biblioteca de la fontaneria

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  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    1/79

    CLCULO

    DE

    PRDID S

    DE

    EN

    L S

    T U I

    Introduccin

    Este captulo est dedicado

    al

    clculo

    de las

    prdidas

    de

    carga, es decir, a

    la

    forma de hallar

    el

    valor

    de

    stas con vistas al clculo de una instalacin.

    De

    ah su importancia, ya que ms de una vez tendremos que recurrir a l. As pues , debe leerse con

    mucha atencin , no para memorizarlo sino para

    conocer

    en profundidad su contenido.

    lculo de las prdidas de carga lineales o continuas

    Las prdidas de carga lineales o continuas son debidas

    al

    rozamiento del agua en las paredes del tubo, se

    designan con la letra y se expresan en metros columna de agua mea) por metro de longitud de tubo.

    Tambin es muy frecuente expresarlas en milmetros columna de agua mmca) por metro. Abreviadamente,

    pueden encontrarse expresadas as: m/m metro

    por

    metro), o bien mm/m milmetros

    por

    metros) .

    El

    hecho

    de

    que vengan expresados en una u

    otra

    forma no tiene tanta importancia. Lo verdaderamente

    importante es

    poner

    mucha atencin a las unidades para no

    cometer

    errores.

    Para calcular

    las

    prdidas

    de

    carga lineales existen varias frmulas, bastante complicadas

    por

    cierto, moti-

    vo por el cual en la prctica estos datos se obtienen de bacos y tablas ya calculadas, lo cual es mucho ms

    sencillo que emplear

    las

    frmulas para cada caso particular.

    rmula p r

    c lcul r

    las prdidas de carga lineales

    Como decamos antes, son varios los cientficos que, basndose en mltiples experimentos de labora-

    torio, han confeccionado frmulas para calcular las prdidas de carga. Todas ellas dan resultados aproxi-

    mados y en general todas ellas son vlidas.

    Como

    citarlos

    todos

    sera complicar innecesariamente este

    apartado, nos limitaremos a citar la frmula de Flamant que se considera la ms exacta y la ms prctica

    para

    el

    caso

    que

    nos

    ocupa

    , o sea, para calcular

    las

    prdidas

    de

    carga en

    las

    tuberas

    de

    instalaciones

    domsticas y similares.

    La frmula

    de

    Flamantes

    la

    siguiente:

    En esta frmula

    las

    letras representan :

    4

    .75

    j k

    - X

    7t

    Q

    l 75

    0

    4 7

    5

    = Prdida

    de

    carga en mea) por cada metro de longitud del tubo, es decir, mca / m.

    Q

    =

    caudal en

    metros

    cbicos

    por

    segundo

    m

    3

    /s).

    = dimetro interior del tubo en metros.

    7t = 3 1416.

    k = coeficiente de rugosidad que depende del material y del estado del tubo.

    Clculo de las prdidas de carga en las tuberas 17

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    2/79

    Los

    valores usuales del coeficiente k son los siguientes:

    - Para tubos viejos de fundicin u

    otros

    materiales ........................

    ...

    . 0,00092

    - Para tubos nuevos de fundicin ..........

    ...

    .. .. ...... .. ................................ 0,00075

    - Para tubos nuevos de acero ........................ ....... ................................ 0,00057

    - Para tubos nuevos de

    cobre

    ........... ......... .......................................... 0,00056

    - Para tubos de plstico (PVC) ............ ..... ......... ................................... 0,000545

    - Para tubos perfectamente lisos ........ .............................. .................... 0,000509

    Veamos un ejemplo: Supongamos que

    queremos

    averiguar las prdidas

    de

    carga )) que se producen en

    un

    tubo

    de acero de 20 milmetros de dimetro interior

    por

    el que

    debe

    circular un caudal

    Q)

    de 0,25 litros

    por segundo (0,25 l/s).

    Lo que tenemos que hacer en primer lugar es convertir los milmetros en metros y los litros en metros

    cbicos,

    as:

    D = 20 mm = 0,020 metros

    Q = 0,25

    l/s

    =0,00025 m

    3

    /s

    Hecho esto, aplicaremos la frmula:

    J= K - X =0,00057 X =0,00057 X 1,5261341 X

    4

    1,75

    Q

    1

    75

    ( 4

    1

    75

    ) o00025

    1

    75

    0,000000497

    0

    4

    75

    3, 1416 0,020

    4

    75

    0,00000000851

    =0,00057 X 1,526 X 58,412 =0,0508

    mca/m

    =50,8

    mmca/m.

    ablas bacos

    p r h ll r

    las prdidas lineales

    Como hemos podido comprobar, las frmulas son bastante engorrosas y difciles de resolver sobre todo

    si no se dispone, o no se sabe manejar, las modernas mquinas calculadoras cientficas; por ello, en la prc

    tica, es ms frecuente servirse

    de

    tablas y bacos para hallar estas prdidas , pues aunque los resu ltados no

    sean tan exactos como los que se obtienen calculando por la frmula, se consideran lo suficientemente pre

    cisos y

    se

    dan

    por

    buenos.

    En

    general las tablas son algo ms precisas que los bacos

    por

    las dificultades que

    stos ofrecen para apreciar fracciones pero, en cambio, son mucho ms manejables . Tanto

    las

    tablas

    como

    los bacos tienen la ventaja de que la posibilidad de equivocarse es mucho

    menor

    que la que existira en el

    caso de utilizar las frmulas.

    En la tabla se dan los valores de las prdidas de carga lineales por metro de longitud del tubo y la velo

    cidad del agua, en funcin del caudal y del dimetro

    de la

    tubera.

    Como puede

    apreciarse, conociendo dos

    de

    estos cuatro datos (caudal, dimetro, velocidad o prdidas) pueden

    obtenerse

    los

    otros

    dos.

    Esta tabla est calculada para tuberas usadas de fundicin u

    otros

    materiales,

    tomando como

    coeficien

    te el valor de 0,00092.

    l

    manejo de esta tabla es muy sencillo. Primero se busca el caudal en la columna

    de

    la izquierda y se sigue

    la

    fila

    horizontal hacia la derecha hasta la columna que corresponde al dimetro que buscamos, y

    all

    encontra

    remos los valores

    de las

    prdidas y de la velocidad. Por ejemplo, para

    un

    caudal

    de

    0,05 1 s y

    un

    dimetro

    de

    3

    /4

    (20 mm)

    las

    prdidas son 0,0049 mea y la velocidad

    0

    159 mis Tambin podemos averiguar el dimetro

    de tubo que necesitaremos sabiendo el caudal y las prdidas o velocidad; para ello buscamos en la primera

    columna el caudal y seguimos la fila hacia la derecha hasta encontrar el valor de las prdidas o velocidad ms

    aproximadas a las

    que

    ya

    sabemos y arriba, en

    la

    misma columna, encontraremos

    el

    dimetro que necesitamos.

    Recordamos que se llaman

    column s

    las

    que van

    de

    arriba hacia abajo y

    fil s

    las

    lneas horizontales.

    A ttulo de curiosidad,

    podemos comprobar

    que los resultados que hemos obtenido antes aplicando la

    frmula de Flamant coinciden aproximadamente con los valores que da la tabla. Como podemos ver, hay

    una pequea diferencia, pero esto es comprensible y aceptable porque los clculos se redondean por el

    excesivo nmero de decimales con que hay que operar.

    8

    Clculos

    trabajos

    y

    reparacin

    de

    averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    3/79

    imetro del tubo en pulgadasy en milmetros

    3/s

    1

    2

    314''

    I

    1W'

    1

    1/i'' 2

    2

    1

    14''

    21/i'' 3

    31/i''

    4 S

    6

    en lis.

