Ccuta Agosto 11 de 1

HERNANDO HUMBERTO RINCN JAIME

INGENIERO CIVIL

M.P. 54202-091471 NTS

MEMORIAS DE CALCULO HIDROSANITARIOINMUEBLE: HOTEL RESTAURANTE TIBUUBICACIN

El Hotel y Restaurante se ubicar en la Cra. 5 # 6-37 del Barrio El Carmen en El Municipio de Tib del Departamento Norte de Santander. Los servicios de acueducto y alcantarillado los prestar la Empresa de Acueducto y Alcantarillado del Municipio. CALCULOS INSTALACION HIDRAULICA

AGUA FRIA

La distribucin de las redes debe hacerse buscando la ruta ms directa y con el menor nmero de accesorios que sea posible entre la fuente y los aparatos. Se debe procurar que el ramal sea localizado de tal forma que pase por el centro de gravedad del grupo de aparatos a servir; lo cual produce recorridos y dimetros menores.

Hecho el esquema de distribucin de la red, es necesario localizar el aparato crtico y numerar los accesorios de la ruta crtica, esto es, del aparato critico hasta la fuente de suministro.

En edificios de cierta altura, donde la presin de la red es insuficiente para abastecer cada uno de los servicios proyectados, es necesario elevar el agua mediante bombas, equipos hidroneumticos, hidrofl, presin constante, etc. La distribucin puede ser directa a cada uno de los aparatos mediante los equipos mencionados o por descarga del tanque elevado.

No es prctica la distribucin directa mediante la bomba a las redes de distribucin del edificio, porque la misma estara sometida a variaciones muy grandes de gastos y presin.

No es aconsejable ni permitido instalar bombas a las redes de servicio pblico, por lo tanto cuando fuere necesario es recomendable proyectar depsitos bajos y/o elevados.

El abastecimiento directo al tanque alto se utilizara para edificaciones de mximo tres pisos supeditado a la presin disponible de la red pblica.En algunos casos cuando la presin lo permite se puede implementar acometida directa al tanque alto con paso directo (by-pass) a suministro por gravedad.

El volumen del tanque alto debe tener una disponibilidad para 24 horas

El sistema debe garantizar la renovacin del agua del tanque alto. Se debe prever un cheque para aprovechar la presin de la red pblica.

Es necesario conocer las caractersticas requeridas de presin de la grifera.La distribucin hidrulica se har en material P.V.C de presin que cumpla con las normas de INCONTEC, en los dimetros y pendientes que aparecen en los planos.

Para el buen funcionamiento de la instalacin se debe utilizar la relacin dimetro espesor As:

1/2" = RDE 9 3/4" = RDE 11 1 = RDE 13.5

Los dimetros mayores a 1 sern RDE 21CALCULO DE LA RED PRINCIPAL.El clculo hidrulico se hizo segn las frmulas de FLAMMANT y HAZEN WILLIANS:

FLAMMANT

Q = AV

HAZEN WILLIANS

CARACTERISTICAS DE LA EDIFICACIONEl edificio estar conformado de tres pisos, en el primer piso funcionara un restaurante con una capacidad aproximada de atencin al pblico de 100 personas. El segundo y tercer piso se destinara al funcionamiento de hotel; el cual constara de 28 habitaciones con una cama por habitacin, cada habitacin tendr bao propio; adems el segundo piso llevara cocina y zona de lavandera, as mismo el tercer piso llevara cocina y deposito.CALCULO DOTACION O CONSUMO DIARIO TOTAL (CDT)CONSUMO DE AGUA: El consumo depende del servicio que preste la empresa o entidad correspondiente, del grado social y nivel de vida de las personas de determinado lugar, como el clima del lugar. Sin embargo cuando se disean redes de acueducto se asume para dichos clculos consumos que van desde 150 a 400 litros por da y por habitante. Para diseos especficos de edificaciones se sealan algunos consumos que deben tenerse en cuenta para los clculos de tanques y bombas si son necesarios:Restaurantes:

Consumo: Restaurante:

Consumo Humano:

4 lts/da/comida x 300 comidas/da= 1.200 lts/diaLimpieza Zonas Duras Y riego de Jardn:

358 M x 2 L/M/da = 716 L/daTotal Consumo Restaurante por da: 1.916 lts/da Hotel:Consumo Humano:

250 lts/cama/da x 28 Camas= 7.000 lts/daLimpieza Zonas Duras Y riego de Jardn:2 L/M/da x 565 M = 1.130 lts/diaTotal Consumo Hotel por da: 8.130lts/daCDT= 10.046 L/daCALCULO VOLUMEN DE RESERVA

Volumen de reserva= CDT x Das de corte en el servicio de acueducto

Volumen de Reserva = 10.046 L/da x 2 das de corte = 20.092 Lts

Reserva Contra incendio = 11.340 Lts.Volumen de Diseo Estimado Consumo= 20.000 L para 24 horasVolumen de Diseo Estimado Contra incendios= 12.000 L para 1/2 horaVolumen Total Reserva: 32.000 LDIMENSIONAMIENTO DEL TANQUEDimensiones Internas Tanque= B x b x h= 4.0 x 4.0 x 2.25Borde Libre: 0.25 M para aireacin y mantenimiento del flotador mecnico.DISEO DE LA ACOMETIDA PARA TANQUE SUBTERRANEO

Para el Tanque Subterrneo:

En este caso el agua va directamente al tanque bajo; el volumen a consumir en 24 horas debe suministrarse en un tiempo no mayor a 12 horas (NTC 1500), estimando una velocidad entre 1.0 y 1.5 m/seg. Para este caso se toma:

T= 12 horas= 43.200 segundos

V= 32.000 Litros

Caudal Q

Q=V/T

Q=32.000/43.200

Q= 0.74 l/seg

Con los datos de caudal y velocidad, se entra en la Tabla de Flamant y se encuentra:MaterialQ (l/s)V (m/s)Hv (m)J (m/m)

PVC0.741.4510.10470.07661

TIPO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA A EMPLEAR EN LA EDIFICACIONEl sistema de Abastecimiento a emplear para esta vivienda ser: TANQUE BAJO, ALTO Y EQUIPO DE PRESION.Caractersticas del Sistema:

Volumen tanque bajo, 100% del consumo diario. Volumen tanque alto, entre 30% y 40% dependiendo de la edificacin y tipo de uso, lo ms conveniente. Acometida a tanque bajo, paso directo a red de bombeo dependiendo de la altura de la edificacin. Equipo de presin para suministro y llenado de tanque alto. Tanque alto debe funcionar como reserva en caso de suspensin, pero al mismo tiempo se debe preveer la operacin para renovar permanentemente el agua depositada en el mismo.

Este sistema consiste en que el agua llega al tanque de reserva ubicado en la zona del jardn interior del restaurante a travs de la acometida, desde all es extrada mediante equipo de bombeo y conducida a todos los servicios con la ayuda de un tanque hidroacumulador.El sistema considerar un micro medidor en la tubera de acometida para el Restaurante y otro para el Hotel; de esta manera se podr cuantificar el gasto de cada usuario. As mismo se instalar en la Acometida principal un macro medidor para el uso de la empresa de Acueducto. La diferencia resultante (Prdidas) de volumen de agua entre lo registrado por el macro medidor y la sumatoria de los micro medidores ser repartida y cargada a cada usuario por partes iguales por parte de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado del Municipio.En todo sistema de distribucin interior se puede distinguir cuatro funciones en las tuberas: El distribuidor, las columnas, las derivaciones y los ramales.

EVOLUCION DE LOS SISTEMAS DE ALIMENTACION PARA INSTALACIONES HIDRAULICAS EN EDIFICACIONES

Los avances tecnolgicos permanentes y el desarrollo de nuevos materiales han permitido la evolucin importante de los sistemas de alimentacin de las instalaciones hidrulicas en edificios. En orden cronolgico se ha presentado la siguiente evolucin, fundamentalmente:

Sistemas deposito bajo-alto Sistemas de velocidad variable

-Variador de velocidad mecnico

-Variador de velocidad elctrico

Sistemas de velocidad constante Equipo Hidroneumtico Equipo hidroneumtico con dos, tres o cuatro bombas.EQUIPOS DE PRESIONTodos los equipos de presin cumplen la funcin de presurizar las redes.

Un sistema se encarga de elevar el agua al tanque alto y de este se hace la distribucin a los diferentes aparatos por gravedad. En este caso se debe contar con tanques de reserva abajo y arriba. Este sistema se llama comnmente distribucin por gravedad.

