instalaciones sanitarias domiciliarias industriales e ingeniería de medio ambiente

Instalaciones SanitariasDomiciliarias

Industriales e Ingenieríade Medio Ambiente

Por: RONALD FERMIN CARRASCO FLORES

Tutor: Armando Escalera Vasquez

Material de apoyo didáctico de la enseñanza aprendizaje en laasignatura de instalaciones sanitarias domiciliarias industriales e

ingeniería de medio ambiente

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓNFACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

Julio de 2004

Ficha Resumen

Capítulo 1 (Suministro de Agua).- Proporciona conocimientos generales de lascualidades del agua, abastecimientos, fuentes de contaminación, dureza ablandamiento yotras impurezas.

Capítulo 2 (Aparatos Sanitarios).- Contiene los diversos tipos de aparatos sanitarios,materiales utilizados en la fabricación, y las características que deben reunir.

Capítulo 3 (Tuberías, válvulas y accesorios para redes de alimentación yevacuación).- Clasifica según sus materiales y tipos, accesorios para tuberías dealimentación de agua y abrazaderas.

Capítulo 4 (Diseño y cálculo para el suministro de agua fría y caliente).- Contienesistemas de alimentación de agua potable, riesgos de contaminación, producción ydistribución de agua caliente, cálculo manual de tuberías con el uso de lanillas Excel y conel software Saisd V 1.01.

Capítulo 5 (Instalaciones de agua con equipo de bombeo).- Contiene sistema debombeo directo a cisternas, autoneumáticos, suministro a edificios de mas de 20 niveles,almacenamiento y como no podía ser bombeo.

Capítulo 6 (Sistemas para incendios).- Abraza: mangueras contra incendios, tuberíaauxiliar para casos de incendio, instalaciones complementarias, cálculo manual detuberías con el uso de lanillas Excel.

Capítulo 7 (Sistema de evacuación de aguas residuales).- Expone los diferentes tiposde sistemas, materiales, diámetro de las bajantes, tuberías de ventilación, cálculo manualde tuberías con el uso de lanillas Excel.

Capítulo 8 (Captación y eliminación de aguas pluviales).- Contiene, consideracionespara el diseño, cálculo de velocidades y gradientes, estacionamiento y terrenos de juego.

Capítulo 9 (Conexiones domiciliarias de alcantarillado y accesorios).- Explicadiferentes tipos de alternativas (A, B, C), cámaras de inspección, tapas de cámaras.

Capítulo 10 (Instalaciones de gas).- Contiene: prolongación domiciliaria, medidores degas, accesorios, simbología, cálculo de tuberías de gas a baja presión, cálculo manual detuberías con el uso de lanillas Excel.

Capítulo 11 (Control de incrustaciones y corrosiones en diferentes tipos deinstalaciones).- Proporciona conocimientos de tipos de corrosión, protección catódica,prevención y tratamiento.

Capítulo 12 (Reuso de aguas residuales y pluviales).- Ayuda a decidir el tipo desistema de evacuación cuando no hay alcantarillado y su reuso.

ANEXO : Plomería

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INDICE GENERAL

PÁGINAINTRODUCCIÓN 1

CAPITULO I Suministro de agua

1.1 Cualidades del agua 41.2 Abastecimientos de agua o fuentes de agua 4

1.2.1 Pozos poco profundos 51.2.2 Pozos profundos 51.2.3 Manantiales Intermitentes ó terrestres 61.2.4 Ríos y lagos 61.2.5 Red de agua potable 7

1.3 Fuentes de contaminación 71.4 Evacuación de aguas residuales 71.5 Estadística de consumo 81.6 Características físico – químico del agua 81.7 Esterilización del agua 101.8 Ablandamiento del agua 111.9 Otras impurezas 111.10 Filtración del agua 11

1.10.1 Filtros de arena de acción lenta 111.10.2 Filtros a presión 121.10.3 Filtros domésticos 13

CAPITULO II Aparatos sanitarios

2.1 Introducción 142.2 Aparatos sanitarios 142.3 Materiales utilizados en la fabricación de aparatos sanitarios 242.4 Características que deben reunir los aparatos sanitarios 25

CAPITULO III Tuberías, válvulas y accesorios para redes de alimentación y evacuación

3.1 Tuberías: clasificación según sus materiales y tipos 273.1.1 Conexiones para tubería de cobre 293.1.2 Tuberías de fierro galvanizado 293.1.3 Materiales utilizados en trabajos de plomería 303.1.4 Tuberías de PVC 333.1.5 Otros tipos de tuberías 37

3.2 Accesorios para tuberías de alimentación de agua 373.3 Válvulas 433.4 Abrazaderas 48

CAPITULO IV Diseño y cálculo para el suministro de agua fría y caliente

4.1 Definiciones 51

ii

PÁGINA4.2 Conexión de la tubería principal 544.3 Necesidades mínimas para los tipos de artefactos en diferentes tipos de establecimientos 554.4 Sistemas de alimentación de agua potable 61

4.4.1 Sistemas directos 614.4.2 Sistemas indirectos 634.4.3 Sistema mixto 64

4.5 Prevención del contrasifonaje 654.6 Precauciones para el daño causado por heladas 664.7 Instalaciones de cisternas 66

4.7.1 Dimensionamiento de la cisterna y del tanque elevado 674.7.2 Aspectos constructivos 684.7.3 Aspectos sanitarios 704.7.4 Capacidades de almacenamiento de agua contra incendio 71

4.8 Hidrómetros 724.9 Causas de contaminación 734.10 Riesgos de contaminación 734.11 Protección de grifos de descarga, conexión de tuberías flexibles y aparatos 754.12 Protección secundaria para evitar el contraflujo 78

4.12.1 Accesorios para evitar el contraflujo 794.13 Prevención de conexiones entre la tubería de agua y de desagüe 814.14 Producción y distribución de agua caliente 82

4.14.1 Temperatura de utilización del agua caliente 824.14.2 Objetivos del diseño de instalaciones de agua caliente 834.14.3 Generadores de agua caliente 834.14.4 Dispositivos de seguridad 844.14.5 Dotación 844.14.6 Métodos de calentamiento de agua y tipo de calentadores 854.14.7 Selección del calentador y tanque de almacenamiento de agua

caliente 864.14.8 Sistema de distribución directa 874.14.9 Sistema de distribución indirecta 874.14.10 Sistema de distribución con circulación por gravedad 884.14.11 Sistema de circulación forzada 894.14.12 Sistema de calentamiento de agua por energía solar 894.14.13 Diseño de redes de agua caliente 914.14.14 Cálculo del diámetro interior de tuberías para agua caliente 914.14.15 Calentamiento eléctrico 924.14.16 Calentamiento a gas 934.14.17 Aislamiento 954.14.18 Dilatación 95

4.15 Interpretación de dibujos 964.15.1 Simbología 964.15.2 Dibujos vistos en planta e isométricos 97

4.16 Cálculo manual de tuberías con el uso de planillas Excel 984.17 Uso del software Saisd V1.01 en el cálculo de tuberías 1124.18 Pequeños consejos para el ahorro de agua 129

CAPITULO V Instalaciones de agua con equipo de bombeo

5.1 Sistema de bombeo directo a cisternas 132

iii

PÁGINA5.2 Bombeo indirecto desde una cisterna de enlace a baja altura 1335.3 Sistema automeumático 1335.4 Suministro a edificios de mas de 20 niveles 1355.5 Distribución de cisternas de almacenamiento 1355.6 Bombeo 135

5.6.1 Cálculo de una bomba 1365.6.2 Bombas para suministro de agua potable 1375.6.3 Tanque cisterna 1375.6.4 Grupos Motor – bomba 1385.6.5 Tanque elevado de distribución 1405.6.6 Acumulador de presión autoclave 1435.6.7 Sistemas automáticos de presión (tanques hidropresión) 144

CAPITULO VI Sistemas para incendios

6.1 Mangueras contra incendios 1486.2 Tubería auxiliar para casos de incendio 1496.3 Sistemas de extinción de incendios por aspersión 1516.4 Instalaciones complementarias 1546.5 Extintores de sustancias químicas 154

6.5.1 Características generales 1546.5.2 Tipos de extinguidores 155

6.6 Cálculo manual de tuberías con el uso de planillas Excel 155

CAPITULO VII Sistema de evacuación de aguas residuales

7.1 Principios de los sistemas 1607.2 Perdida del sello de agua en sifones 1607.3 Sistemas 163

7.3.1 Sistema doble o de dos tuberías 1637.3.2 Sistema ventilado 1647.3.3 Sistema de bajante único modificado 1647.3.4 Sistema de bajante ventilado 1667.3.5 Sistema de bajante único 167

7.4 Dimensionamiento 1707.5 Materiales 1717.6 Tipos de unión con las tuberías a emplearse 1717.7 Juntas en artefactos sanitarios 1727.8 Sistemas de fijación 1727.9 Diámetro de las bajantes 1727.10 Trampas o sifones 1737.11 Interceptores y separadores 1737.12 Tuberías de ventilación 174

7.12.1 Ventilación primaria 1787.12.2 Ventilación secundaria 1787.12.3 Doble ventilación 178

7.13 De los registros, cajas de registros y buzones 1797.14 Bombas para elevación de aguas negras pluviales 1807.15 Cálculo manual de tuberías con el uso de planillas Excel 181

iv

PÁGINACAPITULO VIII Captación y eliminación de aguas pluviales

8.1 Generalidades 1868.2 Algunas consideraciones para el diseño 1868.3 Gradientes 188

8.3.1 Cálculo de la velocidad y del gradiente 1888.4 Canalón del tejado 191

8.4.1 Canalón de lima hoya 1948.4.2 Canalón de pretil 194

8.5 Estacionamientos y terrenos de juego 1968.6 Cálculo de una tubería para aguas pluviales 196

CAPITULO IX Conexiones domiciliarias de alcantarillado y accesorios

9.1 Alternativa “A” 1999.2 Alternativa “B” 1999.3 Alternativa “C” 1999.4 Cámaras de inspección 2089.5 Tapas de cámaras de inspección 209

CAPITULO X Instalaciones de gas

10.1 Prolongación domiciliaria 21210.1.1 Características de las prolongaciones domiciliarias 21410.1.2 Prolongaciones con medidores al frente del edificio 21510.1.3 Prolongaciones con medidores al interior del edificio 21610.1.4 Prolongaciones para baterías de medidores domésticos 219

10.2 Medidores de gas 22010.2.1 Ventilación de los nichos 22210.2.2 Batería para medidores (de hasta 10 m3/h) 223

10.3 Cañería interna 22410.3.1 Pruebas 227

10.4 Accesorios, simbología e interpretación de planos 22810.4.1 Válvulas y llaves 23110.4.2 Simbología 23710.4.3 Interpretación de planos 238

10.5 Cálculo de tuberías de gas a baja presión 23910.5.1 Cálculo de tuberías 24210.5.2 Cálculo de los diámetros de tuberías en instalaciones domiciliarias 24210.5.3 Cálculo de la cañería interna 24310.5.4 Ejemplos de cálculos de cañerías internas 24910.5.5 Cálculo de las prolongaciones domiciliarias 253

10.5.6 Planos 25610.6 Cálculo manual de tuberías con el uso de planillas Excel 257

v

PÁGINACAPITULO XI Control de incrustaciones y corrosiones en

Diferentes tipos de instalaciones

11.1 Causas mas comunes de la corrosión e incrustaciones 26111.2 Tipos de corrosión 26211.3 Corrosión de la tubería galvanizada por el agua 26411.4 Corrosión en los tanques 26511.5 Corrosión por agua potable fría 26511.6 Corrosión por agua caliente doméstica 26511.7 Corrosión por cloración 26611.8 Corrosión del cobre y su papel en la corrosión del acero galvanizado 26611.9 Protección catódica 26711.10 Tierras eléctricas 26711.11 Pruebas de corrosión 26711.12 Control de la formación de incrustaciones 26811.13 Prevención y control de la corrosión 26811.14 El ensuciamiento y su control 27111.15 Tratamiento químico 27211.16 Limpieza de los sistemas 27211.17 Tuberías de plástico 27311.18 Corrosión de válvulas 27511.19 Corrosión de Bombas 275

CAPITULO XII Reuso de aguas residuales y pluviales

12.1 Tanque séptico 27812.2 Trampa para grasas 27812.3 Campos de infiltración 281

12.3.1 Zanjas de infiltración 28312.3.2 Lechos de infiltración 28512.3.3 Pozo de infiltración 28612.3.4 Montículos 288

12.4 Filtros intermitentes de arena 29012.5 Sistemas de distribución a presión para filtros de arena 29212.6 Tanque séptico – Filtro anaerobio 29612.7 Laguna de evaporación / infiltración 29612.8 Opciones de reutilización de efluentes 29812.9 Desinfección de aguas residuales 30112.10 Futuro de la reutilización del agua 302

Anexos 303

Bibliografía

ix

INDICE DE FIGURAS

PÁGINACAPITULO I Suministro de agua

Figura 1.1 Fuentes de suministro de agua 6Figura 1.2 Esquema de una planta de cloración 10Figura 1.3 Corte longitudinal de un filtro de acción lenta 12Figura 1.4 Filtro de arena de acción lenta de un pequeño sistema de suministro de agua de uso privado, para una capacidad mínima de 6820 lts. 12Figura 1.5 Filtro a presión tipo vertical 13Figura 1.6 Filtros domésticos 13

CAPITULO II Aparatos sanitarios

Figura 2.1 Inodoro 14Figura 2.2 Inodoro a la “turca” destinado a talleres, locales, oficinas, etc. 15Figura 2.3 Sistema de descarga a voluntad 15Figura 2.4 Sistema de descarga fija 15Figura 2.5 Tanque para inodoros sifónicos 16Figura 2.6 Urinarios 17Figura 2.7 Bañera empotrada 17Figura 2.8 Bañera con revestimiento de cerámica 17Figura 2.9 Bañera jacuzzi 18Figura 2.10 Instalación de la bañera 18Figura 2.11 Lavabo sobre pedestal del mismo material 18Figura 2.12 Lavabo sobre ménsulas 19Figura 2.13 Lavabo en corte y planta 19Figura 2.14 Lavabos colectivos 20Figura 2.15 Lavabo colectivo circular 20Figura 2.16 Ducha con base “plato”, box y cortina 21Figura 2.17 Bidé 22Figura 2.18 Lavaplatos 22Figura 2.19 Lavadero 23Figura 2.20 Agrupación de aparatos sanitarios (urinarios) 24

CAPITULO III Tuberías, válvulas y accesorios para redes de alimentación y evacuación

Figura 3.1 Distintos tipos de tuberías 31Figura 3.2 Tuberías y conexiones de fierro fundido 32Figura 3.3 Conexiones de fierro fundido 33Figura 3.4 Elementos de PVC para instalaciones de drenaje 35Figura 3.5 Drenaje de limpieza con cambio de dirección de 90° 36Figura 3.6 Base de limpieza para un ducto o chimenea 36Figura 3.7 Una base para drenaje fijada bajo el nivel del piso o losa con un bloqueo de concreto 36Figura 3.8 Una base para concreto también se puede soportar con elementos Como soportes colgantes y sujetadores de muro 36Figura 3.9 Te con bocina y espiga: a) simple, b) doble 38Figura 3.10 Ye con bocina y espiga: a) simple, b) doble 38

x

PÁGINAFigura 3.11 Codos con bocina y espiga: a) de 45° radio normal, b) de 90° radio largo, c) de 90° radio corto 38Figura 3.12 Unión de campana y espiga 39Figura 3.13 Reducido de bocina y espiga 39Figura 3.14 Unión de rosca en tubería de acero y hierro, detalle de un empalme 39Figura 3.15 Unión soldada en tubería de cobre, detalle de un empalme 39Figura 3.16 Accesorios para tubería roscada de pequeño diámetro 40Figura 3.17 Accesorios para tubería de cobre con bocina y espiga 41Figura 3.18 Unión de tubería de acero o hierro por medio de platino y pernos, soluciones diferentes 41Figura 3.19 Unión especial en tubería de plástico por medio de pieza conectora y grapas 42Figura 3.20 Válvulas 44Figura 3.21 Vista en corte (válvulas) 45Figura 3.22 Llave de nariz 45Figura 3.23 Partes de una válvula de globo 46Figura 3.24 Partes de una válvula de ángulo 46Figura 3.25 Tipos de válvulas de compuerta 47Figura 3.26 Partes de una válvula de globo 48Figura 3.27 Las válvulas de sello solo permiten el flujo de un fluido en una sola

dirección 48Figura 3.28 Abrazaderas y soportes de tuberías 49


Figura 4.1 Conexión de la tubería principal de agua 55Figura 4.2 Sistema de abastecimiento directo 62Figura 4.3 Tanque elevado por alimentación directa 62Figura 4.4 Cisterna, equipo de bombeo y tanque elevado 63Figura 4.5 Cisterna y equipo de bombeo 64Figura 4.6 Sistema mixto 65Figura 4.7 Detalle estructural de un tanque elevado 69Figura 4.8 Detalle de un tanque elevado 69Figura 4.9 Detalle de una cisterna o tanque bajo 70Figura 4.10 Tapa sanitaria 71Figura 4.11 Instalación de un hidrómetro 73Figura 4.12 Intervalo de aire tipo A en una cisterna 75Figura 4.13 Intervalo de aire tipo B en una cisterna 75Figura 4.14 Intervalo de aire tipo A en lavabos, bañeras o fregaderos 76Figura 4.15 Tubería para un bidé 78Figura 4.16 Protección secundaria para evitar el contraflujo en una tubería de suministro común cuando cada nivel tiene un uso distinto 78Figura 4.17 Conjunto de válvulas de retención 79Figura 4.18 Válvula vacuorreguladora de tipo atmosférico 79Figura 4.19 Válvula interceptora de tubos 80Figura 4.20 Distancia vertical entre el nivel de desbordamiento de la cisterna y el

punto de conexión con la tubería de suministro 80Figura 4.21 Distancia vertical entre el nivel de desbordamiento de la cisterna y el punto de conexión con la tubería de distribución 81Figura 4.22 Una tubería de suministro no se debe conectar con una tubería de distribución 81Figura 4.23 Bomba conectada a una tubería de suministro 82Figura 4.24 Sistema directo de suministro de agua caliente 87

xi

PÁGINAFigura 4.25 Sistema indirecto de suministro de agua caliente 88Figura 4.26 Sistema de calentamiento de agua por energía solar 90Figura 4.27 Esquema de calentamiento de agua con gas 94Figura 4.28 Detalle para instalación de calentador “Junkers” 94Figura 4.29 Calentador de gas “Junkers” 95Figura 4.30 Presentación general del programa 113Figura 4.31 El menú archivo 113Figura 4.32 Ejecución del comando abrir 114Figura 4.33 El formulario de información del comando abrir 114Figura 4.34 El menú datos generales 115Figura 4.35 El menú utilidades 115Figura 4.36 El menú imprimir 116Figura 4.37 Esquema isométrico numerado 116Figura 4.38 Decidiendo el abastecimiento 117Figura 4.39 La lista de dotaciones 118Figura 4.40 Determinación del uso, del diseño y datos generales del edificio 118Figura 4.41 Seleccionando desde la base de datos el material 119Figura 4.42 Opción de selección de diámetros 119Figura 4.43 Seleccionando desde la base de datos el artefacto sanitario 120Figura 4.44 Definiendo la cantidad de artefactos sanitarios 120Figura 4.45 Cargando desde la base de datos el accesorio deseado 120Figura 4.46 Definiendo la cantidad de accesorios en la línea 121Figura 4.47 Estableciendo el tipo de suministro 121Figura 4.48 Definiendo el diámetro, la velocidad, el caudal de ingreso 121Figura 4.49 Definiendo el tanque 122Figura 4.50 Calculando el número de tanques de Hidropresión 122Figura 4.51 Calculando el número de tanques de Hidropresión 123Figura 4.52 Definiendo la bomba 123Figura 4.53 Hallando las perdidas locales 124Figura 4.54 Saliendo de las planillas 124Figura 4.55 Administrando datos generales 125Figura 4.56 Alcantarillado 125Figura 4.57 Planilla de ingreso de datos la red de AR 126Figura 4.58 Definiendo unidades de descarga hidráulica 126Figura 4.59 Seleccionando la función de la tubería 127Figura 4.60 Administrando datos de la vivienda 127Figura 4.61 Formulario para el despliegue de resultados 127Figura 4.62 Tabla de resultados 128Figura 4.63 Saliendo de las planillas de diseño de alcantarillado 128Figura 4.64 Conversor de unidades 128Figura 4.65 Ingresando al menú ayuda 129


Figura 5.1 Sistema de bombeo directo a cisternas de agua potable y de almacenamiento 132Figura 5.2 Sistema de enlace a baja altura 133Figura 5.3 Sistema autoneumático 134Figura 5.4 Cilindro neumático autoneumático 134Figura 5.5 Sistema de suministro para 30 niveles 135Figura 5.6 Esquema de funcionamiento de una cámara de hidropresión 144

xii

PÁGINACAPITULO VI Sistemas para incendios

Figura 6.1 Instalación de mangueras contra incendios con equipo de bombeo 149Figura 6.2 Instalación de mangueras contra incendios con equipo de bombeo 150Figura 6.3 Instalación típica de un sistema de extinción de incendios por aspersión conectado a la red de distribución 152Figura 6.4 Cabeza de un aspersor de ampolla de cuarzoide 154Figura 6.5 Sistema contra incendios por medio de aspersores 155Figura 6.6 Gráfica para determinar la densidad de irrigación 156

CAPITULO VII Sistema de evacuación de aguas residuales

Figura 7.1 Sifonaje inducido 160Figura 7.2 Autosifonaje 161Figura 7.3 Compresión o contrapresión 161Figura 7.4 Atracción capilar 162Figura 7.5 Oscilaciones 162Figura 7.6 Ejemplo de sistema doble o de dos tuberías 163Figura 7.7 Ejemplo de sistema ventilado o de tubería totalmente ventilada 164Figura 7.8 Ejemplo de sistema de bajante único y modificado 165Figura 7.9 Conjunto de hasta cuatro lavabos 165Figura 7.10 Conjunto de hasta cinco lavabos 166Figura 7.11 Ejemplo de sistema de bajante ventilado 166Figura 7.12 Conexiones en S y P 168Figura 7.13 Conexiones en S y P 169

CAPITULO VIII Captación y eliminación de aguas pluviales

Figura 8.1 Radio hidráulico medio para tuberías 189Figura 8.2 Radio hidráulico medio para un canal 191Figura 8.3 Captación de aguas pluviales de una cubierta de cuatro aguas 192Figura 8.4 Captación de aguas pluviales de una cubierta a dos aguas 192Figura 8.5 Salidas de canalón de la cubierta 193Figura 8.6 Canalón de lima hoya 194Figura 8.7 Canalón de pretil, salida en rampa 195Figura 8.8 Salida de pozo de captación 195Figura 8.9 Azotea 197Figura 8.10 Salida de una azotea 197Figura 8.11 Drenaje de estacionamientos y terrenos de juego 198


Figura 10.1 Válvula de regulación a diafragma 213Figura 10.2 Detalle de prolongación con caño de polietileno 214Figura 10.3 Esquema de montaje de prolongación con caño plástico de

polietileno 215Figura 10.4 Llave en caja de vereda 215Figura 10.5 Gabinete con medidor individual de baja presión, al frente del edificio 216Figura 10.6 Gabinete con medidor, red de media presión con regulador y

prolongación de polietileno al frente del edificio 217Figura 10.7 Montaje de regulador al frente del edificio apto para 5 medidores 218

xiii

PÁGINAFigura 10.8 Montaje de planta de regulación doble al frente del edificio 218Figura 10.9 Prolongación de mas de 32 mm 218Figura 10.10 Detalle de protección prolongación en cámara de ladrillos 219Figura 10.11 Batería de medidores. Montante ascendente 219Figura 10.12 Batería de medidores. Montante descendente 220Figura 10.13 Medidor de gas 221Figura 10.14 Distancia del nicho del medidor a instalación eléctrica 222Figura 10.15 Armario de medidores 223Figura 10.16 Local o compartimiento para medidores 224Figura 10.17 Montaje de medidores 224Figura 10.18 Forma de ejecución de sifones 226Figura 10.19 Llave de paso 226Figura 10.20 Válvulas de corte en la alimentación de instalaciones de gas 231Figura 10.21 Válvulas de compuerta o de globo 232Figura 10.22 Elementos de la línea de llenado de tanques estacionarios 233Figura 10.23 Parte baja o toma de una línea de llenado 234Figura 10.24 Instalación de orificio de tamaño apropiado con regulador de alimentación de gas 235Figura 10.25 Manómetro de tubo en U 236Figura 10.26 Regulador de presión del quemador de gas 237Figura 10.27 Circulación de gas por cañerías 239Figura 10.28 Caída de presión o perdida de carga en cañerías 240Figura 10.29 Esquema de instalación de gas natural 250Figura 10.30 Esquema de instalación de gas natural 252Figura 10.31 Esquema de prolongación domiciliaria 254Figura 10.32 Esquema de prolongación domiciliaria 255Figura 10.33 Esquema de prolongación domiciliaria 256Figura 10.34 Ejemplo a calcular 259

CAPITULO XI Control de incrustaciones y corrosiones en diferentes tipos de instalaciones

Figura 11.1 Erosión y corrosión de tuberías de cobre 263Figura 11.2 Instalación de testigo de corrosión 270Figura 11.3 Testigo de corrosión 271Figura 11.4 Erosión corrosión de un impelente de bronce para bombas 276


Figura 12.1 Tanque séptico, lecho de percolación para disposición de aguas Residuales en el mismo sitio 279Figura 12.2 Separador de grasas 280Figura 12.3 Esquema de una trampa para grasas 281Figura 12.4 Típica zanja de infiltración 283Figura 12.5 Detalle de una típica zanja de infiltración 284Figura 12.6 Zanjas para nivel freático u horizonte restrictivo de flujo alto 284Figura 12.7 Lecho típico de infiltración 286Figura 12.8 Pozo típico de percolación 287Figura 12.9 Sistemas típicos de montículo 289Figura 12.10 Esquema de un sistemas típicos de montículo 289Figura 12.11 Filtro intermitente de arena enterrado 292Figura 12.12 Filtro intermitente de arena enterrado 293Figura 12.13 Filtro intermitente de arena superficial 294

xiv

Figura 12.14 Sistema de distribución 295Figura 12.15 Laguna típica de evaporación/infiltración 297

vi

INDICE DE TABLAS

PÁGINACAPITULO I Suministro de agua

Tabla 1.1 Clasificación del agua 5Tabla 1.2 Dureza del agua 5Tabla 1.3 Estadística de consumo 8


Tabla 4.1 Consumo de artefactos sanitarios 56Tabla 4.2 Número de inodoros y lavamanos por el número de personas 56Tabla 4.3 Cuarto de aseo para varones 57Tabla 4.4 Cuarto de aseo para mujeres 57Tabla 4.5 Cuarto de aseo para hombres en industrias 57Tabla 4.6 Cuarto de aseo para mujeres en industrias 57Tabla 4.7 Cuarto de aseo para restaurantes y similares 58Tabla 4.8 Cuarto de aseo en escuelas primarias 58Tabla 4.9 Cuarto de aseo en residencias estudiantiles y similares 59Tabla 4.10 Cuarto de aseo en teatros, auditorios y similares 59Tabla 4.11 Cuarto de aseo en servicio para vehículos automotores 60Tabla 4.12 Número de artefactos necesarios en las instalaciones sanitarias en

relación con el número de personas que sirven 60Tabla 4.13 Factor de ocupación de inmuebles para calcular su capacidad 61Tabla 4.14 Diámetro del tubo de rebose 71Tabla 4.15 Requisitos para evitar el contraflujo 74Tabla 4.16 Dimensiones de los intervalos de aire 74Tabla 4.17 Dimensiones de los intervalos de aire en aparatos 76Tabla 4.18 Temperaturas de agua para diferentes tipos de uso 82Tabla 4.19 Consumo de agua caliente de artefactos sanitarios en L/h según

el tipo de edificio 85Tabla 4.20 Capacidades del tanque de almacenamiento 86Tabla 4.21 Unidades de gasto para el cálculo de tuberías de distribución

Domiciliaria (artefactos de uso privado) 99Tabla 4.22 Formulas procesadas para intervalos indicados 100Tabla 4.23 Diámetros indicados 100Tabla 4.24 Perdidas de carga localizadas 101


Tabla 5.1 Elección del tanque de hidropresión 145

CAPITULO VI Sistemas para incendios

Tabla 6.1 Clasificación de riesgo de incendio 153Tabla 6.2 Separación de los aspersores 153Tabla 6.3 Clasificación de temperaturas de cabezas de aspersores tipo ampolla 153Tabla 6.4 Diámetros nominales de los orificios de las cabezas de los aspersores 153

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PÁGINACAPITULO VII Sistema de evacuación de aguas residuales

Tabla 7.1 Unidades de descarga en los aparatos sanitarios 170Tabla 7.2 Unidades de descarga para artefactos no especificados 170Tabla 7.3 Número máximo de unidades de descarga que puede ser conectado a los conductos horizontales de desagüe y a las bajantes 172Tabla 7.4 Distancia entre la salida de un sello de agua y el tuvo de ventilación 175Tabla 7.5 Diámetro de bajantes de ventilación 175Tabla 7.6 Diámetro de los tubos de ventilación en circuito y de los ramales

Terminales de tubos de ventilación individuales 176Tabla 7.7 Desagüe en los edificios: ramales horizontales 178Tabla 7.8 Dimensiones de cajas de alcantarillado 179

CAPITULO VIII Captación y eliminación de aguas pluviales

Tabla 8.1 Recomendaciones para diferentes frecuencias y precipitacionesPluviales 187

Tabla 8.2 Parámetros A, B, C para la ecuación de intensidad 188Tabla 8.3 Valores de “m” a partir del diámetro de la tubería 190Tabla 8.4 Tamaños de los canalones y tuberías para aguas pluviales 193

CAPITULO IX Conexiones domiciliarias de alcantarillado y accesorios

Tabla 9.1 Dimensiones de las cámaras de inspección 208Tabla 9.2 Números de unidades de descarga que puede ser conectado a

los colectores del edificio 208


Tabla 10.1 Dimensiones para nichos hasta 10 m3/h 222Tabla 10.2 Capacidad de los caños en cm3 para distintos diámetros 226Tabla 10.3 Número de filetes a tallar en tuberías 227Tabla 10.4 Tamaños para orificios para gas L.P. (al nivel del mar) 235Tabla 10.5 Orificios para quemadores de gas natural 235Tabla 10.6 Máxima capacidad de suministro en pies3 de gas por hora de tubo

IPS, conduciendo gas natural de gravedad específica 0.65 237Tabla 10.7 Longitudes equivalentes de accesorios a rosca, en diámetros 241Tabla 10.8 Caudal de litros de gas por hora, para cañerías de diferentes diámetros

y longitudes (gas natural, densidad 0.67) 244Tabla 10.9 Caudal de litros de gas por hora, para cañerías de diferentes diámetros

y longitudes (densidad 1.73) 245Tabla 10.10 Caudal de litros de gas por hora, para cañerías de diferentes diámetros y longitudes (gas natural, densidad 1.5) 246Tabla 10.11 Consumo medio de artefactos domésticos (kcal/h) 247Tabla 10.12 Poder calorífico de los gases 248Tabla 10.13 Densidad de los gases 249Tabla 10.14 Diámetro de prolongaciones para medidores domésticos en mm

(gas natural) 254Tabla 10.15 Caudal en m3/h para prolongaciones de gas a media presión 257

viii

PÁGINATabla 10.16 Valores de “C” para la expresión de Poole 258


Tabla 12.1 Características hidráulicas del suelo 281Tabla 12.2 Tasas de aplicación de aguas residuales para sistemas de infiltración 282Tabla 12.3 Tasas de infiltración de diseño para materiales comunes de relleno 288Tabla 12.4 Resultados de oración de filtros intermitentes de arena, enterrados

Con efluente de tanques sépticos 291Tabla 12.5 Criterios de diseño para filtros de arena intermitentes superficiales 291Tabla 12.6 Criterios de diseño para filtros de arena intermitentes enterrados 291Tabla 12.7 Balance hídrico de la laguna de evaporación 298

Introducción

1

Introducción

Desde el punto de vista del confort las instalaciones que deben tener las casas – habitación,edificaciones de oficinas y apartamentos, centros comerciales, terminales, aeropuertos y áreasindustriales se encuentran: la calefacción, servicios de electricidad, teléfono, tv – cable y gas. Peroespecialmente los servicios básicos de agua potable y alcantarillado.

Las instalaciones hidráulicas y sanitarias en casas - habitación y edificios se pueden identificartambién con los trabajos que se conocen en forma popular como de “plomería” y que se definecomo: “El arte de la instalación en edificios las tuberías. accesorios y otros aparatos para llevar elsuministro de agua y para retirar las aguas con desperdicios y los desechos que lleva el agua”1.

A partir de esta definición, se establece lo que es un sistema de plomería y se dice que un sistemade instalaciones incluye: los tubos de distribución del suministro de agua, los accesorios y trampasde los accesorios, el sello, los desperdicios y tubos de ventilación, que incluye drenaje de lasaguas residuales de las edificaciones y el drenaje para aguas de lluvia; todo esto con susdispositivos y conexiones dentro de la casa o edificio y con el exterior.

Fuente: CORTESÍA ING°. JUAN C. ROCHA CUADROS

El sistema de agua potable en una casa o edificación se muestra en la anterior figura, este sistemade suministro alimenta y distribuye el agua potable a los puntos de uso dentro de la edificación.

Introducción

2


Los sistemas de drenaje y de ventilación se instalan para evacuar las aguas de desperdicio de losdistintos artefactos sanitarios y aguas jabonosas de los accesorios de la instalación de plomería(inodoros., lavabos, fregadero, etc.) y de los aparatos (lavadora de ropa, lavadora de vajilla, etc. ) ytambién para proporcionar un medio de circulación de aire dentro de las tuberías de drenajesanitario y de ventilación.


Introducción

3

El sistema de drenaje de aguas de lluvia se muestra en la siguiente figura se trata de un sistemade tubos usados para transportar el agua de lluvia o de otras precipitaciones al alcantarillado ocualquier otro lugar destinado para esta agua.


Capítulo I Suministro de Agua

5

Suministro de Agua

1.1 Cualidades del agua

El agua es un líquido incoloro, inodoro e insípido; compone 88.89 partes de hidrógeno y 11.11partes de hidrógeno todo esto en peso. A la presión normal hierve a 100° C y 0°C se solidificacristalizándose en formas hexagonales. Se evapora a la temperatura ambiente.

El agua es uno de los elementos mas abundantes en la naturaleza, pudiéndose hallar en estadosólido (hielo, nieve), en estado líquido, estado líquido y en estado gaseoso (vapor de agua de laatmósfera).

Además de hidrógeno y oxígeno, el agua contiene una proporción variable de determinadoscuerpos tales como: anhídrido carbónico, nitrógeno, cal, potasio, magnesio, ácidos sulfúrico, nítricoy silicio, óxido de hierro, alúmina, cloruros, bromuros y yoduros de diferentes metales, sales,materias orgánicas, etc.

Un agua puede considerarse potable (propia para la alimentación humana y sus domésticos),cuando reúne las siguientes propiedades: ser inodora, fresca, limpia, incolora en poca cantidad yazulada en grandes masas, de sabor agradable, poseer pocas sustancias extrañas y encerrarsuficiente aire en disolución, cocer bien las verduras en especial las legumbres, disolver fácilmenteel jabón formando espuma, estar comprendida entre los 5 y 16°C, pues a menos de 5°C es fría ydesagradable, y por encima de los 16°C es tibia y nauseabunda, además para el agua de bebida elcolor debe estar eliminado casi por completo, siendo imperfecta la planta de tratamiento que noconsiga dejar el agua por debajo de 5 mg/l (método platino-cobalto, 1mg de platino por litro).

El exceso de sales hace del agua impropia para el uso doméstico, disuelve mal el jabón y nocuecen bien las legumbres, este tipo de aguas son llamadas aguas duras.

1.2 Abastecimientos de agua ó fuentes de agua

El agua de lluvia en general es blanda y ligeramente ácida debido a la absorción de bióxido decarbono (CO2) al entrar en contacto con la atmósfera. Ahora bien el agua que este presente en latierra incluyendo la atmósfera, esta regido por lo que se ha venido a llamar ciclo hidrológico.

Al caer en ciénagas con materia vegetal, el agua disuelve más CO2 y se vuelve claramente ácida,aunque dicha acidez sigue siendo débil. Este agua disuelve el plomo y por eso se denominaplumbosolvente. Debido a que los efectos del envenenamiento por plomo son acumulativos y muydañinos para la salud, el agua jamás debe ser transportada en tubería de plomo.

A continuación mencionaremos las fuentes de agua mas comunes de abastecimiento las cuales,claro está , ameritan mayor profundidad en su estudio antes de su uso como tal, en la tabla 1.1 sedescribe la clasificación según su proveniencia.

I


6

Tabla 1.1 CLASIFICACIÓN DEL AGUA

POTABLE1 Agua de manantial2 Agua de pozos poco profundos3 Agua superficial

Muy aceptable alpaladar

SOSPECHOSA4 Agua de lluvia almacenada5 Agua superficial de terrenos cultivados

Moderadamenteaceptable al paladar

PELIGROSA

6 Agua de río que tiene acceso el drenaje7 Agua de pozos poco profundos Aceptable al paladar

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” ,1998

1.2.1 Pozos poco profundos

El agua de pozos poco profundos se obtiene de fuentes existentes en los estratos acuíferossuperiores de la tierra. Este agua debe tratarse con reserva, ya que puede contaminarse debido adrenajes o pozos negros con fugas ó fuentes de contaminación que en muchas veces es generadapor el mismo hombre, de este último mencionaremos mas adelante.

1.2.2 Pozos profundos

Son fuentes situadas abajo de los primeros estratos impermeables. Mientras que el pozo o el pozode sondeo impida el ingreso de agua del subsuelo, casi siempre es posible considerar que el aguaes potable.

Si el agua pasa a través de estratos que contienen carbonato de calcio o magnesio, parte de estassales se disuelve en el agua, dependiendo de la cantidad de bióxido de carbono presente en lamisma. En este caso se considera que el agua es temporalmente dura; esta dureza se elimina alhervir el agua, pero produce formación de incrustaciones en tuberías de agua caliente ycalentadores, pero para lo cual hay controles y tratamientos.

Si el agua atraviesa estratos que contienen sulfato de calcio, cloruro de calcio o cloruro demagnesio, cierta cantidad de estas sales se disuelve en el agua sin que haya bióxido de carbono.Este tipo de dureza no se elimina al hervir el agua y se denomina dureza permanente. No produceformación de incrustaciones en tuberías y calentadores, aunque puede provocar corrosión.

Casi todas las aguas presentan dureza temporal y permanente. En la tabla 1.2 se presenta laclasificación generalmente aceptada de dureza.

Tabla 1.2 DUREZA DEL AGUA

TIPO DE AGUA DUREZA EN PARTESPOR MILLÓN

BlandaModeradamente blandaLigeramente blandaModeradamente duraDuraMuy dura

0-5050-100100-150150-200200-300

más de 300 Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” ,1998


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1.2.3 Manantiales intermitentes ó terrestres

Debido a que en este caso el agua se obtiene de la misma fuente que el agua de pozos pocoprofundos, debe tratarse con la misma reserva, para este tipo de fuente se tomarán decisionesrespecto a los demás componentes de la obra.

Para este tipo de fuente las obras han sido desarrolladas sobre la base de estudios hidráulicos,principalmente en aquellos aplicados a cursos de agua con transporte de sedimentos. Cabemencionar que es usual la derivación directa de los volúmenes de agua y conducirlos mediantecanales, galerías y tuberías, para atender la demanda que se presenta en el sistema de recepción,en nuestro caso: agua potable.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”,1998Figura 1.1 Fuentes de suministro de agua

1.2.4 Ríos y lagos

Se forman principalmente por la captación de agua superficial y del subsuelo.

El agua de los lagos proveniente de las tierras altas es blanda y suele ser potable.

El agua de ríos es blanda y generalmente turbia, especialmente después de una tormenta; puedevolverse insalubre por descargas de fabricas y de aguas negras.

Las obras de toma para este tipo de tipo de fuente tienen por objeto desviar las aguas queescurren sobre la solera hacia el mismo sistema de conducción.

Considerando al río como parte del sistema ecológico la obra de toma se constituirá en unobstáculo para el libre escurrimiento del agua o en una intervención sobre un medio natural, quedará lugar a modificaciones del estado de equilibrio.


8

Para la toma, el curso natural es un medio que satisfacerá las necesidades de agua del sistemareceptor. El primer concepto se limita únicamente a la naturaleza y sus leyes el segundo presentaal hombre y sus objetivos.

Esto significa, que la utilización del agua a través de la obra toma tendrá consecuencias sobre elcurso natural en cuanto a su morfología, régimen de escurrimiento y sobre el área de influencia encuanto al equilibrio de sus suelos, nivel de aguas subterráneas, etc. Por lo tanto, es necesariotener conocimiento previo de las características y condiciones que ofrece el río, quebrada o lagoque se piensa aprovechar.

1.2.5 Red de agua potable

Es el suministro de agua potable a los puntos de consumo (aparatos sanitarios) directamente porla presión de la red pública, este tipo de sistema tiene ventajas y desventajas; las ventajas: eseconómico por que evita la contaminación del abastecimiento interno, las desventajas: se puedequedar sin el servicio, cuando el suministro es cortado.

1.3 Fuentes de contaminación

La actividad continua del hombre sobre el medio ambiente, es el elemento fundamental que originala contaminación, tal como se ha señalado, aunque el tipo de actividad determinará la forma decontaminación, el tipo de elementos contaminantes y la persistencia de su acción. Partiendo de lopropuesto por varios autores, las fuentes de contaminación se pueden clasificar, según el tipo deactividad humana, agrupándolas como sigue:

• Contaminación por la vida del hombre en comunidad.

• Contaminación ocasionada por actividades agrícolas (pesticidas, abonos y otroscontaminantes).

• Contaminación causada por actividades pecuarias.

• Contaminación originada por la extracción, procesamiento y distribución dehidrocarburos.

• Contaminación producida por actividades mineras.

• Contaminación ocasionada por actividades industriales.

