf=Dotaci ón Poblaci ón FlotanteD=Dotaci ó nPoblaci ó nPermanenteRemplazando en la ecuación:

D pf=0.35×150 L/hab ·d

D pf=52.5L/hab ·d

3.2 CAUDAL MEDIO DIARIO

Definida la dotación de la población permanente y de la población flotante se procede a calcular el caudal medio diario registrado por los habitantes residentes en el conjunto residencial Los Horizontes mediante la siguiente ecuación:

5

Qmd=(P×D )+(P f ×D pf )Donde:

Qmd=CaudalMedio Diario (L/d )

Remplazando en la ecuación:

Qmd=(67 hab×150 L/hab ·d )+(13hab×52.5 L/hab ·d )

Qm=10732.5 L/d=0 ,12L /s

3.3 CAUDAL MÁXIMO POSIBLEPara estimar el caudal demandado en la red de suministro, se procede a realizar el cálculo del caudal máximo posible y el caudal máximo probable.

El Caudal máximo posible considera el caudal correspondiente al uso del 100% de los aparatos sanitarios. Para ello se contabiliza el total de aparatos sanitarios en el apartamento tipo, teniendo en cuenta la presión de servicio y caudal requerido para el normal funcionamiento de los mismos, éstos se tomaron del Código Colombiano de Fontanería NTC 1500, mostrados en la Tabla 3.3

Tabla 3.3Caudales Demandados por Aparato Sanitario

Aparato Sanitario Caudal (l/s) Apartamento Tipo 1 Apartamento Tipo 2Aparato sanitario Nº de aparatos Nº de aparatos

Ducha 0,20 Ducha 2 1Sanitario 0,15 Sanitario 2 1

Lavamanos 0,20 Lavamanos 2 1Lavaplatos 0,25 Lavaplatos 1 1Lavadora 0,32 Lavadora 1 1Lavadero 0,2 Lavadero 1 1

Total 9 6

El caudal máximo posible en una vivienda se estima a través de la siguiente expresión:

Qv=Q1×N 1+Q 2×N 2+Qi×∋¿Donde:

Qv=Consumode aguaen la viviendaQi=Caudaldemandado por el aparato i

¿=Númerode aparatos tipoi

Reemplazando: Para el Apartamento se tiene:

Qv=0,20 L/s×2+0,15 L/s×2+0,20 L/s×2+0,25 L/s×1+0,32 L/s×1+0,20 L/s×1Qv=1 .97 L /s

Entonces el caudal máximo posible demandado en el apartamento tipo 1 es de 1.97 L/s, como la torre está conformada por dos (2) apartamentos tipo uno (1) por cada piso.

Qv=1 .97 L /s∗2=3.94 /S

Para el apartamento tipo dos (2) se tiene:

6

Qv=0,20 L/s×1+0,15 L/s×1+0,20 L/s×1+0,25 L/s×1+0,32L /s×1+0,20L/ s×1

Qv=1 .32 L/s

En la torre hay una vivienda de éste tipo por piso.

3.3.1 Caudal Máximo Posible en la torre de apartamentosEl caudal máximo posible demandado en la torre de 21 apartamentos, 14 de tipo uno (1) y 7 de tipo dos (2) es de:

Por cada piso de la torre:Qv=1 .97 L /s∗2+1 .32∗1=5 ,26 L/S

Por los 7 y única torre se tiene que:

Qt=36 .82L/ s

Al caudal máximo posible anterior se le adiciona la demanda ejercida por los aparatos sanitarios ubicados en la zona común.El número y tipo de aparato sanitario de la zona común se muestra en la Tabla 3.4

Tabla 3.4Caudales Demandados por Aparatos Sanitarios de la zona común

Aparato Sanitario Caudal (l/s) Nº de aparatos

Sanitario 0,15 1Lavamanos 0,20 2

Llave 0.30 1

El caudal máximo posible para la zona común es:

Q zonacomun=0,15 L/s ×1+0,20 L/s ×2+0.3 x1=0.65 L/s

La torre de 33 apartamentos demanda un caudal máximo posible igual a:

QMAXPOSIBLE=36.82L /s+0 .65 L/s=37 .47 L/s

3.4 CAUDAL MÁXIMO PROBABLEEs el caudal máximo instantáneo que se puede presentar debido al uso normal de los aparatos donde no todos funcionan al mismo tiempo. Para el cálculo de este se tuvo en cuenta el método de Hunter modificado, el cual involucra el concepto de simultaneidad.

3.4.1 Método de Hunter (Modificado por NTC 1500)De acuerdo con el código Colombiano de Fontanería el apartamento tipo del Conjunto Residencial Los Horizontes presenta las unidades de Abasto consignadas en la Tabla 3.5

Tabla 3.5Unidades de Abasto según NTC 1500

Aparato Sanitario

Unidades de Abasto

Nº de aparatos

Apartamento tipo

Total Unidades de Abasto por

Apto Tipo

7

Ducha 2 2 4Sanitario 3 2 6

Lavamanos 1 2 2Lavaplatos 2 1 2Lavadora 3 1 3Lavadero 3 1 3TOTAL 14 9 20

Tal como se presenta en la Tabla 3.5 se tendrían 20 unidades de abasto por apartamento, sin embargo, es fundamental aplicar el concepto de simultaneidad en el cuarto de baño, ya que es poco probable que en éste funcionen la ducha, sanitario y lavamanos al mismo tiempo, por lo tanto siguiendo las recomendación de Pérez (2001), se asigna para cada baño tres unidades de abasto. Reorganizando el número de aparatos sanitarios se tiene finalmente el número de unidades de abasto por apartamento Tabla 3.6

Tabla 3.6.Unidades de Abasto / Aparto Sanitario y Cuarto de Baño según NTC 1500Aparato Sanitario Unidades

de AbastoNº de

aparatos Apartament

o Tipo

Total Unidades de Abasto por

Apto Tipo

Cuarto de Baño 3 2 6Lavaplatos 2 1 2Lavadora 3 1 3Lavadero 3 1 3TOTAL 11 5 14

Para el apartamento Tipo tiene 14 unidades de abasto, con este valor y usando la Tabla 11 del Libro de Principios de hidráulica e instalación de abastos en edificaciones de Samuel Melguizo (1989), en la cual se estima el caudal máximo probable en función de las unidades de abasto (U.A) para el método de Hunter Modificado por la norma NTC 1500 se tiene un caudal máximo probable por apartamento de 11 GPM

Qmax probable /Apartamento=0,69 L/s

Conservando la simultaneidad por piso y teniendo presente que son 3 apartamentos tipo por piso, se calcula el caudal máximo probable por piso, acumulando el número de unidades de abasto. Para un piso se tienen 42 U.A. las cuales generan un caudal máximo probable de 26 GPM.

Qmax probable/Piso=1,64 L /s

3.4.2 Caudal Máximo Probable por Piso. Método de Hunter (Modificado por NTC 1500)Para encontrar el caudal máximo probable por piso se suman las unidades de abasto del apartamento 42UA para el caudal dado de 1,64L/s.Aplicando el procedimiento anterior se acumulan las unidades de abasto desde el séptimo piso hasta el primer piso, con el fin de determinar el caudal máximo probable que se presenta en la columna de distribución, así como el diámetro, que se selecciona teniendo en cuenta el criterio de velocidad establecido por la NTC 1500, de ésta. Para ello se resumen los cálculos en la Tabla 3.7

Tabla 3.7.Caudal Máximo Probable por PisoColumna de distribución

8

PISOS UA GPM Q(m3/s)

Q(L/s) Diámetro (pulg)

7 42 26 0,0016 1,64 16 84 39,67 0,0025 2,50 25 126 49 0,0031 3,09 24 168 58,25 0,0037 3,67 23 210 67 0,0042 4,22 2,52 252 75,4 0,0048 4,75 2,51 252 75,4 0,0048 4,75 2,50

De acuerdo con la tabla anterior, se estima que los siete pisos presentan un caudal máximo probable igual a:Qmax probable para7 pisos=4,75 L/s

3.4.3 Caudal Máximo Probable Zona Común. Método de SimultaneidadEl caudal máximo probable demandado por la zona común, compuesta especialmente por un salón social y piscina, se estima a través del método del factor de simultaneidad ya que esta área se comporta como pública, especialmente los fines de semana y/o eventos especiales que pueden tener lugar en el salón social.