Otros sistemas, adems de presurizar la red, distribuyen el agua directamente a los aparatos. Cuentan estos equipos con hidroacumuladores, accesorios, manmetros, vlvulas, etc., que son los encargados de controlar la intermitencia del servicio, de acuerdo a la demanda.Todos son de presin constante y solo se diferencian por los accesorios e instrumentos con que operan.

EQUIPO HIDRONEUMATICOEl agua suministrada por la red pblica de abastecimiento es retenida en un tanque de almacenamiento, normalmente subterrneo, a travs de una bomba, se impulsara a un recipiente hermtico, conocido como tanque hidroacumulador o hidroneumtico (de dimensiones y caractersticas calculadas en funcin de la red), y que posee volmenes variables de agua y aire; durante el proceso de llenado del hidroacumuladorla red interna de la edificacin es abastecida por la bomba (ver fig.). Cuando el agua entra al recipiente sube el nivel de agua, se comprime el aire y aumenta la presin; cuando se llega a un nivel de agua y presin determinados, se produce la seal de parada de la bomba y el hidroacumulador queda en capacidad de abastecer la demanda de la edificacin; cuando los niveles de presin y el volumen de agua dentro del hidroacumulador descienden a unos valores mnimos preestablecidos, se acciona el mando de encendido de la bomba nuevamente, comenzando un nuevo ciclo.

En el montaje de este sistema se recomienda que la bomba quede anclada sobre una base de concreto a un nivel superior del piso para protegerla de la humedad y que la tubera de succin tenga un nmero mnimo de cambios de direccin; de igual manera, se debe procurar que ninguno de los tramos de la tubera de succin quede por encima del nivel de la conexin de la bomba, sin desconocer que el nivel del agua puede estar por debajo (tanque subterrneo, o por encima del nivel del eje de la bomba).

La tubera de succin generalmente consta de los elementos que son parte de un sistema por bombeo normal, por ejemplo: Una vlvula de pie con coladera instalada de acuerdo con los parmetros concernientes a la sumergencia, es decir, el nivel mnimo del agua en el tanque subterrneo. Se ha establecido que, para el caso de sumergencia, el nivel mnimo del agua debe ser de tres veces el dimetro () ms diez centmetros.

En el tanque, ya sea subterrneo o en el que el nivel del agua este por encima del eje de la bomba, debe ir instalado un flotador de tipo mecnico o elctrico, el cual debe ir conectado al interruptor de presin con el fin de que cuando se apague la bomba el equipo funcione seco y se descargue.

SHAPE \* MERGEFORMAT

COMPONENTES DEL SISTEMA HIDRONEUMATICOEl sistema Hidroneumtico debe estar dotado de los siguientes componentes:

Un tanque de presin, el consta entre otros de un orificio de entrada y otro de salida para el agua (se debe mantener un sello de agua para evitar la entrada de aire en la red de distribucin) y uno para la inyeccin de aire en caso de que faltase.

Una bomba adecuada para las exigencias de la red.

Interruptor elctrico para detener el funcionamiento del sistema, en caso de faltar el agua en el tanque subterrneo.

Llaves de purga en las tuberas de drenaje.

Vlvula de retencin en cada una de las tuberas de descarga de las bombas al tanque hidroneumtico.

Conexiones flexibles para absorber las vibraciones

Llaves de paso entre la bomba y el tanque hidroneumtico, y entre ste y el sistema de distribucin

Manmetro

Vlvula de seguridad

Dispositivo para control automtico de la relacin aire/agua.

Interruptores de presin (presostatos) para arranque a presin mnima y parada a presin mxima, arranque aditivo de la bomba en turno y control del compresor

Indicador exterior de los niveles en el tanque de presin, para la indicacin visual de la relacin aire/agua

Tablero de potencia y control de los motores

Dispositivo de drenaje del tanque hidroneumtico, con su correspondiente llave de paso

Compresor u otro mecanismo que reponga el aire perdido en el tanque hidroneumtico

Filtro para aire, en el compresor o equipo de inyeccin

Actualmente han cado en desuso, entre otras, debido a las siguientes razones:

El tanque solo se utilizaba para trabajar con bajas presiones. Contaminacin del agua a causa del contacto permanente con la parte metlica del tanque.

Perdida del volumen de aire en el interior del tanque, originada por su mezcla con el agua.

EQUIPO HIDRONEUMATICO CON DOS, TRES Y CUATRO BOMBAS

Su principio de funcionamiento es exactamente igual al del sistema anterior. Su diferencia radica bsicamente en la existencia de una membrana dentro del tanque hidroacumulador, que evita el contacto agua-aire, y en la presencia de un mayor nmero de bombas con el objetivo de fraccionar el caudal de diseo, teniendo en cuenta que ste slo se sucede en las llamadas horas pico. Las bombas trabajan automticamente, adicionando o sustrayendo caudal en concordancia con las solicitaciones de la edificacin; es decir, en la hora de mayor consumo a la edificacin le abastecern todas las bombas, actuando en paralelo.Permitir reparaciones al sistema sin tener que suspender el abastecimiento a la edificacin es otra las ventajas que trae la utilizacin de varias bombas.

Debido a las ventajas que ha trado el empleo de la membrana dentro del tanque hidroacumulador, tambin es posible encontrar hoy equipos hidroneumticos compuestos por una sola bomba y un tanque con membrana, utilizados para abastecer consumos bajos como los generados por una sola vivienda.

SISTEMAS HIDRONEUMATICOS PRECARGADOS

Estos sistemas fueron ideados con el fin de mantener el volumen de aire constante dentro del tanque, al tiempo que se separa el agua del aire comprimido. La separacin se hace mediante una membrana o bolsa de neopreno laminado.

La funcin de estos aparatos, es mantener presurizada la red y satisfacer el suministro en momentos de poca demanda, tiempo durante el cual el equipo permanece apagado. Al volumen acumulado en el tanque, se le llama volumen de regulacin (VR).

EQUIPO SIN HIDRONEUMATICOSEst conformado por un grupo de bombas centrifugas en paralelo, las cuales trabajan una, dos o ms al tiempo, de acuerdo a la demanda de caudal.

Cuando la demanda es completamente nula, se apaga la bomba lder por aumento de la temperatura del agua contenida en la carcasa, detectado por el sensor de temperatura, instalado en cada unidad.Entre estos tipos se tienen los de Presin Constante y los de Hydroconstant.

En el equipo a presin constante, la velocidad es constante y viene equipado con vlvulas de control que operan hidrulicamente y controlan la descarga, estas vlvulas tambin funcionan como de retencin.

A travs de un rotmetro conectado al tablero de control, es controlada la operacin de las bombas. El apagado es idntico al sistema anterior.SISTEMA DE VELOCIDAD VARIABLE

Son equipos de bombeo que ajustan sus condiciones de operacin a las exigencias de la red de consumo mediante la variacin de la velocidad angular con que se mueve el impulsor de la bomba.

Al presentarse cambios de la demanda de fluido en la red, el equipo debe variar la velocidad de rotacin de la bomba, con lo cual se varan el caudal y la presin del fluido que entregan (la bomba dispone de infinitas curvas caractersticas).

Existen dos maneras de variar la velocidad de rotacin de la bomba:

La primera es variando la velocidad de rotacin en el acople motor-bomba, Esto se logra mediante acople hidrulico o acople mecnico a un motor de gasolina. La segunda es variando la velocidad del motor que la acciona y se logra con motores elctricos de corriente continua o de corriente alterna.Hoy en da prcticamente no se utiliza estos equipos y la prdida de la demanda en el mercado se debe a:

Alto costo de adquisicin, tres o cuatro veces ms que otros equipos

Alto costo de operacin

Baja eficiencia, principalmente cuando se requiere el bombeo de caudales pequeos

Son sistemas que prcticamente funcionan todo el tiempo, por lo cual su vida til es corta.

Alto costo de mantenimiento

Variacin importante de la presin en la red cuando se presenta variacin notable en el consumo.

SISTEMA DE VELOCIDAD CONSTANTESon sistemas de bombeo, con motor de velocidad constante, que en ciertos periodos de tiempo deben alimentar simultneamente a un tanque presurizado y a la red de suministro, con el objetivo de que el tanque pueda realizar la alimentacin de la red en aquellos periodos de bajo consumo, para permitir que el sistema de bombeo se pueda apagar.SISTEMA HIDROCONSTANTEEl equipo tiene como caracterstica principal la entrega de presin constante en la descarga del sistema de bombeo, sin utilizacin de vlvulas reguladoras de presin a pesar de que la demanda de caudal sea variable. Esto se logra cambiando las revoluciones el eje de la bomba mediante un acople hidrodinmico ubicado entre el motor y la bomba.OTROS SISTEMASSIMPLEXLa bomba trabaja todo el tiempo. Requiere vlvulas de control y sensor de temperatura.