1.4 Evacuación de las aguas residuales

El principio básico para el diseño de un sistema de evacuación, es lograr un servicio eficiente,seguro y económico, maximizando los aspectos técnicos y minimizando los costos. En los paísesen desarrollo como el nuestro, la premisa de la optimización debe merecer la mayor atención alefectuar el planeamiento del diseño de un sistema de evacuación, debido a que en este tipo deproyectos se maneja por una parte, aspectos relacionados con las mejoras de la salud poblacionaly por otra, aspectos de tipo económico que generan gravámenes a la economía familiar.

Bajo las anteriores consideraciones y tomando en cuenta la metodología más adecuada en elproceso de diseño de un sistema de evacuación, se considerarán los levantamientos de datos yelementos básicos siguientes: estudios de tuberías verticales y horizontales, que permiten


9

transportar las aguas residuales de los niveles superiores hasta el sistema de colector de laedificación.

1.5 Estadística de consumo

La estadística de consumo se deberá a un estudio de densidad de población para reflejar sudistribución de manera zonificada, la densidad actual y la máxima densidad esperada. Según laNorma Técnica para Sistemas de Alcantarillado de Aguas Residuales NB 688 la dotación mediadiaria es como sigue en la tabla 1.3

Tabla 1.3

DOTACIÓN MEDIA (l/hab/día)

POBLACIÓNZONAS

Hasta500hab

De 500a

2000

De 2000A

5000

De 5000A

20000

De 2000a

100000

Mas de100000

habALTIPLÁNICA

DE LOS VALLESDE LOS LLANOS

30-5050-7070-90

30-7050-9070-100

50-8070-10090-120

80-100100-140120-180

100-150150-200200-250

150-250200-300250-350

Fuente: NB 688, 2001

1.6 Características físico - químico del agua

Las características físicas son en muchos casos relativamente fáciles de medir, algunas de lascuales se las puede observar fácilmente, a continuación dichas características:

1. Temperatura. Básicamente importante por su efecto en otras propiedades, por ejemplo,aceleración de reacciones químicas, reducción en la solubilidad de los gases, intensificación desabores y olores, etc.

2. Sabor y olor. Debido a las impurezas disueltas, frecuentemente de naturaleza orgánica, porejemplo, fenoles y clorofenoles. Son propiedades subjetivas qué son difíciles de medir.

3. Color. Aun el agua pura no es incolora; tiene un tinte azul verdoso pálido en grandesvolúmenes. Es necesario diferenciar entre el color verdadero debido al material en solución y elcolor aparente debido a la materia suspendida. El color amarillo natural en el agua de lascuencas altas se debe a ácidos orgánicos que no son de ninguna manera dañinos y que sonsimilares al ácido tánico del té. Sin embargo, los consumidores rechazan el agua cuando estámuy coloreada por razones estéticas y para ciertos usos industriales puede ser inaceptable,por ejemplo, la producción de papel artístico de alta calidad.

4. Temperatura. Básicamente importante por su efecto en otras propiedades, por ejemplo,aceleración de reacciones químicas, reducción en la solubilidad de los gases, intensificación desabores y olores, etc.

5. Sabor y olor. Debido a las impurezas disueltas, frecuentemente de naturaleza orgánica, porejemplo, fenoles y clorofenoles. Son propiedades subjetivas qué son difíciles de medir.


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6. Color. Aun el agua pura no es incolora; tiene un tinte azul verdoso pálido en grandesvolúmenes. Es necesario diferenciar entre el color verdadero debido al material en solución y elcolor aparente debido a la materia suspendida. El color amarillo natural en el agua de lascuencas altas se debe a ácidos orgánicos que no son de ninguna manera dañinos y que sonsimilares al ácido tánico del té. Sin embargo, los consumidores rechazan el agua cuando estámuy coloreada por razones estéticas y para ciertos usos industriales puede ser inaceptable,por ejemplo, la producción de papel artístico de alta calidad.

7. Turbidez. La presencia de sólidos coloidales le da al líquido una apariencia nebulosa que espoco atractiva y puede ser dañina. La turbiedad en el agua pueden causarla partículas dearcilla y limo, descargas de agua residual, desechos industriales o a la presencia denumerosos microorganismos.

8. Sólidos. Éstos pueden estar presentes en suspensión, en solución o ambos y se dividen enmateria orgánica y materia inorgánica Los sólidos disueltos totales (SDT) se deben amateriales solubles, mientras que los sólidos en suspensión (SS) son partículas discretas quese pueden medir al filtrar una muestra a través de un papel fino. Los sólidos sedimentables sonaquellos removidos en un procedimiento estándar de sedimentación con el uso de un cilindrode 1 litro. Se determinan como la diferencia entre los SS en el sobrenadante y los SS originalesen la muestra.

9. Conductividad eléctrica (K). La conductividad de una solución depende de la cantidad de salesdisueltas presentes y para soluciones diluidas es aproximadamente proporcional al contenidode SDT.

En cuanto a las características químicas tienden a ser más específicas en su naturaleza quealgunos de los parámetros físicos y por eso son más útiles para evaluar las propiedades de unamuestra de inmediato.

En este punto es conveniente establecer algunas definiciones químicas básicas:

1. pH. La intensidad de acidez o alcalinidad se mide en la escala de pH, que en realidad mide laconcentración de iones de hidrógeno presentes.

2. Potencial oxido - reducción. En cualquier sistema que experimenta oxidación hay un cambiocontinuo entre los materiales en la forma reducida y aquellos en la forma oxidada.

3. Alcalinidad. Es debida a la presencia de bicarbonato HCO3, carbonato CO3=, o hidróxido OH.

La mayoría de la alcalinidad natural en las aguas la causa el HCO3 producido por la acción delagua subterránea en piedra caliza o yeso: La alcalinidad es útil en el agua natural y en lasaguas residuales porque proporciona un amortiguamiento para resistir los cambios en el pH.Normalmente se divide en alcalinidad cáustica, por encima del pH 8.2 y alcalinidad total, porencima del pH 4.5. La alcalinidad puede existir hasta un pH de 4.5 debido a que el HCO3 nose neutraliza completamente sino hasta que se alcanza este pH. La cantidad de alcalinidadpresente se expresa en términos de CaCO3.

4. Acidez. La mayoría de las aguas naturales y el agua residual doméstica son amortiguadas porun sistema de CO2 - HCO3. El ácido carbónico H2CO3 no se neutraliza totalmente hasta un pHde 8.2 y no disminuye el pH por debajo de 4.5. Así, la acidez del CO2 ocurre dentro de un pHde 8.2 a 4.5, la acidez mineral (casi siempre debida a desechos industriales) se presenta pordebajo de un pH de 4.5. La acidez se expresa en términos de CaCO3.

5. Dureza. Es la propiedad del agua que evita que el jabón haga espuma y produceincrustaciones en los sistemas de agua caliente. Es debida principalmente a los ionesmetálicos Ca++ y Mg++ aunque también son responsables Fe++ y Sr++. No representa riesgopara la salud, pero las desventajas económicas del agua dura incluyen un consumo excesivode jabón y costos más altos de combustible. La dureza se expresa en términos de CaCO3.


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6. Demanda de oxígeno. Los compuestos orgánicos por lo regular son inestables y puedenoxidarse biológica o químicamente para obtener productos finales estables, relativamenteinertes, tales como C02, N03, H20. La indicación del contenido orgánico de un desecho seobtiene al medir la cantidad de que se requiere para su estabilización.

a) Demanda bioquímica de oxígeno (DBO). Mide la cantidad de oxigeno que requieren losmicroorganismos mientras descomponen la materia orgánica.

b) Valor de permanganato (VP). Es la oxidación química que usa una solución depermanganato de potasio.

c) Demanda química de oxígeno (DQO). La oxidación química que usa una mezclahirviendo de dicromato de potasio y ácido sulfúrico concentrado.

7. Cloruro. Responsable por el sabor salobre en el agua, es un indicador de posiblecontaminación del agua residual debido al contenido de cloruro de la orina. El sabor del Cl sehace presente con 250-500 mg/l, aunque una concentración hasta de 1500 mg/l es pocoprobable que sea dañina para consumidores en buen estado de salud.Las aguas residuales industriales tienen también otras características químicas especializadasque se pueden evaluar, por ejemplo, la presencia de metales tóxicos, cianuro, fenoles, grasasy aceites, etcétera.

1.7 Esterilización del agua

A fin de obtener grandes cantidades de agua para consumo humano se requiere la esterilizaciónpara eliminar las bacterias dañinas.

El cloro, debido a su gran eficiencia cuando se usa en cantidades pequeñas, es el reactivo mascomún para esterilizar el agua. Su acción germicida en pequeñas dosis se debe a la destrucción deenzimas necesarias para la existencia de microorganismos. También posee considerable poderoxidante, lo que favorece la destrucción de materia orgánica. La dosis de cloro está reguladaestrictamente, de modo que haya suficiente cantidad para exterminar cualquier bacteria presentesin que el agua adquiera un sabor desagradable.

El cloro se almacena en forma de gas en cilindros de acero desde los cuales se inyecta al aguamediante equipo automático. En la figura 1.2 se muestran detalles de una planta de cloración queinyecta automáticamente la cantidad correcta de cloro a una tubería principal de agua.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” ,1998Fig. 1.2 Esquema de una planta de cloración


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1.8 Ablandamiento del agua

Las aguas duras no son adecuadas para instalaciones domésticas porque para producir espumase requiere más jabón que cuando se usa agua blanda.

El término "dureza" se refiere a la dificultad de obtener espuma con jabón.El agua de dureza permanente puede ablandarse con carbonato de sodio, que produce laprecipitación del carbonato de calcio, dejando una solución de sulfato de sodio soluble.

El agua temporalmente dura se ablanda usando cal apagada, que absorbe el bióxido de carbonodel bicarbonato presente en el agua y provoca la precipitación de carbonato insoluble y la elimina-ción de la dureza temporal. La cal apagada se usa junto con carbonato de sodio en lo que sedenomina método de ablandamiento del agua por el proceso cal - sosa.

1.9 Otras impurezas

El amoniaco albuminoide indica la existencia de materia orgánica sin descomponer y proporcionaal agua un sabor y olor desagradables. Los nitritos constituyen un peligro especial, ya que indicanla presencia de contaminación orgánica. En el proceso de oxidación de la materia orgánica, losnitritos representan la etapa de transición entre amoniaco y nitratos.

Los nitratos significan contaminación pasada y su presencia sin nitritos indica que la materiaorgánica se ha oxidado por completo.

En determinadas cuentas la calidad del agua para consumo humano debe estar libre de bacteriasdañinas y materia en suspensión; debe ser incolora, de sabor agradable y, por razones de salud,moderadamente dura.

1.10 Filtración del agua

El objetivo básico de la filtración es separar las partículas y microorganismos objetables, que nohan quedado retenidos en los procesos de coagulación y sedimentación. En consecuencia eltrabajo que los filtros desempeñan, depende directamente de la mayor o menor eficiencia de losprocesos preparatorios.

Aquí describiremos tres tipo de filtración: filtros de arena de acción lenta, filtros a presión y filtrosdomésticos.

1.10.1 Filtros de arena de acción lenta

La forma más simple de filtro es aquélla en que el agua pasa por electo de la fuerza de gravedad através de capas de arena y grava (véase la figura 1.3). Cuando el filtro se usa por primera vez,actúa como un colador al retirar la materia suspendida, pero sin eliminar las bacterias dañinas. Sinembargo, con el tiempo se forma materia coloidal en los intersticios de los granos de arena.

Esta película gelatinosa impide el paso de bacterias dañinas, pero gradualmente reduce el paso deagua hasta un punto en que se vuelve necesario retirar los sedimentos acumulados. En el procesose elimina cierta cantidad de arena, por lo que es indispensable colocar más.


13

En la figura 1.4 se muestran un filtro y una cisterna de almacenamiento idóneos para un sistemade abastecimiento de agua pequeño y de uso privado.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” ,1998Fig.1.3 Corte longitudinal de un filtro de acción lenta.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” ,1998Fig. 1.4 Filtro de arena de acción lenta de un pequeño sistema de suministro de agua de uso

privado, para una capacidad mínima de 6820 lts.

1.10.2 Filtros a presión

Se componen de cilindros de acero con el fondo lleno de grava y el resto de arena (véase la figura1.5). El agua entra por la parte superior y es captada en una placa perforada en el fondo, la cualcuenta con un tubo de salida. El principio de operación es el mismo que el filtro por gravedad o dearena de acción lenta, pero como el agua que entra lo hace a presión, el proceso de filtración esmucho más rápido. La eficiencia del filtro aumenta al agregar una pequeña dosis de sulfato dealuminio al agua de entrada, el cual forma una película gelatinosa en la parte superior de la arena.La arena es limpiada por corrientes de agua limpia y lavada con aíre comprimido.

El cilindro puede medir hasta 2.7 m de diámetro y la razón de filtración puede alcanzar hasta 12 m3

por m2 de superficie horizontal por hora.


14

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” ,1998Fig. 1.5 Filtro a presión de tipo vertical

1.10.3 Filtros domésticos

El filtro consta de un cilindro de porcelana porosa sin vitrificar (o granalla de carbónactivado) através del cual fluye el agua por filtrar. El filtro se limpia periódicamente con agua hirviendo y seimpregna con una solución de nitrato de plata, que tiene un efecto esterilizador sobre el agua. Parapasar volúmenes mayores de agua es posible obtener filtros en baterías contenidas en un cilindro.

Los tipos que se muestran en la figura 1.6 se pueden conectar a cualquier grifo de salida de aguapotable.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” ,1998Fig. 1.6 Filtros domésticos.

Capítulo II Aparatos Sanitarios

15

Aparatos sanitarios

2.1 Introducción

Se denominan aparatos o muebles sanitarios a los equipos que se utilizan para la realización defunciones higiénicas mediante el uso del agua. Estos cumplen diferentes funciones a partir de lascuales se ha realizado la siguiente clasificación.

Dicha clasificación no comprende equipos especializados, como por ejemplo para uso médico,peluquerías y barberías, u otros, sino aquellos utilizados fundamentalmente en viviendas yespacios sanitarios.

No obstante lo anterior, en el desarrollo del tema se hará referencia a las nuevas tendencias en eldesarrollo de aparatos sanitarios, tanto de uso general como algunos especializados.

2.2 Aparatos sanitarios

Según su clasificación los aparatos sanitarios se clasifican en:

1. INODOROS Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998

Fig. 2.1 Inodoro.

La búsqueda de idoneidad fisiológica ha logrado un gran desarrollo y perfección en sufuncionamiento, unido a la búsqueda de reducciones en el consumo de agua. Todos los quese producen actualmente tienen la sifa incorporada al aparato.

Según el gráfico se puede señalar las siguientes partes:

1. Orificio de entrada

II

4

3

1

7

6

2

5

8

PLANTA CORTE


16

2. Partes para la fijación y soporte del aparato3. Orificio de descarga Ø 4”4. Sifón5. Anillo de distribución de agua de limpieza6. Superficie de asiento7. Tanque8. Palanca de desalojo

El retrete denominado “a la turca” figura 2.2, consiste simplemente en una placa de fundiciónesmaltada o de loza, que lleva un orificio de 15 a 20 centímetros de diámetro y dos siluetas enforma de plantillas estriadas, para no resbalar, sobre las que se apoyan los pies. La placarecibe una cierta inclinación hacia dicho orificio para asegurarse la evacuación de orines.Estos retretes se destinan solamente a talleres, cuarteles, oficinas, almacenes, etc., y sobretodo a evacuatorios públicos.

El depósito de descarga de los retretes puede ser de cisterna alta o sifónico, en que eldepósito se halla situado al nivel de la parte superior de la taza.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN VIVIENDAS “ORTEGA JOSE”, 1998Fig. 2.2 Inodoro a la “turca” destinado a talleres, locales, oficinas, etc.(unidades en mm).

El funcionamiento de los tanques es como sigue: en ambos sistemas figuras 2.3 y 2.4, éldeposito esta provisto de una válvula de cierre automático S, conectada con un flotador F, elcual cierra la entrada del agua al llegar ésta a un cierto nivel. En el de descarga a voluntadfigura 2.3, al tirar de la cadena C, se levanta la palanca P y ésta obliga a la válvula M aascender, dando lugar a la salida del agua, pero ésta cesa de salir en cuanto se deja caerdicha válvula. En el de descarga fija, figura 2.4, al accionar la cadena C, la palanca P haceque se eleve la campana B cerrándose el sifón H y verificándose la descarga total de lacisterna. La capacidad normal de estos depósitos es de unos 8 litros. Para que haya suficientepresión, la altura del depósito de descarga sobre el nivel de la taza, no debe ser inferior a 2metros. El tubo de salida del agua no ha de presentar ángulos para que no ocasionenpérdidas de carga.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN VIVIENDAS “ORTEGA JOSE” , 1998Fig. 2.3 Sistema de descarga a voluntad. Fig. 2.4 Sistema de descarga fija.


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Los depósitos sifónicos son más silenciosos y de aspecto más agradable que losanteriormente descritos, teniendo un mayor consumo de agua, pues la falta de presión secompensa con el mayor volumen de aquélla; su capacidad es de unos 15 litros.

El funcionamiento de estos de pósitos es como sigue figura 2.5; cuando se maniobra lapalanca P, la bola G sube y permanece levantada por la presión del agua hacia arriba. Por Cempieza a salir el agua del depósito y al mismo tiempo va descendiendo el flotador F, con locual se abre la válvula V y de nuevo penetra agua por E procedente del tubo de alimentaciónR. Al bajar el nivel del agua en el depósito, la bola G comienza a descender también hastaque, a causa de la aspiración producida por el líquido al salir se encaja en C, con lo que secierra el paso del agua terminando, por consiguiente, la descarga. El depósito continúallenándose hasta que el flotador F obtura la entrada del agua por medio de V, al llegar almáximo nivel.

A través del tubito T, entra en el conducto A un pequeño volumen de agua, cuya misión esreconstruir el cierre hidráulico del sifón que ha quedado vacío por autosifonamiento aloriginarse la descarga.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN VIVIENDAS “ORTEGA JOSE” , 1998Fig. 2.5 Tanque para inodoros sifónicos.

2. URINARIOS

Los urinarios o mingitorios están destinados exclusivamente a servicios higiénicos masculinos.Se distinguen dos tipos: el de taza o cubeta figura 2.6 izquierda y el de placa vertical figura2.6 derecha, fabricándose ambos en todos los materiales que se menciona en lo posterior.

Los urinarios de taza tienen su cara posterior plana a fin de poderlos fijar en la pared, y lainterior dirigida hacia delante y hacia arriba, presentando un saliente o pico para recoger mejorlos orines. En la parte superior se halla el tubo de descarga, que permite mediante unpulsador que caiga el agua dentro de la taza y guiada por su reborde bañe la superficie interiorde la misma. En la parte inferior está el tubo de desagüe. Estos urinarios son los que suelenemplearse en las viviendas; los de placa vertical se adoptan, generalmente, en evacuatoriospúblicos.

El agua se vierte en los urinarios de placa vertical a través de tubos perforados, en forma delluvia que escurre sobre las superficies mojadas por la orina, o por la descarga de depósitosautomáticos, sistema preferible por resultar más económico y al propio tiempo de acción másenérgica. La evacuación se verifica a lo largo de regueras situadas en el pavimento, delante


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de las placas.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN VIVIENDAS “ORTEGA JOSE” , 1998Fig. 2.6 Urinarios.

3. BAÑERAS

Las bañeras pueden ser: normales con patas, rectangulares para revestir con azulejos y lasque no necesitan de este revestimiento por tener el paramento exterior vertical del mismomaterial de la bañera.

Se construyen en fundición esmaltada o gres aporcelanado. Suelen llevar conectada unaducha de brazo fijo o flexible. Las bañeras disponen de un grifo para agua fría y otro paraagua caliente; si hay ducha acoplada existen dos grifos para la bañera y otros dos para laducha. A veces, se instalan dos grifos solamente y un transfusor para enviar el agua a labañera o hacia la ducha. Otro dispositivo colocado frecuentemente, es el hidromezclador, quepermite usar agua fría, caliente o bien una mezcla de ambas consiguiendo la temperaturadeseada.

Fuente: CORTESÍA MOTEL “STATUS” Fig. 2.7 Bañera empotrada. Fig. 2.8 Bañera con revestimiento de cerámica.


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Fuente: CORTESÍA MOTEL “PARADISE”Fig. 2.9 Bañera jacuzzi.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” , 1998Fig. 2.10 Instalación de la bañera.

4. LAVABOS

Los lavabos se fabrican, generalmente, en loza y porcelana vitrificada, pudiendo ser por suforma, rectangulares, que son los más corrientes; semicirculares, ovales, etc. Pueden estarapoyados sobre un pedestal del mismo material que el lavabo figura 2.11, sobre ménsulasfigura 2.12. Estos lavabos están situados a una altura de 0.70 a 0.80 metros sobre el nivel delpavimento.

Fuente: CORTESIÁ DE “JEISS”Fig. 2.11 Lavabo sobre pedestal del mismo material.


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Fuente: CORTESÍA DE “CAVERO CONSTRUCCIONES”Fig. 2.12 Lavabos sobre ménsulas

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” , 1998Fig. 2.13 Lavabo en corte y planta

En fábricas, cuarteles, escuelas, etc., tienen aplicación los lavabos colectivos figura 2.14utilizables por varias personas a la vez. Se construyen en fundición esmaltada, gres o loza,poseyendo un solo desagüe. Cuando se quiere aprovechar espacio; se adoptan los lavaboscolectivos circulares figura 2.15 de fundición esmaltada o gres aporcelanado. Están provistosde seis grifos y un sólo desagüe.


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Los lavabos pueden tener dos grifos: uno para agua fría y otro para agua caliente, o dos grifosy un solo caño para mezclarlas. Para evitar un excesivo consumo de agua, en muchasocasiones se procede a la instalación de grifos de cierre automático, que funciona mientras lamano hace presión sobre la palanca. Como el cierre en estos grifos se produceinstantáneamente, no se pueden impedir los golpes de ariete.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN VIVIENDAS “ORTEGA JOSE”, 1998Fig. 2.14 Lavabos colectivos

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN VIVIENDAS “ORTEGA JOSE” , 1998Fig. 2.15 Lavabo colectivo circular

5. DUCHAS

Las duchas pueden montarse sobre la bañera o sobre un “plato” dispuesto en el suelo conobjeto de recoger el agua vertida figura 2.16. Este plato, habitualmente, es de forma cuadrada,de fundición esmaltada o gres aporcelanado y con dimensiones que oscilan entre 70 y 80centímetros de lado y una altura de 20 a 30 centímetros. El sitio ocupado por la persona debeestar rodeado de una cortina para impedir que el agua caiga fuera de la bañera o del recipiente


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citado.

En las duchas aisladas, la grifería es idéntica a la de las duchas conectadas con las bañeras, osea, un grifo para agua fría, otro para el agua caliente y un mezclador. Por otro lado tambiénesta permitido la conexión de duchas eléctricas, muy utilizadas en nuestro medio, claro estacon la supervisión de un entendido en conexiones eléctricas, pues una mala conexiónresultaría peligrosa, llevando al usuario a la electrocución.

Fuente: CORTESÍA DE “CAVERO CONSTRUCCIONES”Fig. 2.16 Ducha con base “plato” ,box y cortina

6. BIDES.

Estos aparatos sanitarios figura 2.17 se destinan tanto para la higiene íntima masculina comopara la femenina. Se fabrican en loza y porcelana vitrificada y se diferencian según posean ono, ducha vaginal.

La alimentación de agua se efectúa por el interior del borde y también por la ducha que tiene lacubeta en el fondo, esto en los modelos de lujo. En los corrientes, la entrada del agua serealiza exclusivamente por el borde.

Los bidés pueden llevar dos grifos (uno para agua fría y otro para agua caliente) y untransfusor que permite dirigir el agua al reborde o a la ducha vaginal, o bien cuatro grifos (dosfría y caliente para la entrada del agua por el borde y otros dos fría y caliente para la ducha).

7. LAVAPLATOS

Los lavaplatos se utilizan para el lavado de la vajilla, pudiendo ser de una o dos cubetasfiguras 2.18; se instalan, por lo general, empotrados en el poyo de la cocina. Los materialesempleados en su fabricación son: mármol, granito, gres, porcelana vitrificada, fundición es-maltada y gres aporcelanado; también se construyen con ladrillos y hormigón, revistiéndoseinteriormente con azulejos.


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Fuente: PLOMERÍA “F. HALL” , 1998Fig. 2.17 Bidé.

Fuente: CORTESÍA DE “CAVERO CONSTRUCCIONES”Fig. 2.18 Lavaplatos.

El fondo de los lavaplatos tendrá una ligera pendiente hacia el desagüe, el cual irá provisto deuna rejilla para impedir el paso de las partículas que puedan provocar obstrucciones. Loslavaplatos están equipados con un escurreplatos estriado dispuesto con cierta inclinación, afin de que el agua procedente del lavado de la vajilla vaya a parar a aquéllos. El escurreplatos


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es, corrientemente, del mismo material que el fregadero.

La grifería se compone de dos grifos: uno para agua fría y otro para agua caliente. Si elfregadero es de dos cubetas, una disposición muy practica consiste en colocar dos grifos demezcla y un caño giratorio que enviará el agua a una u otra cubeta.

8. LAVANDERÍA

La lavandería o se usa para la limpieza de la ropa. Su forma es la de un recipiente rectangularque lleva en su parte superior un plano inclinado con estrías, sobre el que se frota y golpea laropa al lavarla. Los lavaderos se fabrican en mármol, hormigón armado, etc. Sus dimensionesvarían desde 0.70 a 1.80 metros de longitud por 0.60 a 0.90 metros de anchura y unaprofundidad de 0.40 a 0.60 metros figura 2.19.

Antiguamente, las lavanderías se ubicaban en las azoteas y terrazas de las casas de vecindad,en una vecindad se construía de piedra y eran utilizados por los vecinos correlativamente enun día determinado de la semana. En la actualidad se instalan las lavanderías unifamiliares, osea, que cada vivienda posee su lavandería, el cual se dispone en el lugar más ventilado deaquélla, por regla general, el patio, callejones.

Fuente: CORTESÍA INGO. ESCALERAFig. 2.19 Lavandería.

9. AGRUPACIÓN DE APARATOS SANITARIOS.

Si los urinarios son de taza, han de colocarse a un metro de altura sobre el suelo y tambiénseparados mediante dichos tabiquillos figura 2.20. Cada urinario llevará un sifón.

Una batería de retretes consta de varias tazas, generalmente, alineadas, que desaguan en unmismo tubo colector dispuesto con cierta pendiente. Cada taza debe ir dotada de sucorrespondiente depósito de descarga y el conducto de ventilación establecido en el sifón.

También los lavabos pueden ir montados en batería, teniéndose que adoptar las mismasprecauciones que en las instalaciones anteriores, o sea, que cada aparato estará provisto deun sifón con su respectiva tubería de ventilación. Todos los lavabos desaguan en una solatubería colectora

Las duchas pueden instalarse en grupo con las mismas disposiciones que las baterías deaparatos sanitarios antes mencionadas.

Todas estas agrupaciones de aparatos sanitarios, se aplican en edificios de carácter público(talleres, cuarteles, fábricas, evacuaciones, colegios, etcétera).


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Fuente: CORTESÍA BAR PENSIÓN “EL COLONIAL”.Fig. 2.20 Agrupación de aparatos sanitarios (urinarios).

2.3 Materiales utilizados en la fabricación de aparatos sanitarios

Los aparatos sanitarios se fabrican de los siguientes materiales:

• Porcelana (normal ó vitreous china)

• Fundición esmaltada

• Acero inoxidable

• Fibrocemento

• Mortero armado

• Plástico (cloruro de polivinilo o poliester con fibra de vidrio)

• La porcelana normal se fabrica a base de caolín, arena, feldespato y creta, todo lo cual sehornea al mismo tiempo que la envoltura de esmalte del aparato hasta su vitrificación. Tieneun grado de contracción alto, lo cual limita su empleo a aparatos de dimensiones medianas.Actualmente este tipo de material ya no es muy utilizado a no ser artesanalmente.

• La porcelana especial llamada vitreous china no se agrieta, y es además muy resistente eimpermeable, lo que permite emplearla en aparatos de mayor tamaño. Se utilizageneralizadamente.

• La cerámica vitrificada es muy resistente a la contracción. Por lo que se puede utilizar enaparatos de grandes dimensiones. La capa superficial de los aparatos se logra en el mismoproceso cocción mediante la aplicación de varios componentes.


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• La fundición esmaltada fue el primer material utilizado para aparatos sanitarios. Si bien laresistencia del aparato es muy buena, la capa superficial de esmalte (aplicada al fuego) esdañada por ácidos, perdiendo además propiedades a largo del tiempo de uso y soportando losgolpes y el uso intensivo. Actualmente esta prácticamente en desuso.

• El acero inoxidable está siendo utilizado cada vez mas por su apariencia agradable, largaduración y facilidades de conformación, sobre todo en lavaplatos para las cocinas domesticas yde instalaciones gastronómicas. La variante al cromo níquel cumple extraordinariamente losrequisitos de presentación y durabilidad.

• El fibrocemento y el mortero armado se utilizan para la fabricación semiartesanal de lavaderosy vertederos, aunque tiene mal comportamiento en presencia de jabones ácidos, siendoademás relativamente frágiles.

• El plástico acrílico esta sustituyendo poco a poco a los materiales anteriores. Ha sido probadoya en todos los tipos de aparatos, imponiéndose poco a poco, aun cuando su durabilidad esmucho menor que la de los materiales tradicionales, debido a su bajo costo, y facilidades deinstalación y de reparación.

• El poliéster reforzado con fibra de vidrio es mucho mas duro que el plástico acrílico, aunqueson mas costosos, con este material se fabrican bañeras y lavamanos que deben poseer unbuen acabado con recubrimientos delegados, se desgastan con la limpieza lo que dejaexpuesta a la fibra de vidrio.

• El terrazo es un material que permite la elaboración in situ de dispositivo a de gran tamaño.Algunas veces, el material se usa para lavamanos, bañeras, fuentes y pilas para lavar. Elmaterial es muy fuerte por lo que es capaz de resistir el uso intenso; también proporciona alarquitecto una gran flexibilidad en el diseño.

2.4 Características que deben reunir los aparatos sanitarios.

Las condiciones sanitarias que deben tener los aparatos sanitarios son las siguientes:

• Estar conformados con materiales no absorbentes, su superficie debe serpulida, evitando los rebordes o espacios donde pueda acumularse suciedad,polvo, etc., y de fácil limpieza.

• Estar diseñados de forma tal que nunca puedan comunicarse las aguas dealimentación y evacuación, evitándose inclusive el retroceso del flujo hacia latubería de alimentación.

Condiciones de funcionamiento:

• Evacuar rápidamente las aguas alejándolas de los aparatos.

• Ser lo mas silenciosos posible en su funcionamiento.

• Resistir el uso al que estarán sometidos.

Otras características:

• Ser de fácil instalación.

• Tener un bajo costo de mantenimiento.


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• Ser ligeros y resistentes.

Existen características adicionales que tienen que ver con la calidad del producto que sale de lafábrica, las que no están consideradas.

Capítulo III Tuberías, Válvulas y Accesorios para Redes de Alimentación y Evacuación

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Tuberías, válvulas y accesoriospara redes de alimentación yevacuación

3.1 Tuberías: clasificación según sus materiales y tipos

El diámetro efectivo de un tubo, desde el punto de vista hidráulico, es su diámetro interior. Como eldiámetro exterior dependerá del espesor de las paredes, se utiliza, sobre todo para los valores dediámetros pequeños, el valor del diámetro comercial coincidiendo con el interior.

Así, cuando se refiera a tuberías de 25 mm ese valor corresponderá al diámetro interior y será algomayor, en función del espesor de sus paredes, para el diámetro exterior, aspecto que debe tenerseen cuenta cuando es necesario empotrar la tubería en el interior de los muros, o ubicarla enconductos o paneles

Para él estudio del flujo en una tubería resulta muy importante conocer el tipo de régimen decirculación que ocurrirá en su interior. De forma muy general, los regímenes de flujo pueden sercon condiciones forzadas, cuando la presión en el interior es diferente a la presión atmosférica ycon conducciones libres cuando en el interior de la tubería existe la presión atmosférica.

El primer caso coincide con la situación que ocurre en los sistemas de alimentación, y para suestudio pueden aplicarse todas las expresiones de cálculo de la cinemática y dinámica de losfluidos.

El segundo caso abarca, entre otros, la evacuación de aguas servidas, durante la cual losconductos o tuberías estarán parcialmente llenos, y algunas veces vacíos. Los métodos de cálculoson empíricos y la aplicación de formulas exactas resulta difícil.

La clasificación de las tuberías según sus materiales pueden ser:

1. Hierro:- De fundición- Forjado

2. Acero:- Sin protección- Galvanizado

3. Hormigón:- Simple- Armado- Pretensado

4. Asbesto – cemento

5. Cerámica:

III


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- Vidriada- Vitrificada

6. Cobre:- Rígido- Flexible

7. Plástico:- Rígido (policloruro de vinilo)- Flexible (polietileno)- Semirígido

8. PVC

Las instalaciones hidráulicas precisan de materiales muy resistentes al impacto y a la vibración.Esos materiales son generalmente el cobre y el fierro galvanizado.

La tubería de fierro galvanizado se utiliza cuando la tubería y piezas especiales se encuentranexpuestas a la intemperie y al paso de las personas y maquinaria o equipo que pudieran golpearlade manera accidental.

La tubería de cobre es empleada en instalaciones ocultas o internas, ya que resiste muy bien lacorrosión y sus paredes son lisas, por lo que reducen las pérdidas de carga. Para evitar que sedañe, por ser menos resistente al trabajo intenso, es conveniente localizar la tubería en el interiorde la construcción.

Algunos factores importantes para elegir el material adecuado para la instalación que se va adiseñar son: el costo del mismo, la mano de obra calificada que se puede requerir, la disponibilidaddel material, así como su durabilidad. Por lo que al costo se refiere, el cobre supera en mucho aldel fierro galvanizado. También requiere de un instalador más especializado que el que instalafierro galvanizado.

El cobre tiene la propiedad de recubrirse al contacto del aire, con una capa de oxido que nopenetra en el metal; es superficial y lo protege indefinidamente.

Aprovechando las cualidades del metal, de poder ser fácilmente trabajado en frío y de que con estetrabajo va adquiriendo una dureza paulatina, las tuberías hechas con cobre permiten una forma deunión muy resistente con la llamada soldadura capilar, con materiales de bajo punto de fusión,eliminando la tradicional rosca usada en otros tipos de tuberías y reduciendo, por consiguiente, elespesor de la pared del tubo.

Existen en el mercado, tres tipos de tubería de cobre para instalaciones hidráulicas, el tipo "M" eltipo "L" y el tipa "K". Los tipos de tubería de cobre que mayor uso tienen en las instalacionescomunes son los dos primeros.

El tipo "M" es fabricado en longitudes estándar (6.10 m), de pared delgada, con diámetrosnominales de 9.5 mm (3/8") y 51 mm (2").

Este tipo satisface las necesidades normales de una instalación hidráulica de una casa o edilicio ysoporta con un gran margen de seguridad las presiones usuales utilizadas en dichasconstrucciones.

El tipo “L" tiene la pared un poco mas gruesa que el tipo anterior y es fabricado en longitudes de6.10 m y en rollos de 15 m. Normalmente, este tipo se emplea cuando las exigencias de lainstalación son más severas, por ejemplo, servicio de agua caliente o vapor en hoteles o bañospúblicos, gas, instalaciones de refrigeración, etc.


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El tipo "K" es empleado para instalaciones industriales y el espesor de su pared es aun más gruesaque la del tipo anterior. Se caracteriza por tener gran resistencia a las altas presiones.

3.1.1 Conexiones para tubería de cobre

La tubería de cobre para instalaciones hidráulicas se une o conecta con conexiones de bronce o decobre tipo soldable. Este tipo de conexión posee algunas características importantes, como son lassiguientes:

• Las conexiones están fabricadas a dimensiones exactas, lo que es esencialpara lograr uniones perfectas y sin fugas.

• Estas conexiones están diseñadas para ofrecer un mínimo de resistencia a lacorriente de agua.

• La instalación es rápida, segura y económica.

3.1.2 Tuberías de fierro galvanizado

El uso de fierro galvanizado en las instalaciones hidráulicas es, fundamentalmente, en tuberíasexteriores. Esto es por la alta resistencia a los golpes, proporcionada por su propia estructurainterna y por las gruesas paredes de los tubos y conexiones hechos con este material.

La materia básica que constituye el fierro galvanizado es principalmente hierro, del cual se haceuna fundición maleable para conseguir tubos y piezas especiales, las cuales se sometenposteriormente al proceso de galvanizado.

El galvanizado es un recubrimiento de zinc, que se obtiene por inmersión en caliente, hecho con lafinalidad de proporcionar una protección a la oxidación y en cierto porcentaje a la corrosión.

En este proceso, el zinc a alta temperatura, se hace una aleación con el metal de Ia pieza dehierro formando una capa de cinacato de hierro, que es la que proporciona esta protección.

Con el paso del agua a presión durante largo tiempo, el recubrimiento de zinc se va perdiendo y laoxidación y la corrosión del material se empieza a producir desprendimiento, dependiendo de lacalidad del agua, pudiendo llegar a disminuir considerablemente la sección transversal de latubería, debido a los depósitos de carbonatos u óxidos formados en sus paredes.

Las tuberías y conexiones de fierro galvanizado están fabricadas para trabajar a presionesmáximas de 10.5 kg/cm2 y 21.2 kg/cm2 .

La aplicación más común de la tubería galvanizada cédula 40 se encuentra en los siguientescasos:

a) Para servicio de agua caliente y fría en instalaciones de construcciones que seconsideran como económicas, debido a su costo relativamente bajo.

b) Se puede aplicar, aún cuando no es la mejor solución, para la conducción enbaños públicos.

c) Dada su característica de alta resistencia a los esfuerzos mecánicos, se puedeusar para instalaciones a la intemperie.


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d) En algunos sistemas de riego o suministro de agua potable en donde esnecesario que por razones de su aplicación este en contacto directo y en formacontinua con el agua y la humedad. En estas aplicaciones es necesario que seproteja la tubería con un buen impermeabilizante.

Otras aplicaciones de tuberías son las siguientes:

• TUBERÍA NEGRA, DE TIPO ROSCADA O SOLDABLE

Se usa normalmente en aplicaciones particulares como:

Conducción de combustibles como petróleo y diesel.

Conducción de vapor y condensado.

Conducción de aire a presión.

• TUBERÍAS DE ASBESTO-CEMENTO CLASE A-7

Esta tubería se fabrica para presiones de 9.31 Kg/cm2 y longitudes de tramo de 3.95 metros, seaplica por lo general en grandes sistemas de riego y también para redes de abastecimiento deagua potable, este tipo de tubería ya no esta permitido.

• LOS HERRAJES Y CONECTORES

En las instalaciones hidráulicas y sanitarias, para unir tramos de tubería hacer cambios dedirecciones con distintos ángulos y tener salidas para accesorios, se requieren de conectores yherrajes que permitan estos trabajos.

3.1.3 Materiales usados en trabajos de plomería

TUBOS DE COBRE

Tubo rígido: Usado para líneas de alimentación de agua fría y caliente, son ligeros y muy durables,se venden en tramos de 6 metros.

Tubo flexible: Usado para líneas de alimentación de agua fría y caliente, se venden en tramos de18 m a 30 m.

TUBOS DE ACERO ROSCADO

De acero galvanizado: Usado en líneas de agua fría y caliente, se emplea poco debido a sucosto relativamente elevado, principalmente se aplica en tramos largos en edificios e industrias.

De acero negro: Este se diferencia del galvanizado en que se deteriora más rápido tiene lasmismas aplicaciones.


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Bronce: Usado en líneas de agua fría y caliente, es fácil de manipular y muy durable, pero de altocosto.

Plástico:

ABS. Se usa para drenajes y líneas de ventilación, es de color negro, es ligero y fácil detrabajar, se une con solventes y cementos especiales.

PVC. Se usa para agua fría y para drenaje y ventilación, es de color crema, azul - gris oblanco, tiene las mismas propiedades y manejo que el tubo de plástico ABS.

Fierro fundido: Se usa para cubos o centros, únicamente para drenajes y ventilación. Utilizauniones de hule o neopreno.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.1 Distintos tipos de tuberías.

TUBERÍA DE FIERRO FUNDIDO

El fierro fundido tiene como materia prima el hierro, el cual se somete a un proceso de fundición.En este tratamiento se obtiene un hierro con un contenido de O.O5% de carbono, y puede serconsiderado como acero extradulce, es decir, muy maleable. Su aplicación en las instalacionessanitarias es muy extensa, ya que posee las siguientes características:

• La rigidez de este material, le da una alta resistencia a la instalación contra golpes.


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• No se ve afectada, ni su estructura interna ni su composición química, cuando es sometido atemperaturas someramente altas.

• Su acoplamiento es perfecto ya sea por uniones espiga campana o con juntas de neopreno yabrazaderas de acero inoxidable. Sin embargo, el fierro fundido también tiene algunasdesventajas, las cuales se mencionan a continuación:

Su alto costo (comparado con el del PVC), lo hace en muchos de los casosantieconómico.

El peso por metro lineal es alto, y esto puede reflejar en robustos soportes si lainstalación fuera aérea.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”Fig. 3.2 Tubería y conexiones de fierro fundido.


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Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.3 Conexiones de fierro fundido.

3.1.4 Tuberías de P.V.C.

El policloruro de vinilo (P.V.C.) es un material plástico sintético, clasificado dentro de lostermoplásticos, materiales que arriba de cierta temperatura se convierten en una masa moldeable,a la que se puede dar la forma deseada, y por abajo de esa temperatura se convierten en sólidos.

En la actualidad, los materiales termoplásticos constituyen el grupo más importante de los plásticoscomerciales, y entre estos, los de mayor producción son el PVC y el polietileno (PE).

Como todos los materiales, las tuberías de drenaje presentan ventajas y limitaciones en cada usoespecífico, las cuales es necesario conocer para lograr mejores resultados en el uso de este tipo


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Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000

de tuberías.