El método está definido por la siguiente expresión:

Qmax probable=Caudal MaximoPosible×F

Donde “F” con predominio de aparatos comunes se estima a través de la siguiente fórmula:

F= 1

√n−1

Donde “n” es el número de aparatos, reemplazando se tiene:

F= 1

√4−1=0,58

Por lo tanto el Caudal Máximo Probable demandado por la zona común es de:

Qmax probable zonacomun=0,65 L/s×0,58=0,38 L/s

Este caudal es igual a 6 GPM que leyendo la Tabla de unidades Hunter corresponde a 6 UA, estas unidades tendrán su salida en el primer nivel del área donde se encuentra ubicado el apartamento.

3.4.4 Caudal Máximo Probable demandado por la torreSumando el caudal máximo probable demandado por los 18 apartamentos y la zona común se obtiene el caudal máximo probable demandado por la torre.

QMAXPROBABLE=Qmax probable para7 pisos+Qmax probable zonacomun

QMAXPROBABLE=4 ,75 L/s+0 ,38L/ s

9

QMAXPROBABLE=5 ,13 L/s

4. ABASTECIMIENTO POR BOMBEO Y GRAVEDAD

Por las condiciones del proyecto se hace necesario utilizar un sistema de bombeo pero la presión suministrada es de 20 m.c.a, lo cual se hace beneficioso aprovecharla para los primeros 3 pisos. Mientras que el sistema de bombeo será optimizado con respecto al consumo de energía con un equipo hidroneumático.

4.1 ABASTECIMIENTO POR BOMBEO

6.1.1 Tanque bajoEl sistema de suministro diseñado para la Unidad Residencial Los Horizontes, consta de un tanque bajo ubicado en el primer piso, cerca a la zona de parqueaderos, y el cual se ubicará dentro de un cuarto especial. La NTC 1500 recomienda un volumen útil del tanque de reserva que tenga la capacidad de abastecer la edificación mínimo para un día de servicio. El tanque diseñado tendrá la capacidad de abastecer la edificación por un periodo de 24h.

Se calcula entonces el volumen útil del tanque, para lo cual se considera el Qmd. Este tanque tendrá una forma rectangular

Vútil= Qmd* 1d

Donde

Qmd: Caudal medio diario (m3

d)

Vútil: Volumen útil(m3)

Vútil= 10,7 m3

d * 1d = 10,7 m3/d

Se aproxima este valor a un número entero, por lo tanto Vútil= 11,0 m3

Geometría

El tanque bajo tendrá forma rectangular y contará con una altura útil de 1,2 m. Luego, se procede a calcular el área superficial de éste.

A s=V útilH útil

Donde:

As: Área superficial (m2)Vútil: Volumen útil (m3)Hútil: Altura útil (m)

10

A s=11,0m3

1,2m=8,9m2

Ancho del tanque

El tanque bajo tendrá un ancho B = 3,5 m

Largo del tanque

El largo del tanque se obtiene con la siguiente ecuación

A s=L∗B

Donde:As: Área superficial (m2)L: Largo del tanque (m)B: Ancho del tanque (m)

Se despeja L de la ecuación

L=A sB

= 8,9m2

3,5m = 2,6 m

En la Tabla 4.8se muestran las dimensiones que tendrá el tanque bajo

Tabla 4.8Dimensiones del Tanque

Largo (L) 1,5 mAncho (B) 3,5 m

Altura Útil (H) 2,0 m

Tiempo de Llenado

El tiempo de llenado del tanque corresponde a 3h. Este cumple con la NTC 1500 que recomienda un tiempo de llenado inferior a 12 h

Borde Libre

De acuerdo a la norma NTC 1500, el borde libre debe tener como mínimo 0.20 m. Se asume un borde libre de 0.20m para este diseño

Rebose

11

La NTC 1500 recomienda que las tuberías de rebose se ubiquen a una distancia mayor a 15 cm del nivel máximo de la lámina de agua. En este caso se ubicará a 15 cm del nivel máximo de la lámina de agua

Sistema de Limpieza

La NTC 1500 establece que todos los tanques de almacenamiento debe disponer de un sistema de limpieza. Se escogió un diámetro de tubería de limpieza de 6´´.

4.1.1 Presiones de Operación del Sistema Presión Mínima (Pmín)

La presión mínima de operación (Pmin) del cilindro en el sistema hidroneumático deberá ser tal que garantice en todo momento, la presión requerida (presión residual) en la toma más desfavorable y se determina por la fórmula siguiente:

Pmin=h+∑ hf+hrDonde:

h = Altura geométrica (o diferencia de cotas) entre el nivel del tanque y el nivel de aparato crítico.Σhf = La sumatoria de todas las pérdidas (tanto en tubería recta como accesorios) que sufre el fluido desde la descarga del tanque hasta la toma más desfavorable.hr = Presión residual.La Tabla 4.9muestra las alturas y niveles que se tienen para encontrar la altura geométrica

Tabla 4.9Alturas y niveles del edificio del proyecto

Alturas y Niveles de referencia

Definición de alturas y niveles Unidades ValoresNivel de referencia en el anden msnm 100

Altura de cada piso m 2,45Espesor de la losa m 0,35Altura de la ducha m 2

Número de losas de espesor unidades 6Espesor del primer piso m 0,17

Número de pisos unidades 7Cota de piso terminado de 7 msnm 116,97

Altura del aparato crítico msnm 118,97Nivel de referencia -- Altura de aparato crítico m 18,97

Altura del tanque msnm 101,42 Altura del tanque -- Altura aparato crítico m 17,55

Cota de piso 1 terminado m 100,17

Es de gran importancia tener en cuenta la profundidad de instalación de la red matriz de agua potable que para éste caso H = 1m, de la que se deriva la acometida, ya que se debe tener en cuenta la pérdida.

4.2 ABASTECIMIENTO POR GRAVEDAD

12

Se abastecerá por gravedad a los primeros 3 pisos con la presión suministrada por EMCALI, el cual no tendrá funcionamiento cuando haya suspensión de la red matriz en donde todos los pisos serán abastecidos por el sistema de bombeo o cuando ya haya más densificación de la población y la presión suministrada se disminuya.Además se utiliza la presión para disminuir el consumo de energía por la bomba.En la siguiente Tabla se muestran los cálculos hidráulicos de funcionamiento de la red de funcionamiento por gravedad, para el abastecimiento se usa el método de Hunter.Además se hace con las mismas condiciones de abastecimiento que para la condición de bombeo como: las alturas de ubicación de los aparatos sanitarios, las unidades de abasto, la presión residual en el aparato crítico y las de los medidores.En las siguientes Tablas se presentan las alturas en m.c.a para el funcionamiento hasta el Nivel 3 con abastecimiento a presión.

Tabla 4.10Condiciones hidráulicas de la red de abastecimiento por gravedad

LONGITUD (m)

Niveles

Tramo

Unidades

Caudal (GPM)

Diámetro (Pulg)

PERDIDA UNIT (m/m)

TUBERIA (m)

Laccesorios(m)

Pérdida sólo en

accesorios H(m)

Longitud Total (m)

Pérdida Total Tramo (m)

1—2

3 3 0,5 0,191 7,91 1,1865 0,23 9,10 1,74

2—3

8 7 0,75 0,121 2,8 0,28 0,03 3,08 0,37

3—4

14 10,5 1 0,064 5,5 0,825 0,05 6,33 0,40

Piso 3

4—5

42 26 1 0,045 2 0,24 0,01 2,24 0,10

Piso 2

5—6

84 39,67 2 0,031 2,8 0,336 0,01 3,14 0,10

Piso 1

5—6

84 39,67 2 0,031 2,8 0,336 0,01 3,14 0,10

1-M

84 39,67 2 0,031 9,29 1,1148 0,03 10,40 0,32

M-RED

84 39,67 2 0,031 6,42 0,7704 0,02 7,19 0,22

Pérdidas por fricción y accesorios (m)

3,36

Tabla 4.11Pérdidas de la Red matriz hasta el aparato crítico en el Nivel 3 con abastecimiento a presión

Pérdida en el macromedidor (m.ca) 3

Pérdida en el micromedidor(m.ca) 1,8Diferencia de niveles de RED-aparato 8,77

13

crítico(m)Presión residual para la ducha (m.ca) 2Consumo de energía (m.ca) 18,93

Presión disponible suministrada por EMCALI (m.ca)

20

De la Tabla se concluye que con las pérdidas por fricción y accesorios, más los m.c.a de la Tabla anterior requieren 18,93m.c.a comparando con la presión suministrada por EMCALI, es utilizada casi al 100%.