    16 20

    26 35

    4

    52

    62

    68

    80 93

    105

    125

    150

    0,05

    0,0837

    0,0142

    0,0049 0,0014 0,0003 0,0002

    0,526 0,248 0,159

    0,094 0,052 0,038

    0,10

    .0,282

    0,0476 0,0165 0,0041

    0,0012 0,0005

    0,0002

    1,053 0,497 0,318 0,188 0,104 0,076 0,047

    0,15

    0,572

    0,0966

    0,0334 0,0096 0,0023

    0,0011

    0,0004 0,0002

    1,579

    0,746 0,477 0,282

    0,156

    0,114

    0,070

    0,050

    0,20

    0,948

    0,161 0,0533

    0,0160 0,0039

    0

    ,0018 0,0006 0,0003 0,0002

    2,106

    0,995

    0,636

    0,376

    0,208

    0,152

    0,094

    0,066

    0,055

    0,25

    1,400

    0,236

    0,0817

    0,0236 0,0058 0,0027 0,0009 0,0004 0,0002

    2,632

    1,243

    0,795

    0,470

    0,260

    0,190

    0,118

    0,083 0,068

    0,30

    1,930

    0,326

    0,113 0,0324 0,0079

    0,0037

    0,0012

    0,0005 0,0003 0,0002

    3,159

    1,492

    0,954

    0,564

    0,312

    0,228

    0,141

    0,099

    0,082

    0,060

    0,35

    2,520

    0,426 0,147

    0,0424 0,0103

    0,0049

    0,0016 0,0007

    0,0004

    0,0002 0,0001

    3,685

    1,741

    1,

    113

    0,658

    0,365

    0,266 0,165

    0,116 0,096

    0,070

    0,051

    0,40

    0,539 0,186 0,0535 0,0130 0,0062

    0,0020

    0,0009 0,0006 0,003 0,0001

    1,990

    1,272 0,753 0,416

    0,304

    0,188 0,132 0,110

    0,080

    0,060

    0,45

    0,662 0,229

    0,0660 0,0160 0,0076

    0,0024

    0,00 0,0007 0,0003

    0,0002

    2,238 1,430 0,847 0,468 0,342 0,212

    0,149

    0,124

    0,090 0,066

    0,50

    0,795

    0,275

    0,0792

    0,0193 0,0091

    0,0029

    0,0013 0,0008 0,0004 0,0002 0,0001

    2,486 1,590 0,941 0,521 0,380 0,235 0,165

    0,137 0100

    0,074

    0,058

    0,55

    0,939

    0,324

    0,0935

    0,0227

    0,0107

    0,0035

    0,0015

    0,0010 0,0004 0

    ,0003

    0,0001

    2,735 1,750 1,035 0,573

    0,418

    0,259

    0,182

    0,151

    0,109

    0,081

    0,063

    0,60

    1,095 0,378 0,119 0,0265 0,0125 0,0040 0,0018 0,0011 0,0005 0,0003 0,0001

    2,984

    1,910

    1,130

    0,625 0,456 0,282

    0,198

    0,165

    0,119

    0,088

    0,069

    0,65

    1,260 0,435 0,126

    0,0306 0,0145 0,0047 0,0020

    0,0013 0,0006

    0,0003

    0,0001

    3,233

    2,068

    1,222

    0,667

    0,494

    0,306

    0,215 0,179

    0,129

    0,096

    0,075

    0,70

    1,437

    0,497 0,143 0,0346 0,0164 0,0053 0,0023 0,0015

    0,0007

    00004

    0,0001

    3,482 2,223 1,317 0,729

    0,532

    0,330

    0,232

    0,193 0,139

    0

    ,103

    0,080

    0,75

    1,618 0,559

    0,161

    0,0392 0,0185 0,0060 0,0026 0,0017 0,0008 0,0004

    0,0002

    3,731

    2,382

    1,411 0,781

    0,570

    0,553

    0,248

    0,207

    0,149

    0,110 0,087

    0,80

    1,810 0,625 0,180 0,0437 0,0207 0,0067

    0,0029 0,0019

    0,0009

    0,0005

    0,0002

    0

    ,0001

    3,980 2,542 1,505 0,833 0,608 0,376 0,265 0,220 0,159

    0,120

    0,092

    0,065

    0,85

    2,018 0,696 0,201 0,0488

    0,0231

    0,0079 0,0032 0,0021 0,0010 0,0006 0,0002 0,0001

    4,100

    2,703 1,598

    0,884

    0,646

    0,400 0,281 0,234

    0,169

    0,125

    0,098 0,069

    0,90

    2,225 0,768 0,222 0,0541

    0,0256

    0,0083 0

    ,0036

    0,0023 0,0011 0,0006

    0,0002

    0,0001

    4,476

    2,862

    1,693

    0,935 0,684

    0,424

    0,298

    0,248

    0,179

    0,132

    0,104

    0,073

    1,00

    2,680 0,926

    0,266

    0,0647 0,0306 0,0099 0,0043

    0,0028

    0,0013 0,0007

    0,0003 0,0001

    4,975

    3,185

    1,884 1,040

    0,757

    0,471

    0,331 0,275

    0,199 0,147

    0,115 0,081

    1,10

    1,093 0,316 0,0765 0,0362 0,0117 0,0051

    0,0033

    0,0015 0,0009

    0,0004 0,0001

    3,498

    2,068 1,144

    0,833

    0,518 0,364 0,305

    0,219

    0,162 0,127 0,089

    1,20

    1,273

    0,366

    0,0893 0,0422

    0

    ,0136 0,0059 0,0038 0,0018 0,0010 0,0004 0,0002

    3,816

    2,260

    1,248 0,908 0,565

    0,397 0,331 0,238 0,176 0,138 0,098

    1,30

    1,465

    0,422

    0,103 0,0486 0,0157 0,0068 0,0044 0,0020 0,0012 0,0005 0,0002 0,0001

    4.134

    2,444 1,352

    0,984

    0,612

    0,430 0,358

    0,259

    0,191 0,150 0,106

    0,074

    1,40

    1,668

    0,480 0,116

    0,0550

    0,0178

    9,0077

    0,0050 0,0023 0,0013

    0,0006

    0,0002

    0,0001

    4,452 2,633 1,455 1,060 0,659 0,463 0,386 0,278 0,206 0,162 0,114 0,079

    abla

    I

    Prdida de carga lineal en mea

    para tubos

    de acero

    usado

    y velocidad

    Ven

    mis en funcin

    del

    caudal y

    del dimetro del

    tubo en

    pulgadas

    y milmetros l valor superior indica: Prdida Jen metros por

    metro

    de longitud l valor inferior indica:

    Velocidad Ven metros

    por

    segundo

    Clculo de las prdidas de carga en las tubrias

    9

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    4/79

    Q

    3 s

    en lis. 11

    1,50

    1,60

    1,70

    1,80

    1,90

    2,00

    2,20

    2,40

    2,60

    2,80

    3,00

    3,25

    3,50

    3,75

    4,00

    4,50

    5,00

    6,00

    7,00

    8

    9

    10

    Tabla

    Continuacin)

    1 2 314''

    16

    20

    1,885

    4,770

    2,110

    5,090

    2,340

    5,406

    baco

    de

    aries

    I

    26

    0,543

    2,820

    0,606

    3,010

    0,672

    3,196

    0,740

    3,385

    0,821

    3,572

    0,895

    3,768

    1,051

    4,136

    1,248

    4,512

    1,420

    4,888

    1,618

    5,264

    Dimetro del tubo en pulgadas en milmetros

    l

    14

    l li 2 14

    21/i''

    3

    35 41 52 62

    68 80

    0,130

    0,0621 0,0201

    0,0087 0,0056 0,0026

    1,560 1,135 0,706

    0,496 0,413 0,298

    0,144 0,0681

    0,0220 0,0095 0,0062 0,0028

    1,663

    1,211

    0,754 0,530

    0,441

    0,318

    0,164

    0,0774

    0,0250 0,0108

    0,0070

    0,0032

    1,768 1,287

    0,800 0,563 0,468

    0,338

    0,181

    0,0855 0,0276 0,0120

    0,0077

    0,0036

    1,870 .1,363

    0,848 0,595 0,496 0,358

    0,199 0,0944 0,0305 0,0132 0,0085

    0,0039

    1,976 1,438

    0,895 0,629 0,523 0,378

    0,218 0,103

    0,0333 0,0144 0,0093

    0,0043

    2,080

    1,514 0,942

    0,662 0,550

    0,398

    0,256

    0,122

    0,0394 0,0171 0,0110 0,0051

    2,288

    1,665

    1,036

    0,728 0,606

    0,438

    0,303 0,142 0,0459 0,0199 0,0128

    0,0059

    2,496

    1,817

    1,130

    0,794

    0,661

    0,478

    0,346 0,163 0,0528 0,0228 0,0147

    0,0068

    2,704

    1,968 1,225 0,860 0,716 0,517

    0,393 0,186 0,0600 0,0260 0,0168 0,0078

    2,912 2,120 1,319

    0,927

    0,771 0,557

    0,444 0,210 0,0678 0,0294 0,0189 0,0088

    3,120

    2,271 1,413

    0,993

    0,826

    0,597

    0,517

    0,244

    0,0790

    0,0342 0,0221 0,0102

    3,380

    2,460 1,531

    1,076 0,895

    0,647

    0,583 0,274

    0,0889

    0,0384 0,0248 0,0115

    3,640 2,650

    1,648

    1,158

    0,964

    0,697

    0,657

    0,311 0,101

    0,0435 0,0280 0,0129

    3,900 2,839 1,766 1,241 1,033

    0,746

    0,734

    0,347 0,112 0,0485 0,0313 0,0145

    4,160

    3,028

    1,884

    1,324

    1,100 0,797

    0,900 0,426 0,138 0,0595 0,0384 0,0177

    4,675 3,406 2.119

    1,489 1,237 0,896

    0,514 0,166

    0,0719 0,0464 0,0216

    3,785 2,355 1,655

    1,375

    0,995

    0,708

    0,229 0,0985 0,0634 0,0293

    4,542 2,826 1,986

    1,650

    1,195

    0,298

    0,1292

    0,0833 0

    ,0384

    3,297 2,317 1,925 1,393

    0,376 0,164 0,106 0,0486

    3,768 2,648

    2,200

    1,592

    0,463 0,200 0,129

    0,0597

    4,239

    2,979 2,475 1,791

    0,556 0,241 0,155 0,0717

    4,710

    3,310

    2,755 1,990

    31/i''

    4

    5 6

    93

    105

    125 150

    0,0015

    0,0007

    0,0003

    0,0001

    0,221 0,173 0,122

    0,085

    0,0016

    0,0008 0,0003 0,0001

    0,236 0,185 0,130

    0,091

    0,0018

    0,0008 0,0003 0,0001

    0,250 0,196

    0,138 0,096

    0,0020 0,0009 0,0004 0,0001

    0,265 0,208

    0,147 0,102

    0,0022 0,0010

    0,0004 0,00001

    0,280 0,219 0,155

    0,107

    0,0025 0,0011 0,0005

    0,0002

    0,294 0,231

    0,163 0,114

    0,0029 0,0013

    0,0006

    0,0002

    0,324 0,254 0,179

    0,124

    0,0034 0,0016

    0,0007 0,0003

    0,353

    0,277 0,195 0,136

    0,0039 0,0018 0,0008 0,0003

    0,383 0,300 0,212

    0,147

    0,0044 0,0021

    0,0009 0,0003

    0,412 0,323

    0,228 0,158

    0,0050 0,0024 0,0010

    0,0003

    0,442 0,346 0,244

    0,170

    0,0058

    0,0028

    0,0012 0,0005

    0,478

    0,375 0,265

    0,184

    0,0066

    0,0031

    0,0013

    0,0005

    0,515 0,404 0,285

    0,198

    0,0074 0,0035 0,0015 0,0006

    0,552

    0,433 0,305 0,212

    0,0083 0,0040

    0,0017

    0,0007

    0,589

    0,462

    0,326 0,226

    0,0102 0,0049

    0,0021

    0,0009

    0,663 0,519 0,367 0,255

    0,0123 0,0059 0,0025 0,0010

    0,736

    0,577

    0,407

    0,283

    0,0168 0,0031 0,0035 0,0014

    0,883

    0,693 0,489

    0,340

    0,0188 0,0106 0,0046 0,0019

    1,031

    0,808

    0,570 0,396

    0,0279 0,0134 0,0058 0,0024

    1,178 0,924 0,652

    0,453

    0,0292

    0,0166 0,0072

    0,0030

    1,326 1,040 0,733 0,509

    0,0351

    0,0199

    0,0087

    0,0036

    1,473 1,155

    0,815

    0,566

    l baco ms conocido en hidrulica es el de Daries que est realizado con base en la frmula de

    Flamant

    (Fig.

    1 . Este baco

    da

    las prdidas

    de

    carga

    para

    tuberas

    de

    fundicin

    y

    de

    acero negro y se

    utili-

    za

    de

    la manera siguiente. En

    el

    baco figuran cuatro datos, los mismos que en la tabla,

    es

    decir,

    el

    caudal,

    2

    Clculos, trabajos

    y

    reparacin de averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    5/79

    igura

    Caudal

    j

    en t

    s

    1000

    900

    800

    700

    600

    500

    l.-00

    300

    zoo

    100

    90

    80

    70

    60

    50

    40

    30

    20

    1

    0 9

    0

    8

    0.7

    0 6

    0 5

    0.4

    0.3

    0 2

    0 1

    Dimetro

    d l tubo

    en metros

    2 00

    1 00

    0.9 0

    0 80

    0 70

    0 60

    o.so

    0.40

    0. 30

    0 20

    0 10

    0 09

    008

    0.07

    0 06

    0 05

    0 04

    0 02

    0 01

    baco de

    Darie

    s

    para

    calcular

    prdidas

    de carga

    continuas

    en tuberas

    Prdida de carga J

    p r metro e tubo

    en

    m e:

    a.

    0.000001

    0 00001

    0 0001

    0 001

    0 01

    Velocidad

    en

    m/s

    oos

    006

    0.0

    7

    0.08

    0.

    09

    O IO

    0 20

    0 30

    0 40

    o so

    0 60

    0 70

    0.80

    0 90

    1 00

    9

    10

    el dimetro interior del tubo la prdida de carga y la velocidad del lquido. Pues bien conociendo dos de

    estos cuatro datos se pueden hallar los otros dos con la sola ayuda de una regla como veremos a conti-

    nuacin . Para ello se coloca la regla de manera que el borde de sta coincida exactamente con los puntos

    de las escalas que correspondan a los valores conocidos y para ms seguridad podemos trazar una lnea que

    una los puntos citados. Los valores de los otros dos datos

    que

    deseamos averiguar vendrn indicados en

    las

    escalas correspondientes justo en el punto de interseccin con

    la

    recta

    que hemos

    trazado. Vamos a com-

    probarlo.