Las ventajas más importantes son:

1. Ligereza. El peso de un tubo de PVC es aproximadamente la mitad del peso de un tubo dealuminio, y alrededor de una quinta parte del peso de un tubo de fierro galvanizado de lasmismas dimensiones.

2. Flexibilidad. Su mayor elasticidad con respecto a las tuberías tradicionales, representauna mayor flexibilidad, lo cual permite un comportamiento mejor frente a estas.

3. Paredes lisas. Con respecto a las tuberías tradicionales, esta característica representa un


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mayor caudal transportable a igual diámetro, debido a su bajo coeficiente de fricción; además,la sección de paso se mantiene constante através del tiempo, ya que la lisura de su pared nopropicia incrustaciones ni tuberculizaciones.

4. Resistencia a la corrosión Las tuberías de PVC son inmunes a los tipos de corrosión quenormalmente afectan a los sistemas de tuberías. Para las aplicaciones típicas de los tubos deP.V.C. son:

a) Para desagües individuales o de tipo general.

b) Para bajadas de aguas negras.

c) Para sistemas de ventilación.

La tubería de PVC tiene para su aplicación algunas limitaciones, entre las que se destacan comoimportantes:

La resistencia al impacto del PVC se reduce sensiblemente a temperaturas inferiores a O° C.

Las propiedades mecánicas de la tubería se afectan cuando se expone por períodosprolongados de tiempo a los rayos del sol.

El PVC puede sufrir raspaduras durante su manipulación para el trabajo.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.4 Elementos de PVC para instalaciones de drenaje.


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Algunas aplicaciones en tuberías PVC:

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”,2000Fig. 3.5 Drenaje de limpieza con cambio de Fig. 3.6 Base de limpieza para un ducto dirección de 90° . ó chimenea.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”,2000Fig. 3.7 Una base para drenaje fijada bajo el Fig. 3.8 Una base para concreto también nivel del piso o losa con un bloqueo se puede soportar con elementos de concreto como soportes colgantes y

sujetadores de muro


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3.1.5 Otros tipos de tuberías

Por otro lado las tuberías utilizadas en instalaciones sanitarias son:

ALBAÑAL DE CEMENTO

Por sus características físicas y mecánicas solo se usan la planta baja de las construcciones, pararecibir desagües individuales y generales, así como para la interconexión de cámaras de registro.

TUBERÍA DE BARRO VITRIFICADO

Sus propiedades y características físicas son similares a las del albañal de cemento, por lo que enalgunas veces lo puede sustituir, y en ocasiones se usa para evacuar fluidos corrosivos.

TUBERÍA DE PLOMO

La tubería de plomo es en la actualidad de poco uso y se aplica normalmente en las casashabitación para recibir el desagüe de los W.C., de fregaderos y evacuar ácidos y todo tipo defluidos corrosivos en tramos cortos.

TUBERÍA DE COBRE

La tubería de cobre, además de ser usada en instalaciones hidráulicas, se emplea también eninstalaciones sanitarias para drenaje y ventilación, sus aplicaciones principales se encuentran en:

a) Desagües individuales de lavabos, fregaderos, vertederos, etc.

b) Para la conexión de las coladeras de piso a las tuberías de desagüe general, dealbañal, fierro fundido, PVC, etc.

c) Para la conexión de las coladeras de pisos de fuentes.

3.2 Accesorios para tuberías de alimentación de agua

Normalmente una tubería consta de tramos rectos y continuos llamados tubos, y de otroselementos llamados accesorios, los cuales se utilizan para:

• Acoplar secciones o tramos de tubos.

• Producir cambios de dirección.

• Reducir o aumentar el diámetro en una conducción.

• Colectar en una las aguas de varias tuberías.

Entre los accesorios mas utilizados tenemos:

• Tubos T, simples y dobles.

• Tubos Y, simples y dobles.


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• Codos de variado diámetro y curvatura.

• Uniones o empalmes.

• Sifas.

• Desvíos.

• Reductores.

Las uniones entre los tramos de tubos entre si, y entre estos y los accesorios, re producen.mediante:

• Bocina y espiga.

• Rosca.

• Encolado.

• Unión flare.

• Soldaduras metálica y plástica.

• Platinos y pernos.

• Otros medios mecánicos que garanticen la efectividad de la unión.

Fuente: INSTALACIONES “R. BANCROFT”,1986Fig. 3.9 Te con bocina y espiga: a)simple Fig. 3.10 Ye con bocina y espiga: a)simple b)doble b)doble

Fuente: INSTALACIONES “R. BANCROFT”, 1986Fig. 3.11 Codos con bocina y espiga: a)de 45° radio normal b)de 90° radio largo

c)de 90° radio corto


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Fuente: INSTALACIONES “R. BANCROFT”,1986Fig. 3.12 Unión de campana y espiga. Fig. 3.13 Reducido de bocina y espiga.

Fuente: INSTALACIONES “R. BANCROFT”, 1986Fig. 3.14 Unión de rosca en tubería de acero y hierro, detalle un empalme.

Fuente: INSTALACIONES "R. BANCROFT", 1986Fig. 3.15 Unión soldada en tubería de cobre, detalle de un empalme.


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Fuente: INSTALACIONES “R. BANCROFT”, 1986Fig. 3.16 Accesorios para tubería roscada de pequeño diámetro.


43

Fuente: INSTALACIONES "R. BANCROFT", 1986 Fig. 3.17 Accesorios para tubería de cobre con bocina y espiga.

Fuente: INSTALACIONES "R. BANCROFT", 1986Fig. 3.18 Unión de tubería de acero o hierro por medio de platino y pernos, soluciones diferentes.


44

Fuente: INSTALACIONES "R. BANCROFT",1986Fig. 3.19 Unión especial en tubería de plástico por medio de pieza conectora y grapas.

Entre las características mas importantes que deben reunir las uniones están las siguientes:

• Facilidad de ejecución.

• Bajo costo.

• Resistencia mecánica.

• Resistentes a presiones.

Las anteriores características determinan muchas veces la idoneidad de la tubería a los efectos dealgún uso concreto y se tendrá en cuenta al explicar las características de los diferentes tipos detubos.

Las uniones de bocina y espiga eliminan la necesidad de piezas de empalme o unión, ya que elpropio tramo recto de tubo presenta en sus extremos las partes necesarias para realizarlo.

Este tipo de junta puede sellarse con los siguientes materiales:

• Plomo en los casos de tuberías a presión, de hierro, actualmente esta en desuso,excepto excepciones.

• Compuestos asfálticos en frío o en caliente para tuberías de hierro, o asbesto -cemento, que no trabajen a presión.

• Morteros de arena y cemento, en los casos de tuberías de barro o asbesto - cementoque no funcionen a presión.

• Anillos de goma, en los casos de tubería de hierro, asbesto - cemento y plástico.

• Encolado, con resinas sintéticas, caso de tubos plásticos con y sin presión.

• Soldado, en los casos de tubos de cobre para construcciones a presión.


45

La unión por rosca normal se utiliza para tubos metálicos y plásticos, y precisa de la realización,por maquinado en fábrica y por tarrajas en la obra, de roscas en ambos extremos del tubo que seanecesario.

El trabajo es, moroso y precisa de equipos específicos, lubricantes - refrigerantes, así como de unpersonal calificado en la actividad. La unión por rosca flare se utiliza fundamentalmente paradiámetros pequeños (menores de 25 mm) y requiere de la realización previa de una abrazadera dehierro en el extremo del tubo, por lo que el metal debe ser lo suficientemente maleable, comosucede con el cobre.

Las platinas y pernos se usan muy poco en instalaciones sanitarias interiores, y son muy simplesde realizar, por lo que no se explicaran.

3.3 Válvulas

Una válvula es un elemento o accesorio instalado en los sistemas de tuberías para controlar el flujode un fluido dentro de tal sistema, en una o mas de las formas siguientes:

1. Para permitir el paso del flujo.

2. Para no permitir el paso del flujo.

3. Para controlar el flujo.

Para cumplir con estas funciones se pueden instalar distintos tipos de válvulas, las mas empleadasen las instalaciones de las edificaciones son las que en forma esquemática se indican acontinuación:

Válvula de compuerta. En este tipo de válvulas, el órgano de cierre corta la vena fluidatransversalmente. No se utilizan para regular flujo sino para aislarlo, o sea, abiertas o cerradastotalmente.

Válvula de globo. El mecanismo de esta válvula consiste en un disco, accionado por un tornillo,que se empuja hacia abajo contra un asiento circular. Estas válvulas si se utilizan para regular ocontrolar el flujo en una tubería, aunque producen pérdidas de carga muy altas.

Válvula check de sello y de retención. Estas válvulas se utilizan para dejar pasar el flujo en unsolo sentido y se abren o cierran por sí solas en función de la dirección y presión del fluido.

Válvula de esfera. Esta válvula tiene un asiento con un perfil esférico y en el se ajusta la bola ypuede funcionar con la presión ejercida sobre ella por el fluido, o bien, mediante un maneral que algirarse 90° se coloca en dirección de la tubería. Una perforación hecha através de la esfera, al sergirado el maneral 90° nuevamente, esa perforación también gira, quedando perpendicular al flujo,cerrando el paso al líquido.

Electroválvulas. Pueden ser cerradas y abiertas a distancia mediante un interruptor, que permiteactuar a un electroimán acoplado a su vástago, llamada también válvula de solenoide. Se usan encisternas y tinacos.

Válvula de expulsión de aire. Las válvulas de expulsión de aire, como su nombre lo indica, seusan para dejar salir el aire acumulado en una tubería, tanto de agua fría como de agua caliente,en especial en esta última son imprescindibles.

Los usos de las válvulas en las instalaciones hidráulicas (de plomería) se hacen de acuerdo a las


46

siguientes formas de localización:

1. Un grifo o llave de la componía suministradora de agua (servicio municipal) seinstala en la conexión con el servicio principal de suministro.

2. Una llave o grifo de contención se localiza cerca de la línea de contención deledificio o casa, con el propósito de proporcionar un medio de control del serviciodel agua al edificio o casa.

3. Una válvula de paso se instala a cada lado del medidor de agua, ya sea válvulade compuerta, válvula de globo o válvula de mariposa.

4. Si es necesario, una válvula de reducción de presión se puede instalar entre lasválvulas del medidor.

5. Se instala una válvula de paso sobre el suministro de agua fría hacia todos losequipos que usan agua caliente.

6. Se instala una válvula de silicio sobre todos los equipos para producir aguacaliente.

7. Todas las válvulas o grifos de umbral se deben proveer con una válvula de controlque se localiza dentro del edificio.

8. Todos los inodoros deben tener una válvula de control del accesorio y esto esrecomendable para la mayoría de los accesorios.

9. En los edificios de departamentos, cada departamento debe estar provisto deválvulas de corte para controlar los suministros de agua caliente y fría, y en losdepartamentos cada accesorio debe tener su propia válvula de control, parafacilitar los trabajos de reparación.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.20 Válvulas


47

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.21 Vista en corte (válvulas).

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.22 Llave de nariz.


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VÁLVULAS DE GLOBO

Una válvula de globo es del tipo comprensión, en lo cual el flujo del agua se controla por medio deun disco circular que es comprimido (forzado) sobre un anillo anular conocido como el "asiento"que cierra la apertura por la que circula el agua.

Esta válvula controla el flujo de un fluido por medio de un disco circular que es forzado sobre unasiento.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.23 Partes de una válvula de globo.

VÁLVULA DE ÁNGULO

Una válvula de ángulo es un tipo de válvula de globo en la cual las aperturas de entrada y salidaestán a un ángulo de 90° una con respecto a la otra, estas válvulas ofrecen menor resistencia que

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.24 Partes de una válvula de ángulo.


49

las de globo, usando codos externos de 90°.

Una válvula de ángulo es un tipo de válvula de globo en la cual las aperturas de entrada y salidaestán a á de 90°, una con respecto a la otra. Se recomienda en instalaciones que requieren defrecuentes operaciones de cierre y/o apertura.

VÁLVULAS DE COMPUERTA

Las válvulas de compuerta son válvulas que controlan el flujo de un fluido que se mueve a travésde la válvula; se hace por medio de una compuerta como un disco plano que presiona sobre lasuperficie lisa conocida como asiento dentro del cuerpo de la válvula

En las válvulas tipo compuerta, cuando el disco está en la posición de abierto se permite el pasolibre y directo del flujo, por eso se conocen también como de flujo completo. Las válvulas decompuerta son de las más usadas en las instalaciones hidráulicas en donde se requiere que esténtotalmente abiertas o cerradas.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.25 Tipos de válvulas de compuerta.

VÁLVULA DE GLOBO

Una válvula de globo es del tipo compresión en la cual el flujo de agua se controla por medio de undisco circular, que es comprimido (forzado) sobre un anillo anular conocido como el "asiento" quecierra la apertura por la que circula el agua.


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Esta válvula controla el flujo de un fluido por medio de un disco circular que es forzado sobre unasiento.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.26 Partes de una válvula globo.

VÁLVULAS DE SELLO

Una válvula de sello es una válvula que permite el flujo del agua en una sola dirección y cierra enforma automática para prevenir el flujo inverso, éstas válvulas ofrecen una reacción rápida a loscambios en la dirección del flujo. Están disponibles en dos versiones: de sello oscilante y con selloelevador.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 3.27 Las válvulas de sello permiten el flujo de un fluido en una sola dirección.

3.4 Abrazaderas

Son piezas muy utilizadas en instalaciones de cualquier tipo, es utilizada para asegurar una tuberíaciñéndola, o para mantenerla unida una tubería con otra, también sirve para sujetar las tuberíascuando están suspendidas de alguna plataforma.

Las abrazaderas pueden ser fierro fundido ó hechizas. A continuación algunos tipos deabrazaderas:


51

Fuente: REGLAMENTO NAL. DE INST. SANITARIAS, 1994Fig. 3.28 Abrazaderas y soportes de tuberías.

MTIPO D

TIPO A

L

L

Ø

Ø

L

L

TIPOS A,B,C,U, PARASUJECIÓN DE TUBERÍASDE FF. Ó PVC.

COLGADOS, TIPOS D,E y GPARA SUJECIÓN VERTICALDE TUBERÍAS FF. Ó PVC.Ø

REDONDOHIERROPLETINA

M

Ø

TIPO E

Ø

APLICACIÓN

TIPO G

Ø

AJUSTE

PLETINA

TIPO B

Ø

PLETINA

TIPO F

PLETINA

COLGANTE Ø

TIPO U

TIPO C

Capítulo IV Diseño y Cálculo para el Suministro de Agua Fría y Caliente

53

Diseño y cálculo para elsuministro de agua fría y caliente

4.1 Definiciones

Estas definiciones son usadas en casi todas las normas y reglamentos:

Acometida: Es la tubería de conexión comprendida entre la red publica de agua y el medidor.

Agua potable: Es la que por su calidad química, física y bacteriológica, es apta para el consumohumano.

Aguas negras: Son aguas de abastecimiento de una población, después de haber sidoimpurificadas por diversos usos.

Aguas negras domésticas: Son las aguas que contienen desechos humanos y animales,provenientes de inodoros y urinarios.

Aguas servidas domésticas: Son aguas provenientes de los desagües de todos los artefactossanitarios, a excepción de los inodoros y urinarios.

Aguas residuales Industriales: Son las aguas de desechos provenientes de los procesosindustriales.

Aguas pluviales: Son las aguas provenientes de las lluvias que se escurren superficialmente portechos, patios y jardines.

Alcantarillado sanitario: Es el alcantarillado que se encuentra dentro del perímetro que limita unapropiedad y funciona en servicio exclusivo de ella, o en algunos casos de propiedades vecinas(servidumbre).

Alcantarillado pluvial domiciliario: Son las tuberías, cámaras y bajantes destinadas solamente arecoger y eliminar las aguas provenientes de lluvias.

Artefacto sanitario: Elemento de fabricación especial para uso de Instalaciones Sanitarias.

Artefactos de uso privado: Son aquellos instalados en viviendas, oficinas o locales que estándestinados a ser utilizados por un número reducido de personas.

Artefactos de uso publico: Los que pueden ser utilizados sin restricciones, por cualquier persona,en locales públicos.

Batería de artefactos: Es cualquier grupo de artefactos sanitarios similares y adyacentes quetiene una misma tubería de abastecimiento de agua, y descargan en el mismo ramal.

Bajantes: Son las tuberías verticales que conducen las aguas negras o pluviales desde un nivel

IV


54

superior a otro inferior.

Caja de registro: Caja destinada a permitir la inspección y limpieza de la tubería de descarga.

Cámara desgrasadora: Es un receptáculo que retiene las grasas, espumas y en general, lassubstancias más livianas que el agua.

Caja interceptora: Es una caja de plomo, PVC o cemento (en planta baja), provista de cierrehidráulico (sifón) que sirve para conectar dos o más tuberías de artefactos sanitarios con el ramalde descarga o con las bajantes.

Cámara de inspección: Es una cámara destinada a conectar dos o más tubos de alcantarillado,que hace posible los cambios de dirección, inspecciones, destaponamientos y limpieza de latubería.

Colector: Es la tubería de alcantarillado público, ubicada en la calle1 que recoge los desagüessanitarios o pluviales de los edilicios.

Cámara séptica: Es un depósito, debidamente impermeabilizado, destinado a transformar químicay biológicamente las materias fecales.

Calentador: Artefacto en el cual el agua es calentada mediante el empleo de una fuente de caloradecuado.

Campana: Parte externa ensanchada de la tubería o accesorios en el que se introduce la espiga.

Caudal: Cantidad de líquido o fluido que pasa por una sección de una tubería en la unidad detiempo.

Cierre hidráulico: Es un accesorio diseñado y construido para mantener un sello hidráulico enconexión con aparatos sanitarios, de modo que impida el paso de gases o insectos a los ambientesinteriores.

Conexión cruzada: Conexión física entre dos sistemas de tuberías, uno de los cuales contieneagua potable y el otro agua de calidad desconocida.

Conexión domiciliaria de agua potable: Tramo de tubería comprendida entre la matriz pública yel medidor, dispositivo de regulación o limite de la propiedad.

Conexión domiciliaria de alcantarillado: Tramo de tubería comprendida entre la ultima cámarade inspección del inmueble y el colector público.

Tubería principal de ventilación: Tubería vertical del sistema de alcantarillado, sanitario de unedificio de uno o varios pisos, que se coloca para evitar presiones negativas en las bajantes.

Equivalencia Hidráulica: Unidad de comparación de gasto:La equivalencia Hidráulica (1) "uno" es la descarga de 0,45 l/s.

Espiga: Extremo de la tubería o accesorios que se introduce en la campana.

Flotador: Dispositivo hueco, liviano que se mantiene en la superficie del agua y que se utiliza paramantener el nivel del liquido de un depósito.

Fundo sirviente: Es el inmueble por donde pasa el alcantarillado o cañerías de agua potable paraservir a otra propiedad.


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Golpe de ariete: Aumento anormal de la presión, que se produce sobre las paredes de la tuberíaque conduce agua o sobre las válvulas de interrupción (compuerta, retención, etc.) cuando lavelocidad de flujo es reducida bruscamente.

Grasas (Separador o Interceptor): Depósito cerrado que permite la separación de las grasas delas aguas residuales por diferencia densidad.

Hidrómetro o medidor de caudal: Dispositivo destinado a medir el consumo de agua en unpredio.

Llave de paso:Es un dispositivo que permite impedir o dar paso al agua y se ubica en un lugaradecuado que facilita las labores de reparación, aislando un tramo o sector del sistema.

Montante: Tubería vertical de un sistema de agua potable.

Presión de servicio: Es la presión requerida para que el agua llegue al punto más desfavorabledel sistema.

Presión disponible: Es la que se dispone en una tubería.

Presión estática: Es la presión producida por la acción de la gravedad debido a un desnivel entredos puntos de un sistema cuando no hay flujo.

Presión dinámica: Es la presión estática, menos la pérdida de carga producida en el tramorespectivo, en el momento del flujo máximo.

Rebose: Tubería o dispositivo destinado a evacuar eventuales excesos de agua en los depósitos.

Nivel de rebose: Es el correspondiente al nivel de descarga del exceso de agua que ingresa a undepósito o artefacto sanitario.

Ramal de descarga: Tubería que recibe directamente efluentes de artefactos sanitarios.

Ramal de desagüe: Tubería que recibe efluente de un ramal de descarga.

Ramal de agua: Tubería que abastece de agua, una salida aislada o, dentro de los límites delambiente respectivo, un baño o grupos de artefactos sanitarios.

Ramal de ventilación: Tubo de ventilación secundario o individual.

Ruptor de vacío: Dispositivo destinado a evitar el reflujo de agua, por acción mecánica.

Registro: Dispositivo para inspección y desobstrucción de tuberías.

Rejilla de piso: Elemento dotado de colador y sello hidráulico destinado a recoger aguas servidasde baños, cocinas, etc.

Sistema de alimentación directa: Suministro de agua a los puntos de consumo aparatossanitarios directamente, por la presión de la red pública.

Sistema de alimentación indirecta: Suministro de agua a los puntos de consumo (artefactossanitarios) cuando no es directamente por la presión de la red pública.

Sifonaje: Es la ruptura del sello hidráulico del sifón de un aparato sanitario, como resultado de lapérdida del agua contenida en ella.


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Sumidero: Accesorio dotado de colador y sello hidráulico destinado a recoger aguas pluviales depatios, jardines, techos, etc.

Tanque bajo o cisterna: Depósito de agua intercalado entre el medidor y el motor - bomba,ubicado en la planta baja o sótano de un edificio.

Tanque elevado: Depósito de agua ubicado en la parte más alta de un edificio.

Tubería matriz: Es la tubería pública de la cual se hacen las conexiones domiciliarias.

Tubería de succión: Tubería comprendida entre la boca de succión de la bomba y el colador.

Tubería de impulsión: Tubería comprendida entre la descarga del equipo de bombeo y el tanqueelevado.

Tubería de aducción: Tubería comprendida entre el medidor y la tubería de la red pública o entreesta y el tanque elevado si no existe equipo de bombeo, o entre esta y el tanque bajo o cisterna siexiste equipo de bombeo.

Tubería de distribución: Tubería destinada a llevar agua a todas las salidas y artefactossanitarios de una edificación, comprendiendo alimentadores y ramales.

Tubo de ventilación: Tubería ascendente destinada a permitir el acceso del aire atmosférico alinterior de los sistemas de desagüe y la salida de gases de esos sistemas, así como a impedir laruptura del sello hidráulico de las trampas o sifones sanitarios.

Tubo ventilador Primario: Tubo ventilador que tiene una extremidad abierta situada encima deltecho del edificio.

Tubo ventilador Secundario: Tubo ventilador que tiene el extremo superior, ligado a un tuboventilador primario, a una columna de ventilación, o a otro tubo ventilador secundario.

Tubo ventilador de Circuito: Tubo de ventilación secundario, Iigado a un ramal de desagüe ysirviendo a un grupo de aparatos sin ventilación individual.

Tubo ventilador individual: Tubo ventilador secundario, ligado al sifón del tubo de descarga de unaparato sanitario.

Tubo ventilador suplementario: Tubería que une un ramal de desagüe al tubo ventilador delcircuito correspondiente.

Válvula de seguridad o reguladora de presión: Dispositivo destinado a evitar la elevación de lapresión por encima de determinado límite.

4.2 Conexión de la tubería principal

Antes de conectar la instalación de un edificio a la tubería principal, es necesario avisaroportunamente a la autoridad local correspondiente, en nuestra ciudad a SEMAPA.

La conexión a la tubería principal y la colocación de la tubería de comunicación suele ser efectuadapor la autoridad correspondiente a expensas del propietario del edificio. Cuando la autoridad localpermite que un contratista tienda el tubo de comunicación, aquella suele hacer la conexión a latubería principal, también a expensas del propietario. La autoridad local debe inspeccionarcualquier tubería subterránea antes de ser puesta en funcionamiento.


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A fin de permitir el asentamiento de la tubería de comunicación se hace un codo en el sitio, en estase conecta con la tubería principal. En la figura 4.1 muestra como la tubería de comunicación seconecta con al tubería principal y se tiende bajo suelo.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.1 Conexión de la tubería principal de agua.

4.3 Necesidades mínimas para los tipos de artefactos en diferentes tipos de establecimientos

El número y tipo de artefactos sanitarios que deben ser instalados (según el ReglamentoNacional de Instalaciones Sanitarias) en los cuartos de baños, cocinas y otras dependencias seránproporcionales al número de personas servidas y según uso a que se los destine de acuerdo con lorequerido en los puntos siguientes:

• USO DE ARTEFACTOS DE BAJO CONSUMO

Considerando que cada vez es más difícil disponer de agua en forma continúa y permanente yque las nuevas obras requieren grandes inversiones, se hace necesario reducir el consumo deagua, sin disminuir los niveles de bienestar de la población y sin modificar las actividadesproductivas.

Haciendo una comparación entre Artefactos de Tipo Convencional y los de Bajo Consumo setiene la siguiente relación en cuanto al volumen y gastos utilizados:


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Tabla 4.1 CONSUMO DE ARTEFACTOS SANITARIOSARTEFACTOS O

ACCESORIOSTIPO

CONVENCIONAL BAJO CONSUMO

InodoroDuchasGrifo de lavamanosGrifo de lavaplatos

15 a 20 lt/descarga14 lt/min 8 lt/min10 lt/min

6 lt/descarga7 lt/min4 lt/min4 lt/min

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D., 1994

Por tanto, con el objeto de realizar un uso eficiente del agua se recomienda la utilización deartefactos de bajo consumo en toda construcción nueva y en lo posible la sustitución de losartefactos tradicionales instalados de acuerdo a normas regionales en vigencia.

Toda vivienda o departamento estará dotado por lo menos, de un cuarto de baño con inodoro,lavamanos y ducha. La cocina dispondrá de un fregadero o lavaplatos y en sitio aparte, unalavandería.

Los edificios o locales destinados a los siguientes fines, deberán dotarse de cuartos de bañoen la forma, tipo y numero que se especifica a continuación:

OFICINAS Y LOCALES PARA COMERCIO:En cada local con área de hasta 60.00 m2, se dispondrá por lo menos de un cuarto de bañodotado de inodoro y lavamanos.

En locales con área mayor de 60.00 m2, se dispondrá de cuartos de baños separados parahombres y mujeres, dotados cada uno de los artefactos sanitarios que indica la siguiente tabla4.2.Para el cómputo de personas, se toma una por cada 10.00 m2 de área de piso.

Tabla 4.2 N° DE INODOROS Y LAVAMANOS POR EL N° DE PERSONASNÚMERO

DEPERSONAS

INODOROS LAVAMANOS

Hasta 1516 a 3536 a 6061 a 9091 a 125más de 125

12345

Uno adicionalpor cada 40personas ofracción

12233

Uno adicional porcada 45 personas ofracción


En todo cuarto de baño para hombres, podrán sustituirse inodoros por urinarios hasta un límitetal, que el número de inodoros, no baje de las 2/3 partes del número que fija la tabla anterior.

Cuando se proyecta usar cuartos de baño comunes, se cumplirán los siguientes requisitos:

a) Se proyectarán cuartos de baño separados para hombres y mujeres, ubicados en lugaraccesible a todos los locales por servir.

b) La distancia entre cualquiera de los locales comerciales y los cuartos de aseo, no


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podrá ser mayor de 30.00 m en sentido horizontal. No podrá mediar mas de un piso,en sentido vertical.

c) El número de piezas sanitarias que deben ser instaladas, se regirá por las siguientestablas:

Tabla 4.3 CUARTO DE ASEO PARA VARONES AREA TOTALDE LOCALES

EN m2

NÚMERO DEINODOROS

NÚMERO DEURINARIOS

NÚMERO DELAVAMANOS

Hasta 200De 201 a 500De 501 a 1000

122

112

122


Tabla 4.4 CUARTO DE ASEO PARA MUJERESAREA TOTALDE LOCALES

EN m2

NÚMERO DEINODOROS

NÚMERO DELAVAMANOS

Hasta 200De 201 a 500De 501 a 1000

234

122

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D. , 1994 INDUSTRIAS:

Se dispondrá de cuartos de baño separados para obreros y obreras dotados de piezassanitarias de acuerdo a las siguientes tablas:

Tabla 4.5 CUARTO DE ASEO PARA VARONES EN INDUSTRIASOBREROS INODOROS URINARIOS LAVAMANOS DUCHAS

1 a 1516 a 3031 a 5051 a 7576 a 100

12223

11122

12234

12345

Mayor de 100 Un inodoro, un urinario, un lavamanos y una ducha adicionalpor cada 25 hombres o fracción.

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D. , 1994

Tabla 4.6 CUARTO DE ASEO PARA MUJERES EN INDUSTRIASOBRERAS INODOROS LAVAMANOS DUCHAS

1 a 1516 a 3031 a 5051 a 75

1235

1223

1235

Mayor de 100 Un inodoro, un lavamanos y una ducha adicional porcada 35 mujeres o fracción.


Los empleados de oficina, dispondrán de locales de aseo separados, de acuerdo con el


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inciso de oficinas y locales para comercio.

Cuando la industria ocupe un área muy extensa o varios edificios, los cuartos de aseo serándistribuidos en varios grupos, de acuerdo al número de personas servidas, pudiéndoseconcentrar las duchas en el vestuario o en un grupo de aseo central.

RESTAURANTES, CAFETERÍAS, BARES, FUENTES DE SODA Y SIMILARES:Los locales con capacidad hasta de 15 personas, dispondrán por lo menos, de un cuarto deaseo dotado de un inodoro y un lavamanos. Cuando la capacidad sobrepase de 15personas, dispondrán de cuartos separados para hombres y mujeres, de acuerdo con lasiguiente tabla:

Tabla 4.7 CUARTO DE ASEO PARA RESTAURANTES Y SIMILARESHOMBRES MUJERESCAPACIDAD

DE PERSONAS INODOROS URINARIOS LAVAMANOS INODOROS LAVAMANOS

16 a 6061 a 150Por cada 100adicionar

121

121

121

121

111


La capacidad del local se calculará considerando 1.50 m2 de área útil por persona.

Estos cuartos de aseo podrán ser utilizados por los empleados siempre que no sean más de 5personas. Para una cantidad mayor, deberán proveerse de cuartos de aseo separados deacuerdo con lo estipulado en el inciso de oficinas y locales para comercio.

ESCUELAS PRIMARIAS:Se dispondrá de cuartos separados para varones y mujeres de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.8 CUARTO DE ASEO EN ESCUELAS PRIMARIASNiñosNiñosNiñas

Ambos sexos

InodorosUrinariosInodoros

Lavamanos

1 por cada 401 por cada 301 por cada 301 por cada 50


Los lavamanos se instalarán de manera que su borde quede a una altura de 63 – 75 cmsobre el nivel del piso. Adicionalmente se instalarán cuartos de aseo para los maestros,separados para ambos sexos. El número de piezas sanitarias se calculará de acuerdo a lastablas 4.5 y 4.6.

ESCUELAS SECUNDARIAS, UNIVERSIDADES:Regirá la misma proporción fijada en la tabla 4.8, salvo que para mujeres podrán reducirse losinodoros a 1 por cada 35.

RESIDENCIAS PARA ESTUDIANTES Y SIMILARES:Los cuartos de baño privados, destinados a servir a dormitorios hasta 4 personas, dispondránde inodoro, lavamanos y ducha.

En caso de que se disponga de cuartos de baño comunes, cada piso estará provisto de ellos,ubicados a una distancia no mayor a 30 m medidos en sentido horizontal del dormitorio másalejado.


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Cada uno de estos cuartos de baño, dispondrá de piezas sanitarias en proporción al númerode personas a ser servidas, de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.9 CUARTO DE ASEO EN RESIDENCIAS ESTUDIANTILES Y SIMILARES

HOMBRES1 Inodoro1 Lavamanos1 Ducha1 Urinario

Por cada 6 personasPor cada 3 personasPor cada 4 personasPor cada 10 personas

MUJERES1 Inodoro1 Lavamanos1 Ducha

Por cada 4 personasPor cada 3 personasPor cada 4 personas


Cuando se disponga de un lavamanos en cada dormitorio, la proporción de estos en cadacuarto de baño colectivo, será de uno por cada 6 personas.

CINES, TEATROS, AUDITORIOS, BIBLIOTECAS Y SITIOS DE REUNIÓN:Se proveerán de cuartos de aseo separados para hombres y mujeres, de acuerdo a lasiguientes tabla. A este fin se estimará que la mitad de la concurrencia máxima es integradapor hombres y el resto por mujeres.

Tabla 4.10 CUARTO DE ASEO EN TEATROS, AUDITORIOS Y SIMILARES

HOMBRESInodorosUrinariosLavamanos

1 por cada 1501 por cada 1501 por cada 150

MUJERES InodorosLavamanos

2 por cada 1501 por cada 150


Sitios cercanos a los camarines de los artistas, en los teatros y cine - teatros, se instalaránbaños separados para hombres y mujeres, con la instalación de inodoros, lavamanos yduchas.

Asimismo, inmediatamente adyacente a las casetas de proyección de los cines, se deberádisponer de un cuarto de aseo, con inodoro y lavamanos.

INSTALACIONES DE SERVICIO PARA VEHÍCULOS AUTOMOTORES:Se dispondrá de cuartos de aseo para el público separados para hombres y mujeres,dotados de las piezas sanitarias siguientes:

Hombres: 1 inodoro, 1 urinario y 1 lavamanos

Mujeres: 1 inodoro y 1 lavamanos

Para el personal empleado, deberá disponerse de aseo separados de los del público, como seespecífica a continuación:


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Tabla 4.11 CUARTO DE ASEO EN SERVICIO PARA VEHICULOS AUTOMOTORESNÚMERO DEEMPLEADOS INODOROS URINARIOS LAVAMANOS DUCHAS

1 a 1516 a 30

12

11

12

12


DEPÓSITOS DE ALMACENAMIENTOS DE MATERIALES Y EQUIPOS:Los depósitos de materiales y equipos, deberán disponer menos de un cuarto de aseo dotadode inodoro, urinario, y ducha. Cuando trabajen más de 16 personas, se seguirán lasespecificaciones del articulo Industrias.

Los locales donde se manipulan, preparan o envasan alimentos y bebidas, deberán estardotados de un número adecuado de fregaderos y lavamanos de acuerdo a las necesidadesmínimas a juicio de la Entidad Competente.

Para hoteles, el número de artefactos sanitarios a instalarse será determinado y aprobado porla Entidad Competente.

La implementación de hospitales se hará de acuerdo al número de camas y especialidadesque atiende.

Otra forma de determinación del número mínimo requerido de artefactos sanitarios, puederealizarse mediante el empleo de las siguientes tablas:

Tabla 4.12 NÚMERO DE ARTEFACTOS NECESARIOS EN LAS INSTALACIONESSANITARIAS EN RELACIÓN CON EL NÚMERO DE PERSONAS QUE SIRVEN

NÚMERO DE ARTEFACTOSNÚMERO DEPERSONAS INODOROS URINARIOS

LAVATORIOSO

VERTEDEROSDUCHAS

1 a 1011 a 2021 a 3536 a 6061 a 9091 a 120121 a 160161 a 200201 a 250

123456789

--1234567

123345678

123345678

Mas de 250, un artefacto mas de cada tipo, por cada 60 personas enexceso.


NOTA: Para las instalaciones destinadas a mujeres, los urinarios se sustituirán porinodoros, aumentándose al número de inodoros que se hubiera obtenido.

Cuando no se puede establecer la capacidad de un local, el número de personasse calculará por el factor de ocupación dado por la siguiente tabla, donde:


63

N° de personas = X m2 x factor

Tabla 4.13 FACTOR DE OCUPACIÓN DE INMUEBLES PARA CALCULAR SU CAPACIDAD

DESTINO O USO DEL LOCALX EN METROSCUADRADOS

PORPERSONA

• Sala de conferencia, sala de asamblea, auditorio, teatro, cine,sala de espectáculos en general.

• Establecimiento de instrucción (excluyendo los patios).• Restaurante, confitería, bar, cantina, local de expendio de

comidas, salón de baile y similares, pileta de natación.• Sala de exposición, museo, club nocturno, gimnasio, sala de

palitroque, local deportivo cerrado sin afluencia de público.• Cuartel, convento, hospital, biblioteca, oficina particular, local de

atención al público.• Conventillo, casa de arriendo por piezas sueltas, internado.• Establecimiento industrial, fábrica, local de trabajo, mercado,

local para feria y similares.

11 ½

3

5

812

16


4.4 Sistemas de alimentación de agua potable

Existen varios sistemas de alimentación entre los cuales mencionaremos tres de los masimportantes sistemas: directos, indirectos, mixtos. Según las disposiciones de las autoridadescorrespondientes.

4.4.1 Sistemas directos

En los sistemas directos, todos los aparatos e instalaciones reciben agua fría que provienedirectamente de la tubería principal.

Para "alimentar" el sistema de suministro de agua caliente, suele ser necesaria una cisterna dealimentación.

Con ciertos tipos de calentadores de agua eléctricos o de gas que reciben agua directamente de latubería principal, no se requiere una cisterna de alimentación, con lo que se simplifica el sistema.

Además se presenta cuando la red pública es suficiente para servir a todos los puntos de consumoa cualquier hora del día. El suministro de la red pública debe ser permanente y abastecer adirectamente a toda la instalación interna, en la figura 4.2 se muestra un ejemplo de instalacióndirecta. Este tipo de sistema tiene ventajas y desventajas.

Ventajas:

• Menos peligro de contaminación de abastecimiento interno de agua.• Los sistemas son económicos.• Posibilidad de medición de los caudales de consumo, con mas exactitud.

Desventajas:• No hay almacenamiento en caso de paralización del suministro de agua.


64

• Abastecen solo edificios de baja altura (2 a 3 pisos) por lo general.• Necesidad de grandes diámetros de tubería para grandes instalaciones.• Posibilidad de que las variaciones horarias afecten el abastecimiento en los puntos de consumo

mas elevado.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995Fig. 4.2 Sistema de abastecimiento directo.

TANQUE ELEVADO POR ALIMENTACIÓN DIRECTA:En el presente caso durante algunas horas del día o de la noche como cosa general se cuenta conpresión suficiente en la red pública para llenar el depósito elevado y desde aquel se da servicio porgravedad a la red interior.

La ventaja de este sistema es que no requiere equipo de bombeo.

Las desventajas son que el tanque elevado no llegue a llenarse por variación de presiones en lared pública o que la demanda real sea mayor que la estimada y que el tanque se vacíe antes deltiempo considerado.

Para evitar esto es necesario un estudio adecuado de la dotación o bien una sobre estimación dela capacidad del tanque elevado, lo que resulta no económico y el incremento de peso muertosobre la estructura del edificio figura 4.3.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995Fig. 4.3 Tanque elevado por alimentación directa


65

4.4.2 Sistemas indirectos

Cuando la presión en la red pública no es suficiente para dar servicio a los artefactos sanitarios delos niveles más altos, se hace necesario que la red pública suministre agua a reservoriosdomiciliarios (cisternas y tanques elevados) y de éstos se abastece por bombeo o gravedad a todoel sistema.

Este tipo de sistema también tiene ventajas y desventajas.

Ventajas:

• Existe reserva de agua, para el caso de interrupción del servicio.• Presión constante y razonable en cualquier punto de la red interior.• Elimina los sifonajes, por la separación de la red interna de la externa por los

reservorios domiciliarios.• Las presiones en las redes de agua caliente son más constantes.

Desventajas:

• Mayores posibilidades de contaminación del agua dentro del edificio.• Requieren de equipo de bombeo.• Mayor costo de construcción y mantenimiento.

CISTERNA EQUIPO DE BOMBEO Y TANQUE ELEVADO:En este sistema el agua ingresa de la red pública a la cisterna, donde con un equipo de bombeo elagua es elevada al tanque elevado desde por gravedad se alimenta la red de agua interior.

Este sistema es adecuado cuando existe un correcto diseño en cuanto a capacidades de lacisterna y del tan que elevado tal como se muestra en la figura 4.4.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995Fig. 4.4 Cisterna, equipo de bombeo y tanque elevado


66

CISTERNA Y EQUIPO DE BOMBEO:En este caso la red de agua es conectada a una cisterna desde donde por intermedio de unabomba y un tanque hidroneumático se mantiene la presión en todo el sistema para grandesinstalaciones donde no se desea tanque elevado; se puede hacer este sistema instalándose sobrela cisterna bombas de velocidad variable o velocidad constante, con equipos de control.

Para fines de diseño de la red interior, este sistema es igual al directo en lo referente al cálculo delas tuberías de la red de distribución.

Para edificios altos es importante anotar que cuando se usa el sistema hidroneumático es costoso,por eso no conviene usarlo.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995Fig. 4.5 Cisterna y equipo de bombeo.

Ventajas:

• Presión adecuada en todos los puntos de consumo.• Fácil instalación.• Sistema económico en lo referente a tuberías que resultan ser de menores longitudes y

diámetros.• Evita los tanques elevados.

Desventajas:

• Cuando se interrumpe el fluido eléctrico sólo trabaja el hidroneumático poco tiempo,cortándose luego el servicio.

4.4.3 Sistema mixto

Cuando las presiones en la red pública lo permitan, los pisos o niveles inferiores pueden ser


67

alimentados en forma directa y los superiores en forma indirecta, tal como se puede apreciar en lafigura 4.6.

Este sistema tiene la ventaja de que se requieren capacidades de cisterna y tanque elevado máspequeñas que en el método indirecto, lo mismo que bombas de menor capacidad.

“En los caso de sistemas alimentados por gravedad en tanque elevado, es muy frecuente cuandono se le puede dar la altura necesaria al tanque elevado, que las presiones logradas para losniveles superiores sean insuficientes para el normal funcionamiento de los aparatos sanitarios. Enestos casos es necesario el uso de un equipo de bombeo para dar servicio a los últimos dos o tresniveles como un sistema separado, aunque siempre es necesario que estén ambos sistemasinterconectados para los casos de falta de energía eléctrica o reparación del hidroneumático”.

Este sistema se emplea también algunas veces para los casos de redes de incendio alimentadasdesde el tanque elevado.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995Fig. 4.6 Sistema mixto.