DUPLEXDos bombas, una primaria que trabaja continuamente y la otra cuando la demanda de caudal lo exija, requiere de vlvulas de control, sensor de temperatura y tablero de control.

TRIPLEX TIPICOTres bombas. Son controladas en igual forma que el caso anterior. Su apagado es inverso al encendido.

TRIPLEX MODIFICADODe las tres bombas, la ms pequea es llamada Jockey. Son controladas igual que en los casos anteriores.

SISTEMAS DE PRESION CONSTANTE Vs. HIDRONEUMATICO

Presiones: Los hidroneumticos ofrecen una presin que vara hasta una atmosfera (10.33 m.c.a.) lo cual no significa incomodidad para el usuario. El controles e logra con la cmara de aire. Los equipos de presin constante pueden entregar siempre la misma presin mediante vlvulas de control colocadas en la descarga de cada bomba.

Unidades de Bombeo: Ambos sistema atienden la demanda fraccionndola segn el tipo de edificacin; por lo tanto, el tamao, el tipo y numero de bombas pueden ser los mismos.Control de Servicio: Los hidroneumticos controlan la prendida de las bombas con presostatos y los e presin constante, mediante rotmetros o sensores de flujo basados en la demanda.

Energa: Los hidroneumticos ofrecen menor consumo de energa ya que mantienen apagados los equipos para bajas demandas. Los equipos de presin solo apagan en demandas nulas y con el aumento de temperatura del agua contenida en las bombas.En edificaciones tipo hospital u hotel, este factor no es preponderante debido a que hay muy pocos momentos en que la demanda es nula. Por otra parte, cuando los requerimientos e presin y/o caudal son altos, el tamao del equipo hidroneumtico aumenta.

Mantenimiento: La mayor posibilidad de dao ocurre en las bolsas de neopreno de los hidroneumticos precargados, lo que significa suspensin del servicio durante el lapso de tiempo en que el fabricante o distribuidor preste el servicio.

En cuanto a daos en las motobombas, ambos sistemas tienen la misma confiabilidad de reparacin. As mismo los tableros son semejantes y anuncian el dao ocurrido.CODIGO COLOMBIANO DE FONTANERIA NORMA TECNICA COLOMBIANA NTC 1500-ICONTEC

Segn la NTC 1500 (Cdigo Colombiano de Fontanera) en su numeral 6.1.2 dice: Los sistemas de suministro de agua para las edificaciones se disearn e instalarn de manera que abastezcan de agua, en todo tiempo, a los aparatos de fontanera y equipos, con caudal y presiones que se ajusten a lo establecido en el numeral 6.7.1, para que funcionen satisfactoriamente y sin ruidos excesivos bajo las condiciones normales de uso. La velocidad mxima de diseo debe ser de 2.0 m/s. 6.7.1 Presin mnima de servicio. Cuando la fuente de abastecimiento de una edificacin no sea capaz de satisfacer los requisitos mnimos de los accesorios descritos en la Tabla 7, se deben disear, instalar y construir los equipos y obras necesarios para subsanar tal deficiencia.6.7.2 La presin de agua en la red de distribucin no debe exceder los 550 kPa. (56 m.c.a.), donde se superen estos valores se deben instalar dispositivos reductores de presin. Donde sea necesaria una mayor presin de servicio se debe disponer de dispositivos reforzadores de presin para ese caso especfico.Tabla 7. Caudales y presiones mnimas de operacin para aparatos sanitariosAparato SanitarioRecomendadaMnimaDimetro Conexin

m.c.aKg/cmlb/pulgm.c.aKg/cmlb/pulg

Inodoro Fluxmetro10.331.0314.707.700.7710.961

Inodoro Tanque7.000.709.962.800.283.981/2

Orinal Fluxmetro10.331.0314.707.700.7710.963/4-1

Orinal Llave7.000.709.962.800.283.981/2

Vertederos3.500.354.982.000.202.851/2

Duchas10.331.0314.702.000.202.851/2

Lavamanos5.000.507.122.000.202.851/2

Lavadoras7.000.709.962.800.283.981/2

Bid5.000.507.122.000.202.851/2

Lavadero4.000.405.692.000.202.851/2

Lavaplatos2.000.202.852.000.202.851/2

DISEO DEL MACROMEDIDOR

El medidor debe quedar instalado dentro de una caja con dimensiones para su colocacin y mantenimiento, provisto de una tapa protectora que permita la fcil lectura, debe poseer un orificio de ventilacin y un tubo de drenaje. En los conjuntos residenciales donde normalmente se instalan los medidores en los andenes su identificacin se har de oriente a occidente y de norte a sur.Las caractersticas hidrulicas de los medidores varan de acuerdo a las normas por las cuales son fabricados.

La escogencia de un medidor apropiado depende principalmente de las caractersticas del caudal a ser medido y no del dimetro de la tubera que ste atraviesa.Los datos ms importantes son: El flujo mnimo, la carga de funcionamiento, horario, diario o mensual y los mximos para cortos periodos.Para asegurar una larga duracin al medidor, se debe verificar si los consumos reales no exceden los admisibles.Con frecuencia acontece que se escoge un medidor de dimetro menor que el dimetro de la tubera diseada, esto porque la capacidad nominal de los mismos es elevada, comparada con la de las redes, teniendo en cuenta la limitante de velocidad.

CAUDAL NOMINAL

Es el caudal en flujo uniforme expresado en m/h o l/seg con prdida de carga en el aparato de 10 m.c.a. y que indica la capacidad del medidor.

PERDIDA DE CARGA

La variacin de las prdidas de carga de los medidores pueden ser observados independientemente de las curvas y las tablas de perdida de carga dadas, puede calcularse cualquier punto de la curva de la perdida de carga de un medidor cualquiera utilizando los respectivos caudales nominales indicados en la tabla y utilizando las siguiente formula:J= (Qd/Qn).H

Qd = Caudal de diseo

Qn = Caudal nominal

H = 10 m.c.a.J = Perdida en m.c.a.En nuestro caso tenemos un caudal de diseo QD =0.74 l/seg, se podr utilizar un macro medidor de velocidad de 1/2, caudal nominal Qn=0.92 l/seg., una perdida J=6.40 m.c.a. y trabajando con el 80% de su capacidad nominal. DISEO MICROMEDIDORESMicromedidor Restaurante:En este caso tenemos un caudal de diseo QD = 0.42 l/seg. Se podr utilizar un micromedidor de velocidad de 1/2, con caudal nominal Qn=0.84 l/seg., una perdida J=2.5 m.c.a. y trabajando con el 50% de su capacidad nominal. Micromedidor Hotel:En este caso tenemos un caudal de diseo Qd = 1.03 l/seg. Para el cual se podr utilizar un micromedidor de velocidad de 3/4, con caudal nominal Qn=1.58 l/seg., una perdida J=4.3 m.c.a. y trabajando con el 65% de su capacidad nominal. ASIGNACION DE CAUDALES POR APARATO Y DIAMETRO DE DISEOEl Edificio tiene una distribucin arquitectnica tal como se observa en los planos Hidro-Sanitarios que se anexan. El sistema trabajar de forma mixta; es decir: Con la presin que le suministrara el conjunto Bomba-Hidroneumtico y tambin trabajara por gravedad desde los tanques elevados en caso de dao en los equipos o ausencia de agua en el tanque bajo. El funcionamiento de los tanques elevados se dar de forma automtica mediante la intercomunicacin del tubo de llenado con el tubo de suministro por gravedad; debindose adaptar una vlvula de retencin para evitar el retorno del agua por la parte inferior del tanque y el derrame del lquido. Tambin se deber adaptar una llave de registro junto a la vlvula de retencin con el fin de cortar el servicio sobre todo cuando se proceda al lavado del tanque o a realizar alguna reparacin.

Ante la ausencia de la presin suministrada por los equipos; el cheque se activara por efecto del peso del agua en los tanques elevados; dando paso al flujo descendente por gravedad que podr surtir satisfactoriamente todos los aparatos de la edificacin en caudal y presin.Se aprovechara la presin de la calle cuando sea posible; esto se consigue intercomunicando el tubo de llenado del tanque subterrneo con el tubo de la acometida general y debindosele adaptar una llave registro para control. En cuanto a la asignacin de los caudales; se har dando a cada aparato las unidades correspondientes de acuerdo como se estipula en las tablas de consumo, dichas unidades se irn acumulando de acuerdo al recorrido del flujo.