    Clculo

    de

    las prdidas

    de

    carga en las tubrias 2

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    6/79

    Supongamos que conocemos el caudal y la velocidad y queremos averiguar la prdida y el dimetro del

    tubo adecuado para esta instalacin. Tomaremos

    un

    caudal de 0,5 litros

    por

    segundo y una velocidad de

    dos metros por segundo. Sabido esto, colocamos

    la

    regla de manera que pase

    por

    los puntos de los datos

    conocidos

    Fig. 2)

    y veremos que

    la

    prdida de

    la

    carga ser de unos 0,6 mea y que

    el

    dimetro adecuado

    sera de unos 0,0175 metros.

    Como

    no hay tubos de esta medida se elegira

    el

    ms prximo

    por

    exceso,

    que en este caso sera un tubo de 0,020 metros (20 mm) de dimetro.

    Caudal

    en

    t s

    1

    Prdida de carga

    900

    800

    por metro de tubo

    Vetoc; Jd V

    700

    en m. c a

    en

    m/s

    600

    0 000001

    o os

    500

    imetro

    0.06

    400

    del tubo

    O,QI

    n

    metros

    0,08

    300

    2,00

    0,09

    0,10

    200

    1.00

    0,20

    0,90

    0 80

    00

    0,70

    0,30

    90 0,60

    80

    70

    o.so

    0,40

    60

    0,40

    o so

    so

    0,30

    40

    30

    0.20

    zo

    0 10

    0,09

    0,08

    10

    0,07

    9

    0,06

    8

    7

    o os

    0,04

    0 01

    0,4

    0,3

    0,2

    0,1

    Figura

    2

    Ejemplo

    de

    utilizacin

    del

    baco

    de Daries.

    Mediante una

    regla

    se

    unen los

    puntos correspondientes a los datos conocidos,

    en este caso el caudal 0,5

    /Is)

    y la velocidad 2 mis).

    Los

    valores del dimetro y de la prdida de carga vienen sealados

    por la interseccin de la lnea trazada con

    las

    escalas respectivas;

    en

    este caso sern: dimetro interior del

    tubo

    0,018 m

    yJ 0,48

    mea.

    22

    Clculos, trabajos

    y

    reparacin de averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    7/79

    Como

    podemos comprobar, para lograr la mxima exactitud influye mucho la escala a que est dibuja

    do el baco y la capacidad

    de

    apreciacin del individuo, sobre

    todo

    cuando

    la

    lnea pasa por

    puntos

    inter

    medios y hay

    que

    apreciar fracciones. A

    pesar

    de ello, en la prctica suelen utilizarse bacos como stos y

    la

    exactitud se considera aceptable.

    Como

    ya

    hemos dicho antes,

    el

    baco de Daries est realizado para tuberas usadas de fundicin y acero

    negro conduciendo agua

    fra

    . Pues bien, en

    el

    caso

    de

    no disponer

    de otros

    bacos calculados especialmente

    para

    otros

    materiales o para agua caliente se puede utilizar

    el

    baco

    de

    Daries teniendo en cuenta

    lo

    siguiente.

    Para agua fra:

    - Para

    tubos de acero

    galvanizado, las prdidas son aproximadamente un 1O % inferiores a

    las que

    da

    el

    baco

    de

    Daries.

    - Para tubos de cobre las prdidas son un 15 % inferiores a las que da el baco.

    - Para

    tubos

    de plstico las prdidas

    son

    de un

    30

    % a un 50 % o inferiores a las

    que

    da el baco.

    Para agua caliente:

    -

    Dado que el

    agua caliente es ms fluida que

    el

    agua fra,

    las

    prdidas

    de

    carga vienen a

    ser alrededor

    de

    un 25

    %

    a un 50

    %

    inferiores a

    las

    indicadas antes para agua fra.

    Estos datos se dan

    como

    orientacin para cuando no se disponga

    de otros

    bacos adecuados para cada caso.

    tros

    bacos

    El baco

    de

    Daries

    que

    hemos visto se considera bsico en hidrulica,

    pero

    actualmente se han confec

    cionado

    otros

    ms adaptados a los materiales

    que se

    usan en la actualidad y ms completos, como por

    ejemplo los

    que mostramos

    en las figuras 3, 4, 5 y 6

    para

    tuberas

    de

    acero,

    de cobre de

    plstico (PVC)

    TUBOS

    E

    ACERO

    Vel cidad

    en / s

    3.S

    (

    ..

    ' ' '

    90\pe e

    riete

    astilln

    te{

    ruid

    oso

    1,S

    -'

    u1daso

    '

    0,7

    '

    o

    s

    0.4.

    5

    0,4

    035

    3.0

    0 25

    Sileocioso

    0,2

    0.1

    Prd

    ida

    de

    carga

    unttaria

    900

    soo

    300

    200

    100

    so

    30

    20

    10

    o.

    s

    Di

    metro

    del ubo

    Pulgadas mm

    1

    1V

    4

    1\12

    2

    so

    2

    Vz

    3

    .

    s

    SO

    2

    00

    Caudal Q

    en t / s

    0.01

    ooz

    0.03

    0 04

    0,05

    Figura

    b co p r el clculo de l s prdid s

    de

    c rg

    en tubos de cero

    Clculo de las prdidas

    de

    carga en las tubrias

    23

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    8/79

    gura

    4

    baco para el c

    lculo

    de

    la

    s prdidas

    de carga en tubos de cobre

    TUBOS DE COBRE

    audal

    O

    I

    QOI

    002

    0 03

    o os

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    IO

    20

    f

    Oimetro

    del tubo

    mm

    Putg

    o

    IS

    1/2

    20

    3/t

    ,

    30

    40

    1V2

    2

    60

    2Vz

    70

    80

    3

    90

    100

    4.

    s

    150

    6

    200

    TUBOS OE P

    LAST

    ICO (P.VC J

    gura

    ba

    co para

    el calculo de

    las

    prdidas

    de

    ca

    rga

    en

    tubos de plstico PVC).

    audal

    en

    l s

    0.2

    0.3

    20

    o

    '

    IOO

    20-0

    400

    500

    600

    100

    . 800

    IOOO

    24

    Clculos, trabajos y repara

    ci

    n de averas

    01.metro

    interiordelhibo

    IO

    15

    2

    30

    40

    so

    60

    200

    400

    500

    600

    Pr

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    9/79

    TUBOS E

    POLIETILENO PE)

    - -

    e - - -

    ~ .

    ~

    ,_

    ~

    --

    -=r:

    - -- -

    ----

    - , __

    ,_

    -

    - -

    --

    - -

    ---

    i

    .)60

    .J.

    ~ t

    .

    11

    ,_L

    r

    -.

    i

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    10/79

    lculo

    de

    las prdidas

    de

    carga aisladas

    Las

    prdidas de carga aisladas se designan con

    la

    letra 1y estn relacionadas con la velocidad del agua

    mediante

    la

    frmula:

    Siendo:

    Prdida

    de

    carga

    A

    (en mea)

    =

    _Y __

    2g

    k,

    un coeficiente

    que

    depende de

    la

    clase de resistencia o accesorio

    y

    del

    dimetro

    del tubo.

    V la

    velocidad del agua en metros por segundo.

    g,

    la aceleracin de la gravedad (9,81 ).

    En

    la

    tabla 2 se dan los valores de los coeficientes

    k

    para algunos de los elementos ms corrientes.

    Ejemplo:

    supongamos que deseamos

    hallar

    la

    prdida

    de

    carga

    de un codo de 90

    instalado

    en

    un

    tubo

    de

    20

    mm de dimetro, siendo

    la

    velocidad del agua

    de m / s;

    segn

    la

    tabla

    el

    coeficiente es

    de

    1,5 luego

    ser:

    Prdida

    de

    carga

    A

    = k

    y _

    2g

    1 5

    12

    2

    X

    9,81

    1 5

    19,62

    1,5

    X

    0,05097

    =

    0,0765 mea

    Clase de

    resistencia

    Dimetro del tubo en

    pulgadas y milmetros

    De

    3

    la a

    1

    /2

    11

    De

    3

    /4

    11

    a I

    De I

    1

    /4 a

    4

    De

    JO

    a

    16 mm

    De

    20

    a

    26 mm

    De 35 a

    100 mm

    Curva de 90

    Radio>

    5 D)

    1

    5

    1 0,5

    Curva de 90

    Radio< 5 D) o

    o o

    Aumento

    de seccin 1 1

    1

    Disminucin de seccin 0,5 0,5

    0,5

    Codo de 90

    2 15

    1

    Paso directo 1 1

    1

    Unin en T Paso derivacin 1 5 1 5

    15

    Paso normal

    3

    3

    3

    ..---

    '

    PilSO nJ ___

    : : ~

    1mva 1n

    norm

    ill

    r

    ?

    L u r n u u u ~ J U J

    q

    -

    a so directo

    Tabla

    Valores del coeficiente k

    Resistencias accidenta/es

    En la

    tabla 3

    damos

    las frmulas para calcular las prdidas de carga para formas particulares

    de

    los acci-

    dentes ms frecuentes en

    las

    instalaciones.

    6 Clculos, trabajos y reparacin de averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    11/79

    Prdida

    de carga

    A.

    Accident

    e u

    obstcu

    lo

    Prdida terica en mea Designacin

    Esquema

    v2

    Deri

    vac

    in

    [ p=t

    .=2

    2g

    de un

    ramal

    V= velocidad en

    el

    ramal injerto)

    VI

    - V22

    Ensanche).. =

    2

    t=c Jo

    g

    vi = ve locidad en tubo d

    brusco

    -

    2

    = ve locidad en tubo D

    = ~ - i r - ~

    d

    2

    2

    g

    Estrechamiento

    { C J ~

    vi

    = ve

    locidad en tubo

    d

    brusco

    -

    )..

    = k

    ___ : :___

    X _J _

    Curva o codo

    90

    2

    g

    ,t,;Il

    k=0,131 1,847

    2

    R

    t

    redondeado

    1

    v

    0 4 )

    Oprculo*

    ~

    X

    X

    3 2

    2 2 g d

    -

    A.

    =O Cono de

    Cuando

    L

    4 D -

    d

    reduccin

    D ~

    ')..=o

    Cono

    de

    t l

    uando

    L

    7

    D

    -

    d

    ensanche

    * Se llaman oprculos los discos perforados que a veces se colocan en las instalaciones; por ejemplo, los que se ponen delante de los grifos para

    absober

    excesos de presin y limitar el gasto.

    Tabla

    Frmulas para calcular

    las

    prdidas de

    carga aisladas

    en

    algunos

    accidentes u obstculos.

    Formas de expresar las

    prdid s de

    carga aisladas

    Las

    prdidas de carga aisladas

    se

    suelen

    expresar de

    dos maneras:

    a

    En valores absolutos, ya sea en metros

    columna de

    agua mea) o en

    milmetros columna de

    agua

    mmca).

    b

    En valores equivalentes,

    es

    decir, estableciendo una equivalencia

    entre

    las prdidas ocasionadas por el

    accesorio y las ocasionadas

    por

    una

    cierta longitud de

    tubera.