5. SELECCIÓN DEL MICROMEDIDOR

La pérdida en el micromedidor también debe considerarse para determinar la Pmín, por lo tanto se hace necesario la selección de un medidor.

El caudal que se registre en cada apartamento será medido a través de un medidor volumétrico, estos aparatos son de alta precisión, menor vulnerabilidad y tienen una vida útil mayor.Los medidores serán ubicados en cada piso sobre una de las paredes adyacentes al ascensor, este es un espacio concebido en el diseño arquitectónico que se ajusta a las necesidades del diseño hidráulico. Se requiere un medidor capaz de registrar un caudal máximo probable de 0,69 L/s es decir 2,5 m3/h.

De la línea hidráulica del Catalogo de Sappel (Medidores producidos por el grupo ELSTER Tipo Kent comercializados en Colombia por Coltavira S.A, homologados por EMCALI.), se selecciona un medidor volumétrico de Qn 5m3/h, con diámetro nominal DN (mm) 20, Clase C.

Porcentaje de Uso

%USO=Qdise ñoQnominal

=( 2,5m3/h5,00m3/h )×100=50 %

Pérdida de carga en el medidorPara estimar la pérdida de carga en el medidor se usa la curva de pérdida de carga del catalogo, encontrando una pérdida de carga igual a 0,18 bar equivalente a 1,8 m.c.a. Este medidor se escogió porque EMCALI utiliza de la línea hidráulica del Catalogo de Sappel (Medidores producidos por el grupo ELSTER Tipo Kent comercializados en Colombia por Coltavira S.A, homologados por Emcali).

6. SELECCIÓN DEL TOTALIZADOR

El totalizador se ubicará dentro del conjunto residencial sobre la pared izquierda adyacente a la portería, de acuerdo con las especificaciones técnicas de la empresa prestadora del servicio de acueducto EMCALI.

El totalizador hará un registro de todo el caudal de agua potable que entra al conjunto residencial desde la red principal. De acuerdo con la acometida calculada para el tanque de almacenamiento que se encuentra en el nivel 1del proyecto cerca al tanque de almacenamiento de la red de incendios, el diámetro del totalizador es de 2,5", el cual presenta la capacidad de registrar el caudal máximo probable de 5,13 L/s

Se selecciona un medidor de turbina de Qn 50m3/h, y Qmáx en 24 horas de 90 m3/h, con diámetro nominal DN (mm) 50, Clase C y el resto de características se muestran en la siguiente Tabla.

Porcentaje de Uso

14

%USO=Qdise ñoQnominal

=( 18m3/h25m3/h )×100=72%

Tabla 6.12Características del medidor seleccionado (Palau, 2005)

Diámetro mm 50Caudal nominal m3/h 25Caudal máximo m3/h 50Caudal de transición (2%) m3/h 5Caudal mínimo(±5%)

m3/h 0,75

Caudal de arranque m3/h 200Caudal excepcional (pocos minutos) l/h 90Pérdida de carga Qmáx Bar 0,3

Figura 8.1Macromedidor que es va a utilizar en el proyecto (Palau, 2005).

7. PÉRDIDAS POR FRICCIÓN EN ACCESORIOS Y TUBERÍA

Para estimar aproximadamente las pérdidas, se trazó una ruta crítica, determinando en ella caudales diámetros, longitudes, cotas topográficas y accesorios. Esta información se presenta en la Tabla 7.13

Para la ubicación de las válvulas se tiene en cuenta que si se presentan problemas en la red de distribución se pueda controlar los aparatos o longitud de tramo implicado de tal forma que se pueda seguir abasteciendo el resto de aparatos del apartamento.

Para la determinación de la ruta se tiene en cuenta las pérdidas tanto en la longitud de la tubería como en la de los accesorios.De la lectura de las tablas del libro de Rafael Pérez Carmona se encuentra el diámetro teniendo como límite el criterio de velocidad, que se especifica más adelante en éste proyecto. Las pérdidas por accesorios se suponen en un rango entre el 10 y el 20% de las pérdidas longitud de la longitud del tramo, dependiendo de qué tantos accesorios tenga éste (Latorre, 2011).La pérdida de fricción en la tubería depende del coeficiente de fricción de el material que está fabricada por lo tanto para flujo a presión en éste proyecto se utilizará PVC Presión PAVCO están diseñados para transportar agua para consumo humano.Con un valor de c de 150 y la característica que tiene de ventaja son:

Resistentes a la CorrosiónResiste los ácidos, álcalis, soluciones salinas y productos químicos industriales, sin mostrar el más mínimo deterioro a través de los años.

15

Resistentes a la ElectrólisisSon inmunes a la acción galvanoplástica o electrolítica que destruye las tuberías de cobre. Por lo tanto pueden colocarse bajo tierra, bajo agua o en contacto con metales.

Libres de IncrustacionesLas paredes lisas y libres de porosidades de los Tubosistemas PVC, impiden la formación de incrustaciones comunes en las tuberías metálicas proporcionando una vida útil mucho más larga con mayor eficiencia.

Menores pérdidas de presiónLa superficie interior de los Tubosistemas PVC Presión de PAVCO es lisa, reduciendo considerablemente las pérdidas de presión por fricción.

Resistencia MecánicaEl PVC (Policloruro de Vinilo) proporciona a las tuberías de PAVCO una alta resistencia a la tensión y al impacto; por lo tanto las tuberías pueden soportar presiones muy altas.

LivianasLos Tubosistemas PVC Presión de PAVCO son considerablemente más livianas que las tuberías metálicas o de asbesto-cemento facilitando enormemente su manipulación, almacenaje e instalación.

RigidezSe pueden colocar en instalaciones aéreas o externas empleando un mínimo de soportes.

Facilidad de InstalaciónConsiste en conexiones soldadas. Este sistema de unión por medio de soldadura líquida, forma un conjunto homogéneo que desarrolla máxima resistencia en un mínimo de tiempo. Como consecuencia la instalación es muy sencilla, rápida y segura.

Auto-extinguiblesNo forman llama ni facilitan la combustión.

Baja Conductividad TérmicaElimina la condensación (sudado) de los tubos cuando conducen líquidos muy fríos, evitando en muchos casos el uso de materiales aislantes.

No Comunican Olor ni SaborSon ideales para el transporte de agua potable.

Vida Útil:La vida útil estimada es de 50 años

Todas las característica de la tubería se encuentran en el documento de (PAVCO, 2008).

Tabla 7.13Estimativo Preliminar de Ruta Critica

Longitud (m)Tramo

Unidades (UA)

CAUDAL

(GPM)

Diámetro(PUL

G)

PERDIDA UNIT (m/m)

Tubería (m)

Laccesorios(

m)

Pérdida sólo en accesorios

(m)

Longitud TOTAL

(m)

Pérdida Total

Tramo (m)

1--2

3 3 0,5 0,191 7,91 1,1865 0,23 9,10 1,74

16

2--3

8 7 0,75 0,121 2,8 0,28 0,03 3,08 0,37

3--4

14 10,5 1 0,064 5,5 0,825 0,05 6,33 0,40

4--5

42 26 1 0,045 2,8 0,336 0,02 3,14 0,14

5--6

84 39,67 2 0,031 2,8 0,336 0,01 3,14 0,10

6--7

126 49 2 0,044 2,8 0,336 0,01 3,14 0,14

7--8

168 58,25 2 0,062 2,8 0,336 0,02 3,14 0,19

8--9

210 67 2,5 0,027 2,8 0,336 0,01 3,14 0,08

9--10

252 75,4 2,5 0,033 3,97 0,7146 0,02 4,68 0,15

10-B

258 76,6 2,5 0,033 8,1 1,458 0,05 9,56 0,32

La correspondencia de cada nodo (Tramo) se especifica en el modelo de cálculo hidráulico realizado a través del software Epanet, adjunto a esta memoria.

La sumatoria de pérdidas por tubería y accesorios tanto en el tramo de succión desde el tanque como las de impulsión hasta el aparato crítico serán aproximadamente de Σhf: 4,61 m.

El aparato crítico es la ducha del piso 7, en el cuarto de baño más alejado del contador, la cual requiere una presión de funcionamiento de 2 m.c.a., como mínimo para un buen funcionamiento del servicio prestado (Latorre, 2011).