4.5 Prevención del contrasifonaje

El contrasifonaje es el contraflujo de agua, posiblemente contaminada, hacia la tubería desuministro de agua potable. Para que ocurra el contrasifonaje es necesario que exista una presiónnegativa o vacío parcial en la tubería conectada a una instalación o aparato cuya salida estasumergida en agua, la cual puede estar contaminada. Esto sucede cuando la demanda sobre latubería principal es suficiente para succionar el agua de la tubería conectada a un aparato, dejandoasí atrás un vacío parcial. De esta manera se crea una acción sifónica que permite que una partedel agua contaminada del aparato circule de vuelta hacia la tubería principal.


68

Los reglamentos de las autoridades indican que los sistemas de agua fría se deben instalar demodo que se evite el contrasifonaje. Para ello, es necesario observar los siguientes puntos:

1. Las válvulas de flotador en las cisternas deben estar por arriba del tubo de nivelconstante; y si se instala un tubo silenciador, debe descargar el agua por encima de laválvula de flotador mediante un aspersor.

2. Las salidas de los grifos conectados a las instalaciones o aparatos sanitarios debenestar lo suficientemente arriba de nivel de control del aparato.

3. Los depósitos de retretes deben alimentarse desde una cisterna de almacenamiento.

4. Los aparatos con entradas para agua a baja altura, por ejemplo los bidés y ciertostipos de aparatos para hospitales, deben ser alimentados por una cisterna dealmacenamiento y nunca directamente por la tubería principal (a consideración).

4.6 Precauciones para el daño causado por heladas

Los reglamentos de las autoridades sanitarias indican que los tubos de servicio subterráneos sedeben tender a una profundidad mínima de 760 mm como precaución contra heladas. Los tubos deservicio también deben entrar al edificio a una profundidad mínima de 760 mm y continuar a travésde un muro interno por lo menos a 600 mm de distancia de la cara interior de cualquier muro ex-terno. El tubo de servicio debe ir directamente hacia la cisterna y mantenerse por lo menos a 2 mde sus aleros.

Los tubos de nivel constante de la cisterna deben colocarse de manera que eviten la entrada deaire frío. Esto se consigue al inclinar el tubo de manera que su orificio de salida quede a unos 50mm por abajo del nivel del agua. Es necesario colocar válvulas de purga de modo que todas laspartes de la instalación puedan ser desaguadas. Las cisternas deben estar bien aisladas ocolocarse dentro de un cuarto aislado.

4.7 Instalación de cisternas

Una cisterna debe ser estancada, resistente y estar hecha de plástico, acero galvanizado, asbesto- cemento u hormigón. Debe colocarse a una altura tal que pueda llenarse completamente yproporcione suficiente agua a los aparatos e instalaciones. Asimismo, debe estar en un sitio dondesea fácil revisarla y limpiarla. Una cisterna debe contar con una tapadera contra polvo, pero nohermética, y debe estar protegida contra daño por heladas.

CAPACIDAD REQUERIDA:Existen dos métodos para la determinación de la capacidad de almacenamiento:

a) Mediante una curva de demanda (método gráfico - estadístico).

b) Mediante la dotación (práctica usual).

El primer método no es práctico y no se aplica en el diseño, ya que la curva de demanda sólopuede ser conocida cuando el edificio está construido. Este método sirve mas bien parainvestigación y poder hacer las variaciones necesarias en el método de la dotación.

Investigaciones realizadas al respecto en edificios consideran como adecuado paraalmacenamiento, sin incluir reserva de incendio, una capacidad mínima igual a la dotación diaria(100%). Se considera deseable un almacenamiento del 125% de la dotación.


69

Es decir, cuando se usa un solo tanque (Cisterna o tanque elevado) en éste debe almacenarse eltotal previsto.

En el caso que se utilice cisterna y tanque elevado las capacidades deben ser por 1 día:

Tanque Elevado 1/3 DotaciónCisterna 2/3 Dotación

Algunas recomendaciones indican lo siguiente:

a) Cuando sólo exista tanque elevado su capacidad será cuando menos igual a la dotación diarianecesaria con un mínimo absoluto de 1000 litros.

b) Cuando sólo exista cisterna, su capacidad será cuando menos igual a la dotación diaria, conun mínimo absoluto de 1000 litros.

c) Cuando se emplee una combinación de cisterna, bombas de elevación y tanque elevado, lacapacidad de la cisterna no será menor de las 3/4 partes del consumo diario y la del tanqueelevado, no menor de 1/3 de la dotación, cada uno de ellos con mínimo absoluto de 1000 litros.

Esta consideración hace que el almacenamiento de cisterna y tanque elevado juntos para unadotación mínima de 1000 litros sea de aproximadamente 1083.3 litros de la dotación diarianecesaria.

Ejemplo:

La dotación diaria para una escuela es de: 58350 litros.

De acuerdo con el método que se emplee como sistema de agua las alternativas dealmacenamiento son:

a) Cisterna sola

Capacidad 58350 litros = 58.350 m3

b) Tanque Elevado solo

Capacidad 58350 litros = 58.350 m3

c) Cisterna y Tanque elevado

Capacidad Cisterna = 2/3 x 58350 litroso sea 38900 litros = 38.9 m3

Capacidad tanque Elevado = 1/3 x 58350 litros = 19450 litros.o sea 19450 litros = 19.45 m3

Se entiende que estas cantidades son la capacidad útil de la cisterna o tanque elevado o sea deagua, por lo tanto la capacidad total es mucho mayor, como se verá más adelante.

4.7.1 Dimensionamiento de la cisterna y del tanque elevado.

Para el dimensionamiento de los tanques de almacenamiento se deben tomar en cuenta una seriede factores:


70

• Capacidad requerida.• Espacio disponible.• Distancia vertical entre el techo del tanque y la superficie libre del agua entre 0.30 y 0.40m.• La distancia vertical entre los ejes de tubos de rebose y de entrada de agua no debe ser menor

a 0.15 m.• La distancia vertical entre el eje de tubos de rebose y el máximo nivel de agua, nunca debe ser

menor a 0.10 m.

Las formas de los tanques de almacenamiento pueden ser circulares, rectangulares o cuadrados.Cualquier forma es buena, sólo que es conveniente indicar que la altura de agua no debe ser en loposible menor de 0.80 m.

El dimensionamiento depende mucho del espacio disponible existente en los planosarquitectónicos del edificio.

UBICACIÓN.

La ubicación de los tanques de almacenamiento juega mucho con las facilidades que proporcioneel ingeniero que efectúa los planos arquitectónicos.Como simple especulación se indican algunas ubicaciones más factibles, dadas por la experienciade algunos ingenieros.

LA CISTERNA

• En patios de servicio, alejada en lo posible de dormitorios u oficinas de trabajo.• En la caja de la escalera. Esto permite colocar los equipos de bombeo bajo la escalera.• Jardines.• Pasadizos.• Garajes.• Cuartos especiales.

Lo importante es buscar siempre la independencia del sistema, es decir de fácil acceso encualquier momento.

EL TANQUE ELEVADO

• Sobre la caja de la escalera.• Lo más alejado del frente del edificio por razones de estética.• Si es posible en la parte céntrica de los servicios a atender.• Debe ubicarse a una altura adecuada sobre el nivel de azotea ó estructura adicional a fin de

que se garantice una presión de 3.50 mca en el aparato más desfavorable.

4.7.2 Aspectos constructivos

Los tanques de almacenamiento deberán ser construidos preferentemente de concreto armado. Espermitido el uso de ladrillos revestidos de mortero de cemento con impermeabilizante para lasparedes, siempre que la altura de agua no sea mayor de 1 m

No es conveniente la construcción de tanques con paredes de bloques de concreto o arcilla. Todopaso de tuberías a través de paredes o fondos de los tanques deberá fijarse previamente elvaciado de los mismos, mediante tuberías con extremos roscados que sobresalgan 0.10 m a cada


71

lado y que lleven soldada en la mitad de su largo, con soldadura corrida, una lámina metálicacuadrada de no menos de 1/8” de espesor y cuyo lado tenga como mínimo 0.10 m más que eldiámetro del tubo.

Fuente: PROPIAFig. 4.7 Detalle estructural de un tanque elevado.

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D., 1994Fig. 4.8 Detalle de un tanque elevado.

TU

BE

RIA

SA

LID

A A

LA

RE

D Ø

3"

TU

BE

RIA

RE

BO

SE

Y L

IMP

IEZ

A F

.G.

Ø 2

1/2

"D E L A B O M B A

P V C Ø 3 "R E B A L S E

A L A R E D Ø 3 " P V CC A M A R A

TU

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IM

PU

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ION

F.G

.Ø 2

1/2

"

Ø = 2 "V E N T IL A C IÓ N

R ,22

P O B R EH O R M IG Ó N

T A N Q U E E LE V A D O D E A G U A

FLO TA D O R M ÍN IM O 10cmP O R E N C IM A D E L R E C IB O

V Á LV U LA

B O C A D E IN S P E C C IÓ N N OM E N O R D E 60 x 60 cm

P E N D IE N TE

TU B E R ÍA D E R E B O S E V A A L S IS TE M A

P LU V IAL

TU B E R ÍA D E L IM P IE ZA

C O N LLA V E D E P A S O ,

P U E D E C O N E C TA R S E

A LA TU B E R ÍA D E

R E B O S E

P E N D IE N TE D E L FO N D O 2%

C O LA D O R

LLpLLp

LLp

AD

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NR

ED

DE

DIS

T.

0 .10

V A R IA B LE

0.05

0 .10

TA P A M E TÁ LIC A

RE

BO

SE


72

Fuente: PROPIAFig. 4.9 Detalle una cisterna o tanque bajo.

4.7.3 Aspectos sanitarios

Existen algunas consideraciones que deben ser tomadas en el diseño de los tanques dealmacenamiento a fin de hacerlos sanitarios. Hay que indicar que la falta de tomar en cuenta estasconsideraciones ha motivado muchas veces epidemias de enfermedades de origen hídrico.

Estas consideraciones son las siguientes:

TAPA SANITARIA:

TUBERÍA DE SALIDA Ø 4"

BOCA DE ACCESO

ESCALERA DE F.G.Ø 1/2"C/30

LIMPIEZA Y REBOSE F.G. Ø 2"

TANQUE DE AGUA

VENTILACIÓN DE F.G. Ø 2"

PLANTA

TUBERÍA DE ENTRADA Ø 4" PVC

CEDAZO

TU B E R ÍA D E S ALID A Ø 2"

N IVE L TER R E N O

H ° A°

1 ,01

,36

1 ,01

N IV E L D E L A G U A

H ° S IM P LELO S A FO N D O

F .G . Ø 2"

C O R TE A -A '

LO S A TA P AV E N TILA C IO N Ø 2" F .G .

TU B ER ÍA D E IN G R ES O

F .G . Ø 4"


73

La tapa de cisterna o tanque elevado debe ser de la forma que se indica en la figura 4.10 a fin deevitar que las aguas de limpieza de pisos o aguas de lluvia penetren en los tanques. En caso queno se pueda hacer este tipo de tapa, se efectuará un diseño que impida el ingreso de agua exterior,para lo cual se elevarán los bordes sobre el nivel de la losa.

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995Fig. 4.10 Tapa sanitaria

TUBO DE VENTILACIÓN:

Este tubo permite la salida del aire caliente y la expulsión o admisión de aire del tanque cuandoentra o sale el agua. Se efectúa en forma de U invertido con uno de sus lados alargado más queotro que es el que cruza la losa del tanque. El extremo que da al exterior debe protegerse conmalla de alambre para evitar la entrada de insectos o animales pequeños.

REBOSES DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO:

a) REBOSE DE CISTERNA. El rebose del agua de la cisterna deberá disponerse al sistema dedesagüe del edificio en forma indirecta, es decir, con descarga libre con malla de alambre a finde evitar que los insectos o malos olores ingresen a la cisterna (ver figura 4.9).

b) REBOSE DE TANQUE ELEVADO. Igualmente el rebose del tanque elevado deberádisponerse a la bajante más cercana en forma indirecta, mediante brecha o interruptor de airede 5 cm de altura como mínimo. Para esto el tubo de rebose del tanque elevado se corta y a 5cm y se coloca un embudo de recepción del agua de rebose. (ver figura 4.8).

c) DIÁMETROS DEL TUBO DE REBOSE. Los diámetros de los tubos de rebose deberán estarde acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.14 DIÁMETRO DEL TUBO DE REBOSE

CAPACIDAD DELTANQUE DE

ALMACENAMIENTO

DIÁMETRO DELTUBO DE REBOSE

[PULGADAS]

Hasta 5000 litros5001 a 6000 litros6001 a 12000 litros12001 a 20000 litros20001 a 30000 litrosmayor a 30000 litros

22 ½3

3 ½46

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995

4.7.4 Capacidades de almacenamiento de agua contra incendio

Según el Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias el volumen de reservatendrá como mínimo 500 lts por piso, el mismo deberá ser almacenado en el tanque cisterna o


74

elevado.

Otras bibliografías recomiendan que en edificaciones los sistemas de lucha contra incendio sonobligatorios para aquellos mayores de 15 m de altura. El almacenamiento de agua de la cisterna otanque de agua para combatir incendios en estas edificaciones debe ser por lo menos de 15 m3.

Para el caso de edificaciones de más de 50 m de altura o plantas industriales, el almacenamientode agua no será menor de 40 m3 adecuándose el caudal al tamaño posible del incendio, según elgráfico para Agua Contra Incendios de Sólidos, que se acompaña.

Ahora bien, la decisión se la dejamos a criterio del ingeniero proyectista.

Q = Caudal del agua en l/s para extinguir el fuego.R = Volumen de agua en m3 necesarios para reservag = Factor de apilamiento

0.9 = Compacto0.5 = Medio0.1 = Poco compacto

RIESGO = Volumen aparente del incendio Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995

4.8 Hidrómetros

En edificios domésticos y semejantes, como en fábricas, hospitales, escuelas, terrenos paraconstrucción etc. Se requiere un hidrómetro. En la figura 4.11 se muestra el método para instalarun medidor en una tubería de servicio subterránea.

−300

R para g=0.1Q para g=0.1R para g=0.5

Q para g=

0.5

R para

g=0.9

Q par

a g=

0.9

RIESGO m3

−280

−260

−240

−40

−60

−90

−100

−120

−140

−160

−180

−200

−220

−5

−15−10

−20

3000

1000

200

400

600

800

2000

1200

1400

1600

1800

2600

5000

4000

3500

4500

6000

5500

−0

7,5−

0,0−2,5−5,0−

10−

20−

30−

40−

50−

60−

70−

80−

90−

R m3Q l/s


75

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.11 Instalación de un hidrómetro

4.9 Causas de contaminación

CONTRASIFONAJE.

El contrasifonaje ocurre cuando una reducción importante en la presión de una tubería principal desuministro público de agua provoca una reducción semejante en las tuberías de servicioconectadas a esa tubería principal. En consecuencia, en las salidas de los grifos y en las tuberíasde alimentación de instalaciones y aparatos como duchas, lavadoras, bidés, etcétera, puede ocurriruna presión negativa o vacío. Si la tubería de entrada a estos aparatos se sumerge en aguacontaminada, este agua será succionada hacia la tubería principal. Por consiguiente, el resultadodel contrasifonaje puede ser severo, y si la tubería principal de agua está contaminada, esta aguaserá redistribuida hacia otras casas, oficinas, hospitales, etc.Nota: la contaminación de suministros de agua potable también puede ocurrir debido al efecto de lafuerza de gravedad y al contraflujo por contrapresión.

CONTRAFLUJO POR GRAVEDAD.

Es semejante al contrasifonaje, aunque se distingue porque el agua fluye de vuelta hacia la fuentede suministro debido a que la presión del sistema se vuelve mayor que la presión de suministro.Esto ocurre cuando la presión de suministro disminuye debido a fallas en el sistema.

CONTRAFLUJO POR CONTRAPRESIÓN.

Esto ocurre cuando la presión del sistema es superior a la presión de la tubería principal debido aluso de una bomba.

4.10 Riesgos de contaminación

La contaminación por contraflujo se clasifica en tres tipos de riesgos (uno, dos y tres), de los cualesel primero es el más grave. En la tabla 4.15 se proporcionan la fuente de riesgo y los métodos deprevención.

0.50

Válvulas decierre

servicioTubería de

0.10

Tapa metálica

0.60 mínimo

Nivel del suelo

Hidrómetro

de cierre

Manpoetería en mortero cemento


76

Tabla 4.15 REQUISITOS PARA EVITAR EL CONTRAFLUJO

FUENTE DE RIESGO EJEMPLOS DE PROTECCIÓN RECOMENDADA

Riesgo clase 1Taza del retreteBidé

Cisterna de descarga aprobada e instalada correctamente Intervalode aire tipo A

Riesgo clase 2Grifos en fregaderos, etc.Grifos para manguerasLavadora de ropa

Intervalo de aire tipo ACombinación en línea de válvulas vacuorreguladora y de retenciónIntervalo de aire tipo B

Riesgo clase 3Grifo mezclador de aguacaliente y fríaAblandador de aguadoméstico

Cualquiera de los dispositivos anteriores, una válvula de retención ouna válvula vacuorreguladora en líneaCualquiera de los dispositivos anteriores, una válvula de retención ouna válvula vacuorreguladora en línea

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998

INTERVALO DE AIRE TIPO A (figura 4.12). Para que exista un intervalo de esta clase, debehaber una disposición de aparatos e instalaciones en la que:

a) el agua sea descargada en una cisterna, recipiente u otro aparto o instalación quecuente en todo momento con un nivel de rebosamiento abierto;

b) la tubería de descarga hacia esa cisterna, recipiente u otro aparato o instalación paracontener agua no debe estar obstruida.

c) el agua de descargue hacia la cisterna, recipiente u otro aparato o instalación en unángulo no mayor de 15° con respecto a la vertical; y

d) la distancia entre el nivel de rebosamiento de esa cisterna, recipiente u otro aparato oinstalación y el punto mas bajo de cualquier tubería o accesorio que descargue en esacisterna, recipiente u otro aparato o instalación no sea menor que la dimensiónproporcionada en la tabla 4.16 según el diámetro interno de la tubería.

Tabla 4.16 DIMENSIONES DE LOS INTERVALOS DE AIRE

DIÁMETRO INTERIOR DEL TUBO OSALIDA

DISTANCIA VERTICALENTRE EL PUNTO DE

SALIDA Y EL NIVEL DEREBOSAMIENTO

No mayor que 14 mmMayor que 14 mm, pero no mayor que 21mmMayor que 21 mm, pero no mayor que 41mmMayor que 41mm

20mm25mm70mm

El doble del diámetrointerior de la salida

Fuente: PLOMERÍA (“F. HALL”, 1998


77

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.12 Intervalo de aire tipo A en una cisterna.

INTERVALO DE AIRE TIPO B (figura 4.13).Este intervalo se produce cuando el agua se descargaen una cisterna, recipiente u otro aparato o instalación abierto a la atmósfera y la distancia verticaldesde el punto mas bajo de descarga hacia esa cisterna, recipiente, aparato o instalación hasta sunivel crítico de agua es:

a) suficiente para impedir que el agua en la cisterna, recipiente, aparato o instalación seasuccionada por la tubería o accesorio de alimentación debido al efecto de contrasifonaje obien,

b) no menor que la cifra proporcionada en la tabla 4.15 según el diámetro interno de la tuberíade entrada.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.13 Intervalo de aire tipo B en una cisterna.

4.11 Protección de grifos de descarga, conexión de tuberías flexible y aparatos

GRITOS DE DESCARGA (figura 4.14).Todos los grifos de descarga o accesorios semejantes (excluyendo las tuberías flexibles pararegaderas) que descargan en fregaderos, lavabos, bañeras o instalaciones semejantes(excluyendo bidés) requieren una de las siguientes formas de protección:

Válvula de salida cerrada

Intervalo de aire tipo B

Nivel de agua mas baja de tubería de entrada

Tubería de entrada

Tubería de nivel constante

Nivel del agua en estado estable transitorio en una cisterna cuando existe un flujo máximo de agua

y todas las salidas estan cerradas, exepto el nivel constante

In te rv a lo d e a ire tip o A

T u b e ría d e e n tra d a

N iv e l d e re b o s a m ie n toa b ie rto

N iv e l d e a g u a

V á lv u la d e s a lid a


78

a) un conjunto de dos válvulas de retención en los tuberías de alimentación de agua caliente yfría; o bien,

b) un dispositivo igualmente efectivo de prevención de contraflujo o contrasifonaje colocado lomás próximo posible al punto de extracción; o bien,

c) intervalos de aire que cumplan con las dimensiones proporcionadas en la tabla 4.17.

Tabla 4.17 DIMENSIONES DE LOS INTERVALOS DE AIRE EN APARATOS

TAMAÑO DEL GRIFO OCOMBINACIÓN DE

ACCESORIOS

DISTANCIA VERTICAL ENTRE ELPUNTO DE SALIDA Y EL NIVEL

DE REBOSAMIENTO DELAPARATO

No mayor que 14mmMayor que 14mm pero nomayor que 21mmMayor que 21mm

20mm

25mm70mm


NOTA: los requisitos a, b y c no se aplican a grifos de descarga u otros accesorios que:

i) solo son abastecidos por la fuerza de gravedad desde una cisterna, cilindro o depósito apresión atmosférica

Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995Fig. 4.14 Intervalo de aire tipo A en lavabos, bañeras o fregaderos.

ii) son abastecidos por un tubo conectado a una cisterna, cilindro o depósito situado a nomenos de 25 mm por arriba del nivel de rebosamiento del aparato; y

iii) están conectados a un tubo que no suministra agua a ningún otro grifo o accesorio (distintode un grifo de desagüe) situado a un nivel inferior.

BIDÉS.Si el diseño del bidé es de aspersión ascendente, se clasifica en el riesgo de clase uno. El bidédebe estar abastecido como se muestra en la figura 4.15.

TUBERÍAS.Las tuberías para lavado de automóviles, aspersión de jardines, etc., abastecidas directamente porla tubería principal deben estar protegidas en el grifo por un dispositivo de contraflujo idóneo; porejemplo, un conjunto de dos válvulas de retención. Nota: en los inmuebles no domésticos sólo esposible instalar grifos conectados con tuberías flexibles previa autorización de la compañía deagua.

LAVADORAS Y LAVAPLATOS.

Nivel del punto mas bajo de salida

Nivel de rebosamiento del recipiente (abierto)

Esta distancia vertical es el intervalo de

aire y esta restringida al

diámetro interior de la

tubería de alimentación


79

Cualquier lavadora de ropa, lavaplatos o secadora de tambor, conectada permanente otemporalmente al servicio de agua en cualquier inmueble, debe contar con un intervalo de aire tipoB o con un interceptor, cuyo retiro hace imposible la operación de la máquina. Además, se requiereque cualquier máquina conectada de manera semejante a una instalación distinta a la de una casahabitación sólo extraiga agua por gravedad de una cisterna de almacenamiento, excepto si lamáquina posee un intervalo de aire tipo A en la entrada de suministro.

ABLANDADOR DE AGUA.Si un ablandador de agua regenerado por intercambio de iones de sal común se usa junto con unalavadora o lavaplatos, debe tener en su tubería de entrada una válvula de retención y una válvulavacuorreguladora, excepto en los casos en que el agua que va al ablandador pase primero por undispositivo de prevención de contraflujo, por ejemplo, un intervalo de aire tipo B o un interceptorincorporado a la lavadora o al lavaplatos.

GRIFOS MEZCLADORES.Su colocación está permitida aun si las tuberías de suministro de agua caliente y fría poseenpresiones distintas, siempre que se coloque una sola válvula de retención cerca de las salidas delas líneas de agua caliente y fría.

CISTERNAS DE ALMACENAMIENTO.Las tuberías de suministro que transportan agua a las cisternas (las cuales pueden estarconectadas o no a válvulas de flotador) deben contar con un intervalo de aire tipo A en la entradade agua si la cisterna esta en riesgo de recibir o contener cualquier sustancia potencialmentedañina para la salud. Si una cisterna suministra agua a un circuito calentador primario doméstico oes una cisterna de descarga, el tubo de suministro debe contar con un intervalo de aire tipo B, uninterceptor o un conjunto de dos válvulas de retención (excepto en el caso de una cisternadiseñada e instalada según los reglamentos relacionados con la preservación de la calidad delagua almacenada.

A continuación se mencionan algunos requisitos adicionales para cisternas de almacenamiento deuso doméstico:

a) se deben instalar en un sitio o posición que evite el paso de aguas pluviales, negras ojabonosas y de agua no potable;

b) deben estar aisladas contra el calor y las heladas, y cuando estén hechas de un material quecontamine o tenga probabilidades de contaminar el agua almacenada, deben estar forradas orevestidas de un material impermeable diseñado para evitar tal contaminación;

c) las cisternas deben poseer una cubierta rígida, bien colocada y fija que:

i) no sea hermética,

ii) impida el paso de luz e insectos a la cisterna,

iii) esté hecha de un material o materiales que no se astillen o fragmenten al rompersey no contaminen el agua que se condensen en sus caras inferiores,

iv) en el caso de una cisterna que almacene mas de 1000 litros de agua, estarconstruido de modo que sea posible inspeccionarla y limpiarla sin tener quedescubrirla por completo,

v) este hecha de modo que sea posible conectar cualquier tubo de ventilación oexpansión para llevar agua a la cisterna.


80

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.15 Tubería para un bidé.

4.12 Protección secundaria para evitar el contraflujo

El riesgo de contraflujo es mayor en una instalación de suministro de agua a varios niveles. Enestos sistemas se requiere una protección adicional o secundaria de contraflujo a fin deproporcionar una segunda línea de defensa. Los dispositivos de protección aceptados constan de:

a) un conjunto de dos válvulas de retención instalado inmediatamente después de la válvula decierre que está en la ramificación de la tubería de suministro hacia el nivel o piso de que setrate; o bien,

b) una combinación de válvula de retención y válvula vacuorreguladora instaladas de manerasemejante. La válvula vacuorreguladora debe ser de presión y colocarse por lo menos a 300mm por arriba de cualquier aparato abastecido por esa ramificación de la tubería de suministro.

En la figura 4.15 se muestra la protección secundaría de un tubo de suministro común que daservicio a dos o más niveles y en la figura 4.16 se muestra la protección secundaria a un tubo dedistribución común que da servicio a dos o más niveles.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.16 Protección secundaria para evitar el contraflujo en una tubería de suministro común

cuando cada nivel tiene un uso distinto.


81

4.12.1 Accesorios para evitar el contraflujo

VÁLVULA DE RETENCIÓN: Es un dispositivo mecánico con sellos muy apretados diseñados parapermitir que el agua fluya solo en una dirección. En la figura 4.17 se muestra un conjunto deválvulas de retención.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 4.17 Conjunto de válvulas de retención.

VÁLVULA VACUORREGULADORA. Se trata de un dispositivo mecánico que posee una entradapara aire que se cierra cuando el agua fluye por ella con una presión mayor o igual que laatmosférica. La válvula figura 4.18 se abre para admitir aire si ocurre un vacío en la tubería a laque esta conectada y se cierra y se estanca cuando el flujo de agua se reduce a presionesnormales.

Es posible usar una combinación de una válvula de retención y una válvula vacuorreguladora enlínea en lugar de un conjunto de dos válvulas de retención si:

a) la válvula vacuorreguladora se coloca después de la válvula de retención;

b) no hay ninguna válvula de retención después de la válvula vacuorreguladora; y

c) la válvula vacuorreguladora está colocada sobre una distancia vertical adecuada entreel nivel de desbordamiento en el aparato o instalación y el punto de conexión con latubería de distribución.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 4.18 Válvula vacuorreguladora de tipo atmosférico.

INTERCEPTOR DE TUBOS (figura 4.19). Este es un dispositivo no mecánico a través del cualpasa el agua y permite la entrada de aire por una abertura anular. Cuando ocurre un vacío en elsitio de entrada del interceptor, se produce un vacío equivalente en el lado de salida, evitando así


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el contrasifonaje.

Los interceptores se deben colocar y ajustar correctamente a fin de evitar la reducción del flujo deagua; por ejemplo, una válvula de cierre podría ejercer contrapresión en el interceptor.

Fuente: EL ABC DE LAS INSTALACIONES “ENRIQUEZ HARPER”, 2000Fig. 4.19 Válvula interceptora de tubos.

DISTANCIA VERTICAL ENTRE LA TUBERÍA DE DESBORDAMIENTO Y LA TUBERÍA DESUMINISTRO (figuras 4.20 y 4.21). La dimensión de la distancia vertical entre el nivel dedesbordamiento en la cisterna de almacenamiento y el punto de conexión con la tubería desuministro o distribución, está determinada por el grado de vacío que probablemente se produzcaen el punto de conexión con dicha tubería. Esta distancia vertical puede estar limitada por unaválvula vacuorreguladora o por una tubería de ventilación. El objetivo de dicha distancia es evitar lasucción de liquido contaminado de un aparato hacia la tubería de suministro o distribución en casode que falle la protección en el punto de uso.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.20 Distancia vertical entre el nivel de desbordamiento de la cisterna y el punto de conexión

con la tubería de suministro.


83

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.21 Distancia vertical entre el nivel de desbordamiento de la cisterna y el punto de conexión

con la tubería de distribución.

4.13 Prevención de conexiones entre la tubería de agua y la tubería de desagüe

En la figura 4.22 se muestra un ejemplo de cómo se ha realizado una conexión entre una tuberíade distribución y una tubería de suministro. Si el agua en la cisterna de almacenamiento estácontaminada, puede fluir hacia la tubería de suministro.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.22 Una tubería de suministro no se debe conectar con una tubería de distribución.

BOMBAS (figura 4.23). No se debe conectar ninguna bomba u otro aparato a una tubería desuministro con el objeto de incrementar la presión o el flujo de una tubería de servicio o cualquieraccesorio conectado a una tubería de esta clase (excepto si la compañía de agua lo autoriza porescrito).


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NOTA: las bombas aumentan la presión del tubo de suministro y en la tubería principal, lo quepodría provocar que el agua contaminada contrafluya hacia esta ultima. Sin embargo, si entre latubería de suministro y el cilindro, no hay riesgo de que el agua contaminada contrafluya hacia latubería principal.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.23 Bomba conectada a una tubería de suministro.

4.14 Producción y distribución de agua caliente

En la actualidad la higiene moderna requiere el suministro de agua caliente en viviendas, hoteles,hospitales, etc. y en general, donde el clima no permite utilizar el agua a su temperatura ambiente.

El agua caliente es requerida para la higiene corporal, para el lavado de utensilios, para finesmedicinales y también para fines de recreación.

El sistema de abastecimiento de agua caliente está constituido por un calentador con o sin tanqueacumulador, una tubería que transporte el agua a los diferentes artefactos que la requieren y acontinuación una tubería de retorno del agua caliente que devuelve al calentador el agua noutilizada. Esta tubería de retorno no es requerida en pequeñas instalaciones.

Así con el retorno se mantiene una circulación constante y el agua caliente sale en seguida por losartefactos sin dar primero salida al agua fría que habría permanecido en las tuberías, sino existe elretorno.

4.14.1 Temperatura de utilización del agua caliente

Siendo el agua caliente un elemento al que se le da diferentes usos, las temperaturasrecomendadas para cada caso son variables, dependiendo además de otros factores como el climao costumbres de las personas. La siguiente tabla da una idea de las diferentes temperaturas paralos usos indicados:

Tabla 4.18 TEMPERATURAS DE AGUA PARA DIFERENTES TIPOS DE USOUSOS TEMPERATURA

Higiene corporalLavado de ropa o utensiliosPara fines medicinales

45° - 55°C60° - 70°C

90° - 100°C Fuente: INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIF. “E. JIMENO”, 1995

Siendo, pues, variable la temperatura de utilización del agua caliente y fácil de hacer llegar a los


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diferentes aparatos a su temperatura adecuada es inevitable fijar una temperatura de producción yutilizar llaves de combinación para obtener la temperatura requerida, en cada caso.

4.14.2 Objetivos del diseño de instalaciones de agua caliente

El diseño de los sistemas de suministro de agua caliente tiene los siguientes objetivos:

1. El acatamiento de los Reglamentos existentes.

2. Obtener un diseño seguro y satisfactorio en su funcionamiento y servicio.

3. Una utilización de la fuente de calor que sea más económica de obtener.

4. Economía y durabilidad de la instalación.

5. Economía y una conveniente operación y mantenimiento de la instalación terminada.

4.14.3 Generadores de agua caliente

De acuerdo al agente empleado en la producción de agua caliente, los generadores o calentadoresse clasifican en:

Eléctricos, a gas a petróleo o a vapor.Los calentadores pueden ser a su vez instantáneos o con tanques de almacenamiento.

La selección del tipo de calentador a emplearse depende de muchos factores, pudiendoenumerarse los siguientes:

1. TAMAÑO DE LA INSTALACIÓN.

En pequeñas y medianas instalaciones pueden utilizarse calentadores eléctricos o a gas ygeneralmente en grandes instalaciones se utilizan los calentadores a petróleo, gas o vapor,actualmente esta a disposición los calentadores solares.

2. En edificaciones donde se dispone de espacio suficiente y con las condiciones adecuadascomo buena ventilación, ambientes separados, etc., se puede utilizar calentadores a petróleo o avapor; en cambio si el espacio es problema podría reemplazarse por calentadores a gas oeléctricos a esto también pueden ser incluidos los calentadores solares en ambos casos.

3. AGENTE DE CALOR O COMBUSTIBLE.

Si la edificación cuenta con la producción de algún agente de calor que va a ser utilizado para otrosfines, es pues recomendable utilizar el mismo para el calentador, trayendo consigo economía en laoperación del equipo.

Esto es frecuente en instalaciones industriales, hospitales, etc. donde el vapor o petróleo esutilizado como agente de calor para diferentes fines.

4. COSTO DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO.


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Es necesario, sobre todo, en medianas y grandes instalaciones, hacer un estudio económico de loque representa el costo de operación empleando diferentes fuentes de calor, de acuerdo a laubicación del local, costo del combustible o energía calorífica, vida útil del equipo y el costo demantenimiento del equipo; pues en instalaciones donde se cuenta con personal y materiales demantenimiento por la diversidad de equipo instalado bajo el costo de mantenimiento; mientras que,en edificaciones que por su función no cuentan con equipos, serán económicos aquellos equiposque necesitan mínimo mantenimiento compensando su mayor costo de operación.

5. TIPO DE EDIFICACIÓN.

Es también necesario tener en consideración el tipo de local, ya que en algunos casos no esrecomendable instalar equipos que produzcan vibraciones o ruidos o que por la naturaleza delagente de calor, sea algún peligro para la integridad de la población o local.

6. EXISTENCIA DE EQUIPOS.

Aunque es un factor relativo y variable, es conveniente que el proyectista conozca el mercado a finde hacer una buena selección de acuerdo a lo que sea factible de adquirirse en el mercado.

Teniendo en consideración todos estos factores deberá ya en este caso actuar el criterio delproyectista para decidir el tipo de calentador que deberá servir de fuente de producción de aguacaliente.

4.14.4 Dispositivos de seguridad

En las instalaciones de suministro de agua caliente se hacen necesarios aditamentos de seguridadpara aliviar las presiones peligrosas y las temperaturas excesivas, a fin de evitar quemaduras, laexplosión o el reventamiento de los tanques y los daños a las personas y a las propiedades.

Las presiones se consideran peligrosas cuando ceden a las presiones de trabajo del agua para lasque se diseñan el equipo y la tubería de manera que la resistan.

Entre estos dispositivos tenemos

1. Colocación de una válvula de retención en la tubería de suministro de agua fría al calentador.

2. Debe colocarse una válvula de escape de presión en un lugar efectivo en todo suministro deagua caliente con el fin de evitar la formación de presiones peligrosas.

3. Todo sistema de suministro de agua caliente debe tener instalada una válvula para el alivio dela temperatura o un aditamento para la interrupción de energía, para evitar que el agua puedaelevarse hasta una temperatura peligrosa. Casos de explosión ha causado daños en lapropiedad y a las personas, algunas veces por falta de una inspección y mantenimientoperiódico.

4. Los tanques de almacenamiento de agua caliente deben instalarse de manera que sus marcasde presión estén en un lugar accesible para su inspección.

4.14.5 Dotación

Según el Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias la dotación de agua


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caliente es como sigue en la siguiente tabla 4.19:

Tabla 4.19 CONSUMO DE AGUA CALIENTE DE ARTEFACTOS SANITARIOS EN LITROS PORHORA, SEGÚN EL TIPO DE EDIFICIO.

ARTEFACTOSANITARIO

EDIFI-CIOS

RESID.PRIVADAS

HOTE-LES CLUBES GIMNA-

SIOSHOSPI-TALES

INDUS-TRIAS

OFICI-NAS

ESCUE-LAS

TinaLavadero de ropaBidetDuchaLavadero de cocinaLavadero repostería

Lavaplatos mecánicoLavatorio privadoLavatorio públicoBotadero

Coef. de demandaProbable (en relaciónCon el max consumoPosible)Coef. de almacena-Miento (en relaciónCon la demandaPosible)

757510

2804020

608--

0.30

1.25

757510

2804020

608--

0.30

0.80

7511010

2807540

7508

30100

0.25

0.80

7511010

5607540

5608

3075

0.30

0.90

115--

850--

-8

35-

0.40

1.00

7515020

2807575

7508

30100

0.30

0.80

115--

85075-

3808

4575

0.40

1.00

------

-8

2056

0.30

2.00

---

8504040

3808

6075

0.40

1.00 Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D., 1994

4.14.6 Métodos de calentamiento de agua y tipo de calentadores

Existen dos métodos de calentamiento de agua:

1. El calentamiento directo y

2. El método indirecto de calentamiento.

El método de calentamiento directo consiste en calentar el agua por contacto directo consuperficies expuestas a las altas temperaturas del fuego y de los gases de chimenea, generadaspor la combustión o con contactos directos con superficies calentadas eléctricamente o porcontacto con elementos calefactores eléctricos sumergidos; en este método las temperaturaspueden ser relativamente altas.

El método indirecto de calentamiento consiste en calentar el agua por contacto con superficies quesirven como un medio de transferencia o intercambio de calor del agua caliente a alta temperaturao del vapor al agua en el sistema de suministro de agua caliente. Con este método las superficiesde calentamiento se sujetan a condiciones de temperatura mucho más bajas de las que prevalecengeneralmente con el método directo.

Todos los calentadores de agua, ya sea que apliquen métodos directos o indirectos decalentamiento, pueden clasificarse como calentadores sin tanque o con tanque dealmacenamiento.

Los calentadores sin tanque de almacenamiento están diseñados para calentar el agua fría a latemperatura de agua caliente estándar de suministro en un solo paso a través del calentador, demanera que pueda llevarse por tubos de agua directamente del calentamiento a los artefactos.

En contraste, los calentadores con tanque de almacenamiento requieren el uso del tanque paraalmacenar el agua.


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En los que el agua se calienta al pasar por un serpentín calentador y circula después hacia untanque de almacenamiento, el calentador se denomina como "calentador de agua dealmacenamiento circulante”.

4.14.7 Selección del calentador y tanque de almacenamiento de agua caliente

La capacidad de producción del calentador se estima como una parte de la dotación diaria de aguacaliente y se calcula de acuerdo a los porcentajes establecidos por la experiencia y estudiosrealizados por expertos y fabricantes, a continuación la tabla 4.20 nos clarifica mas lo anteriordicho.

Tabla 4.20 CAPACIDADES DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO

TIPO DE EDIFICIOCAPACIDAD DEL TANQUE

ALMACENAMIENTO ENRELACIÓN CON DOTACIÓN

DIARIA EN LITROS

CAPACIDAD HORARIA DELEQUIPO DE PRODUCCIÓN DE

AGUA CALIENTE, ENRELACIÓN CON LA DOTACIÓN

DIARIA

Residencias unifamiliaresy multifamiliares. 1/5 1/7

Hoteles y pensiones 1/7 1/10Restaurantes 1/5 1/10Gimnasios 2/5 1/7Hospitales y clínicas,consultorios y similares 2/5 1/6


Se puede indicar que en viviendas, hoteles y casas de apartamentos, donde el consumo de aguacaliente es casi uniforme durante todo el día, es apropiado usar un calentador grande y un depósitopequeño. En fábricas u otros edificios en que el consumo máximo tiene una duración limitada espreferible un depósito grande y un calentador pequeño.

Así entre los períodos de máximo consumo el calentador puede ir rellenando lentamente eldepósito de agua caliente.Para mejor aclaración citamos un caso:

EJEMPLO.

Se trata de determinar las capacidades del tanque de almacenamiento y calentador de agua parauna Central de Agua Caliente, para un edificio de departamentos que cuentan con:

10 Departamentos de 1 Dormitorio10 Departamentos de 2 Dormitorios10 Departamentos de 3 Dormitorios

SOLUCIÓN :

10 x 120 1/día = 1200 litros /día10 x 250 1/día = 2500 litros /día10 x 390 1/día = 3900 litros /día

Agua Caliente total = 7600 litros /día

litros 15205

7600entoalmacenami de Tanque ==


89

hora/litros 10857

7600calentador Capacidad ==

con estos datos se pueden escoger de acuerdo a catálogos de los fabricantes la capacidad deltanque de almacenamiento y del calentador.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998 Fig. 4.24 Sistema directo de suministro de agua caliente.

4.14.8 Sistema de distribución directa

Es utilizado en residencias o pequeñas instalaciones, donde no existen grandes longitudes detuberías o cuando, por la función o categoría del edificio, no es exigente mantener el agua a unatemperatura constante, debiendo esperar un pequeño tiempo para recibir en el aparato el agua a latemperatura adecuada.

Escogido el tipo y capacidad del calentador consiste en diseñar una tubería con capacidad para lamáxima demanda simultánea de agua caliente, desde el calentador hasta los diferentes aparatossanitarios con esta necesidad, considerando la presión de salida que exige la reglamentaciónvigente.

4.14.9 Sistema de distribución indirecta

En éstos sistemas, el agua de la caldera circula pasando a través de un intercambiador de calorinstalado dentro del recipiente de almacenamiento de agua caliente y el agua se calientaindirectamente. Si se tiene vapor disponible, éste puede hacerse circular por el intercambiador decalor en vez del agua caliente.

Como el agua de la caldera no se mezcla con el agua del recipiente de almacenamiento, en losdistritos en que el agua es blanda no hay riesgo de que salga por las llaves agua que sabe a hierro


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o colorada mal llamada orín de hierro (agua herrumbrosa). Asimismo, como el agua de la calderadel circuito primario y del intercambiador de calor no sale por las llaves, no hay riesgo de quesalgan costras salinas cuando se use temporalmente agua dura.