    Se puede decir, por ejemplo,

    que

    un

    codo

    de

    90

    en un tubo de 20 mm de dimetro ocasiona las mis

    mas prdidas que 0,8 metros de

    tubo.

    En

    el

    primer

    caso, para averiguar

    las

    prdidas aisladas

    totales de

    una instalacin hay

    que conocer las

    oca

    sionadas

    por

    cada

    uno de

    los accesorios y sumarlos.

    En

    el segundo caso, hay

    que

    conocer

    las

    prdidas equivalentes en

    metros de

    tubo

    de

    cada

    uno

    de

    los

    elementos, sumarlos y luego considerarlos como

    metros

    de tubo, y aadirlos a la longitud

    total

    de las

    tube

    ras. Veamos un

    ejemplo

    en la figura 7. En ella se representa una tubera con tres tramos de tubo y dos

    codos . Las prdidas

    de

    carga continuas )) seran las ocasionadas por los 1

    O

    metros de tubo 4 + 2 + 4 y

    las prdidas de carga aisladas (A.) seran las ocasionadas por los dos codos;

    si

    empleamos el mtodo devalo-

    Clculo de

    las

    prdidas de carga

    en las

    tubrias

    27

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    12/79

    Figura

    Ejemplo

    de instalacin compuesta

    por

    tres tubos

    y

    dos codos Suponiendo que

    cada

    uno de los codos

    origina

    una prdida de

    carga

    equivalente a

    la

    prdida

    de carga de 0 8 metros de

    tubo

    fa prdida de carga

    total

    sera fa equivalente

    a

    11 6

    metros

    de tubo

    .

    . . .4_m

    1

    J

    [

    ---

    ?

    -

    = ~

    :

    '

    '

    ...

    -

    -

    -

    -

    - -

    ==-_ - -

    L

    , 4m

    __ _j

    res equivalentes y consideramos que cada uno de los

    codos

    tiene una prdida equivalente a la de 0,8 metros

    de

    tubo,

    podemos

    establecer

    que las prdidas

    de

    carga

    por

    resistencia totales son

    las

    mismas

    que

    las de una

    conduccin de 1O+ (0,8 X

    2) =

    1O+ 1 6

    =

    11,6 m de tubo,

    y

    entonces hallar en el baco

    las

    prdidas

    como

    si se tratara

    de

    una tubera de 11,6 m.

    En

    la

    tabla 4 se dan las equivalencias en metros de tubo de las prdidas de varios de los accesorios ms

    frecuentes.

    Dimetro en pulgadas y en milmetros

    lase e resistencia

    3/a

    2

    3/4

    I"

    1

    1

    /4

    11/i''

    "

    21//

    3

    4

    5

    6

    u obstculo

    10 15 20

    25

    32 40

    50

    65 80

    100

    125

    150

    mm mm

    mm

    mm

    mm

    mm mm

    mm

    mm mm mm mm

    Manguito

    de unin

    -

    -

    0,

    02

    0,03

    0,04

    0,05 0,06 0,09 0,12

    0,15

    0,20 0,25

    Cono de

    reduccin

    0,20 0,30 0,50 0,60 0,80 1,-

    1,30 1,90 2,10 2,80 4,20 5,20

    Curva de 45 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60

    0,70

    0,80 0,90

    1,-

    1 1 1,2 1,3

    Curva de 90

    0,30

    0,40 0,50

    0,60

    0,70 0,80 0,90

    1,-

    1,2

    1,4

    1,6 1,8

    Codo

    de

    45

    0,30

    0,40 0,50

    0,60

    0,80

    1,1

    1,2

    1,7

    1,8 2,6

    3,4

    4,20

    Codode900

    0,50

    0,60

    0,70

    0,80

    1,-

    1,4

    1 5

    2,-

    2,2 3,-

    3,8 4,60

    Te paso

    recto

    0,30

    0,110

    0,

    50

    0,60

    0,80 1 1

    1,3

    1,5

    1,9

    2,2

    2,60

    3,-

    Te en

    derivacin 0,70 0,80

    1 1

    1,4

    2,- 2,2

    2,5

    3,25

    3,50 3,75

    4,-

    5,-

    Vlvula de compuerta 0,05

    0,

    1

    0,2 0,2

    0,2 0,3

    0,4

    0,6

    0,7

    0,8

    11 0

    1,60

    Vlvula de asiento

    -

    4,5

    4,8

    6,-

    7,5

    10 12

    - - - - -

    Vlvula de

    escuadra

    -

    2,7

    3,6

    4,6

    5,8

    7,-

    8,5

    10,5 13,- 17,-

    - -

    Vlvula de retencin

    0,20

    0,

    30

    0,55 0,75 1,

    15

    1,50 1,90 2,65 3,40 4,

    85

    6,60 8,30

    Vlvula de asiento inclinado

    -

    0,75

    0,95

    1,20

    1,55 1,85 2,25 2,75 3,40

    - - -

    Contador -

    2- 3,- 4,-

    6,-

    7,-

    10,-

    - -

    -

    - -

    Calentador

    de

    agua

    - -

    10,-

    12,- 16,-

    18,-

    20

    ,-

    -

    - - - -

    Tabla

    Prdidas

    de carga

    aisladas Equivalencia

    aproximada en metros de tubera

    tras

    propiedades

    olpe

    de

    riete

    Cuando una tubera est conduciendo agua normalmente

    y

    de repente se cierra

    el

    paso, tiene lugar un

    choque violento

    y

    repentino del agua contra

    la

    llave que ha cortado

    el

    paso, haciendo que

    el

    agua retroce

    da

    por la

    tubera chocando a su vez con

    el

    agua que viene circu lando a una velocidad determ inada

    (Fig.

    8).

    28

    Clculos, trabajos y reparacin de averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    13/79

    ompuerta

    - - -

    ---

    - -

    a

    b

    Figura

    El golpe de ariete se produce cuando

    la

    compuerta baja repentinamente; a la compuerta est abierta y

    el lquido circula

    normalmente; b al cerrar

    la

    compuerta se originan sobrepresiones que pueden deformar el tubo e incluso romperlo.

    Este sucesivo choque hacia atrs y hacia adelante produce vibraciones que dan lugar a un aumento de la

    temperatura

    en el tubo, dilatndolo e incluso llegando a deformarlo o romperlo. Este fenmeno se llama

    o p e de ariete

    De aqu

    puede

    deducirse

    que el

    golpe de ariete es

    la

    consecuencia de

    la

    modificacin brusca del rgimen

    de circulacin de una tubera, al cerrar rpidamente una vlvula o grifo.

    Como decamos antes,

    el

    golpe de ariete empieza manifestndose en forma de vibraciones y de ruidos

    a modo

    de

    martilleo en las tuberas .

    Cuando una vlvula o una compuerta se cierra

    de

    modo casi instantneo Fig. 8), aparece una onda

    de

    presin

    que

    inicia inmediatamente un

    recorrido

    de ida y vuelta a

    lo

    largo de

    la tubera

    aguas arriba de

    la

    compuerta

    con

    una velocidad y fuerza decrecientes.

    En las instalaciones hidrulicas la sobrepresin debida al golpe de ariete

    puede

    dar lugar a:

    - Excesiva fatiga de las tuberas, incluso su rotura .

    - Fugas en las juntas y uniones.

    - Destruccin de las juntas.

    - Deterioro de

    las

    vlvulas o

    compuertas

    .

    - Graves perjuicios en los accesorios que pueda haber colocados en la instalacin.

    La

    intensidad o sobrepresin

    de

    un golpe

    de

    ariete puede calcularse aproximadamente por la frmula

    siguiente:

    Donde:

    V

    C

    1.h

    1.hP es el

    incremento de presin en

    metros

    columna de agua mea) .

    v

    0

    es la velocidad de la circulacin del agua en la tubera en metros s.

    e es la velocidad del sonido en el agua, valor que podemos tomar constante e

    igual

    a 1.450 mis

    g es la aceleracin

    de

    la gravedad, cuyo valor es 9,81 m s

    2

    .

    l incremento de

    la

    presin viene

    dado

    en

    metros

    columna de agua mea.).

    Veamos un ejemplo: Una conduccin de agua provista de una vlvula de paso; calcular

    el

    incremento de

    la presin si dicha vlvula se cerrase bruscamente, de forma instantnea, considerando que la velocidad del

    agua es

    de

    2 mis.

    Clculo de las prdidas de carga en las tubrias 9

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    14/79

    CLCULO DEL

    CONSUMO D E G

    EN L S INST L CI

    Introduccin

    l clculo

    de

    las instalaciones

    de

    fontanera

    comprende

    el dimensionado

    de

    los conductos,

    es

    decir, la

    longitud , el dimetro y tipo

    de

    tubera, la eleccin

    de

    los depsitos, vlvulas, grifos, fluxores y cualquier otro

    elemento que

    intervenga

    en

    el montaje

    de

    la instalacin.

    En

    el caso

    de

    una instalacin

    de

    agua

    es

    funda

    mental

    conocer

    el

    consumo.

    ste

    ser

    el

    primer paso que afrontaremos

    en

    el

    clculo

    de la

    instalacin. Para

    tener una idea del

    proceso

    general

    de

    diseo incluimos un cuadro explicativo tabla 1 en

    dos

    columnas . En

    la

    primera

    se

    indica, por orden el clculo

    que

    hay

    que

    realizar y en la segunda una breve explicacin.

    La instalacin

    de

    agua sanitaria en una vivienda o en un edificio consta, a grandes rasgos,

    de

    una tubera

    que

    conecta

    a la red,

    un contador

    para medir el

    consumo

    de agua y de una serie

    de

    tuberas en

    forma

    rami

    ficada

    que

    van distribuyendo el agua

    primero

    a las viviendas y despus, en cada vivienda, a cada

    aparato

    con

    sumidor. Recordamos algunas definiciones bsicas:

    Acometida:

    es

    la tubera que enlaza la instalacin general interior del inmueble con la red

    de

    distribucin.

    Distribuidor

    es

    la tubera

    que

    va

    desde

    el contador hasta el pie

    de

    los montantes.

    Tubo de alimentacin o

    de

    suministro

    en las instalaciones con

    contadores

    divisionarios centralizados es la

    tubera

    que

    va

    desde

    la acometida hasta

    la

    batera

    de contadores.

    Montante:

    tubera vertical que va

    desde

    el

    distribuidor o

    desde

    la

    batera

    de contadores

    hasta

    las

    deriva-

    ciones.

    Derivacin tubera horizontal

    que

    va

    desde

    el

    montante

    hasta cada piso o local.

    Rama/:

    tramo

    de tubera que parte

    de

    la derivacin y va a parar a las proximidades del aparato consumidor.

    l material

    de

    las tuberas generalmente es cobre,

    acero

    galvanizado o plstico.

    CLCULO

    Clculo de los consumos

    Trazado de la red

    Clculo de prdidas de carga:

    las debidas al rozamiento y

    las

    debidas a los accesorios.

    Dimetro de

    las

    tuberas.

    Eleccin de los accesorios.

    EXPLIC CIN

    Depende del uso que tendr

    la

    instalacin y del nmero de

    usuarios de aparatos instalados.

    Viene impuesto

    por las

    necesidades de distribucin.

    Se

    calcula, generalmente,

    por

    medicin sobre plano.