Una vez se tenga el nmero de unidades que circula por cada tramo se asignara el respectivo caudal en litros por segundo de acuerdo como se indica en las tablas de Hunter para Colombia. De esta misma manera y haciendo uso de las tablas de flamant se asignaran los dimetros correspondientes; teniendo en cuenta que la velocidad se encuentre en el rango 0.60 m/s V 2.0 m/s.El anlisis por presin y sus correspondientes clculos se empezara por el aparato crtico (Tanque elevado); al cual se le asignara una presin de 10.0 m.c.a. hasta llegar al sitio donde se instalaran los equipos, obteniendo as la Altura Dinmica Total la cual se empleara para el clculo de la potencia de la bomba.Los tanques se debern instalar a una altura (V) medida desde el piso de la terraza hasta la salida del agua; de tal forma que se satisfaga con la presin mnima en el aparato crtico que para este caso corresponde al lavaplatos del tercer piso. Esto se consigue mediante el anlisis por gravedad; el cual se realizar desde dicho aparato critico al cual se le asignara una presion de 2.0 m.c.a. hasta el sitio donde quedaran los tanques.Adicionalmente se dispondr de una salida en los tanques areos que suministren permanentemente por gravedad los servicios de lava-trapero en los tres pisos. Esto con el fin de evitar la descomposicin del agua por causa de estancamiento debido al continuo suministro por presin de los equipos.CALCULO DE LA ALTURA V

TRAMO 11-12La presin en el punto 11 es de 5.603 m.c.a. Con esta cabeza los aparatos crticos estarn trabajando de acuerdo a lo previsto en el diseo. Lo anterior quiere decir que la salida del tanque debe quedar a una altura V>5.603 mts., la diferencia entre V y 5.603 m.c.a, corresponde a las perdidas por friccin y velocidad.

Dicho lo anterior se puede plantear la siguiente expresin:

V= P11+J+hv (1)

En donde: V es la distancia vertical entre el punto 4 y la salida del tanque (punto 1)P11= Presin en el punto 11 en m.c.a.

J = Perdidas por friccin en tuberas y accesorios

hv= Perdida por cabeza de velocidad

Clculo de V:

H: Es la distancia horizontal entre la columna y la salida del tanque

J= jV + jH + jAcc

De la expresin (1)

V= P11+(jV+jH+jAcc)+hv

V-jV= P4+jH+jAcc+hv

V(1-j)= P11+jH+jAcc+hv

V= [P11+hv+j(H+Acc)]/[1-j] (2)

Por este tramo debe conducirse la totalidad del agua a consumir en el Hotel.

Evaluando el caudal total para esta edificacin se obtuvo los siguientes datos consultando la Tabla de Hazen Williams:

Unidades : 184Caudal : 1.22 l/s

Velocidad : 1.075 m/s

Perdida hv : 0.0568 m

Coeficiente C: 150

Perdida j : 0.0266Dimetro : 1 1/2

Longitud H : 0.50 m

Longitud V : 5.445 m (calculada adelante)

Accesorios:

1 Valv.Comp. Abierta 1 1/2 Pvc = 1x 0.19= 0.191 Valv. De Retencin tipo liviano 1 1/2 Cu = 1x 2.41= 2.411Entrada Normal 1 1/2 Pvc = 1x 0.40= 0.401 Tee Pdl 1 1/2 Pvc = 1x 0.73= 1.79

_____

Total Accesorios 4.79 V= (5.603+0.0568+0.0266x(0.50+4.79))/(1-0.0266)

V= 5.959 mLongitud Total: 0.50+4.79+5.959 = 11.249 m

Prdida Total J: 11.249x0.0266 = 0.299 m

Presin Final en el Punto P12 = 5.603+0.0568-5.959+0.299= 0.00 m.c.a.

Lo anterior significa que cuando el espejo de agua del tanque elevado se encuentra en el nivel de salida, en ese punto la presin es 0.00 m.c.a.

La altura V encontrada (5.959m) deber medirse entre la superficie de la terraza y el tubo de salida del agua en el tanque elevado para que se pueda suplir los requerimientos de presin mnima en el aparato crtico y por consiguiente en todos los dems aparatos.Se deber instalar dos tanques de PVC de 5.000 L (uno para el Restaurante y otro para el Hotel); para cuya instalacin se podr implementar la siguiente configuracin en altura: Un Prtico en concreto reforzado con cuatro columnas apoyadas en la placa de la terraza con una altura de 5.00 m, placa en concreto reforzado de 0.25 m de espesor y una base de 0.75 m de altura; para un total de 6.0 m. De esta forma se podr garantizar que cuando el sistema trabaje a gravedad satisfaga la presin mnima para cada aparato. Si no e desea elevar los tanques la altura V, se podr optar por las siguientes alternativas:1.0) Usar equipo de bombeo elevado sobre todo para el ltimo piso

2.0) Ubicar tanques dispersos en la superficie de la placa de cubierta lo ms cerca posible a los servicios del ltimo piso

Nota: No es necesario elevar el tanque del restaurante ni del segundo piso del hotel; estos pueden ir instalados directamente sobre la placa de la terraza.EQUIPOS DE BOMBEO

El primer concepto que se debe tener en cuenta es el de PRESION BAROMETRICA

Del lugar, que no es ms que la presin atmosfrica hechas las correcciones de altura s.n.m. y la temperatura ambiente del sitio.Conceptos:

Presin Atmosfrica: Es el peso de la columna de aire que tiene la capa atmosfrica ejercido en una unidad de rea.Una atmosfera es igual a: 14.7 p.s.i, 101 Kpa, 760 mm de Hg, 10.33 m.c.a., 12.9 mts de acetona o 1.033 Kg/Cm.

Altura de Succin: Esta existe cuando el espejo del agua est abajo del eje de la bomba.Altura de Succin Esttica (D.H.): Es la distancia vertical medida en una unidad de longitud (metros, pies, etc.) desde el eje de la bomba hasta el nivel libre del lquido que va a ser bombeado.Altura de Succin Dinmica Total (T.D.H.): Es la suma de la altura de succin esttica ms las prdidas por friccin en tuberas, accesorios y carga de velocidad (V/2g)

Carga de aspiracin o Altura de Succin: Esta existe cuando el espejo de agua o aprovisionamiento est por encima del eje de la bomba.Carga de Aspiracin Esttica: Es la distancia vertical medida en metros, pies etc., desde el espejo libre del agua hasta el eje de la bomba.BOMBAS CENTRIFUGAS

Rotor de Flujo Radial

Rotor de Flujo AxialRotor de Flujo MixtoEl rotor determina la relacin con los parmetros de caudal Q, altura H y eficiencia as: La bomba Centrifuga se fundamenta para adicionar la energa al fluido en la accin de la fuerza centrfuga. CURVAS DE LAS BOMBAS CENTRIGUGAS

Las bombas centrifugas no se pueden especificar nicamente por los dimetros de succin y descarga, puesto que ellas no dan la informacin necesaria para su utilizacin en un trabajo determinado. Se debe especificar altura de bombeo y el lquido que se desea elevar. Como se necesita un motor para accionarla, deben conocerse las revoluciones por minuto a que deba trabajar, as como la potencia y la eficiencia deseada para poder calcular con exactitud la potencia necesaria.CABEZA NETA DE SUCCION POSITIVA (N.P.S.H.)

Es la presin absoluta expresada en altura del lquido considerado, en el dimetro de entrada de la bomba, menos la presin de vapor del lquido a temperatura de bombeo.

La N.P.S.H. puede ser disponible, que es la presin que se dispone una vez se han tenido en cuenta todos los factores (alturas) de una instalacin.La N.P.S.H. requerida, es la presin mnima que necesita la bomba para operar con xito.Luego: N.P.S.H. disponible > N.P.S.H. requerida.Se debe tener claro que la N.P.S.H. disponible depende de la instalacin, mientras que la N.P.S.H. requerida es la que el fabricante grafica en las curvas de las bombas.

Presin Atmosfrica= 10.33 m.c.a.= 101 Kpa = Altura esttica + perdidas + Presin de vapor + N.P.S.H. disponiblePRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE UNA INSTALACION EN LA SUCCION

Se procura disear la succin lo ms corta posible

Hermetismo en la instalacin Instalar en menor nmero de accesorios en lo posible

El dimetro de la succin debe ser igual o mayor al de la succin de la bomba

Es conveniente una inclinacin de 2 de la bomba hacia la succin No se permitirn formas que impidan la libre salida del aire en el cebado Se debe usar vlvula de pie cuando la bomba no es auto-cebante y coladera cuando la bomba es auto-cebante

La succin no debe llegar al fondo del tanque, ni debe quedar pegada a la pared lateral

Cuando el dimetro de la succin es mayor que la succin de la bomba, se debe instalar una conexin excntrica.EN LA DESCARGA El dimetro debe ser igual o mayor al de la descarga de la bomba Se debe prever el tapn de cebado Es necesario colocar vlvula de cheque para prevenir daos en la bomba cuando el agua se regresa debido al apagado de la bomba.