Después del calentamiento inicial del agua y de la precipitación de los carbonatos, no debepresentarse más este fenómeno de precipitación. Los sistemas indirectos tienen una ventajaadicional cuando se combina la calefacción central con el suministro de agua caliente, porque nohay riesgo de extraer agua herrumbrosa de los radiadores a través de las llaves. La temperaturadel agua también puede ser mas elevada que la que se usa en el sistema directo, lo cual esnecesario para el sistema de calefacción central.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.25 Sistema indirecto de suministro de agua caliente.

4.14.10 Sistema de distribución con circulación por gravedad

Dentro de este sistema existen dos variantes:

A. SISTEMA ASCENDENTE CON CIRCULACIÓN POR GRAVEDAD.Consiste en una red de tuberías de distribución que partiendo de la fuente de producción deagua caliente alimenta debajo hacia arriba a los diferentes servicios formando montantes ocolumnas ascendentes, al final de cada una de las cuales se instala una tubería de retornoque regresa el agua enfriada al calentador.

La circulación del agua se produce por la diferencia de peso o densidad entre la columna de


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agua más caliente (distribución) y la columna de retorno más fría.

B. SISTEMA DE ARRIBA HACIA ABAJO CON CIRCULACIÓN POR GRAVEDAD.

Consiste en instalar una sola montante que lleva el agua caliente hasta la parte superior deledificio, en donde se distribuye en bajantes que alimentan los diferentes servicios de arribahacia abajo.

Los extremos inferiores de las bajantes se unen para llevar el retorno de agua enfriada a lafuente de producción.

Estos dos sistemas son utilizados en medianas instalaciones donde las condiciones deedificación lo permitan, pues no es muy aconsejable donde la longitud de tuberías, su diámetroy recorrido no permita la velocidad que depende de la diferencia de peso en las tuberías dealimentación y retorno.

4.14.11 Sistema de circulación forzada

Consiste en una red ascendente o descendente de distribución de agua caliente desde la fuente deproducción hasta los diferentes aparatos sanitarios; y tuberías de retorno, conectadas a lasmontantes, que circulan el agua enfriada nuevamente hasta el calentador, intercalándose unabomba que permite dar la velocidad de flujo necesaria para la circulación. Esta bomba opera conun arrancador por termostato, arrancando cuando la temperatura del agua en la tubería de retornoha descendido al mínimo y parando cuando se ha producido la circulación suficiente para aumentarla temperatura, para que en cualquier momento que se opere una llave se tenga en el aparato elagua caliente a su temperatura adecuada.

Este sistema es más comúnmente utilizado en medianas y grandes instalaciones.

4.14.12 Sistema de calentamiento de agua por energía solar

El funcionamiento de un calentador solar de agua es muy sencillo: El colector solar plano se instalanormalmente en el techo de la casa y orientado de tal manera que quede expuesto a la radiacióndel sol todo el día. Para lograr la mayor captación de la radiación solar, el colector solar plano secoloca con cierta inclinación, la cual depende de la latitud del lugar donde sea instalado.

El colector solar plano está formado por aletas captadoras y tubos por donde circula el agua, loscuales capturan el calor proveniente de los rayos del sol y lo transfieren al agua que circula en suinterior.

El agua circula por todo el sistema mediante el efecto denominado “termosifónico”, que provoca ladiferencia de temperaturas. Como sabemos, el agua caliente es más ligera que la fría y, por lotanto, tiende a subir. Esto es lo que sucede entre el colector solar plano y el termotanque o en estecaso cilindro solar, con lo cual se establece una circulación natural, sin necesidad de ningún equipode bombeo.

Para mantener el agua caliente, esta la función del “termotanque”, el cual está forrado con unaislante para evitar que se pierda el calor ganado.

Un buen calentador solar de agua puede durar funcionando hasta 15 ó 20 años.

Los beneficios del uso de los calentadores solares de agua los podemos clasificar en dos:económicos y ambientales.


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ECONÓMICOS.Con la instalación de un sistema adecuado a nuestras necesidades, podemos satisfacer la mayorparte de los requerimientos de agua caliente de nuestra casa, sin tener que pagar combustible,pues utilizar así el sol no nos cuesta. Aunque el costo inicial de un calentador solar de agua esmayor, con los ahorros que se obtienen por dejar de consumir gas, podemos recuperar nuestrainversión en un plazo razonable.

AMBIENTALES.El uso de los calentadores solares permite mejorar en forma importante nuestro entorno ambiental.

Los problemas de la contaminación en las zonas urbanas no sólo son provocados por loscombustibles utilizados en el transporte y en la industria, sino también por el uso de gas LP enmillones de hogares, lo cual contribuye en conjunto al deterioro de la calidad del aire y la emisiónde gases de efecto invernadero, con graves repercusiones locales, regionales y aun globales.

La selección de un equipo solar depende básicamente de los siguientes factores:Primero.- Número de personas y hábitos de uso. Estos datos son básicos, porque de ellosdepende en gran medida el tamaño del equipo solar requerido.

Segundo.- Otros usos del agua caliente (lavado de ropa, lavado de trastes, etc.). Si se quieresuministrar agua caliente para estos servicios, se deben considerar sus consumos.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 4.26 Sistema de calentamiento de agua por energía solar.


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4.14.13 Diseño de redes de agua caliente

Una vez que se han definido todos los elementos básicos para un proyecto de abastecimiento deagua caliente, como son dotaciones, capacidad de producción, capacidad de almacenamiento sifuera necesario, tipo de calentador, temperatura de producción y de consumo, etc., podráprocederse a la ejecución del diseño de la red de agua caliente teniendo presente el sistemaescogido para ello. Se da a continuación algunas consideraciones básicas que puedan servir depauta para un mejor diseño:

a. Se deberá evitar en lo posible que la tubería de agua caliente vaya empotrada en muros opisos, utilizando ductos, entretechos o falsas estructuras que permitan la libre dilatación ocontracción por cambios de temperatura.

b. Los equipos de agua caliente deben ubicarse en tal forma que permitan una fácil operación omantenimiento.

c. Deberá evitarse la combinación frecuente de metales opuestos que puedan producir corrosióngalvánica (de esto se mencionará mas adelante en un capítulo destinado a ello).

d. Debe tenerse en cuenta el recubrimiento de aislamiento térmico que debe llevar la tubería.

4.14.14 Cálculo del diámetro interior de tuberías para agua caliente

El diámetro interior del tubo que se requiere para descargar una cantidad determinada de aguacaliente o fría cuando se tiene una cierta carga hidrostática o presión de agua se puede determinarpor medio de tablas, gráficas o por cálculo.

Una fórmula bien conocida para calcular el diámetro de tuberías para agua caliente y fría es laideada por Thomas Box, que tiene la expresión siguiente:

5

5

10L25Hdq×××

=

Donde:q : es la descarga (gasto) que sale por la tubería [l/s]d : es el diámetro de los tubos [mm]H : es la carga hidrostática del agua [m]L : la longitud efectiva de la tubería [m]

EJEMPLO. Calcular el diámetro de un tubo para descargar 0.3 l/s a una regadera. La cargahidrostática constante es de 1.5 m y la longitud efectiva de la tubería es de 5 m.

5

5

10L25Hdq×××

=

[mm] 96.145.1

105253.0H

10L25qd 552

552

=×××

=×××

=⇒

Asumir ØINT = 15 mm ⇒ el Ø de la tubería puede ser 1/2”


94

FUERZA RELATIVA DE DESCARGA DE LAS TUBERÍAS

5

dDN

=

Si para el ejemplo anterior la tubería suministra a cinco lavabos cada una de ellas alimentada poruna tubería corta de Ø 15 mm.

Es igual a la raíz cuadrada de la quinta potencia de sus diámetros.

Donde:N : el número de tuberías secundariasD : diámetro de la tubería principald : diámetro de las tuberías secundarias

Para nuestro caso:

5

dDN

=

[mm] 55.28155dND 5 525 52 =×=×=⇒

Asumir ØINT = 29 mm ⇒ el Ø de la tubería puede ser 1 1/4”

4.14.15 Calentamiento eléctrico

El calentamiento eléctrico, normalmente esta hecho por medio de resistencias metálicas deinmersión, que dan buen rendimiento en la transferencia de calor. Estas resistencias en generalson aisladas por mica, asbestos, etc. materias que deben soportar bien las altas temperaturas. Haytambién resistencias líquidas que utilizan una propia resistencia de agua. Constan de doselectrodos, que se separan a la proporción que se quiere calentar un agua, pues un aguacalentada tiene menor resistencia.

Formulas:

SL R ρ

=

Donde:R: resistencia, [ohms]

ρ: resistividad del material,

mmm x ohms 2

L: acompresión del resistor, [m]S: sección del resistor, [mm2]

P = R I2Donde:

P: potencia, [watts]I: corriente, [amperios]


95

RVP

2=

Donde:

V: tensión [voltios]V: R I

W = P x tDonde:

W: energía, [watts / hora]t: tiempo, [horas]

Q = m c (t2 – t1)

Donde:

Q: cantidad de calor, [kcal]m: cantidad de agua, [lts]t2: temperatura final, [°C]t1: temperatura inicial, [°C]

c: calor específico,

°C kg

kcal (para agua c =1)

kWh = 860 kcal

Q = 0.00024 R I2 t ; (expresión que da cantidades de calor en kcal produciendo una resistencia R,por una corriente de I amperios, en t segundos).

EJEMPLO:Deseamos calentar 100 lts de agua de una temperatura de 24 °C a 40 °C en dos horas. La tensióndisponible en la red es de 220 volts, cual es la potencia eléctrica exigida?.

Q = m c (t2 – t1)

Q = 100 x 1(40 – 24) = 1600 [kcal] ; 1[kcal] = 0.001163 [kwh]

⇒ Q = 1.86 [kwh]

[watts] 930 [kw] 93.0286.1

tWP ====

Con este dato podemos escoger según manuales y catálogos el tipo de calentador que se podríanecesitar.

4.14.16 Calentamiento a gas

Es común ahora el uso de gas para el calentamiento de agua, el gas puede calentar hasta 5500kcal por metro cúbico. Un calentador de gas normalmente esta instalado en el baño o en la cocina,siendo mas favorable el calentador del tipo automático que transmite la llama a una serie dequemadores, bastando que se abra un dispositivo.

En torno a dos quemadores se desenvuelve una serpentina de agua recibiendo calorías por elcontacto directo con la llama o con gases calientes.


96

Fuente: INST. HIDRÁULICAS Y SANITARIAS “HELIO CREDER”, 1989Fig. 4.27 Esquema de calentamiento de agua con gas.

Los tipos de calentadores modernos “Junkers” deben tener dispositivos de seguridad como:

• Registro de seguridad que solo permita el paso del gas cuando el agua el agua este pasandopor la serpentina.

• Válvulas automáticas que dejen pasar el gas cuando el agua este abierta y obtura el pasaje delgas cuando el agua este cerrada.

Fuente: INST. HIDRÁULICAS Y SANITARIAS “HELIO CREDER”, 1989Fig. 4.28 Detalle para instalación de calentador “Junkers”.

Un calentador “Junkers” es un elemento bimetálico. En caso de que sea apagada la llama porcualquier motivo, este elemento bimetálico se comprime por enfriamiento sellando el paso del gas,como indica en la figura 4.29.

AGUA CALIENTE

MIN. 1.50

DUCHA

LAVAMANOS

BAÑERABIDÉ

70 mm

70 mm

AGUA CALIENTE

GAS

AGUA FRÍA

0.60

0.85

ESQUEMA DE CONEXIONESDE UN CALENTADOR

0.7512"G 1

2"EA

34"- 12"SA

EA: ENTRADA DE AGUA FRÍA

SA: SALIDA DE AGUA CALIENTEG: ENTRADA DE GAS


97

Fuente: INST. HIDRÁULICAS Y SANITARIAS “HELIO CREDER”, 1989Fig. 4.29 Calentador de gas “Junkers”.

El consumo de gas de 1 m3 puede producir aproximadamente 4000 kcal; se admite como 70% delrendimiento medio de los calentadores.

EJEMPLOSe desea saber el consumo de gas para un baño que consume 30 lts a una temperatura de 60 °C,el agua fría entra a una temperatura de 20 °C

Calorías utilizadas: 30 (60 – 20) = 1200 [kcal]

Calorías efectivas: [kcal] 17147.0

1200 =

Consumo: ][m 43.040001714 3=

4.14.17 Aislamiento

En medianas y grandes instalaciones de agua caliente es necesario recubrir las tuberías conaislante térmico que disminuya al mínimo la pérdida de temperatura que significa mayor costo deoperación.

Para ello existen materiales eficaces como carbonato de magnesio con amianto y/o asbestoprensado, fabricados en segmentos que se ajustan al diámetro de las tuberías; lana de vidrioforrada y laminada en segmentos semicirculares.

Estos materiales son fabricados en diferentes espesores, dando los fabricantes los coeficientes deconductividad o resistividad térmica y las especificaciones de uso e instalación.

4.14.18 Dilatación

SALIDA DEAGUA CALIENTE

GASAGUA FRÍA

SERPENTIN

ELEMENTOBIMETÁLICO


98

Debido a los cambios de temperatura en las tuberías de agua caliente y circulación, se producirádilataciones o contracciones en las mismas.

Para absorber estos cambios de longitud deberá preverse la instalación de uniones de expansión,sobre todo en medianas y grandes instalaciones.

En el diseño de las redes de agua caliente y circulación deberá considerarse los tramos de mayorlongitud seccionándolos con puntos fijos de apoyo para luego calcular la dilatación para cadatramo, de acuerdo a la longitud que pueda absorber la unión de expansión elegida.

Puede adquirirse o fabricarse uniones de expansión de curva o del tipo de telescopio. Las primerasson más económicas y utilizadas donde el espacio lo permite y para diámetros pequeños y lassegundas, utilizadas donde no hay espacio suficiente y para diámetros mayores.

4.15 Interpretación de dibujos

La interpretación de dibujos en las instalaciones domiciliarias no es compleja por el contrario es defácil entendimiento, pero para mejor entendimiento desarrollaremos los siguientes subtítulos:

4.15.1 Simbología

Tapón ciego

Unión universal

Tapón hembra

Reducción concéntrica

Reducción excéntrica

AGUA POTABLE SIMBOLOSGrifo de riego

Válvula de paso

Válvula de retención

Válvula reguladora de presión

Válvula de flotador

Válvula vacuorreguladora

Codo 45°

Codo 90°

Cruz

Tee

Niple

Bomba

Medidor de agua M

B


99


4.15.2 Dibujos vistos en planta, e isométrico

En todo proyecto la presentación de planos es imprescindible, el Reglamento Nacional deInstalaciones Sanitarias y Domiciliarias indica que para la especialidad de instalaciones sanitarias,deberán estar elaborados por profesionales matriculados y debidamente representados por su filialdepartamental y por la Asociación Boliviana de Ingeniería Sanitaria. Se puede utilizar las normasDIN de dibujo.

Cámara de registro

Cámara de inspección

Ramal "Y" simple

Ramal "Y" doble

Caja interceptora

Sumidero de agua pluvial

Rejilla de piso

"Y" Sanitaria doble

" Y" Sanitaria

Terminación de ventilación

Dirección de la pendiente

ALCANTARILLADO SIMBOLOS

Tubería de Agua Potable

Tubería de Agua Caliente

Alcantarillado que recibe materiasfecales y aguas servidas

Alcantarillado de aguas pluviales

Tubería de Ventilación

Alcantarillado sanitario hormigonadoAlcantarillado pluvial hormigonado

Símbolos vigentes en la elaboración de Planos Sanitarios


100

Fuente: PROPIA

4.16 Cálculo manual de tuberías con el uso de planillas Excel

A continuación se describe una edificación de cinco plantas que nos servirá en el ejemplo que sepropone.

PLANILLAS DE CÁLCULO PARA COLUMNAS DE PRINCIPALES DE AGUA POTABLE

COLUMNA [1]Es la columna a calcular.

de la red publica

llp

tap g

alva

nizad

a 1" −

10.00

tap pvc 1/2" − 1.95

1/2" − 0.9

1/2" −

2.2

D

Ia

Ia

uu

0.2

5INST. DE AGUA POTABLE

TAP PVC 1/2"

A LA RED PUBLICA

1.37

TAP PVC 1/2"

0.6

2

TAP 1/2"

0.7

2

TAP PVC 1"

TAP PVC 1/2"

TAP P

VC 1"

DEPOSITO

DE FIBROCEMENTO

TAP PVC 1"

1/2"

TAP PVC 1" TAP 1/2"

INSTALACION SANITARIA

DETALLE TANQUE DE AGUA

1.70

1/2" −

0.40

Ia

1 1/2"

− 1.0

tap pvc 1/2" − 1.40

1 1/2"

− 1.0

1 1/2"

− 1.0

1 1/2"

− 1.0

ISOMETRICA

1/2" −

0.40

1 1/2"

− 1.0

L

1/2" −

0.8

Bb

tap pvc 1/2" − 1.40

1/2" −

1.6

tap

Galv

ani

zada

2" −

5.6

5

1/2" −

2.2

1/2" −

1.10

1/2" − 1.00

1/2" −

0.8

1/2" −

0.8

1/2" −

0.20

L

1/2" −

0.8

1/2" −

0.40

Ia

1/2" −

1.6

1/2" −

0.50

1/2" −

0.8

Bb L1/2

" − 0.

60

1/2" −

1.6

Ia

1/2" −

1.6

1/2" − 0.9

1/2" −

1.6

1 1/2"

− 1.0

Ia

1/2" −

1.6

1/2" −

1.6

Ia

1/2" −

1.6

1 1/2"

− 1.0

Ia

1/2" −

1.6

Ia

tap pvc 1/2" − 1.95Ia

L1/2" − 0.65L 1/

2" −

0.8

1/2" −

1.6

Ia

Ia

loza apoyo para2 tanques de 2000 lts

D

1/2" − 0.65

1/2" −

1.6

1/2" − 1.00

Bb

1/2" −

0.8

1/2" −

0.8

Bb

1/2" −

2.40

L

0.12

tap

galv

ani

zada

1" −

6.4

5


101

PISO [2]Es el piso a donde se desea llegar.

TRAMO [3]Son los nudos a calcular.

NÚMERO DE ARTEFACTOS [4]Es la cantidad de:

I: InodorosL: Lavabo ó lavamanosBóD: Tina de baño ó DuchaBt: BidésLp: Lavavajilla ó lavaplatosLv: LavanderíasU: Urinarios

UNIDADES DE GASTO [5]En estas casillas introducir las respectivas unidades de gasto de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.21 UNIDADES DE GASTO PARA EL CÁLCULO DE TUBERÍAS DE DISTRIBUCIÓNDOMICILIARIA (ARTEFACTOS DE USO PRIVADO).

UNIDADES DE GASTOARTEFACTOSANITARIO

TIPO DECONTROL DESUMINISTRO

TOTALAGUA FRÍA AGUA CALIENTE

1. CUARTO DE BAÑOInodoroInodoroInodoro

UrinarioUrinario

Bidé

LavatorioTina o bañeraDucha o regaderaDucha o regadera

Baño completoBaño completoBaño completo

Medio (visita)Medio (visita)Medio (visita)

2. COCINALavaderoLavaplatosLavadero repostero

3. LAVANDERÍALavadero de ropaLavadora eléctrica

Tanque de lavadoBajo consumo

Válvula de lavado

Tanque de lavadoVálvula de lavado

Llave o grifo

Llave o grifoLlave o grifoLlave o grifo

Llave o bajo consumo

Tanque de lavadoTanque bajo consumo

Válvula de lavado

Tanque de lavadoTanque bajo consumo

Válvula de lavado

Llave o grifoLlave o grifoLlave o grifo

Llave o grifoLlave o grifo

326

35

1

122

1.5

548

326

333

34

0.75

0.751.51.51

4.53.58

326

222

23

0.75

0.751.51.51

2.252.252.25

0.750.750.75

222

22


UNIDADES DE GASTO PARCIALES [6]Es la sumatoria de todas las casillas del numeral [5]


102

UNIDADES DE GASTO ACUMULADAS [7]Es la suma del numeral [6] mas la unidad acumulada de la anterior fila.

CAUDAL (l/s) [8]Es el caudal probable, la expresión a introducir será de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.22 FORMULAS PROCESADAS PARA INTERVALOS INDICADOSARTEFACTO INTERVALO EXPRESIÓN

TANQUE

VÁLVULA

0< UG <100100≤ UG ≤500

500< UG ≤1000

5< UG <100100≤ UG <500500≤ UG ≤1000

G. prob. = 0.083373 + 0.022533 x UG – 8.31E-5 / UG2

G. prob. = 0.814228 + 0.007263 x UG – 5.55E-7 / UG2

G. prob. = 1.501666 + 0.05683 x UG

G. prob. = 0.212260 + 0.026369 x UG – 1.04E-4 / UG2

G. prob. = 1.523285+ 0.008663 x UG – 4.11E-6 / UG2

G. prob. = 2.546667 + 0.004663 x UG

TANQ. U VALV. 1000< UG ≤4000 G. prob. = 3.194621 + 0.001013 x UG – 2.66E-8 / UG2

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D., 1994DIÁMETRO [9]E l diámetro será elegido de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.23 DIÁMETROS INDICADOSDIÁMETRO

mm in1319253238506376100125150

½¾1

1 ¼1 ½

22 ½

3456

Fuente: PROPIA

Es de importancia tomar los siguientes parámetros para la elección del diámetro de la tubería.

• La velocidad tiene que estar entre 0.6 – 1.5 [m/s] – (Máximo 2.50 [m/s]).• La máxima presión estática no debe ser superior a 40 mca.

VELOCIDAD [10] (m/s)[ ][ ]( )

4001.0

001.0V 2××π

×=

9'

8

LONGITUD [11] (m)

LONGITUD REAL [11’]: Es la longitud real de la tuberíaLONGITUD EQUIVALENTE [11’’]: Es la longitud que se aumenta en la tubería por laexistencia de accesorios de acuerdo a la siguiente tabla:


103

Tabla 4.24 PERDIDAS DE CARGA LOCALIZADAS

Ø

m in

Codo90° R.Largo

Codo90° R.Medio

Codo90° R.corto

Codo45°

Curva45°

Curva90°

Curva45°

EntradaNormal

Entradade

Borde

VálvulaComp.Abierta

VálvulaGloboAbierta

VálvulaAnguloAbierta

TepasajeAbierto

Tesalida

deLado

TesalidaBilate-ral

Válvulade pie

ycolador

Salidade

Tube-ría

Válvulade Rte.

tipoliviano

Válvulade Ret.

Tipopesado

1319253238506375

100125150200250300350400

½¾1

1 ¼1 ½

22 ½

34568

10121416

0.30.40.50.70.91.11.31.62.12.73.44.35.56.17.38.4

0.40.60.70.91.11.41.72.12.83.74.35.56.77.99.5

11.1

0.50.70.81.11.31.72.02.53.44.24.96.47.99.5

10.512.2

0.20.30.40.50.60.80.91.21.51.92.33.03.84.65.36.2

0.20.30.30.40.50.60.81.01.31.61.92.43.03.64.45.4

0.30.40.50.60.70.91.01.31.62.12.53.34.14.85.46.2

0.20.20.20.30.30.40.50.60.70.91.11.51.82.22.52.8

0.20.20.30.40.50.70.91.11.62.02.53.54.55.56.27.2

0.40.50.70.91.01.51.92.23.24.05.06.07.59.0

11.012.5

0.10.10.20.20.30.40.40.50.70.91.11.41.72.12.42.8

4.96.78.2

11.313.417.421.026.034.043.051.067.085.0102120130

2.63.64.65.66.78.5

10.013.017.021.026.034.043.051.060.068.0

0.30.40.50.70.91.11.31.62.12.73.44.35.56.17.38.4

1.01.41.72.32.83.54.35.26.78.4

10.013.016.019.022.026.0

1.01.41.72.32.83.54.35.26.78.4

10.013.016.019.022.026.0

3.65.67.3

10.011.614.017.020.023.030.039.052.065.078.090.0100

0.40.50.70.91.01.51.92.23.24.05.06.07.59.0

11.012.5

1.11.62.12.73.24.25.26.38.4

10.412.516.020.024.028.032.0

1.62.43.24.04.86.48.19.7

12.916.119.325.032.038.045.054.0

Fuente: MANUAL p/CALCULO DISEÑO Y PROYECTO DE INST. SANITARIAS Y DOMICILIARIAS, 1986

LONGITUD TOTAL [11’’’]: Es la suma de [11’] + [11’’]

PERDIDA DE CARGA [12] (m)Para la perdida de carga se emplea la formula de Flamant planteada en unidades del SistemaInternacional:

UNITARIA: ]'9[ x 0.001 x 2

]10[ C 4j 25.1

75.1=

Donde:C: es el coeficiente de fricción, 0.00031 para Fundido, 0.00023 para Galvanizado,

0.00018 para Acero, 0.00012 para Cobre, 0.00010 para PVC.

TOTAL: J = [11’’’] x Pérdida Unitaria

Hg ALTURA GEOMÉTRICA DEL TANQUE [13] (m)Es la altura del tanque desde el nivel 0.00 m.

hg ALTURA DEL PISO ESTUDIADO[14] (m)Es la altura de cada piso desde el nivel 0.00 m.

PRESIÓN [15] (m)La presión disponible es: Hg – [11’’’] – hg

Donde:Hg: Altura geométrica del tanque, [m][11’’’]: Pérdida de carga total, [m]hg: Altura del piso estudiado, [m]

EJEMPLO: Para el nudo 4 la presión es: 19.60 – 0.200 – 8.40 = 11.00 [m]

NUDO [16]Se refiere al nudo del piso estudiado.

NOTA: Es de importancia tomar estos apartados:


104

• Para el cálculo de la tubería entre los nudos 12 y 13 (de nuestro ejemplo), que se encuentra enla terraza, las Unidades de Gasto acumuladas es la suma de la Unidades de Gasto de lostramos 6 – 12 y 11 – 12 que es igual a 68.

• Para el cálculo de la tubería entre los nudos 13 y 14 es la suma de la Unidad de Gasto deltramo 12 – 13 que es igual a 68; si hubiese una o varias columnas que se conectan con elnudo 13, también se deberá sumar sus respectivas Unidades de Gasto.

L=2.00 mØ 3/4"

L=2.00 mØ 1/2"

L=2.00 mØ 1/2"

L=2.00 m

Ø 1 1/2"

L=7.00

A

Ø 1/2"

L= 2

.80

mØ

3/4

"


105


106

PLANILLAS DE CÁLCULO PARA RAMALES DE AGUA POTABLE


PISO [2]Es el piso de donde se desea calcular.



I: InodorosL: Lavabo ó lavamanosBóD: Tina de baño ó DuchaBt: BidésLp: Lavavajillas ó lavaplatosLv: LavanderíasU: Urinarios

UNIDADES DE GASTO [5]En estas casillas introducir las respectivas unidades de gasto de acuerdo a la tabla 4.21.


CAUDAL (l/s) [7]Es el caudal probable, la expresión a introducir será de acuerdo a la tabla 4.22

DIÁMETRO [8]E l diámetro será elegido de acuerdo a la tabla 4.23


• La velocidad tiene que estar entre 0.6 – 1.5 [m/s] – (Máximo 2.50 [m/s]).• La máxima presión estática no debe ser superior a 40 m.• La mínima presión en la entrada de los artefactos sanitarios es de 2 m.

VELOCIDAD [9] (m/s)[ ][ ]( )

4001.0

001.0V 2××π

×=

9'

8

LONGITUD [10] (m)

LONGITUD REAL [10’]: Es la longitud real de la tubería

LONGITUD EQUIVALENTE [10’’]: Es la longitud que se aumenta en la tubería por laexistencia de accesorios de acuerdo a la tabla 4.24.



107

PERDIDA DE CARGA [11] (m)Para la perdida de carga se emplea la formula de Flamant planteada en unidades del SistemaInternacional:

UNITARIA: ]'8[ x 0.001 x 2

]9[ C 4j 25.1

75.1=

Donde:C: es el coeficiente de fricción, 0.00031 para Fundido, 0.00023 para Galvanizado,

0.00018 para Acero, 0.00012 para Cobre, 0.00010 para PVC.


PRESIÓN EN EL NUDO [12] (m)Este dato será el valor del numeral [15] de la planilla de cálculo de columnas principales, para laprimera fila, la siguiente es la Presión en el Nudo Consecutivo [15].

ALTURA DEL ARTEFACTO [13] (m)Son las alturas de los artefactos a calcular.

PRESIÓN EN EL ARTEFACTO [14] (m)

[14] = [12] – [11 TOTAL] – [13]

PRESIÓN EN EL NUDO CONSECUTIVO [15] (m)

[15] = [12]- [11 TOTAL]

NOTA: Para el cálculo de ramales de la columna B será el Ingeniero Proyectista quien ponga enjuego su criterio, por ejemplo se puede unir las tuberías y sus respectivas perdidas de carga, ó porel contrario se puede calcular por separado.

Por otro lado para anotar lado la longitud equivalente es como sigue:

Ø 3/4"3 CODOS

DE 45° DE Ø 3/4"

BILATERAL DE Ø 3/4"

2 TEs DE SALIDA

1 VÁLVULA DE COMPUERTA DE Ø 3/4"

1 TE DE SALIDA BILATERAL DE Ø 1 1/2"


108


109

PLANILLAS DE CÁLCULO PARA COLUMNAS DE PRINCIPALES DE AGUA CALIENTE

• Calcular la Presión Eficaz Necesaria H, para vencer los rozamientos del circuito

H = 2 Σ L R + Σ Leq

Donde:H : Presión eficaz necesaria, [m]ΣL : Sumatoria de la longitud real de la tubería, [m]R : Gradiente hidráulico, [mca/m]ΣLeq : Sumatoria de longitud equivalente, [m]

PARA NUESTRO EJEMPLO:

Se estimó el gasto horario de 800 l/h (este gasto tendrá que ser estimado por el ingeniero calculistade acuerdo al modo de vida de la edificación, por lo general esta entre el 20% y 30 % del consumototal de agua).


110

Con este dato y una velocidad mínima de circulación de 0.5 m/s se obtiene el gradiente R de 14mmca/m.

Entonces: H = 2 x 42 x 14 + 18.9 = 20 [mca]


PISO [2]Es el piso a donde se desea llegar.



L: Lavabo ó lavamanosBóD: Tina de baño ó DuchaBt: BidésLp: Lavavajilla ó lavaplatosLv: Lavanderías

UNIDADES DE GASTO [5]En estas casillas introducir las respectivas unidades de gasto de acuerdo a la tabla 4.21

UNIDADES DE GASTO PARCIALES [6]Es la sumatoria de todas las casillas del numeral [5]


CAUDAL (l/s) [8]Es el caudal probable, la expresión a introducir será de acuerdo a la tabla 4.22.

DIÁMETRO [9]E l diámetro será elegido de acuerdo a la tabla 4.23.


• La velocidad tiene que estar (para nuestro ejemplo) entre 0.5 – 1.5 [m/s] – (Máximo2.50 [m/s]).

• La máxima presión estática no debe ser superior a 40 mca.

VELOCIDAD [10] (m/s)[ ][ ]( )

4001.0

001.0V 2××π

×=

9'

8

En tuberías de agua caliente se podría permitir una máxima velocidad de: para Ø ½” 3.00 m/s (estevalor para un máximo de 8 UG), para Ø ¾” 3.96 m/s , Ø 1” 3.36 m/s, Ø 1 1/4” 3.36 m/s, Ø 1 1/2”1.99 m/s, Ø 2” 1.24 m/s, estos valores son para un máximo de 70 UG.

LONGITUD [11] (m)



111

LONGITUD EQUIVALENTE [11’’]: Es la longitud que se aumenta en la tubería por laexistencia de accesorios de acuerdo a la tabla 4.24.LONGITUD TOTAL [11’’’]: Es la suma de [11’] + [11’’]

PERDIDA DE CARGA [12] (m)Para la perdida de carga se emplea la formula de Fair –Wipple:

UNITARIA: 7

3

]'[9' x ]10[[8] Cj =

Donde C: 0.5 para hierro fundido, 0.4 para hierro galvanizado, 0.3 para acero, 0.2 para cobre


PRESIÓN DISPONIBLE [13] (m)

Para nuestro ejemplo en la primera fila será de 20 m

Las siguientes presiones disponibles son: 20 – Perdida de Carga Total

Las subsiguientes la iteración de las anteriores filas.

NUDO [14]Se refiere al nudo del piso estudiado.

NOTA: Para el cálculo de ramales de agua caliente, viene a ser el mismo procedimiento que en elde agua fría, exceptuando en la parte de pérdida de carga unitaria, pues es en esta parte que laformula cambiara por la de Fair – Wipple.


112


113


114

4.17 Uso del software Saisd V1.01 en el cálculo de tuberías

En la carera de Ingeniería Civil de nuestra Universidad se desarrolló un software por los ahoraIngos. Juan Ayala Fuentes y Melvy Flores Rioja, llamado Saisd V1.01 (Software Asistido paraInstalaciones Sanitarias y Domiciliarias) en el cual desarrollamos un manual ejemplificado para suuso en el cálculo asistido por computadora.

EJEMPLO

Agua potable Domiciliaria.

1. RECOMENDACIONES Y SUGERENCIAS PARA EL CÁLCULO DEINSTALACIONES SANITARIAS DOMICILIARIAS.

Antes de preconcebir cualquier proyecto, el proyectista debe recopilar ciertos datos que sonmuy necesarios a la hora de realizar cualquier proyecto, en el caso de instalaciones sanitariasdomiciliarias, se tomara en cuenta los siguientes aspectos entre muchos:

• Localización de la tubería matriz, profundidad, diámetro, presión de servicio y caudalaproximado de la tubería.

• Se deberá contar con un juego completo de planos arquitectónicos: plantas, cortes, etc.

• El proyectista debe estudiar detenidamente las plantas y cortes del proyecto arquitectónicopara definir la ubicación de la tubería de alimentación.

2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SAISD.

El programa cuenta con menús y barras desplegables. Primero observemos que propiedadesposee el programa, para continuar luego con el cargado de los datos.

El sistema cuenta con los siguientes menús:

• Archivo

• Datos generales

• Utilidades

• Imprimir

• Ayuda


115

Fig. 30 Presentación general del programa.

MENÚ ARCHIVO

Fig. 31 El menú archivo.

Nuevo Proyecto : Muestra el formulario “Información General”, en el cual el usuario podrásuministrar el Nombre de Proyecto, su Nombre y otros que le sean concernientes. También podrá,desde la etiqueta “Abastecimiento” seleccionar el tipo servicio que requiere calcular.

Abrir Proyecto : Permite Seleccionar un archivo existente para revisar y/o actualizar un los datos deun proyecto.


116

Fig. 32 Ejecución del comando abrir.

Fig. 33 El formulario de información general del comando abrir.

Guardar Proyecto: Permite grabar los datos o cambios ingresados en el proyecto, se debe aclararque existen formularios como Agua Potable y Alcantarillado que tienen sus propias opciones degrabado, como veremos mas adelante.


117

Guardar como: Dirección a la ubicación donde el archivo residirá, y establece el nombre bajo elcual se guardara.

Sección de proyectos trabajados recientemente: Permite abrir directamente el proyecto que unodesea y que haya sido guardado recientemente, entre los últimos cuatro.

Salir: Termina la sesión de trabajo de un Proyecto, no se debe olvidar de realizar el grabado si sedesea conservar los cambios realizados.

MENÚ DATOS GENERALES

Fig. 34 El menú datos generales.

Sistema de Suministro: Permite el decidir el tipo de suministro con que se dotara al inmueble,contando con cuatro opciones que detallaremos posteriormente.

Equipo de Bombeo: Al presionar Equipo de Bombeo, el usuario establecerá potencia que requiereel sistema que se diseña.Datos de Diseño: Establece el tipo de uso (Privado o Público), la ecuación bajo la cual se evaluarala pérdida de carga lineal y local, también estableceremos características particulares del edificio.

Agua potable: Abre la planilla de trabajo más importante del proyecto, anteriormente creado o elnuevo cargarse.

Evacuación de aguas residuales: Despliega un formulario que contiene un MSFlexGrid, en el cualse plasmaran los datos correspondientes del sistema de evacuación del sistema de aguasresiduales.

MENÚ UTILIDADES.

Calculadora del sistema: Es una opción que realiza operaciones básicas.

Conversor de Unidades: Efectúa cambios de unidades de longitud, tiempo, volumen, velocidad,presión, y varios otros.

Fig. 35 El menú utilidades.


118

MENÚ IMPRIMIR.

Fig. 36 El menú imprimir.

Información general: Desde este acceso de menú el usuario podrá imprimir dos hojas deinformación, en la primera se imprimirán datos de la demanda de agua y el sistema de suministro,en la segunda los resultados generados del establecimiento de la bomba.

Resultados: Permite el acceso a un formulario, en el que a su vez se seleccionara la planilla deresultados del servicio que se ha trabajado.

MENÚ AYUDA.

Contenido: Al presionar (F1) se tiene acceso a la ayuda.

3. Iniciando un proyecto nuevo

Estrictamente en el caso de utilizar el software SAIDS, el proyectista deberá esquematizar su redde distribución del edificio, vivienda, etc. que pretenda calcular de la siguiente manera:Como primera observación a realizar; deberá fijarse en que dirección ocurrirá el flujo en el caso defuncionamiento.

Siempre tratar de enumerar en forma ascendente con el sentido del flujo de agua.

Fig. 37 Esquema isométrico numerado.


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INICIANDO UN NUEVO PROYECTO.

1. Para crear un nuevo proyecto.

Seleccione Archivo\Nuevo y luego haga click, ó

Haga click sobre la barra de herramienta en Nuevo.

2. Se desplegara en la pantalla un formulario llamado Información General (Figura. 33) conlas siguientes opciones:

• Información general.

• Créditos.

• Abastecimiento, en la cual marcamos agua fría.

.

Fig. 38 Decidiendo el abastecimiento.

• A continuación se desplegara el formulario Dotación de Agua, en el cual se despliega unalista amplia de posibles lugares donde se requiere el servicio.

• Seleccionamos un ítem, en nuestro caso residencial Unifamiliar, sobre la lista de Dotaciónde Agua y con el botón con la Flecha (con dirección a la derecha) añadimos a lista situadaa la derecha de su pantalla el ítem escogido.


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Fig. 39 La lista de dotaciones.

• Antes de concluir con la operación se desplegara otro formulario que le pedirá que ingreseel área del local, número de personas, butacas, etc. según sea el caso, presione el botónaceptar.

• Ingrese los datos requeridos, y finalice aceptando.

Fig. 40 Determinación del uso, del diseño y datos generales del edificio.


121

• Seguidamente se desplegara el siguiente formulario.

Fig. 41 Seleccionando desde la base datos el material.

• El usuario ingresara los siguientes datos: Columna, Nº de piso, De nudo, A nudo, Alturageométrica, Longitud, todos estos extraíbles de la Fig. 8, continuando con el material por logeneral PVC, Artefactos sanitarios (figura. 43 y figura. 44), Diámetro (figura.42) si así lodesea, no siendo necesario su registro ya que el programa puede calcularlo; y finalmenteAccesorios (figura. 45 y figura. 46).

• Consecuentemente, presione el botón Datos y haber seleccionado el tipo de suministro dela red en nuestro caso autoclaves, se procederá a presionar el botón Calcular, que llenaralas celdas vacías perdidas de carga, unidades de gasto, presiones y la ubicación de estasperdidas.

Fig. 42 Opción de selección de diámetros.


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Fig. 43 Seleccionando desde la base de datos el artefacto sanitario.

Fig. 44 Definiendo la cantidad artefactos sanitarios.

Fig. 45 Cargando desde la base de datos el accesorio deseado.


123

Fig. 46 Definiendo la cantidad de accesorios en la línea.

• En las celdas en las que se despliega resultados son las siguientes: Unidades de Gastoacumulado, Caudal, Velocidad, Pérdida de carga, Presión disponible.

• Con el botón Datos se despliega la siguiente pantalla.

Fig. 47 Estableciendo el tipo de suministro.

• En ella, el usuario determina el número del nodo y su altura geométrica y el sistema desuministro a usarse el cual puede ser visualizado presionando el botón presión mínima.

• Si el usuario marca el botón de opciones conexión directa se abre la siguiente ventana.

Fig. 48 Definiendo el diámetro, la velocidad, el caudal de ingreso.


124

Se deberá llenar la parte izquierda, y presione calcular y podrá observar en la parte derecha losresultados.

• Si su opción fuera Tanque elevado entonces se desplegara la siguiente ventana.

Fig. 49 Definiendo el tanque.

Dentro de los Datos Generales se cuenta con varias opciones, para elegir las distintasconformaciones de tanques y sus tipos de secciones, y otra serie de datos que requierendel conocimiento del usuario en cuanto a conceptos.

• Si su opción es Tanques de Hidropresión veremos la siguiente pantalla.

Fig. 50 Calculando el número de tanques de Hidropresión.


125

que le permite definir el número de tanques de Hidropresión.

• Si ha marcado Autoclaves veremos la siguiente pantalla, (útil en edificaciones menores atres pisos).El usuario deberá seleccionar según su conveniencia el dispositivo que más ventajas leproporcione.

Fig. 51 Calculando el número de tanques de Hidropresión.EQUIPO DE BOMBEO.

Fig. 52 Definiendo la bomba.

• En esta sección, valga la aclaración se podrá calcular potencia de la bomba, caudal debombeo, velocidad de impulsión, diámetro de la tubería de impulsión, velocidad de succión


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y diámetro de la tubería de succión. En ningún instante se pretende reemplazar el criteriodel usuario.

• Seleccione la formula bajo la cual se calculara las perdidas de carga.

• Tiquee el CheckBox Perdida de carga se despliega la siguiente pantalla (figura 53), que lepermite establecer el valor de la perdida de carga seleccionada.

Fig. 53 Hallando las perdidas locales.• Todas las tareas realizadas serán guardadas antes finalizar la planilla trabajada.

Fig. 54 Saliendo de las planillas.

EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES.

De forma similar se realiza el llenado de los datos, pero esta vez usando letras, que variaran tansolo en el subíndice de acuerdo al piso en que se encuentre.

• También resulta necesario se ingresaran la identificación de los datos requeridos y enabastecimiento seleccionar alcantarillado.