    Se

    determinan mediante tablas

    y grficos. En general se fijan

    previamente.

    Depende del caudal que

    se

    ha

    calculado a partir del consumo)

    y de las prdidas de carga

    Si

    sabemos los dimetros no

    hay ningn problema.

    abla

    Factores

    que

    se consideran en el diseo

    de

    /as instalaciones

    Clculo del consumo de

    agua

    en

    las

    instalaciones

    5

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    15/79

    lculodel consumo en l s instalaciones

    El clculo del

    consumo

    depende fundamentalmente del

    se r

    vicio que realice la instal acin . Por ejemplo,

    si

    se tratara de una instalacin de agua contra incendios,

    tendramos

    que tener

    en

    cuenta el nmero de bocas

    y el dimetro de

    las

    mismas (en este caso hay

    que

    tener

    presente

    la legislacin) ;

    si se

    tratara de una insta

    lacin de riego, sera fundamental conocer la frecuencia de los mismos y

    las

    necesidades de agua del culti

    vo.

    Si

    se

    trata de

    una instalacin

    de

    agua domstica, es preciso

    conocer

    el nmero de

    elementos

    consumi

    dores de agua: lavabos, duchas , sanitarios (inodoros) , etctera.

    onsumo

    de agua p r h bit nte

    Empezaremos por

    establecer

    el

    consumo

    medio

    por

    habitante y da. Este

    dato

    es bsico para

    las

    insta

    laciones de agua domstica; posteriormente veremos cm o el clculo se hace empleando otros conceptos,

    pero el total que

    obtengamos

    tiene que estar de

    acuerdo

    con el

    consumo

    medio.

    En

    una instalacin urbana, el agua se requiere para beber, para el

    bao

    y aseo, para la cocina (incluyen

    do

    la necesaria para coccin de los alimentos y el lavado de los cacharros de cocina) para el

    inodoro

    y para

    el lavado de ropa. Indicamos a continuacin (tabla 2) los consumos

    que

    habitualmente se consideran por

    habitante y da) .

    Tabla

    onsumos de

    agua por

    habitante y

    da

    FUN IN

    Agua para

    beber

    Cocina

    Aseo personal

    Bao

    Inodoro

    Lavadora

    ONSUMO

    Es tan poca cantidad que

    no se cuenta)

    65

    1

    1 1

    4 1

    5 1

    35

    1

    Total ... 2 1

    Hay que tener presente que la cantidad

    de

    agua

    que

    se da en la tabla 2 es un valor

    promedio

    que

    est

    sujeto a fluctuaciones a lo largo del da. Es

    importante establecer

    los siguientes criterios:

    - Esta cantidad

    de

    agua no se suministra

    toda

    ella a

    la

    misma

    temperatura

    :

    la

    del

    inodoro se

    suministra a

    la

    temperatura ambiente y

    la

    del bao entre 60 y 70 C aproximadamente .

    - Hay que distinguir entre consumo medio y consumo punta; el

    consumo

    medio es el

    que hemos

    indica

    do

    en la citada tabla 2 (los 200 I ; el consumo punta tiene que ver con el hecho de que a algunas horas

    del da, generalmente a medioda y

    al final

    de la tarde, el

    consumo

    adquiere valores mximos.

    En

    la figu

    ra 1

    se

    ha

    representado de

    forma esquemtica el consumo

    de

    agua

    por

    habitante a

    lo

    largo del da. Para

    entender

    el grfico tengamos

    presente

    lo siguiente:

    si

    el consumo diario medio es de

    200

    litros, el con

    sumo

    por hora

    sera:

    200

    =

    8 33

    l/h

    24

    Podramos seguir el criterio de que el da

    til

    tiene slo 16 horas, puesto que durante la noche no se con-

    sume

    agua, entonces tendramos:

    200

    16

    36 Clculos, trabajos

    y

    reparacin de averas

    125 1 h

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    16/79

    12 18

    24

    ora del da

    Figura I

    Representacin

    grfica

    del consumo de agua en

    una vivienda urbana

    o largo

    del

    da

    En

    realidad es

    lo

    mismo,

    puesto

    que

    si deseamos

    hallar

    el consumo

    total sabiendo el

    consumo

    horario,

    en el primer caso tendremos que multiplicar por 24 y

    en el

    segundo por

    16 En el

    mismo grfico

    de

    la figu-

    ra 1

    puede

    apreciarse

    que

    a determinadas horas del da

    el consumo

    es inferior a la media 8, 33 l/h y a

    otras horas es superior;

    por

    ejemplo,

    entre las doce de

    la

    noche

    y

    las

    4

    de

    la madrugada se considera que

    no se consume agua, en cambio, a

    las

    14

    horas dos de la tarde) se considera que es

    la

    hora de mximo

    consumo 22 l/h .

    atos

    generales

    sobre

    consumos de agua

    En el

    apartado anterior hemos

    calculado

    el

    consumo de

    agua

    promedio

    diario

    por

    habitante

    en

    una casa

    urbana. Si se

    trata de

    una vivienda rural,

    un

    hospital, o una escuela,

    el consumo ser

    distinto. En la tabla 3

    se dan algunos

    datos

    acerca

    de

    los consumos en diversos

    centros

    o edificios.

    FUNCIN

    TIPO

    Viviendas

    De ciudad pequea

    De ciudad media

    De gran ciudad

    De poblacin rural

    Rural aislada

    Escuela

    -

    Hospital

    -

    Cuartel

    -

    Cmping -

    Oficinas

    -

    Hoteles

    1 estrella

    3 estrellas

    5 estrellas

    Gimnasio

    -

    Riego de jardines

    Zona

    hmeda

    Zona seca

    CONSUMO

    200 1/hab.

    250 1/hab.

    300 1/hab.

    150 l/hab.

    500

    1/hab.

    100 1/alumno

    500

    1/cama

    300 l/hab.

    100 l/hab.

    100 l/hab.

    1501/cama

    200 1/cama

    350 1/cama

    200 1/hab.

    3 l/da/m

    2

    6 l/da/m

    2

    Tabla

    Consumos

    de

    agua en distintos

    centros

    o edificios

    Clculo del

    consumo

    de agua en

    las

    instalaciones

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    17/79

    Consumo por

    p r to

    En

    realidad

    el

    clculo definitivo del consumo hay que hacerlo

    en

    funcin de los aparatos instalados o de

    los que tengamos que instalar a peticin del cliente. La explicacin es

    la sigu

    iente: si hacemos

    la in

    stalacin

    de fontanera de

    un

    chal

    en el

    que habitan cinco personas, nosotros sabemos que aceptando

    un

    consumo

    promedio de 200 litros/ habitante tendramos 5

    X

    200 = 1.000 l/da.

    Sin

    embargo, aquel chal puede salir-

    se

    del

    promedio

    tanto

    por

    defecto

    como

    por

    exceso; imaginemos que

    se

    trata de un chal muy lujoso, con

    varios cuartos de bao, una supercocina, piscina y sauna; es evidente que el consumo ser superior

    al

    pro-

    medio.

    As, pues, es necesario efectuar el clculo

    en

    funcin de los aparatos consumidores de agua que tenga-

    mos que instalar. Aun as son importantes los datos anteriores para

    comprobar

    o verificar

    si

    los clculos

    efectuados estn dentro del promedio general o no.

    Veamos

    en primer

    lugar la forma tcnica de expresar

    el

    consumo.

    Si el consumo particular de un aparato, o de un conjunto de aparatos,

    se

    expresa referido a una hora, un

    minuto o un segundo

    se

    denomina

    caudal. Para

    obtener

    el

    caudal

    se

    procede de

    la

    siguiente manera: supon-

    gamos que

    se

    ha establecido el consumo diario de agua de un piso

    en

    1.500 litros. Si dividimos

    por

    24 horas

    tendremos

    el

    caudal

    en

    l/h. Si

    dividimos

    por

    1.440 minutos, 24

    X

    60 = 1.440) tendremos un caudal

    en

    1

    min

    y si dividimos por 86.400 segundos 24

    X

    60

    X

    60 = 86.400) lo tendremos expresado

    en

    l/s. As,

    en

    este ejemplo concreto de un consumo de 1.500

    1

    tendramos un caudal de:

    = ~ = 6 2 5 1 h

    24

    Q ~

    1,041/min

    1.440

    Q

    ~ 0 0171/s

    86.400

    Cul es el

    significado del

    caudal?

    Si

    el

    consumo total fuese regular y continuo a lo largo de todo el da

    cada segundo se necesitara 0,017 1de agua.

    En

    la prctica, el consumo no es regular

    ni

    continuo, sino total -

    mente intermitente.

    Sin

    embargo,

    la

    nocin de caudal, como veremos

    ms

    adelante, es absolutamente

    necesaria en el clculo de las instalaciones. En

    la

    tabla 4 se dan los consumos habituales de los diferentes

    aparatos, expresados

    en

    l

    /s.

    Es evidente que los valores incluidos

    en el

    cuadro tienen un carcter orienta-

    tivo

    y que

    el

    valor definitivo de los mismos depender del fabricante.

    Coeficiente de

    simult neid d

    segn

    el

    nmero

    de p r tos

    Ya hemos indicado anteriormente que el consumo vara con las horas del

    da

    y

    la

    actividad de los ocu-

    pantes de

    la

    vivienda o inmueble donde

    se

    tenga que instalar

    la

    red de

    su

    ministro de

    agua

    .

    Es

    necesario

    conocer el valor mximo del caudal, que llamaremos

    Q

    m que

    se

    obtiene sumando el correspondiente a

    todos los aparatos instalados.

    Es

    decir, para calcular

    el

    caudal mximo

    se

    supone que todos

    /os aparatos ins-

    t l dos

    funcion n

    simultneamente

    o sea al mismo tiempo. Como esto no ocurre

    en la

    prctica,

    es

    necesa-

    rio disminuir

    la

    cantidad obtenida, multiplicndola

    por un factor menor

    de

    la

    unidad llamado

    coeficiente de

    simultaneidad

    que designaremos con el smbolo K

    Este

    coeficiente de simultaneidad puede obtenerse a )

    partir

    de

    la

    frmula:

    donde n

    es

    el

    nmero de aparatos instalados.

    1

    K

    ~

    l

    coeficiente K

    1

    puede obtenerse tambin a partir del grfico representado

    en la

    figura 2.

    8 Clculos trabajos y reparacin

    e

    averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    18/79

    TIPO

    DE APARATO

    CAUDAL EN /Is

    Bao

    Bid

    Boca

    cont ra incendios:

    Ducha

    Dimetro

    45

    mm

    Dimetro 75 mm

    Dimetro 100 mm

    Fregadero :

    Vivienda particular

    Restaurante

    Hotel

    Lavadora automtica

    La

    vavajillas

    Lavabo

    Urinario:

    Con control

    Flujo continuo

    Riego dimetro 30 mm

    Inodoro:

    Con depsito

    Con fluxor

    Figura

    oeficiente de simultaneidad K

    1

    en

    funcin

    del

    nmero de aparatos ex istentes en la vivienda

    0,30

    0,10

    3,00

    8,00

    12

    ,00

    0,20

    0,20

    0,30

    0,40

    0,20

    0,20

    0

    10

    0,10

    0,05

    1,00

    0,10

    2,00

    >

    C

    C

    5

    E

    ;;

    ..