La presión mínima será:

Pmim=17,55+4,61+2,0+1,8=25,96m.c .a

Presión requerida para el funcionamiento del aparato crítico que comparándola con la de la red no es suficiente ésta se muestra como la presión disponible en la siguiente Tabla, que además muestra el resumen de la obtención de la presión mínima.

Comparando con la presión suministrada por la red de abasto que es de 20 m.c.a se tiene una disminución de energía por profundidad entre la cota de la tubería de la red matriz y el nivel de referencia del proyecto.

H= 1m

Tabla 7.14 Resumen de presiones para la red de abasto

Presión en m.ca ValorPresión de la RED en el punto de derivación (m.ca) 20

pérdidas totales entre red y totalizador 4,98Presión con la que llega de la red 15,02

Presión mínima (hf+hr+2) 21,35Presión con pérdidas de fricción en longitud y accesorios 25,96

Presión que requiere bombeo obligatorio 5,96Presión disponible 14,04

17

Se adopta una presión mínima de 50 psi.

7.1 Presión Máxima (Pmáx)Siguiendo las recomendaciones de autores como Melguizo (1989), se adopta un diferencial de presión igual a 20 psi, por lo tanto la Presión Máxima será de 70 psi. La diferencia de presión entre la presión máxima y mínima del sistema, es necesaria para realizar el control automático del equipo.

8. CRITERIOS PARA CÁLCULO DE LA RED INTERNA

Dentro de la distribución arquitectónica se observa que cada apartamento del Conjunto Residencial Los Horizontes, tiene 2 baños con: inodoro de tanque, lavamanos y ducha, además 1 lavaplatos, 1 lavadero, 1 lavadora. A continuación se presentan en la Tabla 8.15el número de aparatos sanitarios por apartamento:

Tabla 8.15. Número de Aparatos Sanitarios/Apartamento

Aparato sanitario CantidadCuarto de Baño 2

Lavaplatos 1Lavadero 1Lavadora 1

Total 5

8.1 CRITERIO DE VELOCIDADLa red interna de agua potable se diseña de tal manera que la velocidad este en un rango de 0.6 a 2.5 m/s ya que acuerdo con el Código Colombiano de Fontanería NTC 1500, la velocidad máxima de diseño debe ser de 2m/s para tubería de Ф inferior a 76,6mm; o mayores, la velocidad máxima debe ser de 2,50m/s. La velocidad comúnmente, está comprendida entre 0,6m/s y 2m/s hasta 3", también se aclara que lo sugerido como pérdida máxima es de 0,5m/m (Melguizo, 1989). Para éste diseño nos basaremos en los criterios de la Norma Colombiana (VerTabla 8.16). Este criterio de velocidad es el establecido por la norma NTC 1500.

La velocidad se controlará para disminuir las pérdidas de carga, atenuar el efecto del golpe de ariete, reducir desgaste interior de las tuberías por erosión y evitar cavitación en tuberías.

Tabla 8.16. Criterio de velocidadVelocidad de Diseño Criterios de Diseño

(Norma ICONTEC 1500)Máxima 2.0 m/sMínima 0.6 m/s

8.2 PRESIÓN DE FUNCIONAMIENTO / APARATO SANITARIOPara que los aparatos sanitarios funcionen correctamente es necesario garantizar una presión mínima de funcionamiento, en laTabla 8.17 se relaciona la presión de funcionamiento mínima por aparto sanitario, estas presiones son las recomendadas por fabricantes como Grival – Mancesa y normalmente la presión en la ducha por (Latorre, 2011).

Tabla 8.17. Presión mínima de funcionamiento / Aparto sanitarioAparato Sanitario Presión de Funcionamiento

18

(kPa) Mínima (m.c.a.)Ducha 10 2.00

Sanitario 7,00 2.80Lavamanos 5,00 2.00Lavaplatos 2,00 2.00Lavadora 5,00 2.80Lavadero 4,00

8.3 ACCESORIOS Y COEFICIENTES DE PERDIDA MENORESEn la tabla Tabla 8.18se muestra los accesorios requeridos para la instalación de cada aparato sanitario y su correspondiente coeficiente menor de pérdida.

Tabla 8.18.Coeficientes de Pérdida en Accesorios para la Instalación de Aparatos SanitariosAparato Sanitario Accesorios k

Ducha Salida de Ducha 1Codo de 90º 0,9

T de paso directo 0,5Válvula de Globo 10

Inodoro T de paso directo 0,5Lavamanos T de paso directo 0,5

2 Codo de 90º 0,9Lavaplatos T de paso directo 0,5Lavadora T de paso directo 0,5Lavadero Codo de 90º 0,9

T de paso directo 0,5Medidor Válvula de Globo abierta 10

Válvula de cheque abierta 2,5Otros Válvula de compuerta abierta 0,2

8.4 ESPECIFICACIONES SOBRE LA INSTALACIÓN DE LOS APARATOS SANITARIOS.Para la normal instalación de los diferentes aparatos sanitarios existen especificaciones de distancias al eje de salida del aparato, las cuales están determinadas por los fabricantes de dichos elementos, para efectos del proyecto se toman como referencia las distancias dadas por el fabricante Mancesa-Corona tal como se muestra en la Tabla 8.19los valores cercanos a estos manteniendo como criterio una configuración conveniente y que no haya una instalación muy profunda en las paredes, innecesaria.

Tabla 8.19.Distancias Necesarias para Instalación de Aparatos Sanitarios

Aparato SanitarioRed hidráulica (a eje de salida)

Altura a piso terminado (cm) Distancia al eje del aparato (cm)Sanitario de tanque 20.3 15.2

Lavamanos 70 10.2Lavaplatos 60 10.2Lavadoras 85 10

Salida de ducha 200 0Lavaderos 110 0

19

Fuente: Catálogos Mancesa- Corona, versión 20039. CÁLCULO DE LA RED INTERNA

El conjunto Residencial Los Horizontes tiene 32 apartamentos, todos con la misma distribución arquitectónica que permite realizar el dimensionamiento de la red hidráulica interna para un apartamento tipo.

9.1 TRAZADO DE LA RED HIDRÁULICA INTERNA DE AGUA FRÍAComo un criterio de mayor seguridad para protección de la red de agua de consumo se decidió que la red hidráulica irá por el piso mientras el resto de redes como: red de desagües, red contra incendios, red de gas utilizarán el contrapiso o cielo falso que abastece cada sector del apartamento por el contra piso, separadas 0.25 m de los muros, con esto se facilita la instalación, así como posibles reparaciones en el futuro.

9.1.1 Dimensionamiento de la tuberíaPara el cálculo de los diámetros de tubería se concentraron caudales por unidades de suministro, para ello fue necesario asignar nodos en los puntos, tal como se muestra en la

20

Figura 11.2. Esquema de distribución / Apartamento

Con la información de la Figura 11.2 y las Unidades de Abasto establecidas se construye laTabla 9.20, que informa el caudal esperado y diámetro asignado. (En la asignación de diámetros de las tuberías verticales que van hasta cada aparato se tomaron las recomendaciones de la NTC 1500.

Tabla 9.20.Asignación de diámetros y caudales / Tramo. Apartamento tipoTramo UA Acumuladas Caudal (GPM) Diámetro (Pulg)

21

CUARTO DE BAÑO

1--2 3 UN 3 0,52--35--44--38--77--63--66--99--1021--20 3UN 3 0,519--1818--1720--1717--1416--1515--1414--1313--1212--1125--24 2 UN 2 0,524--2323--2222--1111--10 5 UN 5 0,7510--26 8 UN 7 0,7532--31 3 UN 3 0,531--2930--29 3 UN 3 0,529--28 6 UN 6 0,7528--2727--2626--33 14 UN 10,5 1

33--3434--35

10. DIMENSIONAMIENTO Y SELECCIÓN DEL SISTEMA DE BOMBEO

22

El sistema de bombeo estará compuesto por 2 bombas centrifugas autocebantes, una en funcionamiento y la otra de reserva para mantenimiento o reemplazo. Se adopta una cabeza de succión positiva. Las bombas operarán automáticamente por medio de un interruptor de presión, cuando la presión sea mínima en el tanque hidroneumático, estás se encenderán y finalizarán su trabajo cuando se alcance el nivel máximo de agua en el tanque hidroneumático, es decir que son sensibles a la presión máxima.

10.1DETERMINACIÓN DE LA ALTURA ESTÁTICA DEL EDIFICIO

Para la determinación de la altura estática se tomó la diferencia entre el nivel del piso más alto y el nivel del tanque de almacenamiento para consumo restando la diferencia entre ellas la altura estática obtenida es de 18.97 metros.