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Fig. 55 Administrando datos generales.

Fig. 56 Alcantarillado.

• De similar forma se ha provisto una ventana que cuenta con un barra de herramientas y unplanilla en la que se pueden ingresar los datos y recoger en otros los resultados, como seobserva en la figura 57.


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Fig. 57 Planilla de ingreso de datos de la red de AR.

• El trabajo dentro de las planillas esta facilitado por listas desplegable en las columnas deMaterial, Artefactos sanitarios y Observaciones.

• El usuario establecerá las columnas, la planta que se esta cargando, en este caso seidentificaran los nudos con letras seguidas de un subíndice que indica el piso al quepertenece.

• La longitud solo será necesaria en el caso de tuberías horizontales para establecerpendientes, habrá también que establecer los artefactos sanitarios en los nudos quecorrespondan y añadir además las observaciones que correspondan.

• En la columna artefactos sanitarios, la celdas tienen la posibilidad de desplegar otroformulario (figura 58)

Fig. 58 Definiendo unidades de descarga hidráulica.


129

Fig. 59 Seleccionando la función de la tubería.

• El botón Datos de la vivienda permite establecer el número pisos tipo por bajantes.

Fig. 60 Administrando datos de la vivienda.

• El botón Calcular almacena los resultados accesibles desde generando laTabla de Resultados respectiva, que puede ser visualizada desde el siguiente formulario.

Fig. 61 Formulario para el despliegue de resultados.


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• Los botones de comando que permiten recoger resultados son los siguientes: Ramales,Bajantes y Horizontales. Cabe resaltar que las tres cuentan con las opciones de Guardar,Imprimir y Salir.

Fig. 62 Tabla de resultados.

• Nota, resulta importante mencionar que de poder apreciar resultados dentro la planilla esnecesario correrlo.

Al salir de la tabla de resultados para la tabla de ingresos, el usuario puede salir de la última ytambién guardar los cambios efectuados.

Fig. 63 Saliendo de las planillas de diseño de alcantarillado.

OTRAS UTILIDADES QUE BRINDA EL PROGRAMA.

También se cuenta con utilidades que permite realizar Conversión de Unidades y una

Calculadora de operaciones .

Fig. 64 El conversor de unidades.


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El usuario podrá desplegar desde el menú de Ayuda/Contenido, la Ayuda del SAISD que lepermite conocer conceptos en los cuales puede basar su diseño, del mismo modo la secuencia deuso del programa en si.

Fig. 65 Ingresando al menú ayuda.

4.18 Pequeños consejos para el ahorro de agua

El ahorro de agua es de fundamental importancia moral y ecológica e aquí algunos consejosextraídos de la pagina de Internet: www.ahorrodeaguahermosillo.com

EN EL HOGAREn muchos hogares los niños entran a la regadera cargados de juguetes, vasos y demás artículospara entretenerse mientras se asean; las jovencitas tardan “horas” pues mientras se bañan cantan,bailan y se ponen varios tratamientos para el pelo sin importarles si la llave del agua está abierta.Entre las acciones que se pueden seguir está el cuidar unos a otros que los baños que tomen seancortos y cierren la llave mientras se enjabonan, para esto puede ayudarse con aparatosahorradores que regulan la presión sin que se enfríe el líquido.


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Si no está interesado en adquirir uno de éstos, puede introducir en su regadera una cubeta pararecoger el agua mientras espera a que salga caliente y úsela para regar las plantas o el aseo delhogar.

Al lavarse los dientes o las manos, mantenga la llave cerrada mientras se cepilla o enjabona, paraafeitarse con un recipiente o el tapón del lavabo, en lugar de dejar correr el agua.

Recuerde que el inodoro no es un depósito de basura, esto causa a la larga que se tape el drenaje,mejor coloque un cesto al lado.

LA COCINAPara las labores de la cocina el agua es imprescindible pero también aquí es posible hacereconomías.

No es muy común en nuestra región el uso de lavavajillas pero si la tiene úsela con carga completauna vez que haya quitado el exceso de alimentos. Además de que se ahorra agua, ahorrarádetergente y energía.

Utilice una tina para lavar todos los trastes o verduras y otra para enjuagarlos, nunca debajo delchorro de agua y con el agua que quedó del enjuague riegue sus plantas.

La lavadora automática utiliza en promedio de 32 a 59 galones en cada ciclo de lavado, procurelavar una vez por semana para tener cargas completas.

El uso de jabón en cantidades adecuadas puede ayudarle a ahorrar agua puesto que no requerirátanta para el enjuague.

EL COOLER, UN HABITANTE MÁSEl cooler se convierte en un habitante más de la casa pues consume en promedio 14 m3 de agua almes utilizando sólo 10 horas diarias, esto si son unidades nuevas con sistema de ahorro. Si lo usamás tiempo haga sus números. Si está por comprar uno procure que sea de descarga horizontalpuede ahorrarse 3 m3 de gasto.

Recuerde que los aparatos de aire acondicionado gastan mucho agua, manténgalos apagados sino son necesarios y revise las instalaciones para evitar fugas de agua. Un aparato de aireacondicionado de 1000 pies, gasta un galón de agua por hora a 33º C.

EL JARDÍNTener un bello jardín es el propósito de muchas amas de casa pero regarlo a todas horas no es larespuesta para lograrlo.

Regar muy temprano en la mañana o al atardecer evita que el agua se evapore y los rayos solaresse filtren por las pequeñas gotas quemando las hojas. Fertilice su pasto por lo menos dos veces alaño para estimular las raíces, así absorberán mejor el agua.

Aprenda a determinar cuando su jardín necesita que lo rieguen, si tiene color verde grisáceo opacoy las pisadas quedan visibles cuando camina por él, entonces lo necesita, más plantas mueren porexceso de agua que por falta de ella, pues mucho agua puede sobrecargar el suelo y el aire nopodrá llegara las raíces provocando enfermedades en la planta.

Investigue qué tipo de plantas, pasto y arbusto se dan mejor en su región, después plántelo acordea la información que consiguió.Si su jardín está demasiado sombreado, ninguna cantidad de agua va a hacer que florezcanrosales. En zonas especialmente secas, se puede considerar arreglos atractivos de plantas quesean de climas semiáridos.


133

OTROS1. Nunca barra la acera o calle con la manguera. Use escoba.

2. Cuando lave el coche, use una cubeta con una franela para limpiarlo. No use la manguera.

3. Enseñe a los niños a no jugar con el agua.

4. Enseñe a toda su familia y a sus vecinos a cuidar el agua.

5. Recuerde reportar las fugas de agua en lugares públicos a los teléfonos de emergencia oatención a usuarios de su organismo operador de agua potable.

6. Siéntase orgulloso de ser usuario consciente y responsable, pague a tiempo su recibo deagua y cuide el agua.

7. Denuncie a los malos vecinos que gastan agua sin compasión y que además tenganconexiones clandestinas.

CONSEJOS PARA REDUCIR EL CONSUMO DE AGUA• Cuando se bañe, hágalo rápido, tenga presente que cada 5 minutos de baño equivale a

100 litros de agua, así que si reduce un minuto o dos de baño diario puede ahorrar hasta2500 litros al mes.

• Instale regaderas de bajo flujo o limitadores de agua, éstos echan agua a presión y nodesperdician tanto líquido.

• Si baña a su mascota, hágalo con una cubeta, no a manguerazos.

• No está de más decirte que cuando laves tus dientes lo hagas con un vaso y no con lallave abierta, si la dejas abierta puedes gastar hasta 20 litros por minuto.

• El mismo consejo va para el momento de rasurarse, no hay que dejar la llave abiertamientras se hace, mucho menos hacerlo al momento de bañarse. Es mejor usar unpequeño recipiente y enjuagar ahí el rastrillo, esto ahorrará hasta 10 litros al día.

• Al lavar el carro, usa una cubeta.

• Los platos se lavan mejor si llenas el lavaplatos con agua, los enjabonas todos ahí y losenjuagas de la misma forma. Use la menor cantidad de detergente posible.

• ¿Sabía que cada ciclo de lavado de ropa, invierte hasta 60 litros de agua? El consejo aquíes lavar cargas completas.

• El agua puede usarla varias veces, por ejemplo primero usarla para lavar o para bañarse,recogerla y usarla para regar, para lavar pisos o para el sanitario.

• Las fugas mayores se dan en el sanitario, mantener limpia la válvula de hule que tapa lasalida del agua y asegúrate que selle.

• No utilizar el sanitario como basurero. Cada vez que lo vacías tira 20 litros de agua.

• En la cocina, no dejes el chorro tirando, abre y cierra la llave, según la necesites.

• No descongelar los alimentos con el chorro de agua.

Capítulo V Instalaciones de Agua con Equipo de Bombeo

133

Instalaciones de Agua con Equipode Bombeo

Cuando las edificaciones necesitan presiones hidráulicas mayores a las que proporciona la red dedistribución, es necesario instalar un equipo de bombeo, generalmente este problema se presentaen edificios de varios niveles o en inmuebles construidos en terrenos elevados.

5.1 Sistema de bombeo directo a cisternas

Cuando lo permiten los reglamentos de las autoridades sanitarias, es posible conectar bombasdirectamente a la tubería principal, de manera que la presión hidráulica de la bomba incremente lade la tubería principal. La bomba se controla por medio de un interruptor de flotador o sondas deelectrodos en la cisterna de almacenamiento situada en el nivel de la azotea y en la cisternacolectora de agua potable. En la figura 5.1 se muestra un detalle de esta última.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Figura 5.1 Sistema de bombeo directo a cisternas de agua potable y de almacenamiento.

V


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5.2 Bombeo indirecto desde una cisterna de enlace a baja altura

Muchas veces se requiere que entre la tubería principal y la unidad de bombeo se instale unacisterna de enlace. Esta funciona como un deposito de bombeo y evita que disminuya la presión dela tubería principal. Debido a que en la cisterna la presión de la tubería principal es nula, la bombadebe ser capaz de superar la presión estática total del agua mas la resistencia por fricción en latubería.

El tamaño de la cisterna de enlace debe considerarse cuidadosamente para evitar elestancamiento del agua, que podría ocurrir si la cisterna es de mayor tamaño que el necesario.

Cuando todo el agua se ha de almacenar en una cisterna de esta clase, es necesario consultar a laautoridad local.

La cisterna de enlace debe contar con interruptores de flotador o de sondas de electrodos a fin deapagar las bombas cuando el nivel del agua desciende hasta aproximadamente 250 mm por arribade la entrada de succión de la bomba. Esta precaución es necesaria para evitar que las bombasfuncionen en seco durante una interrupción del suministro. En la figura 5.2 se muestran detalles dela cisterna de enlace a baja altura.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Figura 5.2 Cisterna de enlace a baja altura.

5.3 Sistema autoneumático

En un sistema indirecto de abastecimiento de agua fría es posible usar un cilindro de acero comoalternativa a una cisterna o tubo colector de agua potable. El cilindro contiene aire comprimido enla parte superior, que es presurizado por el agua bombeada en la parte inferior. Este colchón deaíre sirve para hacer que el agua suba hasta los puntos de salida de agua potable que seencuentran en los niveles superiores, así como a la cisterna de almacenamiento.

Cuando el agua potable sale por las instalaciones o aparatos de los pisos superiores, el nivel delagua en el cilindro desciende. A un nivel bajo predeterminado, un interruptor de presión enciende


135

la bomba y el cilindro se rellena hasta un nivel predeterminado, en donde otro interruptor depresión apaga la bomba como se muestra en la figura 5.3.

FUNCIÓN DEL COMPRESOR DE AIRE. Con el tiempo, una parte del aire en el interior del cilindroes absorbido por el agua, por lo que generalmente se instala un medidor para tener una indicaciónvisual del nivel del agua. A medida que el aire es absorbido, se dispone de una cantidad menor delmismo para contar con la presión necesaria y la frecuencia del bombeo aumenta. Para superaresto; se conecta un interruptor de flotador al recipiente de manera que active un compresor de airecuando el agua alcance un nivel demasiado alto. El compresor opera hasta que se alcanza elvolumen de aire requerido en el interior del cilindro. En la figura 5.4 se muestra un detalle delcilindro autoneumático.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Figura 5.3 Sistema autoneumático.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Figura 5.4 Cilindro neumático autoneumático.


136

5.4 Suministro a edificios de mas de 20 niveles

En los edificios de más de 20 niveles, la fricción disminuye en gran medida la presión hidráulica,por lo que generalmente cuentan con equipo de bombeo adicional en el vigésimo piso. En la figura5.5 se muestra un sistema para 30 niveles.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Figura 5.5 Sistema de suministro de agua para 30 niveles.

5.5 Distribución de cisternas de almacenamiento

A fin de evitar presiones excesivas en la tubería, la presión hidráulica máxima en el sistema debelimitarse a 30 m. Por consiguiente, los pisos en un edificio de varios niveles deben ser divididos enzonas mediante una cisterna de control de presión o una válvula reductora de presión. En lasfiguras 5.1, y 5.5 se muestra el método de división por zonas por medio de cisternas de control depresión y en la figura 5.3 se muestra la división por medio del empleo de una válvula reductora depresión.

5.6 Bombeo

En el cálculo proyecto y diseño de instalaciones domiciliarias, sean éstas viviendas yespecialmente en edificios, en muchos casos se hace necesario el empleo de bombas, tanto paraaguas potables como para aguas negras.

Cuando se trata de instalaciones de abastecimiento de agua potable, el uso de bomba se imponecuando no existe la presión necesaria para alimentar los pisos superiores del edificio y/o también


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cuando la presión de la red pública es muy variable. En sistemas de desagüe de alcantarilladosanitario domiciliario, también se deben usar bombas, cuando los compartimentos sanitarios:cuartos de baño, toilettes, etc. se encuentran por debajo del nivel de escurrimiento del colector dela vía pública.

Entre los varios tipos de bombas, las que normalmente se usan en edificios, para suministro deagua potable, están las bombas centrifugas de eje horizontal, ó eje vertical, con rodete cerrado ypara descarga de aguas negras, el mismo tipo pero con rodete abierto.Las ventajas que presenta este tipo de bombas son su costo relativamente barato de instalación ymantenimiento, su poco peso, pueden ser acopladas directamente a motores eléctricos, ocupanpoco espacio, no presentan averías por error de maniobra, etc.

5.6.1 Cálculo de una bomba

ALTURA MANOMÉTRICA:

Si llamamos:

Hg: altura geométrica o diferencia total de nivel.Hs: altura de succión o altura del eje de la bomba sobre el nivel superior de aspiración.Hi: altura de impulsión o diferencia entre el eje de la bomba y el nivel superior de descarga.

Hg = Hs + Hi

pero: Hm = Hg + Hp

donde:Hm: altura manométrica de la bombaHp: pérdidas de carga

Entonces: Hm = Hs + Hi + Hp

CAUDAL DE BOMBEO:

Q: es el caudal de agua que debe elevar o impulsar la bomba.

POTENCIA DEL MOTOR:Si llamamos:

P: potencia necesaria en HPγ: peso específico del líquido = 1000 [kg/m3]Q: caudal de descarga [m3/s]Hm: altura manométrica [m]n: rendimiento del conjunto elevatorion: n motor x n bomba

n75HmQP

×××γ

=

Si admitimos un rendimiento global de 67% se puede llegar a la formula simplificada:

50

Hm[m]Q[l/s]P ×=

el rendimiento del motor varía entre 64% y 90%


138

el rendimiento de las bombas centrifugas varía entre 52% a 88%

5.6.2 Bombas para suministro de agua potable

La presión de servicio de una matriz de la red publica de una ciudad, normalmente varia entre 15 a30 mca (metros de columna de agua) razón por la cual en los edificios de varias plantas no esposible alimentar los pisos superiores directamente. Para hacerlo es necesario hacer uso debombas cuyo conjunto esquemático se indica en la figura 5.1

Son tres los elementos a considerar en un sistema de bombeo de un edificio; el tanque de succión,los grupos motor - bomba y el tanque de distribución.

5.6.3 Tanque cisterna

Es un tanque de acumulación de agua, situado en un punto tal del edificio, que el líquidodescargue en el, desde la red publica, por gravedad. Las condiciones necesarias para elfuncionamiento ideal de un tanque de succión, son las siguientes:

• Debe ser impermeable y herméticamente cerrado.

• Su profundidad máxima, debe ser tal que la altura teórica de succión, incluyendo pérdidas decarga no sea mayor a 4.60 m.

• Debe estar dividido si es posible en dos compartimientos, con entrada independiente parafacilitar la limpieza periódica. Cada compartimiento con su respectiva bomba.

• El fondo del tanque debe tener la necesaria pendiente (mínimo 2 %) rematando en un canal ocaja de acumulación de lodos, de profundidad adecuada.

• En el punto de más bajo del tanque, se coloca un dispositivo de limpieza de fondo, que será untubo con una válvula de accionamiento manual, el mismo que servirá para evacuar la tuberíade descarga. Si esta tubería queda más baja que el tubo de alcantarillado público, la limpiezadeberá hacerse mensualmente, o con bomba especial para este objeto.

• Cada compartimiento del tanque debe tener una entrada independiente de agua potable con surespectiva válvula de compuerta de accionamiento manual desde el exterior, y otra válvula deregulación de entrada con flotador, (interior) de accionamiento automático.

• Debe tener también un tubo de excedencia o rebalse, con un diámetro mayor que el tubo deentrada, conectado convenientemente al tubo de desagüe de aguas servidas, con undispositivo aislante (sifón). En caso de que este tubo tuviera una descarga directa, convienecolocar un sistema de alarma.

• Sobre la cubierta del tanque debe ubicarse, en la posición más conveniente una tapa deinspección de cierre hermético, pero que sea fácil remover, para inspección limpieza yreparación.

• Debe complementar este conjunto un tubo de ventilación de diseño adecuado de modo quepermita la entrada y salida de aire sin menor dificultad, pero que impida la entrada de insectos,polvo, roedores, etc.

• Los materiales con los que puede construirse un tanque de succión son:


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Hormigón Armado Mampostería de piedra Mampostería de ladrillo Metálicos

Eventualmente pueden usarse tanques de PVC o fibrocemento sí estos cumplen con losrequerimientos de volumen y altura y suficiente resistencia estructural.

• En los tanques de hormigón, mampostería de piedra y mampostería de ladrillo la cubierta debeser hormigón armado. El revoque y enlucido debe ser cuidadosamente ejecutado paracontrolar cualquier posibilidad de filtraciones. Es recomendable el empleo de aditivos eimpermeabilizantes, en la mezcla. En los tanques metálicos se deben proteger las paredes,con una pintura antioxidante.

• La capacidad del tanque deberá determinarse de acuerdo a las necesidades del edificio y a lareglamentación que rija al respecto.

• El tanque de succión, debe situarse en lo posible, a una altura que permita recibir el agua de lared pública directamente o por gravedad. Esto significa localizarlo en la planta baja o el primersótano, sin embargo puede ubicarse en el segundo o tercer sótano, esto es a mayorprofundidad siempre que no se presenten problemas de orden tectónico.

5.6.4 Grupos motor - bomba

Son aparatos destinados a la elevación mecánica del agua, desde el tanque de succión hasta eltanque de distribución. Como se dijo anteriormente, en los edificios se usan bombas centrifugas,de rodete cerrado normalmente accionada por un motor eléctrico y a veces por un motor agasolina. En estas bombas la presión se desarrolla principalmente por la acción de la fuerzacentrífuga, esto es que el liquido entra al impulsor por el centro y escurre radicalmente hacia laperiferie. En una bomba centrífuga para impulsión de agua potable deben considerarse lassiguientes partes, comenzando de la parte inferior:

• Colador o criba con válvula de pie. La parte inferior del colador debe colocarse 15 cm, comomínimo, sobre el fondo del tanque de succión, con el objeto de evitar que absorba lasimpurezas que normalmente decantan en el tanque. El colador debe ser de malla fina yresistente para evitar la entrada de impurezas y forme un conjunto con la válvula de pie que noes otra cosa que una válvula de retención de doble bisagra. El objeto de ésta, es evitar ladescarga total del tubo de succión, para mantener el cebado de la bomba.

• Tubo de succión, es el tubo situado entre la válvula de pie y el reductor, se aconseja calcularsu diámetro con velocidades de agua del orden de 0.50 a 1.00 m/s, aunque se toma comonorma que este diámetro sea siempre mayor que el de impulsión o por lo menos igual. En estetubo las perdidas de carga deben ser las menores posibles, lo cual se consigue reduciendo sulongitud y aumentando el diámetro.

• Cuando la bomba se encuentra situada por debajo del nivel de agua, o sea, el tubo de succiónes ahogado, entre ambos se coloca una válvula de compuerta cuyo objeto es evitar unainundación de la sala de maquinas y eventualmente, aislar el tanque de la bomba en cualquiermomento.

• Cuando la bomba se encuentra situada por encima del nivel de agua, o sea, que es un tubo deaspiración libre, se coloca a continuación del conducto de succión una curva de 90°, que a suvez se acopla a un reductor excéntrico. Este reductor excéntrico tiene por objeto evitar elturbillonamiento del agua que origina la cavitación.


140

• La boca de aspiración de la bomba va acoplada mediante una pieza intermedia con el reductorexcéntrico. Comercialmente, siempre el diámetro de la boca de succión es mayor que el de laboca de descarga, especialmente en bombas grandes aunque en bombas de pequeñacapacidad pueden llegar a ser iguales.

• La posición de la boca de succión de la bomba es variable con respecto a la boca de descarga,esta a su vez puede estar a 0°, 90°, 180° o en posiciones intermedias, con respecto al ejehorizontal, sin que por ello se modifique el principio de funcionamiento.

• La boca de descarga de una bomba para edilicios debe situarse de modo que la conexión delos tubos de impulsión de las dos bombas que normalmente se usan, se haga sin el uso depiezas especiales y procurando usar el mínimo de conexiones para reducir las pérdidas decarga.

• Después de la boca de descarga, debe colocarse un reductor concéntrico, para llegar aldiámetro del tubo de impulsión, mas conveniente.

• El diámetro más conveniente, que en general será el más económico para el tubo de descarga,es posible obtener mediante la fórmula de Bresse:

D = 1.3X1/4 Q1/2

24

bombeo de horas de NX °=

donde:Q: caudal [m3/s]D: diámetro [m]

El número de horas de bombeo es un valor variable, que debe ser adoptado por el proyectista.Se aconseja:

1.5 a 2.0 horas, tres veces cada 24 horas, para edificio de departamentos,hoteles y hospitales.

1.25 a 2.0 horas, dos veces cada 24 horas para edificios de oficinas.

De modo general no conviene que la capacidad horaria de la bomba sea menor que el 20 %de la demanda total de agua. Sin embargo, conviene que para cada caso se haga un estudioespecial para determinar el número de horas de bombeo.

• A continuación del reductor concéntrico, debe colocarse una válvula de retención, que es unaválvula destinada a evitar, que el agua del tubo de impulsión se vacíe a través de la bomba ytambién para disminuir efectos del golpe de ariete sobre la bomba.

• Luego de la válvula de retención se coloca una válvula de compuerta, la misma que debe estarsituada de modo que en cualquier momento sea posible maniobrarla manualmente y cuyoobjetivo es poder aislar la tubería de descarga, sea para limpiar la válvula de retención oreparar la bomba.

• Finalmente tenemos la tubería de impulsión o tubo de descarga, cuyo diámetro definidoconforme se indicó anteriormente, en su prolongación hasta el tanque elevado, no debe tenerninguna derivación, por razones de un mejor servicio del edificio. Para tuberías de pequeñodiámetro se puede usar como tubo de impulsión las cañerías de hierro galvanizado, para tubosde mayor diámetro debe usarse de hierro fundido dúctil con juntas de bridas.


141

• De acuerdo con la magnitud, importancia y altura del edificio puede ser necesario colocar unaválvula rompepresión cuyo objeto es diminuir el efecto del golpe de ariete.

• Como se dijo anteriormente, el motor de acople a la bomba, puede ser eléctrico, diesel o agasolina. Debe ser motor asíncrono (que no gira en sincronismo con el campo magnéticoproducido por la corriente alterna) de alta rotación: 1430 a 2850 r.p.m. para 50 ciclos ó 1720 a3450 para 60 ciclos y dos polos. Motores de baja rotación se pueden también usar, pero tienenel inconveniente de su mayor costo, deben ser a prueba de goteo y a prueba de polvo.

La instalación de un grupo motor - bomba debe ser motivo de un cuidado especial para ello laestructura o base de apoyo debe estar perfectamente nivelada, de modo que al colocar elmotor y la bomba sus ejes queden perfectamente alineados eliminando cualquierexcentricidad.

El cebado de las bombas es un aspecto que debe ser resuelto con cierto criterio. Cuando labomba está situada por debajo del nivel libre del agua, el problema está resuelto, pero cuandose sitúa por encima, se deben buscar soluciones apropiadas. Si el funcionamiento fueramanual, también el cebado podrá hacerse en esta misma forma, por el operador, pero si elfuncionamiento es automático, una solución consiste en colocar un bypass que comunica eltubo de descarga con el tubo de succión. Si las válvulas de pie y la válvula de retenciónfuncionan perfectamente el cebado de la bomba no presenta problemas. Otra soluciónaconsejable, es adquirir dispositivos especiales de cebado de bombas que venden algunasfábricas especializadas, especialmente cuando se trata de funcionamiento automático.

El funcionamiento automático de las bombas en los edificios, se impone como medio deobtener abastecimiento continuo de agua, para ello se hace una conexión del flotador deltanque elevado con el interruptor de corriente de la bomba, de tal modo que cuando el nivelbaja demasiado la bomba comience a funcionar y cuando sube, deje de hacerlo. También esposible hacer esto mismo aprovechando la presión del agua en el fondo del tanque elevado opor dispositivos neumáticos mencionados anteriormente.

El pedido de una bomba, suele ser motivo de estudio de una serie de requisitos y condicionesque se envían al proveedor o fabricante. Pero de un modo general para comprar una bombasolo se deben enviar los siguientes datos:

Caudal máximo y caudal mínimo de funcionamiento de la bomba Altura manométrica máxima y mínima requerida Liquido que se desea bombear Voltaje existente en el lugar de funcionamiento de la bomba Frecuencia de la corriente eléctrica del lugar (50 a 60 ciclos)

Con estos datos el fabricante esta en condiciones de suministrar una bomba sin embargo, para elingeniero proyectista conviene conocer las curvas, carga - rendimiento - potencia, que soncaracterísticas para cada bomba y que permiten fijar el punto de máximo rendimiento para la cargamáxima que da un mínimo de requerimiento de potencia en HP.

5.6.5 Tanque elevado de distribución

El tanque elevado que en realidad es el tanque de distribución del inmueble, normalmente se ubicasobre la terraza, cuando su altura no excede de 36 m que corresponde aproximadamente a 12pisos de altura. Si la altura del edificio es mayor conviene efectuar un estudio económico para verla posibilidad de colocar un tanque de distribución en un piso intermedio, lo que supone un doblesistema de bombeo, que se justifica especialmente cuando los costos de corriente eléctrica no sonmuy altos.


142

El tanque elevado no debe ir asentado sobre el nivel de la terraza sino por lo menos 0.60 m. sobreella, por un lado para facilitar la entrada y salida de tubos y la maniobra de las válvulas y por otropara aumentar la altura de carga o presión de servicio en el último piso.

Todo tanque elevado debe reunir ciertos requisitos técnicos para su localización y conformación,podemos enunciar algunos de ellos:

• Debe tener un tubo de descarga situado sobre el nivel máximo de agua cuya entrada debe sercontrolada por una válvula con flotador. Este mismo flotador debe ser el que controleautomáticamente el funcionamiento de las bombas. Una válvula de compuerta, deaccionamiento manual, desde fuera del tanque completa el conjunto.

• Para cualquier caso en que se produzca una falla de funcionamiento del dispositivoanteriormente descrito, debe colocarse a un nivel inferior al del tubo de entrada, otro deexcedencia o rebalse cuyo diámetro debe ser mayor que aquel. En instalaciones de ciertaimportancia puede adosarse al rebalse un dispositivo de alarma. La descarga de este tubodebe salir hacia el conducto de desagües del edificio.

• El tubo de limpieza, es imprescindible, para la eliminación periódica de los lodos acumuladosen el fondo. Su descarga se controla mediante una válvula de accionamiento manual, que seconecta en el tubo de excedencia. Es recomendable que las pendientes del fondo del tanqueconverjan en una caja de acumulación.

• El tubo de alimentación o distribución de agua potable, debe salir del tanque unos 10 a 25 cmpor encima del fondo de la cámara. Para control de salida de agua debe tener una llave deaccionamiento manual. Cuando se quiere tener un caudal de reserva permanente paraincendio, se eleva esta altura de salida de acuerdo con los requerimientos probablesreglamentados para estos casos.

• Cada compartimiento de un tanque debe tener una tapa de inspección de cierre hermético,situada sobre la cubierta de la cámara.

• Un dispositivo importante en un tanque elevado es la ventilación, que debe ser diseñada de talmodo que permita la entrada y salida libre del aire pero no de insectos, polvo y otrasimpurezas. Con este objeto puede ponerse también una válvula de absorción y expulsión deaire.

• Se aconseja la división del tanque en dos compartimientos con entrada independiente.Algunas veces la división de estos compartimientos se realiza con un compartimientointermedio destinado a la reserva de agua para incendio.

• Las dimensiones del tanque se calculan en función de su capacidad, no existiendorestricciones al respecto. En general la estructura del edificio define el largo y ancho,quedando así fijada la altura de acuerdo al volumen.

• El Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias en su Cap. IV, da las siguientesespecificaciones:

Los tanques de agua deberán ser diseñados y construidos en forma tal que garanticenla potabilidad del agua almacenada.

Toda edificación ubicada en sectores donde el abastecimiento de agua pública no seacontinuo o carezca de presión suficiente deberá estar provisto de uno o varios tanquesde almacenamiento, que permitan el suministro de agua en forma adecuada a todoslos artefactos sanitarios o instalaciones previstas.


143

Tales tanques podrán instalarse en la parte baja (cisterna) en pisos intermedios osobre el edificio (elevados), siempre que cumplan con lo estipulado anteriormente.

Cuando solo exista cisterna, su capacidad será cuando menos igual al consumo diario,con un mínimo absoluto de 1.000 litros.

Cuando fuere necesario emplear una combinación de cisterna, bombas de elevaci6n ytanque elevado, la capacidad de la primera no será menor de las 3/4 partes delconsumo diario y la del segundo no menor de 1/3 de dicho consumo, cada uno de elloscon un mínimo absoluto de 1.000 litros.

La distancia vertical entre el paramento inferior de la cubierta y el eje del tubo deentrada de agua, no podrá ser menor a 20 cm.

La distancia vertical entre el eje del tubo de rebose y el eje del tubo de entrada deagua, será igual al doble del diámetro del primero y en ningún caso menor de 15 cm.

En lo posible deberán alejarse de muros perimetrales colindantes con propiedadesvecinas. Ninguna cisterna podrá instalarse en sitio sujeto a inundación o filtración deaguas de lluvia o servidas, aún cuando tal hecho pudiera ocurrir solo eventualmente.

Si por circunstancias especiales, la cisterna tuviera que ser construida en sitiossusceptibles de filtración, o por debajo del nivel freático se deberá prever un sistemaadecuado de drenaje, a fin de evacuar convenientemente las aguas provenientes detales filtraciones.

El agua proveniente del rebose de los tanques, deberá descargarse al sistema dedesagüe del edificio en forma directa, mediante brecha o interruptor de aire de 5 cm dealtura sobre el piso, techo y otro sitio de descarga.

El diámetro del tubo de rebose instalado, deberá ser diseñado para evacuar por lomenos un caudal igual al triple del caudal de ingreso. La salida del rebosadero deberáestar provista de una malla metálica inoxidable N° 100.

La tubería de aducción desde el abastecimiento público hasta la cisterna o tanqueelevado en caso de conexión directa, deberá calcularse para suministrar el consumototal diario en un tiempo no mayor de 4 horas. Esta tubería deberá estar provista de sucorrespondiente válvula con flotador, u otro dispositivo equivalente.

El control de los niveles de agua en los tanques, se hará por medio de interruptoresautomáticos que permitan:

a) Arrancar la bomba cuando el nivel de agua en el tanque elevado desciendahasta la cuarta parte de su nivel útil.

b) Detener la bomba cuando el nivel del agua en el tanque elevado asciendahasta el nivel máximo previsto.

c) Detener la bomba cuando el nivel de agua en la cisterna descienda hasta 5 cmpor encima de la criba de succión.

Todo paso de tubería a través de las paredes o fondo de un tanque, deberá fijarsepreviamente al vaciado de los mismos, mediante tuberías apropiadas (manguitos), a lainstalación, con extremos roscados que sobresalgan 10 cm y que lleven soldada en lamitad de su largo, con soldadura corrida, una lámina metálica de no menos de 1/8" deespesor y cuya dimensión mínima sea 10 cm mayor que el diámetro del tubo.


144

5.6.6 Acumulador de presión o autoclave

En edificios de menor importancia el bombeo resulta una solución antieconómica, razón por la cualse recurre al acumulador de presión o autoclave, que se usa cuando la presión de agua en la redpública es insuficiente o cuando no hay presión de servicio, lo que quiere decir que es undispositivo que mantiene la presión uniforme en las tuberías de distribución domiciliaria.

El conjunto está formado por:

• Un tanque de succión, si es que hay suministro público o un pozo de succión si es este el tipode suministro del agua, que son las fuentes de alimentación de la bomba.

• Una ó dos bombas centrifugas de gran altura manométrica y relativamente reducido caudal. Laaltura manométrica es del orden de los 30 a 60 m.c.a. y el caudal de acuerdo a la magnitud deledificio.

• El autoclave propiamente dicho, formado por un cilindro metálico cerrado es sus extremos pordos casquetes del mismo material y un presostato (manostáto automático que mantieneconstante la presión de un fluido para accionamiento automático de las bombas).

• Funcionamiento: Las bombas introducen agua en el autoclave a gran presión, lo cual obliga alaire que se encuentra en el interior a comprimirse, reduciendo el espacio de ocupación hastacierto limite, a partir del cual la bomba deja de funcionar. Por la tubería de alimentación sale elagua con una determinada presión que va disminuyendo hasta un limite mínimo a partir delcual el presostato acciona la bomba y se repite el funcionamiento.

• Una tubería de conexión entre las bombas y el autoclave y una tubería de salida o alimentacióndel sistema de abastecimiento de agua potable.

• Cálculo: Un autoclave se calcula conociendo previamente los siguientes datos:

Q0: Caudal de la bomba en litros por minuto, corresponde al consumo máximo absoluto de agua de la vivienda.N: Numero de disparos por hora (variable entre 6 a 10)P1: Presión máxima de trabajo del agua en atmósferasP2: Presión mínima de trabajo del agua en atmósferas

Con estos datos es posible determinar:

V1: Volumen de la cámara de aire comprimido al iniciarse el periodo [lts]Vf: Volumen de la cámara de aire comprimido al finalizar el período [lts]. V: Volumen real del autoclave [lts].

N

Q25Q 0=

21

1PP1PQV

−+

=

V83.0Vi =

1P1PVV

1

2if +

+=


145

5.7.7 Sistemas automáticos de presión (tanques de hidropresión)

• Los tanques de hidropresión llamados hidróceles constituyen una alternativa para eliminar eltanque elevado. Aunque en casi todos los países latinoamericanos como en los paísesindustrializados su empleo se ha popularizado, en Bolivia no resulta aconsejable incluirlo en unsistema de abastecimiento de agua de edificios, debido a la falta de asistencia técnicagarantizada ya la resistencia de los copropietarios de edificios para pagar gastos adicionales,para su conservación y mantenimiento. Sin embargo para casos especiales su empleo sejustifica y los resultados pueden ser positivos, si se superan las desventajas anteriormenteindicadas.

• DEFINICIÓN: Un tanque de hidropresión es un acumulador de presión, puesto que su funciónes acumular presión de agua.En esencia está compuesto por:

Un tubo perforado Un elemento fabricado de un material elástico que es un acumulador o

envoltura interior. Una cubierta exterior. Dos tapas.

• FUNCIONAMIENTO: Si tomamos la tubería (figura 5.6) a una presión de 3,50 kg/cm2 (50 psi)y si abrirnos la válvula Vi manteniendo Vf cerrada, el agua fluirá hacia el hidrocel por lasperforaciones, ensanchando la envoltura interior hasta que esta equilibre la presión de 3.50kg/cm2 que es marcada por el manómetro. Si cerramos la válvula Vi la presión interior del aguadentro de esta envoltura se mantendrá debido a su elasticidad pero con tendencia a volver a suposición original.Si abrimos la válvula Vf, tendremos en un tramo, (inmediatamente después de la válvula),

una presión inicial de 3.50 kg/cm2 que luego disminuye paulatinamente hasta cero, cuando laenvoltura vuelve a su posición original.

Fuente: MANUAL PARA CÁLCULO DISEÑO Y PROYECTO DE INST. SANITARIAS DOMICILIARIAS “J. Díaz - W. Peñaranda”, 1986Fig. 5.6 Esquema de funcionamiento de una cámara de hidropresión.

• BOMBAS: El equipo complementario a los tanques de hidropresión es la bomba, para cuyaselección debe asegurarse que los caudales y presiones estén adecuados a los requerimientosde este sistema. Es aconsejable usar bombas de multietapa, por su característica de altapresión y se debe seleccionar unidades que no sean ruidosas para no incomodar a losusuarios. Como en todos los sistemas de suministro de agua potable debe siempreconsiderarse una unidad de reserva, para evitar cualquier interrupción del servicio. El

COLECTOR

TUBO PERFORADO

MANÓMETRO

CERRADO ABIERTO

Vi Vf Vi Vf


146

funcionamiento de estas bombas debe ser siempre automático.

• CÁLCULO: El calculo de las bombas para los tanques de hidropresión se hace previadeterminación de los siguientes valores:

Caudal: Q [m3/s] Altura dinámica total: Hd [m]

• El caudal se calcula por cualquiera de los métodos conocidos que dan los coeficientes desimultaneidad aunque también se puede utilizar la siguiente formula:

Qo = No x Ko Donde:

Qo: caudal [l/h]No: número total de artefactos sanitariosKo: coeficiente cuyo valor es el siguiente:

Hoteles Ko = 94.6Edificios de Departamentos Ko = 64.3

Hospitales Ko = 94.6Edificios de oficinas Ko = 64.3

• La altura manométrica esta determinada por los requerimientos de los tanques de hidropresiónque varían entre 1.41 kg/cm2 (20 psi) y 3.50 kg/cm2 (50 psi), de acuerdo a las especificacionesde los fabricantes, valores a los que se debe agregar las pérdidas de carga en las tuberías.

Hm = Hh + Hf

• ELECCIÓN DE LOS TANQUES DE HIDROPRESIÓN: Con los valores de caudal calculadosanteriormente es posible obtener el número de unidades de hidropresión. Para ello, dichocaudal se divide entre la capacidad de cada tanque, especificada en la tabla 5.1 Conviene porrazones de continuidad de servicio agregar por lo menos una unidad al valor obtenido.

Tabla 5.1 ELECCIÓN DEL TANQUE DE HIDROPRESIÓNCAPACIDAD DEL TANQUE DE

HIDROPRESIÓN [l/s]YJ 18 YJ 36

PRESIÓNMEDIA DE

OPERACIÓN[mca]

PRESIÓN DECONEXIÓN

[mca]

PRESIÓN DEDESCONEXIÓN

[mca]1 2 1 2 3

212835

142126

283542

150012501100

300025002200

300025002200

600050004400

900075006600

Fuente: MANUAL PARA CÁLCULO DISEÑO Y PROYECTO DE INST.SANIT. DOMICILIARIAS “J. Díaz - W. Peñaranda”, 1986

• LOCALIZACIÓN DE LOS TANQUES DE HIDROPRESIÓN.- Es regla importante, colocar lasunidades de hidropresión lo mas alejadas posible de las bombas, de ahí que ubicar estos en elsótano y los tanques en la terraza es la mejor solución, aunque también puede situarse cercasi se utilizan unidades especiales.

Como los tanques de hidropresión ocupan superficies reducidas, cuando la altura del edificioes muy grande se puede ubicar en pisos intermedios.

El tanque cisterna, debe situarse siguiendo las mismas reglas que rigen para la colocación deltanque elevado.

Capítulo VI Sistemas para Incendios

147

Sistemas para incendios

Por lo general prestamos poca o ninguna atención a las cosas que no vemos o usamos con ciertafrecuencia y muchas veces a las que empleamos a diario, pero no por ello dejan de tener laimportancia que tienen.

Tratándose de instalaciones sanitarias interiores, como proyectista o constructores con frecuenciase nos comenta: "¿para qué sirve un sistema contra incendio, si casi nunca lo usamos?".

A fin de enfocar adecuadamente este tema, y seguir una secuencia lógica, nos haremos yresponderemos las siguientes preguntas: ¿Qué?, ¿Por qué?, ¿Cómo?

1. ¿QUE VAMOS A COMBATIR?

Al hablar de incendios nos referimos implícitamente al FUEGO, y para comprender mejor losmedios y sistemas de que nos valemos para su combate es conveniente recordar que loscomponentes principales del fuego son:

• Calor

• Materias combustibles

• Materias comburentes (que provocan combustión)

2. ¿POR QUÉ COMBATIMOS UN INCENDIO?

Indudablemente que la respuesta es obvia: para proteger la vida y propiedad privada o colectiva.

La protección contra incendios se hace más necesaria cuanto más riesgo de incendio exista ymayor sea el valor de la propiedad a proteger.

3. ¿CÓMO NOS PROTEGEMOS DE UN INCENDIO?

La protección contra incendios se enfoca bajo dos aspectos definidos:

a. Prevención

b. Combate

El primer aspecto corresponde a las medidas preventivas relativas a requisitos arquitectónicos y deocupación, así como de construcción e instalaciones electro - mecánicas.

El segundo aspecto, COMBATE, relativo a los medios y sistemas para combate de incendios en elinterior de edificaciones, corresponde al campo de instalaciones sanitarias por ser el agua elelemento más empleado; y por involucrar conceptos de salud.

VI


148

4. MATERIAS EXTINTORAS

Se mencionó al inicio de la presente exposición que la combinación de calor, materiascombustibles y comburentes, en circunstancias favorables, produce el fuego, por lo que para suextinción las materias combatientes deben producir dos efectos principales: refrigerar y restar eloxigeno necesario para la combustión.