    ;:

    0 90

    O BO

    0 70

    0 60

    0 50

    0 40

    0 30

    0 20

    0 10

    Tabla 4

    Consumo de los distintos aparatos

    sanitarios

    1

    \

    \

    \

    \

    \

    ;-:.::

    --

    -

    --

    .

    l---- -- - --- -----1------1--l- I - - r - - - - ; - - - - r - - - - - t - - - - - - - - ~

    1 - - 1 - - t - - -

    :=- --

    _ - -

    t - - 1 ~ - - - - - - - - - -

    - --

    - -

    w m ~

    30

    ~ 40

    n

    mero

    de

    aparatos

    instalados

    El caudal real, el que emplearemos en los clculos de diseo de

    la

    instalacin, que llamaremos Q

    se

    obtendr multiplicando

    el

    caudal mximo

    Q,J por

    el

    coeficiente de simultaneidad K

    1

    :

    Q=

    m

    X

    K

    1

    Con lo

    cual

    ya tenemos este dato correctamente establecido.

    Clculo del consumo de

    agua

    en

    las

    instalaciones 39

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    19/79

    Coeficiente

    de simultaneidad

    segn l nmero

    de viviendas

    Es posible que la vivienda

    forme

    parte de

    un

    conjunto

    ms

    complejo: un edificio, o incluso varios edifi

    cios. Entonces ser necesario multiplicar el resultado anterior

    por

    un nuevo coeficiente que contemple la

    simultaneidad entre viviendas. Este nuevo

    factor

    lo designaremos con el smbolo

    2

    y

    puede calcularse

    mediante la frmula:

    19 + N

    2

    =

    1

    -0-(N_+_I_)

    donde

    N es el

    nmero de viviendas.

    Tambin

    el

    coeficiente

    K

    2

    puede obtenerse mediante

    el

    grfico representado

    en

    la figura

    3.

    0,90

    )C.

    '

    0,80

    H f f i

    t t t t

    r f

    -0-

    0,70

    et

    -o

    ;

    e

    0,

    60

    ::J

    E

    0,50

    \

    )

    -o

    \

    Q

    0,40

    1

    e:

    \

    )

    '

    f

    0,30

    -

    -+-+--+-

    - t---

    t-

    1 -

    o

    t--....

    0,20

    _,_

    i ,_

    0,10

    5 10 15

    20 25 30 35

    40 45

    n

    Nmero de viviendas

    igura

    Coeficiente

    de simultaneidad K

    2

    en funcin

    del

    nmero de

    viviendas.

    Si

    llamamos

    Qval

    caudal correspondiente a

    la

    vivienda, para

    obtener

    el correspondiente a un edificio o

    bloque de viviendas

    Qe)

    multiplicaremos

    el

    caudal

    Qvpor el

    coeficiente de simultaneidad

    K

    2

    donde

    Q,

    es el caudal total correspondiente al edificio.

    Para

    que este clculo

    sea correcto es

    necesario que

    las

    viviendas tengan un consumo parecido.

    Vamos a efectuar un pequeo ejemplo que acabe de ilustrar el concepto de los coeficientes de simulta

    neidad.

    Supongamos que deseamos establecer el caudal de un tramo de tubera general que alimenta dos vivien

    das . Los aparatos instalados se indican a continuacin:

    4 Clculos, trabajos

    y

    reparacin de averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    20/79

    lo vivienda

    Cuarto de bao:

    - baera

    -

    lavabo

    - inodoro

    - ducha

    Cocina:

    - fregadero

    2-,

    vivienda

    Cuarto de bao:

    - ducha

    -

    la

    vabo

    - inodoro

    - bid

    Cocina:

    - fregadero

    - lavavajillas

    Caudales

    . lLS)_

    Total:

    0,30

    0,10

    0,

    10

    0,20

    0,20

    0,20

    0,

    10

    0,

    10

    0,

    10

    0,20

    0,20

    1,80 l s

    El caudal mximo es de 1,60 1/s, y tenemos 1 1 aparatos instalados; calculemos el primer factor de simul

    taneidad:

    1 1

    K

    f l

    - - - z0 32

    3,

    162

    y dado que se trata de dos viviendas , calcularemos el segundo factor de simultaneidad

    As

    , el caudal ser:

    K =

    19

    + 2

    2

    1o

    2 + 1)

    21

    =---=0 70

    30

    Qe

    = 1,60 X 0,32 X 0,70 = 0,36 1 s

    que como vemos es bastante menor que

    el

    total que habamos obtenido sumando los consumos 1,60 l/ s) .

    Es

    importante advertir que,

    si

    hay muchos aparatos instalados el

    K

    1

    sera muy pequeo. Se recomienda

    que cuando salga

    un

    valor

    menor

    de 0,20 se ponga 0,20 en

    los

    clculos.

    El

    valor de

    K

    1

    el

    caudal mximo y

    el real

    (el que tiene en cuenta

    el

    coeficiente de simultaneidad), se indican en la tabla S. El coeficiente de

    simultaneidad se ha calculado empleando la frmula dada en el apartado anterior.

    TIPO DE

    COEFICIENTE

    VIVENDA

    DE

    SIMULTANEIDAD

    K,

    A

    0,500

    B

    0,447

    e

    0,333

    D 0,277

    E

    0,243

    CAUDAL

    MXIMO lis

    0,80

    1,00

    1 50

    2,00

    3,00

    CAUDAL

    RE L li s

    0,40

    0,45

    0,50

    0,55

    0,73

    Tabla

    Coeficiente de simultaneidad K

    1

    caudal mximo

    y

    caudal

    real segn el

    tipo

    de vivienda

    Clculo del consumo de

    agua

    en

    las

    instalaciones 4

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    21/79

    oeficientede

    simult neid d

    segn

    el

    nmero

    de viviendas

    Es

    posible que

    la

    vivienda forme parte de un conjunto ms complejo : un edificio, o incluso varios edifi

    cios. Entonces ser necesario multiplicar el resultado anterior

    por

    un nuevo coeficiente que contemple la

    simultaneidad entre viviendas. Este nuevo

    factor

    lo designaremos con

    el

    smbolo K

    2

    y

    puede calcularse

    mediante

    la

    frmula:

    donde N

    es

    el

    nmero

    de viviendas.

    19 + N

    K=

    -

    IO N+ I)

    Tambin el coeficiente K

    2

    puede obtenerse mediante el grfico representado

    en la

    figura 3.

    0,90

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    22/79

    _l,

    vivienda

    Cuarto de bao:

    - baera

    - lavabo

    - inodoro

    - ducha

    Cocina:

    - fregadero

    b.

    vivienda

    Cuarto de bao:

    - ducha

    -

    lava

    bo

    - inodoro

    - bid

    Cocina:

    - fregadero

    - lavavajillas

    Caudales

    .QLS)_

    0,30

    0,10

    0,10

    0,20

    0,20

    Total:

    0,20

    0

    ,1

    0

    0,10

    0,10

    0,20

    0,20

    1,80 l/s

    El caudal mximo es de 1,60 1 s, y tenemos 1aparatos instalados; calculemos el primer factor de simul

    taneidad:

    K

    -

    0,32

    1 /11 =i rl

    3, 162

    y dado que se trata de dos viviendas, calcularemos

    el

    segundo factor de simultaneidad

    As

    , el caudal ser:

    K

    =

    19 2

    2

    1o

    2 1

    21

    -

    ,70

    30

    Qe = 1,60 X 0,32 X 0,70 = 0,36 1/s

    que como vemos es bastante menor que el total que habamos obtenido sumando los consumos 1,60 l/s) .

    Es importante advertir que,

    si

    hay muchos aparatos instalados el

    K

    sera muy pequeo. Se recomienda

    que cuando salga

    un

    valor

    menor

    de 0,20 se ponga 0,20 en

    los

    clculos.

    El

    valor de

    K

    1

    el

    caudal mximo y

    el real

    (el

    que tiene en cuenta el coeficiente de simultaneidad), se indican en la tabla S. El coeficiente de

    simultaneidad se ha calculado empleando la frmula dada en el apartado anterior.

    TIPO DE

    COEFICIENTE

    VIVIENDA

    DE SIMULTANEIDAD

    K

    A

    0,500

    B

    0,447

    e

    0333

    D 0,277

    E

    0,243

    CAUDAL

    MXIMO

    /Is

    0,80

    1,00

    1,50

    2,00

    3,00

    CAUDAL

    REAL

    /Is

    0,40

    0,45

    0,50

    0,55

    0,73

    Tabla

    Coeficiente de simultaneidad K

    1

    caudal mximo

    y

    caudal

    real, segn e/ tipo de vivienda

    Clculo del

    consumo de

    agua en

    las

    instalaciones

    4

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    23/79

    lasificacin de os suministros

    en funcin el

    caudal

    instalado

    Con vistas al clculo de las instalaciones, Las

    Normas

    Bsicas

    para

    las Instalaciones Interiores de

    Suministro

    de

    Agua clasifican los tipos de suministros Tipos de locales o viviendas) en funcin del caudal mnimo ins-

    talado.

    Se

    entiende

    por

    caudal mnimo instalado en un suministro en

    un

    local o en una vivienda) la suma de los

    caudales instantneos mnimos que cada aparato debe recibir para su correcto funcionamiento, es decir, la

    suma de los caudales mnimos instantneos de todos los aparatos instalados en el local o vivienda. Los cau-

    dales instantneos mnimos considerados en esta clasificacin son los indicados en la tabla

    4.

    Segn el caudal instalado, los suministros se clasifican en los tipos siguientes:

    uministro ipo A Los locales o viviendas cuyo caudal instalado

    es

    inferior a 0,6 s litros por segun-

    do)

    . Corresponde a locales o viviendas dotados de servicio de

    agua en la

    cocina, lavadero y sanitario

    inodoro).

    uministro Tipo B

    Los locales o viviendas cuyo caudal instalado

    sea igual

    o superior a 0,6 s e infe-

    rior a 1 1/s. Corresponde a locales o viviendas dotados de servicio de agua en la cocina, lavadero y un cuar-

    to

    de aseo.

    uministro

    ipo C

    Los locales o viviendas cuyo caudal instalado sea igual o superior a 1 1s e inferior

    a 1 5

    l/ s

    . Corresponde a locales o viviendas dotados de servicio de

    agua

    en

    la

    cocina, lavadero y un cuarto

    de bao completo.

    uministro ipo D

    Los locales o viviendas cuyo caudal instalado es igual o superior a 1 5 1

    s

    e infe-

    rior a 2 l/s. Corresponde a locales o viviendas dotados de servicio de agua en la cocina, office, lavadero,

    un cuarto de aseo y un cuarto de bao.

    uministro ipo

    E Locales o viviendas cuyo caudal instalado es igual o superior a 2 l/s, e inferior a

    3

    1/s.

    Corresponde

    a locales o viviendas dotados de servicio de agua en la cocina, office, lavadero, un

    cuarto de aseo y dos cuartos de bao.

    Cuando se trata de locales o viviendas en los que

    el

    caudal instalado sea superior a 3 1s 3 litros por

    segundo),

    es

    necesario realizar clculos adecuados a cada

    caso.

    En la tabla 6 resumimos la citada clasificacin.