La vlvula de compuerta tiene como funcin servir de reguladora de caudal cuando se requiera, as como impedir que el lquido se derrame cuando se efecten labores de mantenimiento o reparacin de la bomba. Las universales tienen la funcin de permitir el montaje y desmonte de la bomba cuando se requiera, tambin se puede usar uniones dresser, elsticas y bridas.

1.0 CALCULO DE LA IMPULSION

Tomamos los dos ltimos tramos; es decir extractamos los tramos 15-16 y 16-17 de la Tabla de clculo de la instalacin hidrulica donde se determin la Impulsin.Tramo 15-16Unidades : 221 und

Caudal : 1.363 L/seg

Velocidad : 1.201 m/seg

Perdida hv : 0.0724Coeficiente C: 0.0001Perdida j : 0.0325 m/mDimetro : 1 1/2"

Longitud H : 23.05 m

Longitud V : 0.70 mAccesorios: 1 Tee Pd 1 1/2" PVC = 1x0.55= 0.551 Valv. Comp. Abierta 1 1/2 Cu = 1x0.21= 0.211 Tee Pdl 1 1/2 PVC = 1x1.79= 1.793 Codos r.m. 90 1 1/2 PVC = 3x0.72= 2.16 Total accesorios 4.71 mLongitud total= H+Acc.-V= 23.05+4.71+0.70=28.46 m

Perdida J= Ltxj=28.46x0.0325=0.925 m

Prdida Total= J+hv= 0.925+0.0724= 0.9974 mPresin en el punto P16= 22.181+0.925-0.70+0.0724= 22.479 mcaTramo 16-17Este tramo se calcula con el 50% del caudal de diseo , considerando que en las horas de poca demanda; el sistema presurizado trabajar con las bombas apagadas, pues el trabajo de suministro lo har el tanque hidroacumulador. Sin embargo para obtener un margen mucho ms seguro, se disea as:Unidades : 110 und

Caudal : 0.93 L/seg

Velocidad : 0.818 m/seg

Perdida hv : 0.0358Coeficiente C: 0.0001Perdida j : 0.0165 m/mDimetro : 1 1/2"

Longitud H : 2.0 m

Longitud V : 0.40 m

Accesorios: 2 Tees Pd 1 1/2 Hg = 2x1.17= 2.341 Valv. Ret. Tipo pesado 1 1/2" Cu tipo pesado = 1x3.63= 3.631 Valv. Comp. Abierta 1 1/2 Cu = 1x0.21= 0.211 Tee Pdl 1 1/2 HG = 1x3.80 =3.801 Codo R.m. 90 1 1/2 Hg = 1x1.53 =1.531 Entrada normal 1 1/2 Hg = 1x0.85 =0.85 Total accesorios: 12.36 mLongitud total= H+Acc.+V= 2.0+12.36+0.40=14.76 m

Perdida J= Ltxj=14.76x0.0165=0.244 m

Prdida Total= J+hv=0.244+0.0358=0.28 mPresin en el punto P17:22.479+0.244+0.40+0.0358=23.158 mca

Impulsin: 23.158 mca2.0 CALCULO DE LA SUCCION Recordando las dimensiones del tanqueLongitud (L) = 4.00 m

Ancho (A) = 4.00 m

Profundidad (h) = 2.25 m

Altura esttica de la Succin= 2.55 m

En la succin es recomendable una velocidad entre 0.6 y 0.9 m/s.

En la tabla de flamant se localiza para 1 1/2" la velocidad de 0.72 m/s

En succinUnidades : 88Caudal : 0.82 l/s

Velocidad : 0.72 m/s

Prdida hv : 0.03 m

Coeficiente C: 0.0001Prdida j : 0.013Dimetro : 1 1/2

Longitud H : 0.87 m

Longitud V : 2.55 m

Accesorios

1 Vlvula de pie con coladera 1 1/2" Cu = 1x7.49=7.493 Codos R.m. 90 1 1/2 HG = 3x1.53=4.591 Salida de tubera 1 1/2 HG = 1x1.67= 1.67Total Accesorios 13.75 m

Longitud Total: H+Acc.+V= 0.87+13.75+2.55 = 17.170 m

Perdida J= Ltxj=17.17x0.013 = 0.223 m

Altura de Succin: 2.55+0.223 = 2.773 mCALCULO DE LA NPSH (Altura de Succin Positiva)

La NPHS es la presin baromtrica en el sitio menos la tensin de vapor del agua a la temperatura ambiente menos la altura dinmica de succin.

En el caso que nos ocupa, para el Municipio de Tib tenemos:N.P.S.H.= K-ADSPara Tib K= 9.74 mcaAltura Dinmica de Succin ADS= 2.773 mNPSH=9.74-3.077= 6.967 mcaAltura mxima de succin AMSA.M.S.= 10.33-(a+b+c+d+e+f)

a) Perdida por altura sobre el nivel del mar (75) Ja =0.125b) Perdida por temperatura (32) Jt =0.478c) Perdidas por depresiones baromtricas (Steel) =0.360

d) Perdidas por vacio imperfecto =2.400

e) Perdidas por friccion y accesorios (J) =0.223f) Perdidas por cabeza de velocidad (hv) =0.030Total 3.62 mAltura Mxima de Succin:

10.33-3.62= 6.71 mcaAltura Dinmica Total:Impulsin + Succin

23.158+2.773=25.931Altura Dinmica Total Ht de diseo= 30.00 mCALCULO POTENCIA DE LA BOMBA

La Potencia de la Bomba en caballos de fuerza (H.P.) ser el producto del caudal de bombeo en lps y de la altura dinmica total en m dividido por el producto 76 (conversin de unidades) y la eficiencia de la bomba, que puede tomarse alrededor de 0.70, es decir:Pot. bomba (H:P)= [Qbombeo (lps)xHt (m)] [76x]

Los motores elctricos que accionan las bombas deben tener una potencia normal superior de acuerdo con las normas vigentes, de 30% y 50% segn sean trifsicos o monofsicos respectivamente. Es de anotar que este es un sistema de alimentacin que ha cado en desuso en los edificios con alturas intermedias, ya que presenta los siguientes inconvenientes en aquellas edificaciones donde se utiliza:

El tanque elevado exige el refuerzo adicional de la estructura del edificio debido a la concentracin de cargas y por condiciones exigidas en la Norma NSR 2010. Frecuentemente presentan problemas de filtraciones.

Ocupan reas que se pueden utilizar para otros propsitos

En general, los aparatos sanitarios de los pisos cuya altura es cercana al tanque tienen un deficiente servicio.

El mantenimiento de los tanques es complicado y por tal razn se presentan problemas de higiene. Las averas de los tanques elevados puede interrumpir el servicio por periodos prolongados.Ht = 30.00 mPHP = .Ht.Q

76.

PHP = 1x30x1.36 : 0.83 HP ~ 1.0 HP 76x0.65 = Peso especfico del agua = 1 Kg/L

Ht= Altura dinmica total = 30.00 m

Q = Caudal = 1.36 L/seg

Constante de Conversin = 76K= Eficiencia bomba motor trifsico = 65%

Se deber instalar dos bombas de 1.0 Hp, Altura total de 30.0 m, 26 m a la descarga, Tipo Centrifuga 3.500 rpm, no auto-cebantes, Motores trifsicos de 220 V, Caudal 1.36 L/seg, Altura Mxima de Succin 7.0 m, N.P.S.H. 6.70 m.Con las anteriores especificaciones, el proveedor ofrecer el equipo equivalente ms conveniente para la adecuada prestacin del servicio.ESCOGENCIA DEL EQUIPO

EQUIPO HIDRONEUMATICO

El agua suministrada por la red pblica de abastecimiento es retenida en un tanque de almacenamiento, normalmente subterrneo, de donde, a travs de una bomba, se impulsara a un recipiente hermtico conocido como Tanque Hidroneumtico (de dimensiones y caractersticas calculadas en funcin de la red), y que posee volmenes variables de agua y aire; durante el proceso de llenado del hidroacumulador, la red interna de la edificacion es abastecida por la bomba. Cuando el agua entra al recipiente sube el nivel de agua, se comprime el aire y aumenta la presin; cuando se llega a un nivel de agua y presin determinados, se produce la seal de parada de la bomba y el hidroacumulador queda en capacidad de abastecer la demanda de la edificacin; cuando los niveles de presin y el volumen de agua dentro del hidroacumulador descienden a unos valores mnimos preestablecidos, se acciona el mando de encendido de la bomba nuevamente, comenzando un nuevo ciclo.En el montaje de este sistema se recomienda que la bomba quede anclada sobre una base de concreto a un nivel superior del piso para protegerla de la humedad y que la tubera de succin tenga un nmero mnimo de cambios de direccin; de igual manera, se debe procurar que ninguno de los tramos de la tubera de succin quede por encima del nivel de la conexin de la bomba, sin desconocer que el nivel del agua puede estar por debajo (tanque subterrneo, ver figura) o por encima del nivel del eje de la bomba.Si se piensa instalar un HIDROFLO. Para este efecto se considera cada mueble como una salida.