10.2ALTURA ESTÁTICA DE SUCCIÓN HS. (M)

El tanque de succión tiene una altura de 1.25 m, y el eje de la bomba estará ubicado a 0,05 m sobre el fondo del tanque, por tanto se tendrá una altura estática de succión positiva de 1.2 m.

Tabla 10.21Alturas y Niveles de referencia

Definición de alturas y niveles Unidades Valores

Nivel de referencia en el anden msnm 100Altura de cada piso m 2,45Espesor de la losa m 0,35Altura de la ducha m 2

Número de losas de espesor unidades 6Espesor del primer piso m 0,17

Número de pisos unidades 7Cota de piso terminado de 7 msnm 116,97

Altura del aparato crítico msnm 118,97Nivel de referencia -- Altura de aparato crítico m 18,97

Altura del tanque msnm 101,42 Altura del tanque -- Altura aparato crítico m 17,55

Cota de piso 1 terminado m 100,17

10.3DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE BOMBEO

El caudal de bombeo es el caudal en el cual operan las bombas, estas en rangos de presiones y caudales identificados por sus curvas características, el caudal de las bombas varían entre dos caudales el caudal de encendido y el caudal de apagado

Caudal de Encendido (Q on): el caudal de encendido es el que me determina el encendido

Caudal de Apagado (Q off): el caudal de Apagado es el que me determina en qué momento se debe apagar el sistema hidroflo, este corresponde al 25 % del caudal probable del edificio 1.28 L/s

23

Q off

Q Bombeo

Q on

QBombeo=Qon+Qoff

2

Donde:QB: Caudal De BombeoQon: Caudal de EncendidoQoff: Caudal de Apagado

Remplazando los valores en la ecuación anterior obtiene un Caudal de Bombeo de 3.2 L/s cuando la demanda en la edificación no es la máxima, de Q máx probable.

Figura 12.3Esquematización del Caudal de Bombeo

10.4PÉRDIDAS POR SUCCIÓN

La longitud horizontal desde la válvula de pie hasta la brida de la bomba será de 1,70 m. El material de la tubería PVC con un C de 150 y se adopta un diámetro de 2,5 pulgadas que sería el mínimo valor a adoptar teniendo en cuenta que la tubería que de la acometida es 2,5 pulgadas, siguiendo la recomendación de (Pérez, 2005). El mismo criterio se tiene en cuenta para el diámetro de la tubería de impulsión. También porque no conviene disminuir el área de la tubería porque aumentará la velocidad del flujo lo que implica un incremento de potencia y con estos los costos del sistema de bombeo (Latorre, 2011).

Usando la ecuación de Hazen – Williams, se calculan las perdidas en la succión.

h f−succi ó n=( Q0,279×C× (D )2,63 )

1,85

×L

Donde:hf-succión: Perdidas por succión (m).Q: Caudal de bombeo (m3/s).C: Coeficiente de rugosidad para PVC.D: Diámetro de la tubería (m).

24

h f−succi ó n=( 0,00513m3/ s0,279×150× (0,0635m )2,63 )

1,85

×1,70m=0,06m

10.5PERDIDAS SECUNDARIAS HASTA LA BRIDA HFS (M)

Las perdidas secundarias se calcula teniendo en cuanta los accesorios necesarios en la succión hasta la brida de la bombaLos accesorios hasta la brida son:

Válvula de pie con canastilla (K=1.75) Codo de 90º (K=0.9) Válvula de compuerta abierta (K=0.2) Entrada (K=0.5)

La sumatoria de los “K” anteriores es de: 3,35, y se aplica la ecuación para el cálculo de pérdidas debidas a accesorios

h f−accesorios=∑ K ×v2

2×g

Con el diámetro de 2,5 pulgadas se chequea la velocidad:

v=QA

= 0,00513m3/sπ× (0,0635m )2

4

=1,62m /s

El valor de velocidad indica buen funcionamiento del sistema ya que se encuentra dentro del rango recomendado entre 1,5 a 2,5m/s; buenos valores según (Latorre, 2011).

Con esta velocidad y los coeficientes de perdidas secundarias se estima el valor de las perdidas por accesorios en la succión.

h f−accesorios=3,35×( 1ms )

2

2×9,81m/ s2=0,45m

10.6TOTAL PERDIDAS EN LA SUCCIÓN

Las pérdidas totales en la succión es el resultado de la sumatoria de las pérdidas por tubería y accesorios en la succión.

h fsuccion=0,06m+0,45m=0,51m

Luego con la ecuación general para el sistema se tiene

25

Ht=He+Hsf

10.7PÉRDIDAS EN TUBERÍAS

Hft=( Q0,279∗C∗D2,63 )

1,85

∗L

A las pérdidas por las tuberías se suman las pérdidas por accesorios como se muestra en la siguiente ecuación:

Ht=He+( Q0,279∗C∗D2,63 )

1,85

∗Lsuc+( Ksucc∗0.083Q2

Dsuc4 )+( Q0,279∗C∗D2,63 )

1,85

∗Limp+(Kimp∗0.083Q2

Dimp4 )Reemplazando los valores y agrupando se tiene, la siguiente ecuación con la que se encuentra la curva característica.

Ht=21,35+1136,1Q1,85+28255,7Q1,85+ (109999,9904Q2 )

La Tabla 10.22muestra los datos de la curva del sistema.

Tabla 10.22Datos de la curva del sistema

Q(L/s) Q(L/min) Q(L/s) Q(m3/s) Q(m3/h) H(m)6 360 6 0,006 21,6 27,60

5,13 307,8 5,13 0,00513 18,468 25,964,5 270 4,5 0,0045 16,2 24,934 240 4 0,004 14,4 24,203 180 3 0,003 10,8 22,98

2,5 150 2,5 0,0025 9 22,502 120 2 0,002 7,2 22,10

0,5 30 0,5 0,0005 1,8 21,41

En la siguiente gráfica se muestra el punto del cruce de la curva del sistema con la de la bomba seleccionada usando el catálogo de bombas centrifugas de ITT, GouldsPumps es una marca de fábrica de ITT para Agua Residencial e Industrial,empresa fabricante y distribuidor de bombas variedad de bombas para diferentes tipos de agua.

Las características de la bomba son:Model SSH/4SH Size (Tamaño) 1 ½ X 2 ½ -6 con 2900 RPM.

26

Figura 12.4Punto de operación del sistema

Obteniéndose de la Grafica los siguientes datos para su punto real de operación:Un caudal de 5.5L/s y una altura de 26,2m; lo que me garantiza el funcionamiento del sistema.

De la curva de la bomba se obtiene una eficiencia del 61,5% con lo que se puede calcular la potencia requerida de acuerdo con la ecuación planteada en las notas de (Gutiérrez, 2011).

P=Q∗H /(76e)Donde;

Potencia en caballos de fuerza P (HP)Qmáximo probable Q (L/s)H: Altura de bombeo (m)e: Eficiencia

Aplicando la anterior ecuación con los datos de caudal de diseño, máximo probable, una altura total (estática y dinámica), de 25,96m se tiene 2,17 HP; con ésta potencia de la bomba se puede obtener la potencia del motor con la siguiente ecuación

HP=1,3∗PbombaDonde;

Pbomba: Potencia de la bomba en caballos de fuerza P (HP)HP: Potencia del motor en caballos de fuerza (HP)

Entonces calculando HP = 2,82 HP.

10.8CHEQUEO DE CAVITACIÓN

27

Se chequea si las bombas cavita, para ello se comparan el NPHS REQUERIDO con el NPHS DISPONIBLE, del tal modo que si

NPSH Disponible>NPSH Requerido

La bomba no cavita10.8.1 NPSH disponible

La determinación del NPSH disponible se realiza a través de la siguiente ecuación

NPSH disponible=H a+H s−H v−H fs

Donde:Ha: Altura de presión atmosférica local (m)Hs: Altura de succión (m)Hv: Altura correspondiente a la presión de vapor, depende de la temperatura. (m)Hfs: Perdidas por fricción y perdidas menores hasta la brida (m)

Las condiciones del proyecto son las siguientes:

Altura de presión atmosférica local Ha. (m)Cali está ubicada aproximadamente a 995 msnm, con una presión atmosférica de 960 mm Hg = 13.05 m.c.a

Altura correspondiente a la presión de vapor Hv. (m)

La temperatura promedio de Cali es de 23ºC, a la cual la presión de vapor es de 21.1 mm Hg = 0,29 m.c.a.Altura de succión Hs. (m)El tanque de succión tiene una altura de 2,0m y el eje de la bomba estará ubicado a 0,50m sobre el fondo del tanque, por tanto se tendrá succión positiva de 1.50m.