    TIPO DE

    SUMINISTRO

    Tabla

    Clasificacin de os suministros en

    funcin

    del

    caudal

    instalado.

    42

    Clculos

    trabajos reparacin de averas

    TIPOA

    TIPO B

    TIPOC

    TIPO D

    TIPO E

    C UD L

    INST NTNEO

    INST L DO

    Inferior a 0 6 l/s

    Igual o superior 0 6

    e inferior a 1 l/s

    Igual o superior a 1

    e inferior a 15 1s

    Igu

    al o superior a

    1,5 e inferior a 2 1/s

    Igual o superior a

    2 e inferior a 3 1

    s

    DEPENDENCI S

    DOT D S

    DE

    SERVICIO

    DE

    GU

    Cocina

    lavadero

    un

    sanitario

    Cocina lavadero

    un

    cuarto

    de

    aseo

    Cocina lavadero

    un cuarto de bao

    completo

    Cocina office,

    lavadero un cuarto

    de

    bao otro

    de

    aseo

    Cocina office,

    la

    vadero dos

    cuartos de bao

    otro

    de aseo

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    24/79

    lculo del consumo

    en

    las instalaciones

    de c lef ccin

    Si no

    se

    trata de una instalacin de agua

    corriente

    de uso domstico sino del

    tendido

    de una red

    de

    tuberas

    para

    un sistema de calefaccin, e l prob lema

    es

    comp letamente distinto. No

    es

    necesario proce

    der al clcu lo previo

    de consumos.

    Las tuberas

    se

    dimensionan en base a

    las

    kilocaloras necesarias

    que

    han

    de

    disiparse en los

    radiadores

    o

    convectores que se

    instalarn

    en

    cada

    habitacin . As pues,

    es

    nece

    -

    sario

    ca

    lcular en

    primer

    lugar la carga

    trmica

    de calefaccin

    de cada

    recinto

    que se

    desee climatizar.

    Dado que

    este tema

    es

    un poco ms complejo y

    requiere

    una exposicin detallada,

    se

    desarrollar en

    otro

    captulo.

    jemplos de clculo

    del consumo

    de

    agua

    Trazado de la red y sealizacin de tramos

    Es

    conveniente realizar un plano

    o

    simple dibujo a mano

    alzada-

    en

    el

    que

    figuren

    todas

    y cada una

    de

    las tuberas

    de

    agua fra y agua caliente, as como los

    aparatos

    de

    consumo

    , lavabos, baeras, etctera; tam-

    bin

    se

    representarn

    las

    vlvulas,

    el

    contador y la toma

    de

    la red. Se dividirn

    las

    tuberas en

    tramos

    , indi-

    cando

    sobre el

    plano la longitud

    de

    cada uno.

    Los tramos

    se determinan

    de

    aparato a aparato,

    es

    decir,

    que

    se llama

    tramo

    al trozo de tubera

    por

    el que circule siempre e l

    mismo caudal

    Veamos un ejemplo con una

    separacin en tramos correcta y

    otra

    incorrecta vanse Figs . 4 y 5). Se ha utilizado e l siguiente cdigo para

    denominar los aparatos consumidores

    de

    agua:

    Ducha DU

    Fregadero

    FR

    Lavabo L

    Inodoro

    w

    Baera B

    Bid

    I

    En la figura 4 se ha efectuado una divisin en tramos correcta; no as en

    la

    figura 5. Efectivamente, obser

    vamos en la figura 5) e l tramo B ;

    no

    es correcto porque entre A y B tenemos

    otro

    aparato. El tramo BD

    tampoco

    es correcto

    porque el

    caudal no es

    constante

    en

    todo

    el

    tramo,

    puesto que

    hay una derivacin

    entre

    D y B.

    E O

    G

    Red

    ontador

    C

    B

    Figura

    Esquema

    de

    una

    red en

    la que

    se aprecia la divisin correcta

    de

    los

    tramos

    lculo del consumo de gu

    en

    l s instalaciones

    4

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    25/79

    Figura

    Esquema

    de una instalacin en la

    que

    la

    divisin

    de los tramos se

    ha

    hecho

    incorrectamente

    F

    B

    o

    Otra

    observacin que es interesante hacer, en

    esta

    fase del trazado

    de la

    red, es que es bueno repre-

    sentar los

    codos

    y cambios de direccin de las tuberas; sin embargo, si el esquema se complica mucho, a

    veces es mejor no representarlos

    todos

    , sino los ms caractersticos, aunque s

    deben

    tenerse en cuenta en

    la estimacin de las prdidas de carga

    si

    se desea un clculo preciso .

    Clculo del caudal n cada tr mo

    Debe procederse al clculo del caudal en cada tramo basndose en los datos facilitados referentes al

    gasto de cada aparato; asimismo deben

    tenerse

    en cuenta los coeficientes o factores de simultaneidad.

    Dado que ste

    es

    el

    tema

    central, en los

    apartados

    siguientes desarrollaremos ejemplos

    completos de

    clculos de caudales .

    Primer

    ejemplo Instalacin en una vivienda

    Descripcin de la instalacin

    Consideremos una vivienda unifamiliar, aislada, que puede utilizar agua de la red y que dispone de un

    cuarto de

    aseo, un

    cuarto de bao

    y una cocina. Los

    puntos

    de

    consumo

    son,

    ducha

    y

    WC

    inodoro

    en

    el cuarto de aseo; WC baera y lavabo en el cuarto de bao, y fregadero

    en

    la cocina.

    En

    cada

    punto

    de

    consumo hay tambin agua caliente que se obtiene por medio de un calentador elctrico, excepto en los

    WC de los cuartos de aseo y de bao.

    En la figura 6 se ha representado

    el

    trazad.o de la red y se han indicado los tramos mediante letras mays-

    culas. Vamos a recordar los consumos individuales por aparato y frmula del coeficiente de simultaneidad

    K

    ;

    son los siguientes:

    Consumos

    de

    varios aparatos

    Aparato

    Caudal Is

    Ducha

    0 20

    Fregadero

    020

    Lavabo

    0 10

    w

    0

    1

    Baera

    0 30

    Bid

    0 10

    Clculos, trabajos

    y

    reparacin

    de

    averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    26/79

    alentador

    --------------------------

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    N

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    :p

    ... -----------------

    -----

    1 G 1

    1 1

    - - - - H 1 O

    inea de

    agua fra

    - - - - Linea de

    agua caliente

    Frmula para calcular

    el

    coeficiente

    K

    1

    K =

    1

    1

    donde n

    es

    el nmero

    de aparatos consumidores.

    igura

    Esquema

    de

    la instalacin

    correspondiente

    al

    primer ejemplo

    La primera observacin que hacemos es que la red de agua caliente es sensiblemente igual, en este caso,

    a

    la

    de agua fra; en consecuencia,

    la

    separacin

    por tramos

    y

    el

    clculo de los caudales, es anlogo en

    ambos

    casos.

    Haremos,

    sin embargo,

    el

    clculo

    completo para toda la

    instalacin .

    Clculo

    de los

    caudales

    por

    tramos

    Agua

    fra

    Tramo AB

    Esta tubera alimenta slo

    la

    ducha, con

    un

    caudal mximo,

    Qm

    1

    0,20 1 s. Para 1

    y

    2 aparatos

    K

    1

    vale 1.

    As,

    en este caso,

    K

    =

    1.

    Tramo BC

    Esta tubera alimenta dos aparatos

    el

    WC y la DU), con un caudal mximo de Qm= 0,20 +

    O

    1O = 0,30 1s

    y

    un

    coeficiente

    K

    1

    =

    1.

    Tramo F

    La tubera

    alimenta

    un

    aparato,

    el

    lavabo, con

    un

    caudal mximo de

    Qm= O

    1

    O1/ s; K

    1

    = 1.

    Tramo

    ED

    La tubera

    alimenta

    dos aparatos

    el lavabo

    y el WC

    , con

    un

    caudal

    m

    ximo

    de Qm

    =

    O,

    1

    O+

    O, 1O

    =

    0,

    20

    l/ s;

    K

    1

    = l

    Clculo del consumo de

    gu

    en l s instalaciones 5

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    27/79

    Tramo D

    La

    tubera alimenta tres aparatos; es el ramal que entra en el cuarto de bao. El caudal mximo es de Q

    =

    0,30 0,1O O,1 O= O SO

    1/s, y el coeficiente

    K

    1

    = 0,71; por tanto, el caudal real en este tramo, ser d;

    Q = O SO X

    0 71

    = 0,361/s (hemos redondeado la ltima cifra). El coeficiente

    K

    se

    ha

    calculado mediante

    la frmula:

    1 1 1

    K

    =

    = = =071

    I 2 J,4J4

    Tramo

    GC

    Se trata de un tramo de la tubera general que alimenta

    el

    cuarto de aseo y

    el

    cuarto de bao. As ten-

    dremos:

    Cuarto de aseo

    Cuarto de bao

    O 1O 0,20 = 0,30 l/s

    0,30 + 0,10 + 0,

    10

    =

    O SO

    l/s

    Total = 0,80 l/s

    Como hay

    un

    total de S aparatos; el coeficiente

    K

    1

    ser:

    K

    = 1

    ~

    1 1

    - O S

    ; 2

    y por lo tanto, el caudal real en este t ramo ser:

    Q= 0,80 X 0 S = 0,40 l/s

    Tramo

    HG

    La tubera alimenta el fregadero de la cocina, con

    un

    caudal m = 0,20 l/s, y por haber

    un

    solo aparato

    K

    1

    = l.

    Tramo

    G

    Forma parte de la tubera general que despus se distribuye al cuarto de aseo,

    al

    cuarto de bao y a la

    cocina. El consumo ser:

    Cuarto de aseo

    Cuarto de bao

    Cocina

    Total

    El

    coeficiente de simultaneidad, con 6 aparatos, ser:

    0,30

    l/s

    O SO l/s

    0,20 l/s

    1,00

    l/s

    K = 1 = - l - = _ l_ = 0 4 S

    I [ 2,236

    Por lo tanto, el caudal real a considerar en este tramo es:

    Q = 1 00 X 0,4S = 0,4S l/s

    46

    Clculos, trabajos y reparacin de averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    28/79

    ramo

    Es el tramo

    inicial

    de la tubera general, el que va conectado directamente a la red . Hay un contador, dos

    vlvulas y

    un

    cambio

    de

    direccin.

    En este

    tramo hay que tener en cuenta

    el

    circuito

    de

    agua caliente. Lo

    que

    no podemos hacer

    es

    multi

    plicar por

    dos el

    total

    obtenido

    en

    el tramo anterior

    ; debemos hacerlo utilizando los mismos criterios

    de

    aparatos y coeficientes

    de

    simultaneidad, como

    si

    se

    tratase de

    circuitos independientes.

    Circuito de agua fra

    Cuarto de

    aseo

    Cuarto de

    bao

    Cocina

    Circuito

    de

    agua caliente

    Cuarto de

    aseo

    Cuarto de bao

    Cocina

    Total

    0,30 1s

    0,50 1/s

    0,20 1/s

    0,20

    l s

    0,40

    l s

    0,20 l

    s

    1 80

    l s

    Segn

    este

    caudal, la vivienda se clasificara

    como

    suministro Tipo D.