Estos efectos se logran mediante el empleo de algunas de las siguientes materias extintoras:

• AGUA: Es el elemento más usado (y barato). Se emplea para combatir, principalmente, elfuego de sustancias vegetales sólidas y de alcoholes. No es recomendable su uso para apagarincendios de sustancias líquidas y semisólidas como aceites, grasas y minerales.

Su empleo es PELIGROSO en casos de incendios en centrales y circuitos eléctricos y gases,así como de carburo, algunos metales como el aluminio, magnesio.

No se debe emplear en casos de incendio de algunos minerales como el potasio, sodio y cal.

En general, el empleo del agua presenta inconvenientes por el deterioro que causa enmercaderías, libros, cuadros, etc. En estos casos es preferible el uso de otra materia extintora.

• AGUA CON ADICIÓN DE SALES (Bicarbonato de sodio, cloruro de sodio, sulfato dealúmina): Posee mejores cualidades extintoras que el agua sola, ya que requiere de mayorcalor para ser evaporada; además, forma incrustaciones y desprende ácido carbónico, quecomo veremos más adelante es otra materia extintora.

• VAPOR DE AGUA: Su empleo presenta ventajas sólo en el caso de sofocar incendios enlocales cerrados. No es recomendable en incendios de aceites, grasas y minerales.

• GASES EXTINTORES: Algunos gases como el del ácido carbónico y el nitrógeno son eficacesen locales cerrados y empleando los gases a presión.

• ARENA, TIERRA, CENIZAS: Se emplean para extinguir incendios de sustancias semisólidascomo alquitrán, asfalto y líquidos inflamables como la gasolina, etc.

• POLVOS EXTINTORES: Algunos polvos como bicarbonato de sodio, tierra de infusorios, polvode ladrillo, etc., tienen un uso similar al de arena, tierra o cenizas. Combinados con ácidocarbónico y a presión son más eficaces.

• TETRACLORURO DE CARBONO: Es líquido, de bajo punto de ebullición. Sus vapores sonmás pesados que el aire. Su uso es más apropiado para combatir incendios de aceitesminerales y circuitos eléctricos. Es PELIGROSO en lugares cerrados pues al descomponerseproduce gases venenosos.

• BROMURO DE METILO: Sus vapores son 3 veces más pesados que el aire, pero no sonvenenosos. Se emplea usualmente en los extintores manuales, por no precisar de agenteimpulsor.

• ESPUMA QUÍMICA: Se obtiene por mezcla de agua y polvos de espuma.

• NIEVE CARBÓNICA: Es el ácido carbónico liquido. Su empleo refrigera el foco de incendio eimpide el acceso de oxígeno del aire. Es recomendable para cualquier tipo de incendio,especialmente de aceites e instalaciones eléctricas.


149

6.1 Mangueras contra incendios

Los ocupantes del edificio pueden usar las mangueras contra incendios como un primer recurso encaso de siniestro; algunas veces es posible extinguir un incendio con un chorro de agua antes deque lleguen los bomberos. Sin embargo, los extintores portátiles resultan idóneos para apagar unincendio, por lo que no debe prescindirse de ellos al instalar mangueras.

COLOCACIÓN: Como se considera que las mangueras serán usadas por los ocupantes deledificio, deben colocarse en sitios accesibles sin que el usuario se exponga a ser dañado por elfuego. Debido a lo anterior, suelen colocarse a lo largo de las vías de escape o cerca de las salidasde emergencia, de modo que las personas que huyen de un incendio pasen por donde seencuentran ubicadas y puedan usarlas sin interrumpir su salida.

En edificios de oficinas, especialmente en los de varios niveles, las mangueras se deben colocardentro del espacio ocupado por la oficina, lo que significa que suelen colocarse a un lado de lassalidas de emergencia. Lo anterior permite que las mangueras puedan ser usadas sin necesidadde abrir las puertas de retención de humo del pasillo de evacuación, con lo que se evita que éstesea invadido por el humo.

En edificios industriales no siempre es aconsejable colocar mangueras sólo cerca de las puertasde salida, debido a que, al tratarse de áreas muy grandes, puede ser difícil alcanzar desde esepunto el centro del fuego. En estos sitios también es necesario colocar mangueras adicionales enlos espacios centrales del edificio, por lo general en las columnas.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO: Las instalaciones de mangueras deben diseñarse de modoque ninguna parte del piso esté a mas de 6 m de la boquilla de la manguera cuando ésta seencuentra completamente extendida. El sistema de suministro de agua debe ser capaz deproporcionar una descarga no inferior a 0.4 l/s a través de la boquilla y estar diseñado para permitirque no menos de tres mangueras se usen simultáneamente, con un gasto de 1.2 l/s. En la boquillase requiere una presión de agua de 200 kpa. Con esta presión, el chorro tendrá un alcancehorizontal de 8 m y una altura aproximada de 5 m.

TAMAÑO DE LA TUBERÍA: Suele emplearse una tubería de 50 mm de diámetro en edificios dehasta 15 m de altura y de 64 mm de diámetro para edificios de mayor altura. En algunas zonas, eldiámetro mínimo de la tubería conectada a cada manguera debe medir no menos de 25 mm.

SUMINISTRO DE AGUA: Si la tubería principal de suministro puede proporcionar una presiónmínima de 200 kpa a la manguera mas elevada, con la suficiente descarga de agua, lasmangueras deben alimentarse directamente de la tubería principal.

Sin embargo, si la tubería principal no cumple con las condiciones necesarias, debe instalarseequipo de bombeo automático. Algunas autoridades permiten la conexión directa de este equipo ala tubería principal, siempre que la presión de la tubería principal, sin la ayuda del equipo debombeo, produzca un flujo razonable de agua en la manguera del nivel más elevado.

Según disposiciones del capitulo IV inciso 4.7 se puede determinar el caudal mínimo de lacisterna y contar con una o dos bombas que proporcionen una descarga mínima de 2.3 l/s Engrandes edilicios es requisito tener una bomba de reserva operada por un motor diesel.

En la figura 6.1 se muestra una instalación de mangueras con equipo de bombeo. Cuando se usauna manguera, la caída en la presión del agua hace que uno de los interruptores de presiónencienda la bomba de trabajo. Como alternativa para un interruptor de presión, puede usarse uninterruptor de flujo insertado en la tubería principal sobre el tubo de suministro proveniente de labomba. El interruptor es capaz de detectar un flujo de 0.1 l/s y mantiene funcionando la bomba detrabajo hasta que se cierra el grifo de la manguera.


150

Fuente: DISEÑO DE INSTALACIONES “R. PÉREZ CARMONA”, 1992Figura 6.1 Instalación de mangueras contra incendios con equipo de bombeo.

6.2 Tubería auxiliar para casos de incendio

Esta tubería se compone de una tubería vacía que asciende verticalmente dentro de un edificio yque en cada piso y en la azotea tiene conectadas válvulas de descarga. A nivel del suelo hay unaentrada para permitir que los bomberos bombeen agua hacia la tubería desde el hidrante máspróximo.

Esta tubería solo se instala para ser usada por los bomberos, por lo que no debe sustituir a lasmangueras. Dicha tubería en realidad es una extensión de la manguera de os bomberos y evita lanecesidad de desplegar grandes cantidades de manguera de lona por la escalera de un edificiodesde el nivel del suelo.

COLOCACIÓN: La tubería auxiliar suele colocarse en un corredor ventilado próximo a la escalera,

NIVEL MÍNIMODE RESERVA


151

Fuente: DISEÑO DE INSTALACIONES “R. PÉREZ CARMONA”, 1992Figura 6.2 Instalación de mangueras contra incendios con equipo de bombeo.

lo cual permite que los bomberos conecten sus mangueras a una válvula de descarga en una zonalibre de humo.

DIÁMETRO DE LA TUBERÍA: En edificios de hasta 45 m de altura que cuenten con una válvula dedescarga de 64 mm en cada nivel, el diámetro interno de la tubería debe medir 100 mm. Enedificios entre 45 m y 60 m de altura, el diámetro interno de esta tubería debe medir 150 mm. Paracualquier edificio que tenga dos válvulas de descarga de 64 mm en cada nivel, también se requiereuna tubería de 150 mm de diámetro interno. No se debe instalar una tubería de esta clase enedificios que midan más de 60 m de altura, ya que en estos casos se requiere una tuberíaconectada a la red de distribución de agua.

NÚMERO DE TUBERÍAS: Las tuberías se deben colocar de modo que ninguna porción del piso

SIAMESA


152

esté a más de 61 m de la válvula de descarga, medida esta distancia a lo largo de una ruta idóneapara una línea de manguera que considere cualquier distancia hacia arriba y hacia abajo de unaescalera. Es necesario contar con salidas de agua por cada 930 m2 de área del piso desde el niveldel suelo hasta el techo.

CONEXIÓN A TIERRA: A fin de evitar el riesgo de choque eléctrico y daño a la tubería debido adescargas eléctricas, es indispensable que la tubería esté conectada a tierra. Esta conexión debeestar completamente separada de cualquier otra.

INSTALACIÓN: La tubería auxiliar para casos de incendio debe instalarse progresivamente amedida que se construye el edificio, lo que permite que sea usada desde el inicio de cualquiersiniestro. En edilicios de más de 30 m de altura la tubería debe instalarse cuando el edificio midamás de 18 m de altura. La instalación terminada debe probarse y tiene que ser aprobada por lasautoridades locales correspondientes.

6.3 Sistemas de extinción de incendios por aspersión

Los sistemas de extinción por aspersión (figura 6.3) constan básicamente de un sistema de tuberíaconectado a una fuente idónea de suministro de agua. Las tuberías suelen tenderse al nivel delcielo raso en todo el edificio. Las cabezas de los aspersores están conectadas a la tubería y encaso de incendio el calor generado produce el rompimiento de un fusible en la cabeza del aspersormás próximo, lo que acciona la descarga de agua sobre el incendio en forma de rocío fino.

TIPOS DE SISTEMAS: Una vez que se ha hecho la evaluación del riesgo de incendios, es posibleelegir el tipo de sistema de aspersión idóneo para el edificio. Existen seis sistemas básicos.

• TUBERÍA CONECTADA A LA RED DE DISTRIBUCIÓN: Emplea aspersores automáticosconectados a una tubería que siempre contiene agua. Este sistema se usa cuando no haypeligro de que el agua en la tubería se congele y es el que prefieren las compañías de segurosporque el agua se descarga inmediatamente después que se abre la cabeza de un aspersor.

• AIRE A PRESIÓN: Este sistema cuenta con aspersores automáticos conectados a una tuberíaque contiene aire a presión. Cuando se abre la cabeza de un aspersor, la presión del aire sereduce y se abre una válvula, permitiendo que el agua circule hacia el aspersor, cuya cabezaesté abierta. Los sistemas de este tipo operan más lentamente que los sistemas de tuberíaconectada a la red de distribución y su instalación y mantenimiento son más costosos. Debidoa lo anterior, normalmente se instalan sólo cuando existe el riesgo de que se congele el aguaen la tubería.

• SISTEMAS COMBINADOS: Estos sistemas se usan en edificios sin calefacción y operan comosistemas de tubería conectada a la red de distribución durante los meses de verano. Cuandose aproxima el invierno, la tubería se desagua y se llena con aire comprimido, de modo queopera como sistema de aire a presión durante los meses de invierno.

• SISTEMAS DE ACCIÓN INDEPENDIENTE: Están diseñados esencialmente para contrarrestarel retraso operacional del sistema de aire a presión, así como para eliminar el riesgo de dañopor agua resultante del accionamiento accidental de las cabezas de los aspersores o de latubería. En estos sistemas, la válvula de suministro de agua actúa independientemente de laabertura de las cabezas de los aspersores. Dicha válvula se activa por medio de un sistemaautomático de detección de incendios y no por la abertura de las cabezas de los aspersores.


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• SISTEMAS DE ACCIÓN INDEPENDIENTE: Están diseñados esencialmente para contrarrestarel retraso operacional del sistema de aire a presión, así como para eliminar el riesgo de dañopor agua resultante del accionamiento accidental de las cabezas de los aspersores o de latubería. En estos sistemas, la válvula de suministro de agua actúa independientemente de laabertura de las cabezas de los aspersores. Dicha válvula se activa por medio de un sistemaautomático de detección de incendios y no por la abertura de las cabezas de los aspersores.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Figura 6.3 Instalación típica de un sistema de extinción de incendios por aspersión conectado a la

red de distribución.

• SISTEMAS POR INUNDACIÓN: El objetivo de estos sistemas es proporcionar la mayorcantidad de agua en el menor tiempo posible. El sistema permite que el agua cubra toda unazona en llamas al admitir el paso de agua a las cabezas de los aspersores o boquillasrociadoras, que están abiertas todo el tiempo. Mediante el empleo de dispositivos automáticospara detectar incendios es posible aplicar agua más rápido que con los sistemas quedependen de la abertura de las cabezas de los aspersores. El sistema es idóneo parainstalaciones con peligro adicional por almacenar o manejar líquidos flamables y donde existeel riesgo de que un incendio pueda propagarse rápidamente antes de que los aspersoresconvencionales comiencen a funcionar.

• SISTEMAS AUTOMÁTICOS: En su operación inicial, estos sistemas funcionan de la mismamanera que los sistemas de acción independiente. Sin embargo poseen la característicaadicional de encenderse y apagarse cíclicamente mientras controlan el incendio y de cerrarsecuando se ha extinguido el siniestro. Por consiguiente, estos sistemas reducen drásticamenteel daño por agua y la operación de encendido - apagado también permite sustituir las cabezasde los aspersores sin necesidad de cerrar la válvula de suministro principal.

A continuación presentamos algunas tablas de gran utilidad sobre aspersores:


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Tabla 6.1 RIESGO DE INCENDIO

RIESGO CAUDAL(gal/min)

TIEMPO(min)

LeveModerado G1Moderado G2Moderado G2Riesgo extra altoRiesgo extra alto

1002502505005001000

3060 – 9060 – 9060 – 12090 – 120

120Fuente: DISEÑO DE INSTALACIONES “P. CARMONA”, 1992

Tabla 6.2 SEPARACIÓN DE LOS ASPERSORESRiesgo muy bajoSeparación para riesgo normalSeparación escalonada para riesgo normal (4mentre tramos)Riesgo muy altoRiesgo muy alto en estantería de almacenamiento

4.6 m4 m

4.6 m

3.7m2.5 m

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998

Tabla 6.3 CLASIFICACIÓN DE TEMPERATURAS DE CABEZAS DE ASPERSORES TIPOAMPOLLA (figura 6.5)

CAPACIDADNOMINAL DE LAAMPOLLA [°C]

COLOR DELLÍQUIDO DE LA

AMPOLLA57687993

141182

227/288

AnaranjadoRojo

AmarilloVerdeAzul

MoradoNegro


Tabla 6.4 DIÁMETROS NOMINALES DE LOS ORIFICIOS DE LAS CABEZAS DE LOSASPERSORES

DIÁMETRONOMINAL [mm]

CLASIFICACIÓNDEL RIESGO

101520

Muy bajoNormalMuy alto



155

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Figura 6.4 Cabeza de un aspersor de ampolla de cuarzoide.

NOTA: Las cabezas de los aspersores jamas deben pintarse.

6.4 Instalaciones complementarias

En todos los casos se deberá proyectar, paralelamente, la instalación de alarmas automáticasgobernadas por elementos termosensibles, de modo que no sólo sea posible indicar la presenciade un incendio, sino localizarlo, además de extintores de sustancias químicas que a continuacióndescribiremos:

6.5 Extintores de sustancias químicas

Recordando lo expuesto al iniciar este capítulo, mencionaremos que el agua no es la única materiaextintora, sino la más usual. Por lo tanto en los sistemas anteriormente descritos se puedeproyectar el empleo de otras sustancias químicas extintoras, según los requerimientos específicosde cada caso. Es obvio que de hacerlo así, se requerirá de depósitos especiales adecuados a cadamateria extintora, así como características especificas en los equipos y accesorioscorrespondientes.

El empleo más usual de sustancia química se efectúa a través de extintores manuales portátiles oestacionarios, y su empleo en algunos casos constituye el único medio recomendable en elcombate contra incendios.

Su uso se requiere en los casos de no alcanzar las presiones requeridas en los sistemas detuberías, en los pisos más altos, y en aquellos locales donde existan equipos, se almacenen omanipulen y/o manufacturen productos cuyo incendio no pueda controlarse por medio del agua.

6.5.1 Características generales

Los extinguidores manuales portátiles de sustancias químicas están constituidos por envasesherméticos, de diverso material y tamaño y forma, en los que se encierra a presión la sustanciaextintora.

Por lo general se requiere de un elemento que permita la salida de la sustancia contenida, asícomo para facilitar su dirección hacia el foco del fuego.


156

Se requiere asimismo, el empleo de un agente impulso - conductor, que usualmente es el aire apresión.

6.5.2 Tipos de extinguidores

Existiendo variadas sustancias extintoras, resulta obvio que los diferentes tipos de extinguidores serefieren o denominan según su contenido.

Así, se tiene extinguidores de ácido y sosa, de espuma de polvo, de tetracloruro de carbono,anhídrido carbónico, de cloruro de calcio y otros.

Finalmente, también se denominan de tipo seco o húmedo, según contenga o no agua. Su empleoen cada caso depende del tipo de incendio y material en combustión.


A continuación se describe un ejemplo que se practico.

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Figura 6.5 Sistema contra incendios por medio de aspersores.

PLANILLA DE CÁLCULO HIDRÁULICO DE SISTEMA DE REGADERAS

DATOS PARA NUESTRO EJEMPLO:

Clase de la ocupación :Ordinario Grupo 2Densidad :0.18 [gal/min/ft2]K de las boquillas :5.6Cubrimiento por regadera :140 ft2 (13 m2)Diámetro :1/2”

4"L=44.00 ft

L=3.

94 ft

4"

4"L=

16.4

0 ft

L=60.00 ftL=11.5 ftL=11.5 ftL=11.5 ft

L=11.5 ft

L=11.5 ft

L=11.5 ft

L=11.5 ftL=11.5 ft

L=11.5 ftL=11.5 ft

L=11.5 ft

L=11.5 ft

L=11.5 ft

L=11.5 ft

L=11.5 ftL=11.5 ft

L=11.5 ftL=11.5 ft

R1

L=11.5 ft

4"4"3"2"

1 1/4"

1 1/2"

1 1/2"

2" 2"2"2"

1 1/2"1 1/2"

1 1/2"

1 1/2"1 1/2"

1 1/2"1 1/4"

1 1/4"1 1/4"

R4R3R2

10

9

8765

4

3

2

1


157

Fuente: DISEÑO DE INSTALACIONES “P. CARMONA”, 1992Fig. 6.6 Gráfica para determinar la densidad de irrigación.

K = 5.6 para Ø ½” , K = 8.10 para Ø ¾”

De acuerdo a la figura 6.6 el área posible de incendio es de 1600 ft2 (148.64 m2).

Regaderas 12140

1600Regaderas de N ==°

Cálculo del área crítica o hidráulicamente mas exigente:

Se emplea la expresión A2.1 ⇒ 2ft 4816002.1 =Cálculo de regadera por línea:

Regaderas 41248

=

Se emplean 4 regaderas por línea y se calculan 16 Regaderas mostradas en la figura 6.5 con unaseparación entre regaderas de 11.5 ft (3.50 m) e igual separación entre ramales.

REGADERA N° 1

Caudal, Q = 0.18 x 140 = 25.2 gal/min = 1.59 l/sCaudal de diseño, Q = 27 gal/min = 1.70 l/s

Presión, psi 25.236.5

27KQP

2

==

=

REGADERA N° 2


158

l/s 72.1gal/min 81.2766.246.5PKQ ,Caudal ====Caudal de Diseño, Q = 28 gal/min = 1.77 l/s

TRAMO 2 – 3

Caudal Q = 27 + 28 = 55 gal/min = 3.46 l/s

REGADERA N° 3

l/s 84.1gal/min 08.2998.266.5PKQ ,Caudal ====

TRAMO 3 – 4


REGADERA N° 4

l/s 99.1gal/min 68.3104.326.5PKQ ,Caudal ====Caudal de Diseño, Q = 32 gal/min = 2.00 l/s

TRAMO 4 – 5


TRAMO 5 – 6


TRAMO 6 – 7


TRAMO 7 – 8


TRAMO 8 – 9


TRAMO 9 – 10


PUNTO O TRAMO [1]Son los nudos a calcular.

CAUDAL [2]Son los caudales calculados anteriormente, [2’] en gal/min, [2’’] en l/s.

DIÁMETRO [3] (in, mm)E l diámetro será elegido de acuerdo a la tabla 4.23

VELOCIDAD [4] (m/s)


159

( )

40.001 x ][3' ]2[V 2π

=

LONGITUD [5] (ft)




PERDIDA DE CARGA [6] (p.s.i./ft)

75.4

75.1

]''3[]'2[ C 9.4j =

Donde:C: es el coeficiente de fricción, 0.00031 para Fundido, 0.00023 para Galvanizado, 0.00018 para Acero, 0.00012 para Cobre.

Para nuestro ejemplo, C = 0.00018

PRESIONES [7]

DE VELOCIDAD [7’] (p.s.i.)

4

2

]'[3']'2[ 001123.0Pv =

PERDIDA POR FRICCIÓN [7’’] (p.s.i.)

Pf = [5’’’] x [6]

DE ELEVACIÓN [7’’’] (ft)Es la elevación respecto del nivel ± 0.00

PÉRDIDA POR ELEVACIÓN [7’’’’] (p.s.i.)

Pe = 0.433 x [7’’’]

PRESIÓN FINAL [7’’’’’] (p.s.i.)Pf = 23.25 + [7’] + [7’’]

PRESIÓN FINAL [7’’’’’’] (m)Pf = [7’’’’’] x 0.704088


160

Capítulo VII Sistema de Evacuación de Aguas Residuales

157

Sistema de evacuación de aguasresiduales

El sistema de tuberías de aguas residuales, tanto verticales como horizontales permite transportarlas aguas residuales de los niveles superiores hasta el sistema colector de la edificación.

7.1 Principios de los sistemas

Los sistemas de tubería de aguas negras y jabonosas deben contener la menor cantidad posiblede tubos para sacar el agua sucia de la construcción de manera rápida y silenciosa. No debenconstituir una molestia o un riesgo para la salud de las personas, ni dañar el edilicio. En cualquiercondición de trabajo, deben impedir que el aire del desagüe o alcantarillado penetre al edificio.

7.2 Pérdida del sello de agua en sifones

Esto puede ocurrir en los casos siguientes:

SIFONAJE INDUCIDO. Es provocada por la descarga de agua de otro dispositivo sanitarioconectado a la misma tubería. El agua que pasa por la conexión de la tubería secundaria puedeextraer aire de ésta, lo que provoca un vacío parcial y causa sifonaje (véase la figura 7.1).

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.1 Sifonaje inducido.

VII

Área de presión negativa

Tubería cuyo flujocircula a su máximacapacidad

Tubería paramuebles sanitarios

A

B

C

Los muebles A y Ben descarga

El sifón del mueble Cpresenta sifonaje


158

AUTOSIFONAJE. Es provocado por un tapón de agua móvil en la tubería de desagüe conectadaal sifón. A medida que el tapón de agua baja por la tubería, en el lado de la salida del sifón se creaun vacío parcial y se produce el sifonaje (véase la figura 7.2).

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.2 Autosifonaje.

COMPRESIÓN O CONTRAPRESIÓN. A medida que el agua desciende por el bajante, arrastraaire y también comprime el aire que se encuentra delante de ella. Cuando el agua pasa por uncodo (casi siempre en la base del bajante), el cambio de dirección disminuye momentáneamente lavelocidad del flujo y también se forma una onda hidráulica en la tubería horizontal. El agua quecircula detrás de esta onda hidráulica comprime el aire y este aire comprimido puede ser suficientepara extraer el sello de agua de un sifón colocado en un aparato próximo al codo (véase la figura7.3).

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.3 Compresión o contrapresión.

Área de presión negativa

Tubería cuyo flujo circulaa su máxima capacidadLas burbujas de aire que pasan por el

sifón producen pérdida adicional delsello de agua debido a la acción de bombeo

Mueble sanitario

Nivel de rebosamiento

Sello de agua

Aire comprimido

Agua forzada a salir

Onda hidráulica

Agua que desciendepor el bajante


159

ATRACCIÓN CAPILAR. Es provocada por una pieza de material poroso, como un trapo o unacuerda, atrapada en la salida del sifón y que extrae agua de éste por atracción capilar (véase lafigura 7.4).

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.4 Atracción capilar.

OSCILACIONES. Si una ráfaga de aire pasa por la parte superior del bajante, puede extraer algode aire de la tubería, creando así un vacío parcial en éste. Si la velocidad del aire es variable, elagua en el sifón oscila hasta que se rompe el sello de agua (véase la figura 7.5).

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.5 Oscilaciones.

EVAPORACIÓN. Si la humedad relativa en el interior del edificio es baja y el sifón no se usa, elsello de agua en el sifón puede desaparecer debido a la evaporación del agua del sello. Encondiciones normales, la razón de evaporación es aproximadamente 2.5 mm por semana. Un sifóncon un sello de agua de 76 mm perdería su sello de agua aproximadamente en 30 semanas,dependiendo de la humedad relativa del aire.

IMPULSO. La causa más común de pérdida del sello de agua del sifón debido a un impulso es ladescarga repentina de un cubo lleno de agua en la taza de un retrete.

FUGAS. Casi siempre se deben a una unión defectuosa en el tapón de limpieza o una lisura en el

Cuerda o trapo

Sifón no obturado

Presión atmosférica

Perdida delsello de agua

Presión negativa

Extracciónde aire


160

sifón por abajo del nivel del agua.

7.3 Sistemas

Hay varios sistemas de conexiones, por el cual el ingeniero proyectista deberá decidir el mejor deacuerdo a su realidad.

7.3.1 Sistema doble o de dos tuberías

Este sistema (figura 7.6) se usa cuando existe una gran distancia horizontal entre los muebles einstalaciones sanitarias. En edilicios como fabricas escuelas y hospitales, los lavabos o fregaderospueden estar instalados a una gran distancia horizontal del bajante principal que transporta lasdescargas de los retretes. En estos casos suele ser menos costoso conectar al desagüe un bajanteindividual que reciba las descargas de los aparatos e instalaciones que generan aguas jabonosas.En el sistema, estos aparatos o instalaciones (lavabos, fregaderos, bañeras, duchas y bidés) estánconectados al bajante para aguas jabonosas, y los aparatos que generan aguas negras (retretes,mingitorios, fregaderos para cómodos y vertederos para desechos) están conectados al bajante deaguas negras.

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.6 Ejemplo de sistema doble o de dos tuberías.


161

7.3.2 Sistema ventilado

Este sistema también se denomina sistema de bajante único totalmente ventilado. El sistema seusa en hospitales, oficinas y fábricas en los que hay un gran número de dispositivos sanitariosconectados a las tuberías secundarias de aguas negras o jabonosas, las cuales, a su vez, estánconectadas a un bajante único.

Para evitar la pérdida de los sellos de agua debido al sifonaje, a la salida de cada sifón se conectauna tubería antisifonaje. La contrapresión en la base del bajante se elimina si la tubería principal deventilación se conecta al bajante de descarga cerca del codo o al desagüe horizontal.

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.7 Ejemplo de sistema ventilado o de tubería totalmente ventilada.

7.3.3 Sistema de bajante único modificado

Este sistema se usa en edificios en los que el agrupamiento próximo de dispositivos sanitariospermite la instalación de tuberías secundarias de aguas negras o jabonosas sin necesidad detuberías de ventilación de sifón individuales, como se requiere en el sistema de tubería únicototalmente ventilado de la figura 7.8. Las tuberías secundarias que sirven a hileras de hasta 8retretes miden normalmente 100 mm de diámetro interior y en el supuesto de que tales tuberías nocuenten con codos, no son necesarias las tuberías de ventilación para los sifones. En el caso detuberías secundarias para conjuntos de mingitorios, su diámetro interior es de 50 mm o 75 mm, porlo que las tuberías de ventilación de los sifones tampoco son necesarias. Sin embargo, una tuberíasecundaria de 38 mm de diámetro interior de un mingitorio de tazón debe ser lo más corta posible.

Para conjuntos de hasta 4 lavabos, generalmente no se necesitan tuberías de ventilación para lossifones, suponiendo que la tubería secundaria sea recta y el gradiente esté entre 1° y 2.5° (18 y 45


162

mm/m); ver la figura 7.9. En conjuntos de cinco lavabos y cuando la tubería secundaria mida 7 m omenos, una tubería de ventilación de 25 mm de diámetro impide el sifonaje, en el supuesto de queel diámetro interior de la tubería de desagüe no sea menor que 50 mm y su pendiente no seamayor que 2.50 (véase la figura 7.10).

Si los lavabos cuentan con aspersores (que vuelven innecesarios los tapones), la descarga es desólo de 0.06 l/s aproximadamente, por lo que se puede usar una tubería secundaria de 32 mm dediámetro. Sin embargo, si el número de lavabos es cinco o si la longitud total de la tubería excedede 4.5 m, es necesario contar con una tubería de ventilación de 25 mm de diámetro interior.

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.8 Ejemplo de sistema de bajante único y modificado.

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.9 Conjunto de hasta cuatro lavabos.

Ø

4.00m máximo

Sifones PTubo de Ø 50 mmØ = 91 - 92.5 °


163

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.10 Conjunto de hasta cinco lavabos.

7.3.4 Sistema de bajante ventilado

En este sistema, varios muebles sanitarios son agrupados alrededor del bajante principal: retrete,bañera, fregadero y lavabo. Se requiere una tubería de ventilación que alivie cualquier acumulaciónde presión del aire provocada por el agua (con espuma de detergente) que descienda por elbajante. Los sellos de agua en el sifón se mantienen por:

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.11 Ejemplo de sistema de bajante ventilado.

7.00m máximo

Sifones P

Ø

Ø = 91 - 92.5 ° Tubo de Ø 50 mm


164

a) Ventilación cruzada, ya sea del retrete o del bajante de descarga a la tubería principal deventilación.

b) Limitación de las longitudes y pendientes de las tuberías de descarga secundarias quedeben ser de diámetro interior idóneo.

7.3.5 Sistema de bajante único

Generalmente, el sistema se instalan en casas y apartamentos, aunque puede instalarse en otrostipos de construcciones.

A continuación se proporcionan los requisitos más importantes del sistema.

1. Los muebles e instalaciones sanitarias se deben agrupar cerca del bajante dedescarga, de modo que las tuberías secundarias para aguas negras y jabonosas seanlo mas cortas posible.

2. Los muebles e instalaciones sanitarias deben conectarse individualmente al bajante.

3. La tubería de descarga vertical debe ser recta por abajo del dispositivo más elevado, afin de eliminar la contrapresión en el bajante.

4. El codo al pie del bajante debe tener un radio de 200 mm (mínimo) en la línea decentros. También es posible usar dos codos de 135°. Lo anterior tiene como objetivoeliminar la contrapresión en la base del bajante.

5. Para edificios de hasta 5 niveles, la distancia de la conexión secundaria inferior a laparte mas, baja del desagüe debe medir por lo menos 750 mm. Para casas de hastatres niveles de altura esta distancia no debe ser menor que 450 mm. Para grandesedificios de varios niveles es preferible conectar los dispositivos de la planta bajadirectamente al desagüe horizontal, en vez de hacerlo al bajante. Para edificios conmás de 20 niveles, los dispositivos de la planta baja y del primer piso se puedenconectar directamente al desagüe horizontal, en vez de hacerlo al bajante.

6. Las uniones para conexiones a los retretes se deben tender en la dirección del flujo yel radio en la parte más baja de la unión no debe medir menos de 50 mm.

7. Para evitar que la descarga de un retrete con sifón en forma de P regrese a la tuberíasecundaria de una bañera o ducha, la cual tiene un diámetro menor, esas instalacionesse deben conectar al bajante de modo que su línea de centros se encuentre con lalínea de centros de la tubería secundaria del retrete o esté por arriba de este nivel. Demanera alternativa, la línea de centros de la conexión de la bañera o ducha debe estarpor lo menos a 200 mm por abajo de la línea de centros de la conexión bifurcada delretrete o puede usarse una taza de retrete con sifón en forma de S (véase la figura7.12).

8. Para evitar que la descarga de una tubería de aguas negras de diámetro pequeñoregrese hacia otra tubería con las mismas características, las distancias entre laslíneas de centros de las conexiones opuestas para bajantes de 75 mm, 100 mm, 125mm y 150 mm de diámetro deben ser de 90 mm, 110 mm, 210 mm y 250 mm,respectivamente.

9. De ser posible. los muebles e instalaciones que generan aguas jabonosas debencontar con sifones en forma de P.


165

10. A medida que aumenta la longitud de la tubería, disminuye la pendiente. Lo anterior espara evitar la pérdida de sellos de agua en los sifones debido a autosifonaje.

En la figura 7.13 se muestra un sistema de bajante único para un edificio de apartamentos decinco niveles.

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall” , 1998Fig. 7.12 Conexiones en S y P.


166

Fuente: PLOMERÍA “F. Hall”, 1998Fig. 7.13 Conexiones en S y P.


167

7.4 Dimensionamiento

El Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias, indica que los ramales dedesagüe, bajantes y colectores, se calcularan tomando como base el gasto relativo que puedadescargar cada artefacto. Como referencia, se usaran las unidades de descarga UD que semencionan en la siguiente tabla:

Tabla 7.1 UNIDADES DE DESCARGA EN LOS APARATOS SANITARIOS

ARTEFACTO SANITARIOØ MÍNIMO

DEL SIFÓN[in]

Ø DEDESCARGA

[in]UD

TinaDucha privadaDucha públicaLavatorioInodoro (con tanque)Inodoro (con válvula)BidéLavaplatosLavaplatos (con triturador)Lavadero de ropaBebederoUrinario de paredUrinario de pisoUrinario corrido p/mRejilla de pisoCuarto de baño(I con tanque)Cuarto de baño(I con válvula)

1 1/2 - 222

1 ½33

1 ½22

1 ½1 ½1 ½

232

-

-

222244222222232

-

-

223148323214841

6

8 Fuente: REGLAMENTO NAL. DE INSTALACIONES SANITARIAS DOMICILIARIAS, 1994

Para el cálculo de las unidades de descarga de artefactos no incluidos en la tabla anterior, podráutilizarse la tabla siguiente, basada en el diámetro del tubo de descarga del mismo.

Tabla 7.2 UNIDADES DE DESCARGA PARA ARTEFACTOS NO ESPECIFICADOSØ DE LA TUBERÍA DE

DESCARGA DELARTEFACTO

[in]

UNIDADES DEDESCARGA

CORRESPONDIENTES

1 1/4 ó menos1 ½

22 ½

34

123456

Fuente: REGLAMENTO NAL. DE INSTALACIONES SANITARIAS DOMICILIARIAS, 1994

Para los casos de aparatos con descarga continua se calcularan a razón de una unidad por cada0.03 l/s de gasto.


168

7.5 MaterialesEn las bajantes y colectores para aguas servidas, residuales e industriales deberán emplearsetuberías de fierro fundido, cloruro de polivinilo (PVC) u otros de tipo especial, mencionados masadelante, exigidos por determinadas circunstancias.

Se permitirá el uso de tuberías de asbesto de cemento enterradas, colgadas, o en bajantesdebidamente protegidas.

7.6 Tipos de unión con las tuberías a emplearse

En función del material de las tuberías las juntas podrán ser:

JUNTAS CALAFATEADAS: Las de tubería de fierro fundido dúctil, se llenaran primero confilástica o yute retorcido, alquitranado o embreado, luego se aplicara plomo fundido hasta unaprofundidad no menor a 2.5 cm. Tanto el yute como el plomo, deberán ser cuidadosamentecalefateados. No se aplicara barniz ni pintura antes de que se inspeccione y apruebe la junta.

JUNTAS DE ROSCA: Las juntas de roscas se harán por piezas adecuadas. Para estas juntas, seaplicará la pintura adecuada, solamente a la rosca del tubo macho.

JUNTAS SOLDADAS: Las juntas entre tubos de plomo, deberán estar soldadas. Estassoldaduras se extenderán no menos de 2 cm a cada lado de la junta y tendrán un espesor mínimode 1 cm en la parte central.

Para juntas entre tubos de cobre de igual diámetro. Se emplearán coplas del mismo material.Antes de proceder a la soldadura, deberán lijarse los extremos para garantizar una unión adecuadacon el material fúndente utilizado. Luego se procederá a efectuar la soldadura de tal forma de dejaruna superficie uniforme y que garantice la hermeticidad de la junta. Para esto se deberá asegurarla perfecta penetración de los extremos a unir hasta el tope de la copla. Luego se aplica elfúndente cuidando que se reparta en forma uniforme y se procede a soldar normalmente.

JUNTAS CON PEGAMENTO: En las juntas con pegamento, previamente se procederá a unalimpieza cuidadosa de la espiga y la campana a unir mediante el producto "limpiador" quesuministre el fabricante, proscribiéndose el uso de gasolina o similar para este propósito, luego seaplicará el pegamento generosamente, en las áreas de contacto, tanto de la espiga como de lacampana y se procederá a introducir la primera dentro de la segunda, procurando lograr unacompleta adherencia entre las dos piezas.

JUNTAS FLEXIBLES: Las juntas de los tubos con copla, en goma o similares que permitan uncambio de dirección de no mas de 3°, se ejecutarán de acuerdo a instrucciones de los fabricantes.

JUNTAS NO PERMITIDAS U OTRAS DISPOSICIONES:

a) Se prohiben las juntas o conexiones que forman un ensanchamiento, bordessalientes o reduzcan el área de la tubería en la dirección del escurrimiento.

b) La Entidad competente, podrá prescribir o admitir a la unidad ejecutora, otros tiposde conexiones de acuerdo con los progresos técnicos.

c) Las juntas o conexiones serán sometidas a las pruebas que se estimenconvenientes.


169

7.7 Juntas en artefactos sanitarios

JUNTAS DE INODOROS, URINARIOS DE PEDESTAL Y VACIADEROS: Las juntas de inodoros,urinarios de pedestal y vaciaderos con el sistema de descarga, se harán por medio deacoplamiento con anillo de rebose. También se permitirá hacer estas juntas soldándolas a tubosde plomo.

Estas conexiones se unirán con pernos a los artefactos sanitarios, haciéndose obligatorio el usode una empaquetadura de material apropiado.

7.8 Sistemas de fijación

• Para la fijación de tuberías bajantes, de ventilación, tramos colgados y otros a elementosestructurales, se deberá proceder según lo establecido en el capitulo respectivo delReglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias.

• En edificios de cuatro o mas plantas las bajantes deberán ser instaladas en ductosprevistos para tal fin, y cuyas dimensiones sean tales que permitan la instalación,reparación, inspección de las bajantes, etc.

7.9 Diámetro de las bajantes

El número máximo de unidades de descarga que podrán evacuarse a un ramal de desagüe obajante, se podrá determinar de acuerdo con la tabla siguiente:

Nota: No incluye los ramales del colector del edificio.

Tabla 7.3 NÚMERO MÁXIMO DE UNIDADES DE DESCARGA QUE PUEDE SER CONECTADOA LOS CONDUCTOS HORIZONTALES DE DESAGÜE Y A LAS BAJANTES

BAJANTE DE MAS DE TRES PISOSØ DE LABAJANTE

[in]

CUALQUIERHORIZONTALDE DESAGÜE

BAJANTE DETRES PISOS DE

ALTURATOTAL DE LA

BAJANTETOTAL POR

PISO1 1/41 1/2

22 1/2

34568101215

1261220

1603606201400250039007000

24

102030240340960

220038006000

-

28

244260500

11001900300056608400

-

1269

1690200350600

10001400

-Fuente: REGLAMENTO NAL. DE INSTALACIONES SANITARIAS DOMICILIARIAS, 1994

Al calcular el diámetro de los conductos de desagüe, se tendrá en cuenta lo siguiente:

a) El diámetro mínimo que recibe la descarga de un inodoro (W.C.) será de 4" (10 cm).

b) El diámetro de una bajante no podrá ser menor que el de cualquiera de los ramaleshorizontales que en ella descarguen.


170

c) El diámetro de un conducto horizontal de desagüe, no podrá ser menor que el decualquiera de los orificios de salida de los aparatos que en el descarguen.

Cuando se requiere dar un cambio de dirección a una bajante, los diámetros de la parte inclinada ydel tramo inferior de la bajante, se calcularán de la siguiente manera:

a) Si la parte inclinada forma un ángulo de 45° ó más con la horizontal, se calculará comosi fuera una bajante.

b) Si la parte inclinada forma un ángulo menor de 45° con la horizontal, se calcularatomando en cuenta el número de unidades de descarga que recibe y su pendiente.

c) Por debajo de la parte inclinada, la bajante en ningún caso tendrá un diámetro menorque el del tramo inclinado.

d) Los cambios de dirección por encima del ramal horizontal más alto de desagüe, norequieren aumento de diámetro.

7.10 Trampas o sifones

Todo artefacto sanitario deberá estar dotado de una trampa o sifón cuyo sello de agua deberátener una altura mínima de 5 cm, y máxima de 10 cm, excepto en aquellos casos en que por sudiseño especial requieran de una mayor altura de agua.

• Las trampas o sifones se colocarán lo más cerca posible de los orificios de descarga delos artefactos sanitarios correspondientes y en ningún caso a una distancia verticalmayor de 60 cm, entre el orificio de descarga y el vertedero de la trampa.

• Los sifones de los artefactos sanitarios deberán estar dotados de un tapón de limpieza, amenos que el mismo sea fácilmente removible.

• Se prohibe el uso de sifones en los cuales el sello depende de la acción de palancas ocualquier pieza móvil.

7.11 Interceptores y separadores

• Cuando las aguas residuales contengan grasa, aceite, material inflamable, arena, tierra,yeso u otros sólidos o líquidos objetables que pudieran afectar el buen funcionamiento delos colectores del edificio, será necesaria la instalación de interceptores o separadores.

• La capacidad, tipo, dimensiones y ubicación de los interceptores estarán de acuerdo conel uso respectivo.