Total salidas=107, para lo cual corresponde un factor multiplicador de 0.48, para edificaciones entre 76 y 150 salidas.

Capacidad del Equipo: 107x0.48= 51.36 gal/min

Se toman 55 gal/min= 208.18 L/min

De acuerdo a los catlogos se tiene el siguiente modelo:

Equipo 15H 1.8 HF-82 Motor Trifsico 1.8 HP 60HZ 220/440 V 3500RPM

Presin de Trabajo 40-60 Psi-Capacidad 55 gal/min=208 l/min

VOLUMEN DE REGULACION (VR)

VR= (Q med x T)/4

Hiptesis:

Q on= 55 gal/min 40 psi

Q of = 25% Q on = 13.75 gal/min 60 psi

Q med = (Q on + Q of)/2

Q med = (55+13.75)/2= 34.375 gal/min

Por tablas se sabe que para el rango de 1.0-3.0 Hp se tiene T= 1.2 min.Volumen de Regulacin VR

VR= Qmed x T 4

VR= (34.375 x 1.2)/4= 10.3125 gal= 40 litros, para 50 ciclos/hora mximo

VOLUMEN DEL TANQUE HIDROFLOVT= F x VR

Para un rango de presin de 40-60 PSI corresponde un valor de F= 3.74VT= 3.74 x 10.3125= 38.6 galones 146.13 Litros

Volumen Tanque Hidrofl: 150 LtsVOLUMEN HIDRONEUMATICO

Vhc = (VR x PA)/(P1-P2)

PA = Presin Absoluta = P1 + 1 (en atmosferas)

Si se desea calcular el tanque para hidroneumtico convencional se tiene:

Vhc= (VR x PA) (P1-P2)

VR = 40 Litros

PA = (60/14.7)+1= 5.1 atm

P1 = 4.1 atmP2 = 40/14.7 = 2.7 atmVhc = (40x5.1)/(4.12.7)Vhc = 145.7 Litros, se toman 150 litros

Volumen Hidro-neumatico: 150 LtsPor seguridad y para prevenir daos en la bolsa de neopreno, en caso de dao en el presstato y que ste no enve la seal de apagado, se calcula el volumen de la bolsa con la presin de corte Pc.

CALCULO VOLUMEN DE LA BOLSA CORREGIDO (Vbc)

Vbc= Vhc x (Pc-P2)/(Pc+1)

Vbc = Volumen de la bolsa corregido

Vhc = Volumen del hidro-acumulador

Pc = Presin de corte en atmosferas

P2 = Presin mxima de trabajo en el rango 40-60 psi

Vhc= 150 litros

Pc = 65 psi= 4.4 atm

P2 (P min) = 40 psi= 2.72 atm

Vbc= 150 x ((4.4-2.7)/(4.4+1))= 47 LitrosSe estima:Vbc=50 LtsSISTEMA RECOLECCION DE AGUAS NEGRAS

Es el conjunto de tuberas y equipos empleados para captar y conducir las aguas provenientes de piezas sanitarias y de la lluvia que se producen en una edificacin hasta el sitio de su disposicin final.

Desage domiciliario es el conjunto de conductos y estructuras que recibe las descargas de todas las bajantes de evacuacin de inodoros, duchas, lavamanos, desperdicios, etc. de una edificacin y la conduce a la red de alcantarillado del lugar. La red domiciliaria puede ser subterrnea o estar sostenida del cielo raso del stano de la edificacin.CLASIFICACION DE LOS DESAGUES

Sanitario

Pluvial

Combinado

IndustrialSanitario: Este tipo de desage recibe la descarga producto de las actividades fisiolgicas humanas, desperdicios domsticos y en general las aguas negras o grises.

Pluvial: Recibe el agua llovidaCombinado: Recibe tanto las aguas negras como las llovidas; en la actualidad es poco usual dadas las reglamentaciones de salubridad en cuanto a separacin de sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial.

Industrial: Recibe la descarga de tipo industrial que algunas veces es de naturaleza acida inconveniente. Debe descargarse en un rea colectora que no est unida al sistema sanitario para su tratamiento y as evitar la contaminacin de las fuentes.El material de las tuberas debe ser tal que sea impermeable al agua, gas y aire, duradero y que resista la accin corrosiva de las aguas vertidas en las mismas.

En los desages podemos distinguir:

Sifones

Tuberas de evacuacin

Tuberas de ventilacin

En la estructura de las tuberas de evacuacin podemos distinguir:

Derivaciones

Bajantes

Colectores

Los desages finales en tierra, se colocaran en lnea recta, y los cambios de direccin o de pendiente se harn por medio de cajas de inspeccin. Los empalmes de los ramales colgantes de desage se harn con ngulo no mayor de 45.

La pendiente de los ramales de desage ser uniforme y no menor del 1% si el dimetro es igual a 3.

Domiciliaria: Es el tramo de tubera comprendido entre la caja final de inspeccin de una edificacin y el alcantarillado.DEFINICIONES DE FLUJO EN TUBERIAS

Sifn: Es un accesorio que prev un sello hidrulico para evitar que los malos olores de las tuberas de desage penetren al interior de las edificaciones, permitiendo el flujo sin obstruccione.Tapn de Inspeccin: Con este accesorio se prev el acceso a las tuberas horizontales y verticales para inspeccin y mantenimiento. El dimetro del tapn puede ser igual al de la tubera cuando esta es menor o igual a 4. Para tuberas de mayor dimetro, el tapn puede ser de 4.Los tapones se ubican en reas comunes que no interfieran el funcionamiento de ninguna dependencia de la edificacin.

Se requiere instalar el tapn en:

Cambios de direcciones mayores de 45

En la base de todas las bajantes

En longitudes mximas de 15 m en tuberas de 4 o menos de 30 m en tuberas de mayor dimetroSe debe dejar un espacio alrededor del tapn para el uso de equipos y herramientas.Cuando los aparatos sean de fcil remocin o desmonte, se pueden utilizar como bocas de inspeccin.

Drenes de Piso: Se hace mediante sifones conectados a la red de desage. Se instalan para lavado de pisos, en cuarto de bombas, equipos de aire acondicionado y aparatos en general que produzcan goteo.

Trampa de Grasa: Se implementan paras separar las grasas que se producen en el lavado o procesamiento de alimentosHIDRAULICA DE LOS DESAGUES

Las tuberas de desages deben funcionar a flujo libre o canales y en condiciones uniformes. El flujo a tubo lleno produce fluctuaciones de presin que pueden destruir los sellos hidrulicos. Se recomienda que la tubera funcione al 50% de su profundidad y en casos extremos al 75%.Fuerza Tractiva: Este criterio se debe tener en cuenta en el diseo de alcantarillados, para esto se toma en consideracin la forma y rea mojada del ducto. Su aplicacin permite el control de la erosin, sedimentacin y presencia de sulfatos. Se expresa as:

F= .R.S

F= Fuerza de traccin en Kg/m = Peso especfico del agua en Kg/m

R = Radio hidrulico en m

S = Pendiente en m/m

Se considera que la resistencia al avance opuesta por las paredes de un canal, es similar al efecto de la friccin en un cuerpo que se desliza por un plano inclinado. Si consideramos la traslacin de un volumen de lquido de superficie lateral unitaria, la fuerza de traccin, igual y opuesta a la resistencia ser:

F= .R.S

= 1000 Kg/m

R = /4

F = 250..S

Para efectos de diseo, la mnima fuerza tractiva es de 0.15 Kg/mFLUJO EN BAJANTES

La bajante funciona verticalmente y recibe las aguas servidas de los aparatos instalados en baos, cocinas, patios de ropa etc.

La conexin de un ramal a una bajante se hace por medio de una tee o de una yee, esta ltima da mejor componente vertical de la velocidad que la tee, lo que aumenta la capacidad de la tubera pero tienen la tendencia a producir sifonamiento en los sellos conectados al ramal horizontal.