Reemplazando en la ecuación anterior se obtiene un NPSH disponible de:

NPSH disponible=13,05+1,20−0,51=13,7

El resultado anterior indica que la bomba seleccionada, durante el funcionamiento no presentará problemas de cavitación, dado que el NPSH disponible es mayor que el requerido por la bomba.

10.9SELECCIÓN DEL TANQUE HIDRONEUMÁTICO

El volumen del tanque hidroneumático depende del caudal suministrado por el equipo de bombeo en la presión de encendido (Presión mínima) y la presión de apagado (Presión máxima), con los parámetros anterior usando las formula siguiente (catalogo de Barnes de Colombia S.A.) se determina el volumen de este tanque.

V t=√Qt×0,65×Pb

Donde:Vt: Volumen del tanque (L)Qt: Caudal suministrado por el sistema de bombeo (Gal/min)Pb: Presión de apagado (PSI)

Reemplazando en la fórmula:

28

Todo el caudal bombeado es: 5,13 L/s ≈ 76.6 Gal / min.

V t=√76.6Gal/min×0,65×38 psi=216 L

Volumen Total del hidroneumático

Para cubrir este volumen se selecciona 1 tanque cuya capacidad es 300 L, la referencia de acuerdo al catálogo de Barnes de Colombia S.A. es 125034, capaz de entrabar en un rango de presión de 50 – 70 psi, altura total 1.40 m y diámetro de 0,59 m.

11. DESAGUES

Para el diseño del conjunto de conductos y estructuras que recibe la descarga de todas las bajantes de evacuación de inodoros duchas, lavamanos, y otros para el apartamento tipo de la unidad residencial “Los Horizontes” se procede en primera instancia a realizar el trazado del mismo, garantizando la evacuación de las aguas negras, se emplean bajantes que llegan hasta el cielo raso del sótano, en donde se tienen los colectores encargados de transportar el agua hacia el alcantarillado público de la ciudad.

11.1DIMENSIONAMIENTOPara el dimensionamiento del sistema de desagüe se emplea la curva calculada por fluxómetros debido a que en condiciones desfavorables la entrega de los aparatos se produce en forma instantánea.

El caudal total por bajante considera la suma de los ramales que se conectan a este, teniendo en cuenta las unidades de descarga asociadas a cada aparato, como se observa en la Tabla 11.23

Tabla 11.23 Unidades de Descarga para Aparatos

Aparato Diámetro (in) Unidades deDescarga

Lavadero 1” 1Lavadora 2” 2Sifón 2” 1Lavaplatos 2” 2Lavamanos 2” 2Sanitario 3” 3Ducha 2” 3

Fuente: Carmona, 2001.

En la Tabla 11.23, cabe hacer la anotación referente a las unidades de descarga de un baño que consta de una ducha, lavamanos y sanitario, a los cuales se les asocia en conjunto 3 unidades de descarga considerando que todos estos no son empleados al mismo tiempo.

En cada apartamento se proyecta la utilización de 2 bajantes para transportar las aguas negras, los cuales son llevados hasta los buitrones más cercanos, siendo necesario en cada torre la utilización de 8 bajantes.

11.1.1 Unidades de Descarga Bajante 1

En el bajante Nº 1 se consideran los siguientes aparatos:

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Tabla 11.24 Unidades de Descarga Bajante N º1

BAJANTE Nº 11 Sifón 2 unidades1 Lavaplatos 2 unidades2 Baño (Sanitario, Ducha, Lavamanos) 3 unidadesTOTAL UNIDADES BAJANTE Nº 1 10 UNIDADES

Como se puede observar en la Tabla Nº 8-2, el número de unidades de descarga para el bajante Nº 1 son de 10 Unidades por apartamento. La torre del edificio consta de 7 pisos, pero solo 6 de ellos están dotados de apartamentos, y el primero es parqueadero, por tanto el total de unidades de descarga para el bajante Nº 1 es:

TotalUnidades Bajante Nº1=10unidades×6 pisos=60unidades

Con un total de 60 unidades de descarga se procede a realizar la conversión a caudales empleando la tabla de caudales para fluxómetro, encontrándose que para 60 unidades el caudal correspondiente es 3.88 l/s.

Caudal Bajante Nº1=3.78 l / s

Adicionalmente se tiene que con 60 unidades de descarga el bajante tiene como diámetro 4”, con una longitud de 18.20 m teniendo en cuenta la siguiente tabla

Tabla 11.25. Diámetros Bajante asociado a unidades de Descarga

MÁXIMO NUMERO DE UNIDADES POR BAJANTE_ Mas de 3 pisos

Diámetro Bajante Total por Bajante3 604 5006 19008 3600

10 560012 8400

Longitud Bajante Nº1=18.20m

11.1.2 Unidades de Descarga Bajante Nº 2

En el bajante Nº 2 se consideran los siguientes aparatos:

Tabla 11.4 Unidades de Descarga Bajante Nº 2

BAJANTE Nº 22 Baños (Sanitario, Ducha, Lavamanos) 6 unidadesTOTAL UNIDADES BAJANTE Nº 1 6 UNIDADES

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El número de unidades de descarga para el bajante Nº 2, corresponde a 6 unidades, sin embargo para efectos del diseño se consideran como mínimo 10 unidades de descarga.Para determinar el caudal y diámetro del bajante Nº 2 se siguen los mismos pasos que para el bajante Nº 1.

TotalUnidades Bajante Nº2=10unidades×6 pisos=60unidades

Caudal Bajante Nº2=3.78 l / s

DiametroBajante Nº2=4

Longitud Bajante Nº2=18.20m

12. RED PLUVIAL

La red de drenaje pluvial se diseña para evacuar el caudal de precipitación instantánea. Para el Conjunto Residencial Los Horizontes se propone aprovechar las aguas lluvias para el tanque de incendios. El sistema de canales a utilizar se muestra en la Figura 14.5, los cuales corresponden a la canal Amazonas

Figura 14.5. Sistema de canales

12.1Determinación del Área de Captación

Se debe tener en cuenta el material de la cubierta y la proyección horizontal de esta (ya que se encuentra influenciada por la pendiente que tiene) para determinar el área de captación que se tiene. Para la unidad residencial Los Horizontes se tiene que:

Material: Teja de barroÁrea de captación: 212,1 m2

Debido a que el techo tiene una pendiente, es necesario determinar el área de captación para agua lluvia con la que se contará. Para esto se utiliza la siguiente fórmula

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12.2Bajantes

Inicialmente se recogerá el agua lluvia en 7 puntos de la cubierta. Luego, se tendrán 3 bajantes que llevarán el agua lluvia hacia el tanque de abastecimiento de la red de incendios. En la siguiente tabla se especifica el área que drenará cada bajante. Estos serán de PVC

Tabla 12.26Área que drena cada bajante

ÁreaBajante1 74.52 m2

Bajante 2 58.2 m2

Bajante 3 79.44 m2

Para determinar el caudal que transporta cada bajante, se utiliza la siguiente ecuación. Se debe conocer el valor de intensidad de la zona de estudio. En este caso se seguirá la recomendación de Pérez (2005) y se utilizará como valor de I= 0.0278 L/s/m2 Ecuación del Método racional

Q= C* I*A

DondeC: Caudal (L/S)I: Intensidad de la lluvia A: Área que drena el bajanteC: Coeficiente de escurrimiento (0.8 para teja de barro)

El área máxima que puede drenar cada bajante se obtuvo del catálogo de PAVCO para bajantes

Tabla 12.27Características de los bajantes

Número Bajante Área (m2)Caudal

(L/s)Diámetro

(in)Propia Acumulada Máxima

1 37.26 37.26 200 0.83 31 37.26 74.52 200 1.66 32 29.1 29.1 200 0.65 32 29.1 58.2 200 1.29 33 24.38 24.38 200 0.54 33 28.87 53.25 200 1.18 33 26.19 79.44 200 2.21 3

13. RED DE INCENDIOS

En la unidad residencial Los Horizontes se contará con una red de distribución contra incendios, la cual estará compuesta por tuberías horizontales y verticales y, por gabinetes de incendios ubicados en cada piso. Es importante el diseño de esta red, ya que el fuego puede empezar en algún punto cerrado, que dada su ubicación no pueda ser alcanzado por el agua bombeada por el equipo del cuerpo de bomberos (Pérez, 2005). A continuación se presenta el diseño de esta red.