    En

    otro

    caso cualquiera

    puede

    ser

    que

    algn

    otro

    aparato consumidor

    (el grifo de riego de la terraza) no

    tenga agua caliente, por eso el clculo debe hacerse por separado.

    Tenemos 1O aparatos en

    este

    tramo. l coeficiente

    de

    simultaneidad es:

    1 1

    K = - = =033

    1

    9

    3,00

    y

    por

    lo tanto

    , el caudal a considerar ser:

    Q= 1 80 X 0,33 = 0,60 l s

    redondeando

    ligeramente por encima la cantidad total.

    Para

    dar

    una visin general del problema, se han esquematizado los resultados en

    el cuadro de la

    figura

    7. No hay que confundir los caudales mximos con los reales que se consideran despus de aplicar coefi

    cientes o factores de simultaneidad. En los mximos debe cumplirse que

    el

    caudal que sale

    de

    la

    red

    sea igual

    Tramo Caudal N de

    aparatos

    Coeficiente Caudal

    mximo /Is que alimenta

    K

    /Is

    B

    0 20

    1

    0 20

    BC 0 30

    2

    0 30

    F

    0 10 O 10

    ED

    0 20

    2

    0 20

    DC

    0 50

    3

    0 71

    0 36

    GC

    080 5

    0 50 0 40

    HG

    020 0 20

    GI 1 00 6

    0 45

    0 45

    igura

    J

    1

    80

    10

    0 33

    0 60

    Cuadro de resultados correspondientes al primer

    ejemplo

    para

    las tuberas de agua fra

    Clculo del consumo de

    agua en

    las

    instalaciones

    7

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    29/79

    igura

    Esquema correspondiente al

    primer ejemplo

    en el

    que se ve claramente el concepto

    de

    caudal total

    por

    aparatos.

    El

    caudal total por aparatos no

    debe

    confundirse

    con el real calculado por tramos.

    u

    otal 0,30

    1

    w

    otal 0,50

    1

    u

    Total 00

    Agua

    fra

    0 10 l s 020 t s

    Cuillrto de aseo

    0 301/s

    0 10

    l /s

    q 10 l s

    Cua

    rto

    de bao

    Cocina

    020 l s

    Ja sum

    de los caudales de

    todos

    los aparatos. Este hecho

    se

    ha

    puesto de

    manifiesto en la figura 8, donde

    cada lnea representa

    el

    caudal de cada

    aparato

    y queda claro que en la toma de la red se renen todas las

    lneas. Si

    intentsemos hacer

    lo mismo con los caudales reales no

    se

    cumplira la ley

    de

    la suma, ya que,

    como puede comprobarse

    en

    este

    caso,

    la

    suma

    sera diferente

    Fig.

    9 . Para

    que

    coincidieran habra

    que

    multiplicar

    por K

    el caudal

    de

    la red.

    igura 9

    Esquema correspondiente al

    primer ejemplo.

    Obsrvese que

    con

    los caudales reales obtenidos

    por tramos

    y con

    los

    factores de simultaneidad

    no se cumple la

    ley

    de la suma de lo

    s

    totales.

    1

    n

    ,_

    Agua

    caliente

    0,46

    l/s

    0,30 l s

    0.71

    l / s

    o i c l/s

    0.20 t /s

    0,45 l

    /s

    0,60 l/s

    Clculo

    de

    los

    consumos por

    tramos Agua

    caliente

    ramo L

    1

    Cuarto

    de aseo

    l

    Cuarto de baflo

    l

    Cocina

    Esta tubera slo alimenta la ducha, por lo que

    ser

    idntico al tramo AB

    de

    agua fra; en cuanto al

    caudal,

    es

    Q=0,20 l

    /s; con

    K

    = 1

    48 Clculos, trabajos y reparacin

    de

    averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    30/79

    Tramo MN

    Slo tenemos

    el

    lavabo, con un caudal de

    O

    I O 1/ s,

    y

    K

    = 1.

    Tramo

    N

    Aqu

    tenemos

    baera

    y

    lavabo, con

    un

    total de

    m

    = 0,30 O, I O = 0,40

    y

    K

    1

    = 1 tambin.

    Tramo P

    Este tramo de tubera alimentar los dos aseos. Tendremos

    un

    consumo de 0,20 0,30 0, I

    O=

    0,60 l

    /s

    El

    coeficiente de simultaneidad ser 3 aparatos):

    K

    = 1 = l =_1_

    =071

    1

    [2 1,414

    con

    lo

    cual,

    el

    caudal real sera Q = 0,60 X O,71 = 0,4 3 1

    s

    Tramo

    OP

    Un solo aparato,

    el

    fregadero, con

    un

    caudal Qm= 0,20 1/ s, y K

    = 1.

    Tramo PQ

    Aqu hemos de considerar

    el

    mximo, que sera: 0,20

    0,

    1O 0,30 0,20 = 0,80

    1

    s

    y

    el

    coeficiente

    K

    (para 4 aparatos):

    1 1

    K

    =

    = = =

    0,58

    1,732

    Con lo que el caudal real Qvaldr 0,80 X 0,58 = 0,46 1/s.

    El tramo QI , de agua fra, deberamos calcularlo ahora, pero no hace falta, porque es idntico al anterior,

    el

    QP. Puesto que debe

    entrar

    en el calentador la misma cantidad que sale. Los resultados obtenidos se han

    resumido en

    el

    cuadro de la figura 1

    O.

    Tramo Caudal N

    de

    aparatos Coeficiente Caudal

    mximo /Is que alimenta

    K

    /Is

    KL

    0,20 0,20

    MN

    0,10 0,10

    NL

    0,30

    2

    0,40

    LP

    0,60

    3

    0 71 0,43

    OP

    0,

    20

    0,20

    PQ

    0,80

    4

    0,58

    0,46

    igura 1

    QI

    0,80

    4 0,58 0,46

    Tabla

    de resultados correspondiente al ejemplo

    n /,

    para

    las

    tuberas de agua caliente

    Clculo del consumo de agua

    en las

    instalaciones

    9

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    31/79

    Segundo

    ejemplo Red

    de

    distribucin

    en

    una urbanizacin

    escripcin e

    l

    instalacin clculo e

    los

    caudales

    Se trata de disear la red de distribucin de agua, de una urbanizacin constituida

    por

    6 chals, 4 de la

    categora B y 2 de

    la

    categora

    C

    . l

    trazado

    de la red se indica en la figura 1 1. Para las viviendas clasi-

    ficadas C se ha estipulado un consumo de 1,4

    l s

    y

    para

    las clasificadas B un consumo

    de

    0,8 1/s, que

    supondremos reales .

    igura

    Trazado

    de fa red de distribucin de agua de fa

    urbanizacin

    que

    se cita

    en

    el segundo ejemplo.

    e

    [

    oma

    general

    e J

    K

    A B

    B

    O B

    H

    5

    Procederemos en primer lugar a la separacin en tramos vase Fig. 1 1 . Por tratarse de tuberas que

    suministran agua a varias viviendas tendremos que

    tener

    en

    cuenta el

    segundo coeficiente

    de

    simultaneidad,

    el

    2

    cuyo valor puede calcularse mediante la expresin:

    = 19 + N

    2

    1O N + 1

    Siendo

    N

    el

    nmero de

    viviendas

    que son

    alimentadas

    por

    una misma tubera.

    Vamos a efectuar

    el

    clculo

    de

    los caudales,

    tramo por tramo

    .

    Tramo B

    Una sola vivienda del tipo B, el caudal ser

    de

    0,8 1/ s, y K

    2

    =

    1

    Tramo DB

    Una sola_vivienda del tipo B, el caudal ser

    de

    0,8 1/ s, y

    2

    =

    Tramo

    CB

    Una sola vivienda del tipo

    C

    , el caudal ser de 1,4 l s y

    2

    = 1.

    50

    Clculos, trabajos y reparacin de averas

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    32/79

    Tramo E

    Aqu tenemos 3 viviendas, con

    un

    caudal mximo Qm= 0,8 0,8 1,4 = 3,0 1/ s, y el coeficiente

    2

    ser:

    K

    = 19 3 = _ _2_ = 0,

    55

    2

    1

    o

    3

    1)

    40

    por

    lo

    tanto,

    el

    caudal real a considerar en este

    tramo

    ser:

    Q = 3,0 X 0,55 = 1,65

    l/s

    Tramo FG

    Este tramo, as como

    el

    HG, son idnticos al

    AB,

    por tratarse de una sola vivienda del tipo

    B-

    Tramo

    GE

    Aqu tenemos 2 viviendas del tipo B, con

    un

    caudal mximo m = 0,8 0,8 = 1,6 1/s y

    un

    coeficien

    te

    K

    2

    que ser:

    K =

    19

    2

    1o 2 1

    21

    = - =0,7

    30

    as pues, el caudal real, Q = 1,6 X 0,7 = 1, 12

    l/s

    Tramo El

    Este tramo alimenta 4 chals del tipo B y uno del tipo C,

    El

    caudal mximo ser:

    m

    = 0,8

    X

    4

    1,4

    = 3,2

    1,4

    = 4,6

    l/s

    y

    el

    coeficiente

    K

    2

    por

    tanto,

    el

    caudal real ser

    Tramo

    j

    = 19 5

    2

    1

    o

    5

    1

    24

    = =

    0,40

    60

    Q= 4,6 X 0,40 = 1,84 l/s

    Es idntico al CB porque alimenta una sola vivienda del tipo C, o sea, Q= 1,4 l/s

    y

    K

    2

    = 1.

    Tramo

    KI

    Es

    el general que va conectado a la toma principal y que alimenta a toda la urbanizacin.

    El caudal mximo.

    m

    = 0,8

    X

    4

    1,4 X

    2 = 3,2 2,

    8=

    6,0

    l/s

    Clculo del consumo de agua en las instalaciones 51

  • 7/17/2019 Biblioteca de La Fontaneria

    33/79

    y el coeficiente K

    2

    :

    K

    =

    19 6

    = =

    0 36

    1

    o

    6 1 70

    por

    lo

    tanto

    el

    caudal real :

    Qm=6 0 X 0 36 = 2 161/s

    Los resultados se han resumido en le cuadro de la figura 12.

    igura 2

    Tabla

    de

    resultados correspondiente

    al segundo

    ejemplo

    Tramo

    AB

    DB

    CB

    BE

    H

    FG

    GE

    l

    J

    KI

    Caudal

    m ximo l/s

    0 8

    0 8

    1 4

    3 0

    0 8

    0,8

    1 6

    4,6

    1,4

    6 0

    N

    de

    aparatos

    que

    alimenta

    1

    1

    1

    3

    1

    1

    2

    5

    1

    6

    Tercer

    ejemplo

    Instalacin

    en un

    edificio

    Coeficiente Caudal

    K

    l/s

    1

    0,80

    1 0 80

    1

    1 40

    0 55

    1,65

    1

    0 80

    1 0,80

    0,70 /, 12

    0,40 1 84

    1

    1,

    40

    0,36 2 16

    escripcin e l instalacin clculo e los caudales

    Se trata

    de

    una instalacin

    de

    suministro

    de

    agua en un edificio

    de

    tres plantas en el que hay dos esca-

    leras. Hay

    un

    sistema sim

    ar de

    distribucin para cada escalera con

    lo

    cual slo nos pl

    antearemos

    una.

    L