Comportamiento del Flujo en Bajantes: Para caudales pequeos el agua baja pegada a la pared interior de la tubera. Con el aumento del caudal, la adherencia continua hasta un punto donde la friccin con el aire hace formar un pistn de agua que desciende hasta que el incremento de presin bajo del pistn lo rompe y se forma un anillo alrededor de la tubera con un cilindro de aire en el centro.Este fenmeno aparece cuando el flujo que est aumentando alcanza de 1/4 a 1/3 de la seccin y se manifiesta con fluctuaciones de presin. Ms all de estos valores, se pueden presentar variaciones mayores de 2.5 cm columna de agua, que puedan romper los sellos.Este anillo se forma a corta distancia de la entrega, continua acelerndose hasta que la fuerza de friccin ejercida por las paredes de la tubera iguala la fuerza de la gravedad. De este punto hacia abajo suponiendo que no haya ms descargas, la velocidad de la masa de agua prcticamente no cambia. A esta velocidad se le llama velocidad terminal y a la distancia que se produce se le llama longitud terminal.Para la velocidad terminal se tiene la expresin:

Vt= 2.76.(q/d)^0.4

Para la longitud terminal:

Lt= 0.17 (Vt)Vt= Velocidad en m/s

Lt= Longitud terminal desde el punto de entrega en m

q = Caudal en l/s

d = Dimetro de la bajante en pulgadas.

Por medio de esta expresin se comprueba que la velocidad en la base de una bajante de 100 pisos es ligeramente mayor que la velocidad en una bajante de 3 pisos.

Capacidad de las Bajantes: El caudal que puede desaguar una bajante es funcin de la relacin del rea del anillo de agua pegado a las paredes y el rea total de la seccin.Cuando dicha relacin esta entre 1/4 y 1/3 no se producen fluctuaciones de presin peligrosas para sifonamiento. La capacidad se expresa as:

Q= 1.754.r^(5/3).d^(8/3) donde;

Q= Capacidad en l/s

r = Relacin de reas

d = Dimetro en pulgadas

En la mayora de los casos se adopta r= 1/4 7/24

Dimensionamiento de Bajantes: El caudal mximo de bajantes, est dado por la expresin:

Q= 1.754.r^(5/3).d^(8/3), para r= 7/24 Cuando una bajante recibe de ms de tres pisos, se limita la entrega de los ramales por pisos o intervalo. La razn es que caudales muy grandes llenaran la bajante y producirn fluctuaciones de presin a travs de la columna y ramal horizontal. Cuando se superan los valores, es necesario aumentar el dimetro de la bajante.Procedimiento para dimensionar:

1. Determinacin del dimetro de los ramales2. De acuerdo al nmero total de unidades que recibe, se entra a la tabla teniendo en cuenta el nmero de pisos.3. Se chequea el valor de las unidades por ramal teniendo en cuenta el valor de 2.4 m o intervalos.

4. La bajante se disea para el total de unidades que llegan a su base y el dimetro se mantendr constante hasta la cubierta.

La recoleccin de las aguas negras se har en material P.V.C Pavco que cumpla con las normas de INCOTEC respetando los dimetros, pendientes y recorridos estipulados en los planos.El nivel para las profundidades de cajas es relacionado con el nivel 300.00 de la obra localizado en el punto medio a la orilla de la calzada, y las cotas que aparecen en las cajas es cota de batea.CLCULO TUBERIAS DE AGUAS NEGRAS

Para el clculo de la red sanitaria se emple la frmula de Manning y las unidades de descarga de Hunter.

FORMULA DE MANNING = 4V = 9.60 m/seg

Q = 77.84 l/seg

Ft = 250 S Kg/m2

n = 0.009SISTEMA RECOLECCIONAGUAS LLUVIAS

Las aguas lluvias se recogern desde la cubierta por medio de bajantes P.V.C para aguas lluvias, en los dimetros que aparecen en los planos, para ser arrojados a la calzada de las vas.

No se permitir combinar las aguas negras y lluvias dentro de la edificacin. Se disean y construyen los colectores separadamente hasta la caja de inspeccin.Las bajantes de A.LL. en sistemas combinados deben llevar en su base un sifn o sello de agua que impida el ingreso de malos olores del colector a la edificacin, este sello tambin se puede hacer en las cajas de inspeccin.

Los colectores de agua lluvia pueden fluir a tubo lleno ya que no se requiere mantener presiones especificas; tampoco se requiere ventilacin. No es permitido usar las redes pluviales como bajante o ventilacin de las sanitarias.CAPACIDAD

La red de aguas lluvias se disea para evacuar todo el caudal de la precipitacin instantnea, debido a que las reas de recoleccin son relativamente pequeas y no se puede considerar reduccin por tiempo de concentracin, infiltracin, evaporacin a travs del terreno ya que e trata de superficies impermeables.La intensidad comnmente usada es de 100 mm/hora/m = 0.0278 Lt/seg/m , lo que corresponde en Colombia segn datos estadsticos a una intensidad de una frecuencia de 5 aos.El caudal total ser el producto del rea protegida horizontalmente por el caudal unitario de 0.0278 l/s/m.

Los muros verticales adyacentes a las cubiertas tambin contribuyen al porcentaje de precipitacin, de acuerdo a la inclinacin que tome por accin del viento. Se recomienda entre un 35% y 50% segn la ubicacin de los muros, en lnea o en ngulo.

Dimensionamiento: Se hace aplicando el dimensionamiento para el flujo en bajantes, el agua est ocupando aproximadamente 1/3 del rea total, dejando el resto para el cilindro de aire que se forma en el centro.Para los colectores horizontales se utilizan las tablas de Manning.Velocidad de Flujo: Para desages pluviales se ha encontrado que la velocidad mnima a tubo lleno para arrastrar las pequeas partculas en suspensin y evitar que se decanten es de 0.8 m/seg siendo deseable de 1.0 m/seg. Sin embargo es preferible calcular la fuerza tractiva igual o superior a 0.15 Kg/m.

Caudales: Los techos entregan el agua a canales semicircular o rectangular. La capacidad de flujo depende de la pendiente que se deje hacia el bajante. El agua ocupa el 70% de la profundidad y el 30% como borde libre.CLCULO BAJANTES AGUAS LLUVIAS

Para el clculo de los caudales se tendr en cuenta el rea a drenar y la intensidad de las lluvias:

Q= Caudal en l/s

C= Coeficiente de impermeabilidad

i = Intensidad de la Lluvia en mm/h/m

A=rea de proyeccin de la cubierta en m

En nuestro medio se toman: 100mm; 3600 segundo: un metro cuadrado (m).

Para una frecuencia de 5 aos:

i = 100 mm/3600 m

i = 0.0278mm/s/m

B.A.LL 1A = 58.5 m

A mx. = 200 m

C = 0.0278

Q = 1.63 l/s

= 3SISTEMA DE VENTILACIONSe ventilan las tuberas de aguas negras para proteger los sellos hidrulicos y para airear los drenajes. Con el anterior propsito se mantiene la presin atmosfrica dentro del sistema y se evitan cuando menos tres grandes problemas que son: Perdida de los sellos en los sifones, retraso del flujo y deterioro de los materiales.Uno de los problemas ms frecuente en los sistemas de desage es la prdida del sello en los sifones, esta falla puede atribuirse directamente a ventilacin inadecuada de los sifones y a las presiones negativas o positivas, se pueden sealar cinco formas:1. Autosifonamientoa) Accin directa

b) Accin indirecta

2. Contrapresin

3. Evaporacin

4. Atraccin capilar

5. Efecto del vientoMtodos de ventilacin de Aparatos: Para controlar el fenmeno de sifonamiento ya sea por accin del propio aparato o por la entrega de otros aparatos en el mismo ramal, existen los siguientes mtodos:

1. Ventilacin hmeda

2. Columnas de ventilacin

3. Circuito y malla de ventilacin

4. Desage y ventilacin combinadosRED CONTRA INCENDIOS HOTEL RESTAURANTE TIBUEs de vital importancia el diseo e instalacin de tuberas horizontales y verticales contra incendios en edificios altos. El fuego, especialmente en este tipo de edificaciones puede empezar en algn punto cerrado, que dada su ubicacin no pueda ser alcanzado por los equipos del cuerpo de bomberos. Para este caso se puede dar solucin instalando un tubo vertical perforado dentro el edificio. Estos tubos con diseo apropiado pueden proporcionar abastecimiento adecuado para dominar el fuego rpidamente.