13.1Gabinete de incendiosEl tipo de gabinete de incendios que se escoja debe estar acorde al riesgo que se tenga en la edificación. Para la unidad residencial Los Horizontes, se hace una clasificación de riesgo leve, teniendo en cuenta las recomendaciones realizadas por Pérez (2005), donde edificios residenciales se clasifican como riesgo leve.

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El gabinete de incendios se selecciona teniendo en cuenta las recomendaciones realizadas por Pérez (2005), en el que el gabinete clase I es propuesto para fuegos incipientes, clasificados como riesgo leve y, para uso de los ocupantes de los edificios. En la Figura 15.6 se muestra el gabinete clase I de la empresa SuperLtda de la ciudad de Cali

Figura 15.6. Gabinete clase I

El gabinete cuenta con los siguientes componentes y dimensiones:

Medidas: 77x77x22 cm Manguera acoplada de 1 ½´´ x 30 m gabinetera Boquilla en policarbonato de 1 ½´´ Válvula tipo globo de 1 ½´´ en bronce Hacha pico tipo bombero Llave spanner dos servicios Φ Extintor multipropósito ABC de 10 lb

Para esta clase de gabinetes es opcional el uso de siamesas para el uso del cuerpo de bomberos (Pérez, 2005). Se escoge usarlas, ya que brindan una mayor seguridad al sistema.

Diámetro de la tubería vertical

Pérez (2005) recomienda un diámetro de 4´´ de la tubería vertical para edificios con una altura menor de 30m. Para escoger el material de las tuberías de la red de incendios, se consultó la NTC 1669, en donde se considera el uso de acero como material adecuado para esta red.

13.2Cálculo de caudalPara calcular el caudal que debe suministrar la red de incendios, se debe establecer un valor de simultaneidad, debido a que es muy poco probable que se necesite usar todas las mangueras al mismo tiempo. En el diseño de la red de incendios se establece que máximo estarán funcionando al mismo tiempo 3 mangueras. Adicionalmente, el caudal estará condicionado a la presión que se debe garantizar en la boquilla más alejada. En la Tabla 13.28 se presentan los parámetros a tener en cuenta para el cálculo del caudal de incendios.

Tabla 13.28 Parámetros usados para el cálculo del caudal de incendios

Parámetro Valor

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Número pisos 7 pisosNúmero gabinetes 6 gabinetesLongitud tubería 19, 45 mPresión en boquilla 55 psiCoeficiente de descarga 0.97Diámetro boquilla 1 ½´´

13.3Tanque de reserva

Se diseña un tanque para la red de incendios, el cual abastecerá al sistema de incendios de la unidad residencial Los Horizontes. Éste tendrá la capacidad de abastecer la red durante 30 min, que es el tiempo que en promedio se demoran en llegar los bomberos en atender una emergencia en esta zona de la ciudad.

V incendios=QTotal∗t

Donde:Vincendios: Volumen tanque de incendios (m3)t: Tiempo de llegada de los bomberos (s)QTotal: Caudal de incendios (m3/s)

V incendios=0.016m3

s∗1800 s=28,8m3

Se tendrá un volumen del tanque de incendios de 29 m3.

13.3.1 Altura útil del tanque de incendiosEl tanque de la red de incendios es de concreto reforzado con forma rectangular. Se toma una altura del nivel de agua de 1,5 m con el fin de dejar espacio para que se realicen las labores de mantenimiento. Adicionalmente, se tendrá un borde libre de 0.2 m.

13.3.2 Área superficial del tanque de incendiosCon base en el volumen del tanque de incendios y la altura útil, se calcula el área superficial de éste

A¿=V incendiosH útil

Donde: Asup: Ärea superficial del tanque de incendios (m2)Hútil: Altura útil del tanque de incendios (m)

A¿=29m3

1,5m=19 ,33m2

13.3.3 Ancho del tanque de incendiosEl tanque de incendios contará con un ancho de 3,8 m.

13.3.4 Largo del tanque de incendiosDebido a que el tanque de incendios tiene forma rectangular, su largo se calcula con la siguiente ecuación

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A¿=a∗L

Donde:a: Ancho del tanque de incendios (m)L: Largo del tanque de incendios (m)

L=19,33m2

3,8m=5,1m

13.3.5 Tubería de entrada al tanque de almacenamientoLa tubería de entrada al tanque de almacenamiento de incendios, transporta el agua recolectada por los bajantes de aguas lluvias. Esta tubería tiene un diámetro de 6 pulgadas

13.3.6 ReboseLa tubería de rebose se localizará por encima del nivel máximo del tanque y tendrá un diámetro de 6 pulgadas

13.4Sistema de bombeo red de incendios

Para operar la red contra incendios es necesario contar con un sistema de bombeo, que lleve el agua del tanque ubicado en el piso 1 hasta los gabinetes ubicados en cada piso. Además, el suministro eléctrico de la bomba utilizada en el sistema de protección contra incendios, cuenta con acometida, circuito e interruptor independientes, de tal manera que al desconectarse la corriente de los demás circuitos del edificio, éste quede energizado (Pérez, 2005).

13.4.1 Caudal de bombeo (Qb)

El caudal de bombeo es 16 L/s, correspondiente al caudal de incendios calculado en la sección anterior

13.4.2 Altura de succión (Hs)La altura de succión se define como la diferencia entre el nivel de agua en el tanque de incendios y el nivel en que se encuentra el eje de la bomba. Se tiene que este valor es de 1,3 m.

13.4.3 Altura estática de bombeoLa altura estática de bombeo se define como la diferencia entre el nivel de agua en el tanque de incendios y la altura a la cual se encuentra el aparato crítico.

H e=Cotaaparato crítico−Cotaaguaenel tanque

Donde:He: Altura estática de bombeo

H e=118,82m−101,72m=17,1m

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13.4.4Diámetro tubería succiónEl diámetro de la tubería de succión es de 6´´. Se escogió este valor ya que el diámetro de succión debe ser el diámetro inmediatamente mayor comercial que el de impulsión.

13.4.5 Longitud tubería succiónLa longitud de la tubería de succión es 1,2 m

13.4.6 Pérdidas en la succiónSe deben calcular las pérdidas en la succión debidas a la fricción y a la presencia de accesorios.

Las pérdidas debidas a la fricción en la tubería se calculan con la ecuación de Hazen-Williams

h f=( Q0.279×C×D 2.63 )

1.85

×L

Donde:hf: Pérdidas (m)Q: Caudal (m3/s)C: Coeficiente de rugosidad (adimensional)D: Diámetro de la tubería de succión (m)L: Longitud de la tubería de succión (m)

h f=( 0.016m3

s0.279×130×0.15242.63 )

1.85

×1,2m=0.0070m

Se tiene que la velocidad en la tubería de succión es

vsucción=4∗Qπ θ2

Donde:Vsucción: Velocidad en la succión (m/s)Q: Caudal de bombeo (m3/s)Θ: Diámetro tubería de succión (m)

vsucción=4∗0.016

m3

sπ (0.1524m)2 =0.88

ms

Las pérdidas secundarias se calculan teniendo en cuenta los accesorios necesarios en la succión hasta la brida de la bomba. Se utiliza la siguiente ecuación

hf−accesorios=¿∑ k∗v2

2 g¿

Se tienen los siguientes accesorios

36

Tabla 13.29. Accesorios en la succión

Accesorio Valor de K

Válvula de pie con canastilla 1.75Codo de 90º 0.9Válvula de compuerta abierta 0.2Entrada 0.5Sumatoria de K 3.35

Entonces las pérdidas por accesorios son

h f−accesorios=¿ 3,35∗¿¿¿

Las pérdidas totales en la impulsión son

h f−succión=0.0088m+0.13m=0.14m

13.4.6 Pérdidas en la impulsiónLas pérdidas en la tubería de impulsión son debidas a la fricción y a la presencia de accesorios. Se deben estimar al igual que las pérdidas en la succión

Se calculan las pérdidas con la ecuación de Hazen-Williams

h f=( Q0.279×C×D 2.63 )

1.85

×L

Donde:hf: Pérdidas (m)Q: Caudal (m3/s)C: Coeficiente de rugosidad (adimensional)D: Diámetro de la tubería de succión (m)L: Longitud de la tubería de succión (m)

h f=( 0.016m3

s0.279×130×0.1016m2.63 )

1.85

×34,32m=1,45m

Se debe además garantizar que la presión que llegue a la última boquilla cumpla con los requisitos establecidos para el gabinete clase I. Por lo tanto se deben calcular las pérdidas en la derivación del piso 7, garantizando que a la salida de la boquilla se tenga una presión de 55 psi. Entonces, se convierte este en un tramo crítico para el sistema de red contra incendios. Se procede a calcular las pérdidas en éste. Se tiene que

Tabla 13.30Tramo crítico red de incendios

ValorLongitud 3,62 mDiámetro 1 ½´´

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Caudal 0.0034 m3/s

Se sigue el mismo procedimiento que se utilizó en el paso anterior

Leqcrítico=Lcrítico∗1,20=3,62∗1,20=4,34m

Se calculan las pérdidas con la ecuación de Hazen-Williams

h f=( 0.0034m3

s0.279×130×0.0381m2.63 )

1.85

×4,34m=1,22m

Entonces, las pérdidas totales en la impulsión son

h f−impulsión=1,51m+1,22m=2,73m

13.4.7 Pérdidas totales en el sistema de bombeoLas pérdidas totales en el sistema de bombeo corresponden a la sumatoria de las pérdidas en la succión y la impulsión

h f−total=∑¿¿

Donde:

hf-total: Pérdida de carga total en el sistema (m)

h f−total=0.14m+2,73m=2,87m

13.4.8 Altura dinámica totalLa altura dinámica total corresponde a la suma de la longitud de la tubería, las pérdidas y la presión que se debe garantizar en la boquilla del gabinete en el último piso

HDT=H e+h f−total+Pfinal

Donde:HDT: Altura dinámica total (m)hf-total: Pérdida de carga (m)He: Altura estática de bombeo (m)Pfinal: Presión a garantizar en la boquilla del gabinete crítico (m)

HDT=17,0m+2,87m+38,5m=58,4m

13.4.9 Potencia requerida

Se selecciona la bomba NM 5025 de la empresa Calpeda, la cual incluye entre sus aplicaciones el sistema de red de incendios. A continuación se presenta la gráfica del punto de operación de la bomba. Esta bomba tiene 2900 rpm. Se observa que el punto de operación es 18 L/s

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La potencia de la bomba se calcula con la siguiente ecuación:

HP= QH76×η

Donde:HP=PotenciaEfectivaQ=CaudalenL /sH=Presi ónnetaoalturadeelevaci ó ntotalenmη=Rendimiento(70 %)

HP=18L /s×60m76×0.70

=20HP

13.4.10 Cálculo de NPSH disponibleSe debe calcular el NPSH disponible. Se utiliza la ecuación propuesta por Castilla & Galvis (1993)

NPSH d=H a+H s−H v−H fs

Donde:NPSHd: NPSH disponible Ha: Altura correspondiente a la presión atmosférica en el sitio de bombeoHs: Altura de succión (positiva si el líquido se encuentra por encima del eje de la bomba)Hfs: Carga correspondiente a las pérdidas por fricción y menores, entre la superficie del líquido y la brida de entradaHv: Altura correspondiente a la presión del vapor de agua a la temperatura a que se encuentre

Hv: Para la temperatura de Cali (23°C) se tiene un valor de 0.29 mcaH fs: Las pérdidas en la succión corresponden a 0.14 mcaHs: Este valor se calculó anteriormente, y tiene un valor de 1,2 mca

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Ha: Para la altura promedio de Cali, este valor es 13,05mca

NPSH d=13,05mca+1,2mca−0.29mca−0.14mca=13,82mca

El NPSH requerido por la bomba es 7 mca. Se tiene que el NPSHd debe ser mayor que el NPSHr.

NPSH Disponible>NPSH Requerido

13,82mca¿7 mca

Se verifica entonces que la bomba seleccionada no presentará problemas de cavitación

Para evitar la pérdida de los sellos hidráulicos en los sifones, retraso del flujo y deterioro de los materiales es necesaria la ventilación adecuada de los desagües. Para ello se realiza el dimensionamiento de los mismos considerando dos ductos de ventilación, uno ubicado en el primer piso y el segundo localizado a partir del 5 piso, por tanto se consideran para los cálculos 40 unidades de descarga por bajante.

14. SISTEMA DE VENTILACIÓN

14.1FLUJO DE AIRE EN LOS BAJANTESEn los bajantes el agua fluye en forma de anillo ocupando 7/24 del área total, por tanto el 17/24 del área restante son ocupados por aire que es arrastrado a la velocidad del agua.

V t=2.76¿¿

De acuerdo a la tabla de Hunter se tiene que para bajantes de 4” con 40 unidades de descarga q=2.91 l /s , por tanto:

V t=2.76¿¿

El aire tiene la misma velocidad en el cilindro que forma los 7/24 del área, teniendo como resultado:

q=2.43×17 /24× At

Reemplazando se tiene que el flujo de aire en los bajantes es:

q=13.95 l /s

14.2LONGITUD TUBERÍA VENTILACIÓNPara determinar la longitud del ducto de ventilación se emplea la tabla 6.2 referenciada por Carmona, 2001, en donde para un diámetro de bajante de 4” con 40 unidades de descarga recomienda el empleo de tubos de ventilación de 2”, alcanzando una longitud máxima de 11 m.

Todos los aparatos sanitarios que se encuentran conectados a ramales horizontales de desagüe, son ventilados de forma individual, para establecer el diámetro requerido para dicha tubería se toma la tabla 20 de la Norma Técnica Colombiana NTC 1500 en donde se especifica los diámetros mínimos admitidos para ventilación individual (Ver Tabla 14.1)

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Tabla 14.31 Diámetros Mínimo para Ventilación Individual

Tipo de Aparato Diámetro Mínimo para ventilación individual en mm (pulgada)

Lavamanos, Lavaplatos, Lavadero 38 (1 ½”)Sanitario 51 (2”)

Fuente: NTC 1500

Una vez establecido los diámetros mínimos para ventilación individual, se procede a determinar las longitudes máximas del tubo de ventilación, tomando como referencia la tabla 21 de la Norma Técnica Colombiana en donde se consigna los diámetros y longitud máxima de circuitos de ventilación, de acuerdo a esta se tiene como longitud máxima de tubería de ventilación de 2.1 m, como se observa en la Tabla 14-2.

Tabla 14.32. Longitud Máxima de Circuito de Ventilación para Diámetro de 4”.Diámetro Horizontal de

DesagüeNúmero Máximo de

Unidades de DescargaDiámetro Tubo de

VentilaciónMáxima Longitud

Tubo de Ventilación4” 100 2” 2.1 m

El terminal de ventilación de cada bajante se prolonga por encima de la cubierta de la edificación 0.30 m, ya que se tiene como longitud de ventilación 22 m, con una altura del edificio de 21.68 m.

Los edificios de la Unidad Residencial Los Horizontes constan de 8 bajantes de 4” con 100 unidades de descarga, estas son ventiladas con bajantes de 2” y longitud de 11 m. Los 8 bajantes de ventilación presentan las mismas condiciones descritas anteriormente.

15. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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Gutiérrez, J. (2011). Modulo 10. Introducción a sistema de Bombeo. Universidad del Valle – Cinara. Cali, Valle

ITT WaterTechnology, Inc. (2006). GouldsPumps es una marca de fábrica de ITT para Agua Residencial e Industrial.Engieneeredforlife

Latorre, J. (2011). Recomendaciones de criterios de diseño en monitorias de consulta. Universidad del Valle. Cali, Valle

Palau, C. (2005). Aplicaciones a la gestión de los sistemas de medición de caudal en redes de distribución de agua a presión. Universidad Politécnica de Valencia, Departamento de ingeniería hidráulica y medio ambiente. Valencia.

Pavcomponentes (PAVCO). (2008). Manual Técnico. Tubosistemas. Construcción; Presión, Sanitaria y Conduit sistemas de bajantes y canales. Pavcomponentes para el hogar teja traslúcida Cobertaje, Válvula de bola H2OFF. Rejillas, Accesorios para grifería, canaletas y canaflex.

Pérez, R. 2005. Aguas, desagües y gas para edificaciones. ECOE Edificiones Quinta Edición

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