Tipo Edificacin: 1

USO PROPUESTO:

Ocupantes de los edificios, fuegos incipientes, clasificados como riesgo leve. Salidas en cada piso para conexiones de manguera de 1 . Podrn o no llevar conexiones siamesas.

DISTRIBUCION, USO, DIAMETRO Y LONGITUD DE LA MAMNGUERA

Salida de manguera de 30 m y dimetro 1

Cualquier punto de la construccin no debe quedar a ms de 9.0 m de la boquilla y sin obstculos hasta ese punto.

No debe haber ningn punto de la edificacin en planta a ms de 35 m del gabinete.

Rosca de conexin NST

TAMAO DE LA TUBERIA

Hasta 30 m : 4 Metlica

Mayores de 30 m : 6 Metlica

CAUDAL Y PRESION REQUERIDA

Caudal Mnimo: 6.3 l/s

Presin mnima en el ltimo gabinete: 55 p.s.i. o 38.7 m.c.a.

Dimetro mnimo: 2

ALTURA EDIFICACION

Para edificaciones menores a 78 m el dimetro mnimo ser de 2

CALCULO VOLUMEN DE RESERVA CONTRA INCENDIOS

El tanque de reserva debe disearse para suministrar 6.3 l/s durante 30 minutos a la salida ms alejada y una presin final de 55 p.s.i.

Q=Vol/t

Vol= Qxt

Vol= 6.3 l/seg. x 30 min x 60 seg./min

Vol= 11.340 lts.

Volumen Reserva contra Incendios= 12.0 m

DIMENSIONES TANQUE

No se construir un tanque independiente para la reserva de agua contra incendios, debido a la poca disponibilidad de espacio. Esta reserva de 12.0 m se ubicara en el mismo tanque de reserva de agua potable del edificio.

El tanque posee un rea horizontal de 16 m, por lo tanto para para la reserva de 12.0 m se calcula la profundidad que se debe aumentar de la siguiente manera:

Profundidad Reserva= 12 m/25 m= 0.75 m

Lo que quiere decir que la profundidad total del tanque ser: 1.25 + 0.75= 2.00, para lo cual estimamos 2.25 m

CONSIDERACIONES GENERALES

CALCULO CAUDAL BOQUILLA

Edificacin : 3 pisos Gabinetes : 3Longitud tubera : 65 pies

Presin boquilla : 55 psi

Coeficiente de descarga: 0.97

Dimetro boquilla () :

Caudal por la boquilla:

Q= 29.83 Cd P

Q= 29.83x0.97x(1/2)x55

Q= 29.83x0.97x0.25x7.42

Q=53.67 gal/min

En este caso, el clculo se hace solo para 2 gabinetes. Se considera que debido al fuego, no es posible que trabajen todos al mismo tiempo.

Q total= 2x53.67=107 gal/min

Para efectos de clculo, se estima un caudal de 250 gal/min por ser este el mnimo considerado por los fabricantes de este tipo de bombas.

Accesorios:

2 vlvulas de compuerta abierta 4 HF: 2x2 = 4 pies

1 vlvula de retencin 4 HF: 1x22= 22 pies

1 tee pdl 4 HF: 1x20= 20 pies Total 46 pies

Longitud Total= 65+46= 111 pies

La perdida por friccin en tubera y accesorios se calcula por la expresin de Hazen-Williams:

hf= (4.52/D^4.87)(Q/C)^1.85 L

hf en psi

L en pies

Q en gal/min

D en pulgadas

hf= (4.52/4^4.87)(250/120)^1.85 x 111hf=2.28 psi

La potencia efectiva Hp de la bomba viene dada por la expresin:

Hp= QH__ 1710

Hp= Potencia efectiva

Q = Caudal en gal/min

H = Presin neta o altura de elevacin total en psi

= Rendimiento=Potencia til/potencia empleada para efectos de clculo, se suele tomar entre 60% y 75%.

CALCULO DE LA ALTURA DE ELEVACION TOTAL EN PSI

Longitud de tuberia = 65 pies

Longitud Accesorios= 46 pies 111 pies

111/2.3= 48.26 psi

Longitud total= 48.26+2.28= 50.54 psi

CALCULO DE POTENCIA

Hp= QH__ 1710

Hp= (250x50.54)/(1710x0.70)

Hp= 10.0 HpCONSIDERACIONES FINALES

Tipo de Riesgo de incendio de la edificacin: El riesgo se puede catalogar como leve, en el cual se consideran materiales de baja combustibilidad. Carga combustible inferior a 35 Kg/cm en trminos de madera. Entre estas edificaciones tambin se consideran: Multifamiliares. Escuelas, clubes, restaurantes, hospitales, etc

Sistema de Suministro y distribucin de agua: El sistema de suministro y distribucin de agua para la extincin de incendios en la edificacin deber ser independiente del sistema de agua potable para el consumo diario, al igual que sus tanques de reserva para este fin. Si se quiere incluir en el tanque bajo se debe hacer de tal manera que la altura del agua de reserva contra incendios garantice el volumen calculado de 12 m, esto se puede lograr instalando el pie de la bomba que surte de agua potable del edificio hasta el nivel superior de la reserva contra incendios y el pie de la bomba que surte la red de incendios debe ir hasta el fondo del tanque.

Suministro elctrico: El suministro elctrico de las bombas utilizadas en el sistema de proteccin contra incendios debe tener acometida, circuito e interruptor independientes, de tal manera que al desconectarse la corriente de los dems circuitos de la edificacin sta quede energizada, tambin debe protegerse contra daos fsicos y de incendio.

Cuando exista planta de emergencia, el suministro elctrico debe estar conectado a ella.

DIMENSIONAMIENTO DE CANALES

AREA EN PROYECCION PARA CANALES SEMICIRCULARES

DE DIFERENTE DIAMETRO EN M

MAXIMA AREA DE PROYECCION (M)

0.5 %1.0 %2.0%4.0%

316223245

434476795

55882116164

689126178257

7128181256362

8185260370520

10344474668730

rea a drenar 1= 117 M

Pendiente = 0.5%

I= 120 para Ccuta

Factor= 120/100=1.20

rea ajustada= 117 x 1.20= 140.4 M

Se elige =7=18 cm. al cual corresponde un rea proyectada de 181 M

rea a drenar 2= 37 M

Pendiente = 1.0%

I= 120 para Ccuta

Factor= 120/100=1.20

rea ajustada= 37 x 1.20= 45 M

Se elige =4=10 cm. al cual corresponde un rea proyectada de 47 M

Lo anterior indica que debe construirse para el rea 1 canales de 18 cm de ancho con dobleces de 25 cm como mnimo. Para el rea 2 canales de 10 cm de ancho con dobleces de 10 cm como mnimo.

Este diseo se adoptara para todos los techos de la casa, y em promedio se construirn vigacales de 25 cem de ancho.

Todas las aguas llovidas provenientes de la cubierta del edificio sern captadas mediante estas canales y conducidas a travs de bajantes de Pvc 3 a las calzadas.

Atte.

___________________________________HERNANDO HUMBERTO RINCON JAIME

C.C. 13.501.792 DE CUCUTA

ANEXOS

MEMORIAS HIDROSANITARIASHOTEL Y RESTAURANTECra. 5 # 6-37 Br. EL CARMENMUNICIPIO DE TIBU N. DE S.SAN JOSE DE CUCUTA

FEBRERO DE 2015BIBLIOGRAFIA

Prez Carmona Rafael. Agua, desages y gas para edificaciones, ECOE Ediciones. Bogot 2005

Norma Tcnica I.S. 010. Instalaciones Sanitarias pata Edificaciones

Norma Tcnica Colombiana NTC 1500 Cdigo Colombiano de Fontanera ICONTEC

Reglamento Tcnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Bsico- RAS 2000Melguizo Bermdez Samuel. Fundamentos de Hidrulica e Instalaciones de Abasto en las edificaciones, Centro de Publicaciones Universidad Nacional de MedellnRodrguez Daz Hctor Alfonso. Diseos Hidrulicos, sanitarios y de gas en edificaciones, Editorial Escuela Colombiana de Ingeniera.Seminario Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimiento Urbano de Agua Joao Pessoa (Brasil), 5 a 7de Junio de 2005. ADAPTACION DEL METODO DE HUNTER PARA LAS CONDICIONES LOCALES EN COLOMBIA. Nelson Yobani Castro Ladino, Jorge Enrique Garzn Garzn, Rafael Orlando Ortiz Mosquera.RELACIONES HIDRAULICASAVENIDA 4 No 6-52 Br. SAN LUIS

SAN JOSE DE CUCUTA N. DE S.

TELS. (097)5766404-3108629152

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