• Se instalarán separadores de grasa en los conductos de desagüe de lavaderos,lavaplatos u otros artefactos sanitarios instalados en restaurantes, cocinas de hoteles,hospitales y similares, donde exista el peligro de introducir en el sistema de desagüe,grasa en cantidad suficiente como para afectar el buen funcionamiento de este.

• Los interceptores y separadores deberán estar provistos de ventilación adecuada enforma similar a otros artefactos sanitarios. La tubería de ventilación tendrá un diámetromínimo de 2".


171

• Los interceptores deberán ubicarse en sitios donde se pueda realizar la inspección,mantenimiento y limpieza con facilidad.

• Para realizar la inspección y mantenimiento el separador deberá contar con un ingreso dedimensiones adecuadas.

7.12 Tuberías de ventilación

Por la forma en como trabajan las tuberías de drenaje en las instalaciones sanitarias y lasdescargas de los muebles sanitarios que son rápidas, dan origen a un fenómeno que en hidráulicase conoce como el golpe de ariete que provocan cambios de presión en las tuberías (presiones odepresiones), que pueden anular en ocasiones el efecto de los obturadores, los sellos hidráulicos ylas trampas, con lo que el cierre hermético se pierde y entonces los gases y malos olores que seproducen al descomponerse los materias orgánicas acarreadas en las aguas negras penetran o lashabitaciones de la edificación.

El Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias recomienda los siguientespuntos:

I. El sistema de desagüe deberá ser adecuadamente ventilado, de conformidad a lo queestablece el presente reglamento, a fin de proteger el sello de agua de los artefactossanitarios.

II. El sello de agua de los artefactos sanitarios, deberá ser protegido mediante ramales deventilación, tubos auxiliares de ventilación, en circuito o una combinación de estosmétodos, de acuerdo a lo que establece el presente reglamento.

III. Los tubos de ventilación horizontales deberán tener una pendiente positiva no menor al1%, de forma tal que el agua que pudiera condensarse en ellos, escurra al conducto dedesagüe o bajante.

IV. Los tubos de ventilación conectados a un tramo horizontal del sistema de desagüe,arrancarán verticalmente o en ángulo no menor ce 45° con la horizontal, hasta una alturano menor de 15 cm, por encima del nivel de rebose de los artefactos sanitarios a loscuales ventilan, antes de extenderse horizontalmente.

V. Los tramos horizontales de la tubería de ventilación, deberán quedar a una altura de 15cm, como mínimo por encima de la línea de rebose del artefacto sanitario más alto al cualventilan.

VI. La pendiente del tramo horizontal de desagüe de un aparato sanitario y el tubo vertical dedesagüe, no será mayor de 2%, para reducir las posibilidades de sifonaje, excepción hechade los inodoros y artefactos similares.

VII. La distancia máxima entre la salida de un sello de agua y el tubo de ventilacióncorrespondiente, estará de acuerdo con lo especificado en la tabla 7.4, esta distancia semedirá a lo largo de la tubería de desagüe, desde la salida del sello de agua hasta laentrada del tubo de ventilación y no podrá ser menor del doble de diámetro del conductode desagüe.


172

Tabla 7.4 DISTANCIA ENTRE LA SALIDA DE UN SELLO DE AGUA Y EL TUBO DEVENTILACIÓN

Ø DEL CONDUCTO DEDESAGÜE DEL

ARTEFACTO SANITARIO[in] [mm]

ALTURA MÁXIMAENTRE EL SELLO DEAGUA Y EL TUBO DE

VENTILACIÓN [m]

1 1/2234

385075100

1.101.501.803.00


Tabla 7.5 DIÁMETRO DE LAS BAJANTES DE VENTILACIÓN1 1/4" 1 1/2" 2" 2 ½" 3" 4" 5" 6" 8"Ø DE LA

BAJANTE[in]

UDVENTILADAS LONGITUD MÁXIMA DEL TUBO EN METROS

1 1/41 1/21 1/2

22

2 1/233344455566668888810101010

28

42122010103060100200500200500

1000350620960

1900600600

1400220036001000250038005600

9.015.0

9.08.09.0

45.09.023.015.030.09.0

30.060.045.0

30.018.015.011.09.06.0

90.0

60.060.024.030.027.021.011.09.06.08.05.0

180.0150.0120.078.075.074.024.021.015.015.09.07.06.0

300.0270.0210.015.090.060.060.038.030.021.015.012.09.08.08.0

300.0270.0210.0120.090.075.060.045.030.024.018.018.023.015.015.08.0

390.0330.0300.0210.0150.0120.0105.075.075.038.030.024.018.0

390.0360.0330.0240.0240.0300.0150.0105.075.0



173

Tabla 7.6 DIÁMETRO DE LOS TUBOS DE VENTILACIÓN EN CIRCUITO Y DE LOS RAMALESTERMINALES DE TUBOS DE VENTILACIÓN INDIVIDUALES.

Ø DEL TUBO DE VENTILACIÓN [in]1 1/2 2 2 1/2 3 4 5

Ø DE RAMALHORIZONTALDE DESAGÜE

[in]

NÚMEROMÁXIMODE UD MÁXIMA LONGITUD DEL TUBO DE

VENTILACIÓN EN METROS1 1/2

2233344455

101220103060100200500200

1100

6.04.53.0

12.09.06.0

2.11.8

12.012.04.86.05.44.2

30.030.024.015.615.010.84.83.0

60.054.042.021.012.0

60.042.0


VIII. Toda bajante de aguas negras o residuales, deberá prolongarse al exterior, sin disminuirsu diámetro, para llenar los requisitos de ventilación.

En caso de que terminen en una terraza accesible o utilizada para cualquier fin, seprolongará por encima del piso hasta una altura de 1.80 m. Cuando la cubierta del edificiosea un techo o terraza inaccesible la bajante será prolongada de tal forma que no quedeexpuesta a inundación o por lo menos a 15 cm encima de la cubierta.

IX. En caso de que la distancia entre la boca de una bajante y una ventana, puerta u otraentrada de aire, al edificio sea menor de 3.00 m, el extremo superior de la bajante deberáquedar como mínimo a 0.60 m por encima de la entrada de aire o ventana.

X. La tubería principal de ventilación, se instalará tan vertical como sea posible y sindisminuir su diámetro según se especifica a continuación.

a) El extremo inferior del tubo principal de ventilación deberá ser conectadodirectamente o mediante tubo auxiliar de ventilación, a la bajante de aguasnegras correspondiente, por debajo del nivel de conexión del ramal de desagüemás bajo.

b) El extremo superior se conectará a la bajante principal a 15 cm por encima de lalínea de rebose del aparato sanitario mas alto o se prolongará según lo establecidopor el Reglamento.

XI. En los edificios de gran altura, se requerirá conectar el tubo principal de ventilación a labajante por medio de tubos auxiliares de ventilación a intervalos de por o menos cada trespisos.

XII. El diámetro del tubo de ventilación principal se determinara tomando en cuenta su longitudtotal. El diámetro de la bajante correspondiente y el total de unidades de descargaventiladas, de acuerdo con la tabla 7.5.

XIII. El diámetro del tubo auxiliar de ventilación a que se refiere el numeral 9.12 será igual al deltubo principal de ventilación.


174

Las conexiones a éste y la bajante de aguas negras deberá hacerse por medio deaccesorios tipo "Y" en la forma siguiente:

• Las conexiones a la bajante de aguas negras se harán por debajo del ramalhorizontal proveniente del piso correspondiente.

XIV. Cuando una bajante tenga en su recorrido un cambio de dirección de mas de 45° con lavertical, será necesario ventilar los tramos de las bajantes que quedan por encima y pordebajo de dicho cambio.

Estos tramos podrán ventilarse separadamente según lo especificado en el numeral deXI, o bien se podrán ventilar por medio de tubos auxiliares de ventilación, uno para el tramosuperior inmediatamente antes del cambio y otro para el tramo inferior. Cuando el cambiode dirección de la bajante es menor de 45° con la vertical, no se requerirá la ventilaciónauxiliar.

XV. Cuando un ramal horizontal no evacue más de 15 unidades de descarga a la bajanteprincipal, se podrá admitir la prolongación de la misma como único medio de ventilación, sique en el ramal no descargue ningún inodoro.

XVI. Es obligatorio el uso de una tubería principal de ventilación paralela a la bajante yconectada a ésta a intervalo de por lo menos cada tres pisos en los casos siguientes:

a) Cuando exista un ramal horizontal que evacue mas de 15 unidades dedescarga a la bajante, caso en el que la ventilación de unidadescorrespondientes a dicho ramal podrá ser individual o en circuito, conectado ala tubería principal de ventilación, mediante tubos auxiliares y dimensionada deacuerdo a la tabla 7.5.

b) Cuando el edificio tenga más de cuatro. Para ventilación de artefactos, bastarála conexión de bajante y tubo principal de ventilación cada piso.

XVII. El diámetro del tubo de ventilación en circuito, se calculará en función de su longitud y enbase al diámetro del ramal horizontal de desagüe, según la tabla 7.5. Dicho diámetro nopodrá ser menor que la mitad del diámetro del ramal horizontal de desagüecorrespondiente y en ningún caso menor a 1 1/2".

XVIII. Es obligatorio instalar tubos auxiliares de ventilación en los siguientes casos:

a) En la ventilación de la bajante según los numerales XI y XVI.

b) En todos aquellos otros casos en que sea necesario asegurar el buenfuncionamiento del sistema.

El diámetro mínimo del tubo auxiliar de ventilación, será la mitad del ramal de desagüe aque está conectado, salvo que se especifiquen otros diámetros en los artículos respectivos.

XIX. La distancia entre la bajante y el tubo principal de ventilación no debe exceder de unmetro.

En casos especiales se podrá disponer de una tubería secundaria de ventilación, ademásde la principal.

XX. Para artefactos no especificados, el diámetro de la tubería de ventilación será igual a lamitad del diámetro del conducto de desagüe al cual ventila y en ningún caso menor de 11/2".


175

Para evitar estos problemas, se conectan a las tuberías de drenaje otras tuberías denominadas"Tuberías de ventilación", cuyo propósito principal es mantener la presión atmosférica, equilibrandolos presiones en ambos lados de los obturadores o trampas hidráulicas, también evitan el peligrodepresiones o sobrepresiones que pueden aspirar el agua de los obturadores hacia las bajadas deaguas negras. Existen básicamente dos tipos de ventilación:

• La ventilación húmeda

• Doble ventilación

La ventilación húmeda se puede dividir en ventilación primaria y secundaria:

7.12.1 Ventilación primaria

Esto es la ventilación de los bajantes de aguas negras, también se le conoce como ventilaciónvertical y el tubo de esta ventilación, debe sobresalir de la azotea hasta una altura conveniente,este tipo de ventilación tiene la ventaja de que acelera el movimiento de las aguas residuales.

7.12.2 Ventilación secundaria

Esta ventilación se hace en los ramales y también se le conoce como ventilación individual y sehace este tipo de ventilación con el objeto de que el agua de los obturadores en el lado de ladescarga de los muebles, se conecte a la atmósfera y de esta manera se nivele la presión del aguade los obturadores en ambos lados.

7.12.3 Doble ventilación

Se dice que se tiene doble ventilación cuando las derivaciones de ventilación se conectan a unacolumna de ventilación, que a su vez se prolonga por encima del techo de la edificación. Este tipode ventilación se prefiere sobre la ventilación húmeda porque tiene un funcionamiento mas seguroy eficiente. Con esta ventilación se ventilan los muebles de la instalación sanitaria y las columnasde aguas negras.

Tabla 7.7 DESAGÜE EN LOS EDIFICIOS: RAMALES HORIZONTALES.MÁXIMO NÚMERO DE UD QUE PUEDEN SER

CONECTADOS AL RAMALPENDIENTE

DIÁMETRODE LAS

TUBERÍAS[in] 0.5% 1% 2% 4%

22 1/2

34568

1012

140025003900

20180390700

160029004600

212427216480840

192035005600

263136250575

1000230042006700



176

7.13 De los registros, cajas de registros y buzones

Los registros serán piezas de fierro fundido o bronce, provistos de tapón en uno de sus extremos.Los tapones de los ingresos serán de fierro fundido o de bronce, de un espesor no menor de 4.8mm. (3/16"), roscados y dotados de una ranura o saliente que facilite su remoción.

En conductos menores de 4" de diámetro los registros serán del mismo diámetro que el de latubería a que sirven; en los de 4" de diámetro o mayores deben utilizarse registros de 4" comomínimo.

La distancia entre el tapón de cualquier registro y una pared, techo o cualquier otro elemento quepudiera obstaculizar la limpieza del sistema, será de 45 cm, para tubería de 4" o más de 30cm.Para tubería de 3" o menos.

Los registros deben colocarse en los sitios que se indican a continuación:

1. Al comienzo de cada ramal horizontal de desagüe o colector.

2. Cada 15 m, en los conductos horizontales de desagüe.

3. Al pie de cada montante, salvo cuando ella descargue en un colector recto a una caja deregistro o buzón distante no más de 10 m.

4. Cada 2 cambios de dirección en los conductos horizontales de desagüe

5. En la parte superior de cada ramal de las trampas "U"

Las cajas de registro se instalarán en las redes exteriores de desagüe en todo cambio de dirección,pendiente o diámetro y cada 15 m de largo en tramos rectos.

Las cajas de registro serán de concreto o de albañilería, con marco y tapa de fierro fundido, bronceo concreto. El acabado final de la tapa podrá ser de otro material, de acuerdo al piso que seinstale.El interior de las cajas de registro será tarrajeado y pulido y el fondo deberá llevar medias cañasdel diámetro de las tuberías respectivas.

Las dimensiones de las cajas se determinarán de acuerdo a:

1. Los diámetros de las tuberías y

2. Profundidad de la Caja de Registro

Se harán de acuerdo a la tabla 7.8, siguiente:

Tabla 7.8 DIMENSIONES DE CAJAS DE ALCANTARILLADODIMENSIONESINTERIORESDE LA CAJA

[in]

DIÁMETROMÁXIMO [in]

PROFUNDIDADMÁXIMA

[m]

10 x 2012 x 2418 x 2424 x 24

4668

0.600.801.001.20



177

7.14 Bombas para elevación de aguas negras y pluviales

La evacuación normal de aguas negras y pluviales de un edificio se hace por gravedad, pero enmuchos casos puede ocurrir que uno o varios niveles de los sótanos, se encuentren por debajo delnivel de los colectores públicos, razón por la cual, a falta de una mejor solución se tiene querecurrir al bombeo, que en general debe ser el ultimo recurso a ser adoptado por el ingenieroproyectista, en vista de que cualquier contratiempo, deficiencia de funcionamiento, interrupción deservicio, etc. determina consecuencias de cierta magnitud y aun perjuicios locales.

En el bombeo de aguas negras y pluviales se pueden presentar dos casos:

• Cuando todo el volumen de aguas negras y pluviales tienen que ser evacuadas por bombeo.

• Cuando parte del volumen, o sean las aguas negras de los sótanos de nivel inferior, deben serbombeados hasta la red publica.

Cualquiera que sea la solución adoptada, el conjunto elevatorio se encuentra formado por:

• CÁMARA DE ACUMULACIÓN DE AGUAS: Es un tanque, de hormigón o mamposteríaenterrado, semienterrado o superficial, que se localiza en el nivel más bajo del edificio. Estetanque debe contar para su conformación técnica con los siguientes elementos:

La caja de acumulación impermeable, con su respectiva cubierta y tapa de inspecciónhermética, para evitar la salida de malos olores.

La tubería de ventilación, es la pieza más importante de este conjunto, consiste en untubo de 100 mm de diámetro mínimo, cuya salida al exterior no debe ser conectada a laventilación de los artefactos del edificio sino a un tubo independiente, que debeextenderse hasta la terraza o techo o en su defecto hasta un punto de fácil eliminaciónde gases. Este tubo también sirve para evitar que se produzcan presiones negativas enel tanque de acumulación.

No debe tener válvula de control de entrada de agua, pero sí un dispositivo de alarma,cuando el líquido llega a un cierto nivel que puede ser un timbre o una campanilla,conectada directamente a la habitación del operador o administrador del edificio.

El dispositivo de accionamiento automático, puede ser eléctrico, neumático o hidráulico.Conviene que sea de gran precisión, y si es posible se debe colocar un dispositivoadicional de seguridad para su transmisión a la bomba.

• CONJUNTO MOTOR - BOMBA: Para la evacuación de estas aguas se deben colocarbombas centrífugas de rodete abierto, de fácil inspección y maniobra y que permitan pasarsólidos hasta de 6 mm.

En la tubería de succión se colocan los mismos accesorios que para el caso de agua potable,excepción del colador o criba.En la tubería de impulsión también se deben colocar los mismos accesorios descritos paraagua potable, excepción de la válvula de retención que no cumplirá ningún objetivo, puestoque el golpe de ariete no tiene importancia apreciable dada la poca altura de elevación ytampoco el cebado llegaría a cumplir sus objetivos, desde que el cierre hermético del clapetde la válvula puede no llegar a ocurrir debido a los sólidos o impurezas que tienen las aguasservidas.

El numero de bombas mas aconsejable, es de dos unidades (una de reserva), sea que setrate de aguas negras o aguas servidas independientemente. Cuando se trata de bombear


178

ambos líquidos separados pero simultáneamente, tres unidades (una de reserva) resuelven elproblema.

A menos que el edificio cuente con un generador propio es aconsejable que una de lasbombas tenga motor a petróleo, por que suele coincidir, la interrupción de la corriente eléctricacon el momento de las precipitaciones pluviales o simplemente una suspensión de servicio porreparación de la línea de alimentación. Cuando se considera una bomba a gasolina, debeponerse especial atención, en la ventilación de la sala de maquinas, puesto que el motor apetróleo produce bióxido de carbono que es muy venenoso. Si los motores son solo eléctricostambién debe darse importancia a la ventilación, aunque en este caso un sistema deextractores resuelve el problema.

Finalmente, debe preverse una buena iluminación del ambiente para evitar accidentes, o parafacilitar reparaciones pequeñas y eventuales.

• CAJA DE DESCARGA: Para aguas servidas o pluviales que han sido bombeadas no esconveniente que sean descargadas directamente a los colectores públicos, algunas vecesporque la reglamentación local lo prohibe y otras porque es necesario tener el serviciodomiciliario aislado del servicio público. Para conseguir este objetivo, se recomienda laconstrucción de una pequeña caja de descarga, de dimensiones reducidas y herméticamentecerrada, que permita una interrupción en la continuidad del flujo. Esta caja es la que debedescargar en el colector público, y esta descarga se hará por gravedad.


PLANILLAS DE CÁLCULO PARA BAJANTES DE PRINCIPALES DE AGUAS RESIDUALES

BAJANTE [1]Es la bajante a calcular.

PISO [2]Es el piso a calcular.

NÚMERO DE ARTEFACTOS POR PISO [3]Son los artefactos a calcular.

UNIDADES DE DESCARGA [4]De acuerdo a la tabla 7.1.

UNIDADES DE DESCARGA POR PISO [5]Es la sumatoria de todas las casillas del numeral [4].

NÚMERO DE INSTALACIONES DEL MISMO TIPO [6]Si es que habrían instalaciones del mismo tipo anótese en esta casilla.

UNIDADES DE DESCARGA ACUMULADAS [7]Es la multiplicación de: [5] x [6]

DIÁMETRO DE LA BAJANTE (l/s) [8]De acuerdo a la tabla 7.3 (La columna TOTAL POR PISO), automatísese mediante el modo delógica que contiene EXCEL.

DIÁMETRO DE VENTILACIÓN [9]De acuerdo a la tabla 7.5, automatísese mediante el modo de lógica que contiene EXCEL.


179


180


181

PLANILLAS DE CÁLCULO PARA RAMALES DE AGUAS RESIDUALES

BAJANTE A CONECTARSE [1]Es la bajante a conectarse.

PISO [2]Es el piso a calcular.

NÚMERO DE ARTEFACTOS POR PISO [3]Son los artefactos a calcular.

UNIDADES DE DESCARGA [4]De acuerdo a la tabla 7.1.

DIÁMETRO DE LA TUBERÍA DE DESCARGA [5] (in)En esta casilla deberá tenerse en cuenta los incisos a, b y c del numeral 7.9.

DIÁMETRO DE LA TUBERÍA DE VENTILACIÓN [6] (in)De acuerdo a la tabla 7.6, automatísese mediante el modo de lógica que contiene EXCEL.


182

Capítulo VIII Captación y Eliminación de Aguas Pluviales

179

Captación y eliminación de aguas pluviales

8.1 Generalidades

Se llama así, al sistema de canalones y/o tuberías que recogen el agua proveniente de lasprecipitaciones pluviales que caen sobre techos, patios, y/o zonas pavimentadas de una edificacióny la evacua hacia un sistema de disposición final adecuado.

Es importante indicar que existen 4 formas de evacuar finalmente el agua de lluvia:

a. Red de Evacuación de aguas de lluvia separado del Sistema de Alcantarillado.

b. Red de Alcantarillado Mixto o de uso tanto para desagüe cloacales como de lluvia.

c. Evacuación hacia cunetas, canales o Jardines.

d. Evacuación hacia tanque séptico para su reutilización.

Previamente al diseño y cálculo de un Sistema de colección y evacuación de agua de lluvia, esimportante analizar si es necesario o conveniente considerar en el diseño del Proyecto deInstalaciones Sanitarias de una edificación.

Para ello hay que tener en cuenta los siguientes factores que influyen en la decisión.

• Intensidad de la Precipitación Pluvial

• Frecuencia de las lluvias

• Area de la Edificación expuesta a lluvia

• Sistema de Evacuación final (Mixto o separado) que cuenta la ciudad donde se va aefectuar la edificación.

• Costo del Sistema - Economía.

Un análisis adecuado de estos factores servirá para determinar si es necesario implantar o no, elSistema de Evacuación de agua de lluvia. Para esto se recomienda ver la tabla 8.1.

8.2 Algunas consideraciones para el diseño

En el proyecto de un sistema de recolección y evacuación de agua de lluvia. Se deberá considerar2 etapas: el diseño del sistema y el cálculo de los conductos.

Para el diseño, será necesario estudiar detenidamente el proyecto arquitectónico de unaedificación, a fin de determinar las áreas expuestas a lluvia, ya sea techos, azoteas, patios,

VIII


180

terrazas, ingresos (rampas) a garajes, estacionamientos, etc., donde será necesario instalar losaccesorios necesarios que colectarán el agua de lluvia a través de las superficies consideradasdiseñando la pendiente apropiada para cada área o secciones de área si es muy extensa.

Tabla 8.1 RECOMENDACIONES PARA DIFERENTES FRECUENCIAS Y PRECIPITACIONESPLUVIALES.

FRECUENCIA YPRECIPITACIÓN

PLUVIAL

SISTEMAS DE EVACUACIÓNDE AGUAS DE LLUVIA DE LA

CIUDADSOLUCIÓN AL PROBLEMA

1. Gran frecuencia yalta precipitaciónpluvial.

2. Alta frecuenciapero bajaprecipitaciónpluvial.

3. Precipitación pluvialbajísima y laslluvias de altaprecipitación caencon frecuencia muybajas (15, 20, 30años)

Existe sistema separado.

No existe sistema separado.

Existe solo red pública deeliminación de desagües.

No existe sistema separado, noes económico.

Diseño de colección yevacuación de las aguas delluvia al colector pluvial.

Diseño de colección de aguasde lluvia y su evacuación acunetas y/o acequias.

Diseño de colección de aguasde lluvia, descargan a jardinesy/o red pública de alcantarilladotomando cuidado de no obstruirlos colectores, instalandointerceptores de sólidos.

Se debe dar pendiente a lostechos evacuados las aguas dealguna bajada de desagüe consus respectivos interceptoressólidos.


Para terrazas, patios, ingresos ó ambientes utilizables cuyas aguas son descargadas a la red dedesagües, será indispensable considerar trampas o sifones, para impedir la salida de gases, no asípara techos o azoteas, donde puede conectarse a conductos de desagües y en los casos yaexplicados anteriormente.

En general será necesario, como se ha dicho anteriormente, la instalación de sumideros con rejillay separador de sólidos.

El calculo de los conductos, ya sea horizontales para la colección del agua de lluvia o verticalespara las bajadas respectivas, se puede efectuar en varias formas. El Reglamento Nacional deInstalaciones Sanitarias Domiciliarias en su capítulo X, establece tablas para el cálculo de bajantesde aguas pluviales, conductos horizontales para agua de lluvia, canalones semicirculares, desección rectangular.

Así mismo puede calcularse el diámetro de los conductos con la fórmula:

360 Ai CQ =

Donde:Q = caudal, [m3/s]C = relación entre la escorrentía y la cantidad de lluvia caída en el área.


181

i = intensidad de lluvia, [mm/h]A = área a drenar en hectáreas.

El valor de C puede estimarse:

• Para superficies impermeables de techos 0.75 a 0.95

• Para pavimentos de asfalto 0.85 a 0.90

• Para jardines, parques prados 0.05 a 0.25

El valor de i puede estimarse a partir de la ecuación:

C)Bd(Ai+

=

Donde:d : duración, [min]

los valores de A, B, C se obtienen de la tabla 8.2.

Tabla 8.2 PARAMETROS A, B, C PARA LA ECUACIÓN DE INTENSIDADT A B C R2

25102050

100

688.00761.00828.001016.771312.191523.37

9.4004.3100.483

-1.3066-3.3982-4.9508

0.9000.87090.85840.86810.88400.8892

0.99660.99680.99810.99900.99900.9980Fuente: ENDE

8.3 Gradientes

Para flujos pico de más de 1 l/s pero menores que 2.5 l/s, casi siempre es suficiente un gradientemínimo de 1 en 70 si el desagüe sirve a la descarga equivalente de por lo menos un retrete. Paraflujos pico de 2.5 l/s y mayores es posible usar un gradiente mínimo de 1 en 130 para un desagüede 100 mm de diámetro o de 1 en 200 para un desagüe de 150 mm de diámetro, en el supuesto deque la construcción sea de primera calidad.

Para fines generales, los gradientes deben ser del en 80 o más, para un diámetro de 100mm o de1 en 150 para un diámetro de 150 mm. Son necesarios gradientes más pronunciados si los flujosson pequeños, cuando los flujos son continuos y menores de 1 l/s, con contenido de materia sólida,o cuando el desagüe es largo; en general, los gradientes no deben ser menores de 1 en 40. Losgradientes altos incrementan la cantidad de excavación necesaria, de modo que por razones deeconomía son preferibles los gradientes menos pronunciados.

8.3.1 Cálculo de la velocidad y el gradiente

Para determinar la velocidad del flujo y el gradiente para un desagüe pueden usarse varias tablas yfórmulas. La fórmula más conocida, que se puede usar para tubos y canales, se denomina fórmulade Chezy y se expresa como:


182

)mi(Cv 1=Donde:

v : velocidad de flujo, [m/s]C : constante de Chezym : radio hidráulico medio, [m]i : inclinación o pendiente

La constante de Chezy se determina a partir de la siguiente fórmula:

fg2c =

Donde:g : aceleración debida a la fuerza de gravedad [9.81]f : el coeficiente de fricción

El coeficiente de fricción medio es igual a 0.0064 y, por tanto, la constante de Chezy, C, es:

550064.09.81 x 2c ==

Para tuberías con flujo a su máxima capacidad o a la mitad de la misma, el radio hidráulico medioes igual a d/4, lo cual se demuestra como sigue, véase también la figura 8.1.

1. Flujo a la mitad de la capacidad

2 / r 22/r

activo Perímetroactiva Áream

2

ππ

==

cancelando

4d

2rm ==

2. Flujo a la capacidad máxima.

r 2r m

2

ππ

=

cancelando

4d

2rm ==

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.1 Radio hidráulico medio para tuberías.


183

Tabla 8.3 VALORES DE m A PARTIR DEL DIÁMETRO DE LA TUBERÍA

PROFUNDIDAD DE FLUJO VALOR DE m

Capacidad máxima ó media3/4 Radio hidráulico de flujo2/3 Radio hidráulico de flujo1/3 Radio hidráulico de flujo1/4 Radio hidráulico de flujo

Diámetro x 0.25Diámetro x 0.30Diámetro x 0.29Diámetro x 0.19Diámetro x 0.15


En la tabla 8.3 se proporciona el método para calcular el valor de m a partir del diámetro de latubería.

EJEMPLO 1Calcular la velocidad del flujo a través de un desagüe de 100 mm de diámetro, que fluye a la mitadde su capacidad cuando el gradiente es 1 en 60. (Constante de Chezy = 55).

[m/s] 1.1601x

41.055

l1x

4dcv =

=

=

Si se requiere encontrar la descarga a través del desagüe en l/s, es posible hacerlo como sigue.

Q = v x ADonde:

Q : volumen del flujo, [m3/s]v : velocidad del flujo, [m/s]a : área del corte transversal de la tubería, [m2]

[l/s] 321.4]s/[m 00432.02

0.05 x 3.142 x 1.12r vQ 3

2 2===

π=

A menudo es necesario calcular el gradiente.

EJEMPLO 2Calcular el gradiente requerido para que el flujo en un desagüe de 150 mm de diámetro circule atoda su capacidad cuando la velocidad del flujo es de 1.5 m/s. (Constante de Chezy = 55.)

l1x

4di mcv ==

Trasponiendo se tiene

l1x

4d

cv 2

=

l1

4dx

cv 2

=

42.504150.0x

5.155

4dx

cvl

22

=

=

=

Gradiente = 1 en 50, aproximadamente.


184

Algunas veces puede ser necesario encontrara la velocidad del flujo en un canal rectangular ocuadrado.

EJEMPLO 3Calcular la velocidad de flujo en el canal rectangular que se muestra en la figura 8.2.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.2 Radio hidráulico medio para un canal.

136.00.3) x (2 0.5

0.3 x 5.02d bd x bm =

+=

+=

[m/s] 3.2267.2801 x 136.055i mcv ≈===

8.4 Canalón del tejado

El tipo de captación de agua de lluvia de una cubierta depende del tipo de esta última. Para techosinclinados de edificios de hasta tres niveles puede usarse un canalón como se muestra en lasfiguras 8.3 y 8.4.

El canalón suele tener una pendiente de 1 en 350 hacia la salida. Este bajo desnivel evita que laseparación entre el punto bajo del canalón y el borde de la cubierta sea demasiado grande, aunquees suficiente para permitir el flujo de agua y cualquier asentamiento ligero del canalón.

Los canalones se obtienen en varios perfiles, por ejemplo, media caña, rectangular y de garganta,el perfil rectangular permite un mayor flujo de agua que otros del mismo ancho. Los canalones sefabrican en hierro fundido (que requiere protección en contra de la corrosión), acero esmaltado,aleación de aluminio, PVC y asbesto-cemento, y artesanalmente de placas de calamina plana.

Las salidas de los canalones pueden ser de esquinas vivas o de esquinas redondeadas. En lasfiguras 8.5a y 8.5b se muestra la descarga de agua con esquinas vivas y esquinas redondeadas.Debido al efecto aerodinámico de la salida con esquinas redondeadas, la velocidad de flujo delagua en la tubería aumenta y, por tanto, es posible usar una tubería de diámetro más pequeño. Enel canalón con la salida de esquinas redondeadas también se reduce la profundidad del agua.

En la tabla 8.4 se proporcionan los tamaños de canalones y tuberías para aguas pluviales que seusan en diversos edificios.

d=300 mm

b=500 mm


185

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”Fig. 8.3 Captación de aguas pluviales de una cubierta a cuatro aguas.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.4 Captación de aguas pluviales de una cubierta a dos aguas.


186

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.5 Salidas de canalón de la cubierta.

Tabla 8.4 TAMAÑOS DE LOS CANALONES Y TUBERÍAS PARA AGUAS PLUVIALES(PENDIENTE MÍNIMA DE LOS CANALONES 1 EN 600)

Ø DELCANALÓN

[mm]

Ø DE LATUBERÍA

PARA AGUASPLUVIALES

[m]

APLICACIÓNØ DEL

CANALÓN[mm]

Ø DE LATUBERÍA

PARA AGUASPLUVIALES

[mm]

APLICACIÓN

75

100

50

63

Garajesdomésticos,cobertizos,

invernaderos,buhardilla,

ventanas envoladizo.

Casas,apartamentos,

tiendas y oficinaspequeñas,bloques de

garajes,barracones.

125

150

75

100

Casas grandes,oficinas,

apartamentos ytiendas,

construccionesen el campo,

edificiosindustriales.

Grandescubiertas de

edificiosagrícolas,

comerciales eindustriales,

bodegas,supermercados

y tiendas deautoservicio.



187

8.4.1 Canalón de lima hoya

Este tipo de canalón se forma entre dos cubiertas inclinadas y, por lo general, debe acarrear másagua que un canalón común. Su perfil puede ser rectangular o trapezoidal; es indispensable queentre los bordes de los techos haya un mínimo de 300 mm a fin de disponer de suficiente espaciopara caminar a lo largo del canalón.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.6 Canalón de lima hoya.

8.4.2 Canalón de pretil

Se usa para edificios de más de tres niveles con techumbre inclinada y permite un mejormantenimiento que un canalón de tejado. La salida del canalón puede ser de rampa, como semuestra en la figura 8.7 inferior, o por medio de un pozo de captación, como se muestra en lafigura 8.8. De ser necesario, puede conectarse al foso un tubo de nivel constante de 40 mm dediámetro interior.

Las pendientes del canalón de lima hoya y del canalón de pretil suelen ser de 1 en 80.

Para colectar agua de lluvia en azoteas pueden usarse varios métodos. En la figura 8.9a semuestra la captación del agua de lluvia en una azotea por medio de canalones de pretil y en la8.9b aparece el mismo proceso sin emplear canalones, lo que ahorra la construcción de éstos perorequiere que la cubierta tenga más declives hacia las salidas.

En la figura 8.9c se muestra la azotea de un edificio de baja altura en el que puede usarse uncanalón común. La pendiente de la azotea hacia el canalón o las salidas no debe ser inferior a 1 en80 y, de preferencia, de 1 en 60 para evitar que el agua se estanque.

En la figura 8.10 se muestra una salida acampanada para una azotea. Este tipo de salidaproporciona un efecto aerodinámico al flujo de agua; con una tubería de 75 mm de diámetro interiores posible captar el agua en una área de hasta 140 m2 y con una tubería de 100 mm de diámetrointerno se puede captar el agua de hasta 200 m2 del área de la azotea.


188

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.7 Canalón de pretil (superior), salida en rampa (inferior).

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.8 Salida de pozo de captación.


189

8.5 Estacionamientos y terrenos de juego

Estas instalaciones se desaguan por medio de:

1. Sumideros, por cada uno deben incrementarse a 400 m2, dependiendo de la pendiente y deltipo de superficie.

2. Canales de concreto abiertos que descargan en sumideros.

3. Una tubería de concreto especial, que tiene las siguientes ventajas:

• Es más fácil obtener las pendientes necesarias de las superficies que usandosumideros por separado.

• Posee mayor capacidad de acarreo que un canal abierto.

En la figura 8.11 se muestran varios métodos usados para drenar las superficies deestacionamientos y terrenos de juego.

8.6 Cálculo de una tubería para aguas pluviales

Algunas veces es necesario calcular el diámetro de una tubería de desagüe para aguas pluviales.

EJEMPLOCalcular el diámetro de una tubería principal para aguas pluviales para un estacionamientoasfaltado que mide 100 m x 75 m (Supóngase lo siguiente: precipitación pluvial = 50 mm/h,velocidad del flujo de agua = 0.8 m/s, factor de impermeabilidad = 0.9 descarga a máximacapacidad.)

Aplicando la fórmula:Q = v x A

Donde:Q : volumen del flujo, [m3/s]v : velocidad del flujo, [m/s]a : área de la sección transversal de la tubería, [m2]

3600lidadImpermeabi de Factor x [m/h] Intensidad x ][m ÁreaQ

2=

]s/[m 09375.03600

0.9 x 0.05 x 75 x 100Q 3==

4d a

2π= ;

4d vQ

2π=

[mm] 236 [m] 236.03.142 x 0.8

0.09375 x 4 vQ 4d ===π

=

Diámetro más aproximado de tubería = 10”


190

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.9 Azotea.

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.10 Salida de una azotea.


191

Fuente: PLOMERÍA “F. HALL”, 1998Fig. 8.11 Drenaje de estacionamientos y terrenos de juego.

Capítulo IX Conexiones Domiciliarias de Alcantarillado y Accesorios

193

Conexiones domiciliarias dealcantarillado y accesorios

Hay tres alternativas que se pueden considerar según el Reglamento Técnico de Diseño paraConexiones Domiciliarias (del cual se ha extraído todos los gráficos de este capítulo), que deberánrealizarse bajo control municipal:

9.1 Alternativa “A”

Es el caso más común en nuestro medio, en el cual el colector público es existente y se procede aefectuar una conexión de la última cámara de inspección del inmueble con la tubería de serviciopúblico, a través de la acometida que tiene un alineamiento con una deflexión de 45° con la líneade la edificación. Para éste efecto se realiza una perforación de diámetro similar al tubo de laacometida y, luego se procede a la unión de ambas tuberías, en forma cuidadosa, empleando paraello mortero de cemento.

Esta alternativa que prácticamente resulta en una unión tubo a tubo, tiene el inconveniente querequiere un excesivo cuidado, además afecta la sección hidráulica del tubo, ya que su ejecucióncasi siempre presenta dificultades por las rebabas (resalto formado por la materia sobrante en losbordes) que se producen en la unión y que pueden originar un taponamiento del colector público,especialmente si éste es de diámetro mínimo de 6".

En todos los casos es recomendable efectuar esta unión con un accesorio o codo, efectuando laperforación en la clave del tubo, garantizando, de esta manera, la entrada de las aguas residualesdomiciliarias por la parte superior y manteniendo invariable la sección hidráulica.

9.2 Alternativa “B”

Su utilización es práctica cuando el colector público será recién construido y la urbanización tienedefinidos los frentes de los lotes de terreno. En este caso es factible prever la instalación, en elcolector público de un ramal en "Y", cuyo diámetro de derivación sea igual al de la tuberíadomiciliaria para luego ser extendido hasta la cámara de salida de la edificación. Tiene elinconveniente de que muchas veces, la prolongación del ramal de conexión no coincide con ladirección requerida por la última cámara domiciliaria por lo que se debe modificar y/o forzar sudirección. Por lo tanto, en caso de adoptar esta alternativa, es recomendable complementar laconexión ejecutando la acometida y la cámara de salida de la edificación.

9.3 Alternativa “C”

Presenta una nueva modalidad mediante el uso de CONECTORES, con los cuales se pretendesimplificar y garantizar la ejecución de las conexiones domiciliarias con el cuidado necesario querequiere la red pública cuyo control de calidad pasó por diversas pruebas. Para este efecto, se

IX


194

hace uso de una pieza adicional prefabricada ramal o dado conector (Selín) que se coloca enforma lateral o en la clave del colector público.La conexión en esta alternativa puede ser efectuada en ramal a 45° o en forma perpendicular alcolector público.

Esta alternativa elimina la posibilidad de formación de rebabas o resaltos dentro del colectorpúblico, y además se mantiene intacta la sección hidráulica de escurrimiento del colector.Por otra parte, esta alternativa permite ejecutar con un solo conector, hasta 3 conexionesdomiciliarias.

L

L/2

COLECTOR DE AGUAS SERVIDAS

L/3

CÁMARA DE INSPECCIÓN

LÍMIT

E DE

PRO

PIED

AD

ACERA

DIST

. AGU

A PO

TABL

E

CONEXIÓNDOMICILIARIA

EJE

DE LA

VÍA

h min 1.50m

Pte. Pte.

1.30

CUNETA PARAmax 0.60

max .80

DIST

. AGU

A PO

TABL

E

PLUVIALDESAGÜE

CÁMARA DE INSPECCIÓN

ACERA

LÍMIT

E DE

PRO

PIED

ADACOMETIDA

ACOMETIDA

CO

LECT

OR

LÍM

ITE

DE

PRO

PIED

AD

SISTEMA ORTOGONAL


195

DETALLE CONEXIÓN DOMICILIARIA

LÍM

ITE

DE P

ROPI

EDAD

ACOMETIDA

COLE

CTO

R

ACOMETIDA

ACOMETIDA

SELIN

SELIN

COLECTOR PÚBLICO

SISTEMA RADIAL

45,00°

45,00°

LÍNEA MUNICIPAL

1.00TSC 4" PDTE 2%

A

BCOLECTORTSC 8"PDTE 3%

PLANTA

1.00

2.00 3.50

0.20

0.900.60

Vce H

PDTE 2%

LIGACIÓN 4"

ARGAMASA

PDTE 3%

ARGAMASA

SECCIÓN TIPO

DETALLE ABDETALLE


196

CONEXIÓN DOMICILIARIA CASO A

B

COLECTOR

ARGAMASA

DETALLE

PDTE 2%

TIERRA CERNIDA

GRAVILLA

0.40

0.05

ACERACALZADA

PDTE MÍNIMA 2%Ø 0.10 RAMAL "Ye"

COLECTOR

PROF. MÍNIMA0.80 H MAX 2.00

CORTE A-A

PDTE MÍNIMA 2%Ø 0.10

RAMAL "Ye"

A A

COLECTOR

PLANTA

PARA COLECTOR Ø MAX. 0.45


197

CONEXIÓN DOMICILIARIA CASO B

CONEXIÓN DOMICILIARIA CASO C

COLECTOR

COLECTOR

A

PLANTA RAMAL "Ye"

A

RAMAL "Ye"PDTE MÍNIMA 2%

Ø 0.10

CORTE A-A

ACERACALZADA

H MAX 2.00

PROF. MÍNIMA0.80

DE LA TANQUILLA DEEMPOTRAMIENTO

EMPOTRAMIENTO

PDTE MÍNIMA 2%DE LA TANQUILLA DE

Ø 0.10

PARA COLECTOR Ø MAX. 0.45

CODO 45°

45°

CODO 45°

C

C RAMAL "Ye"

CODO 45°JUNTAS CON ANILLODE GOMA O SIMILAR

B

B

CALZADAACERA

PROFUNDIDAD MÍNIMA 0.60

0.10DE LA TANQUILLA DEEMPOTRAMIENTO

PDTE MÍNIMA 2%

0.10

CODO 90°

JUNTAS CON ANILLODE GOMA O SIMILAR

CONCRETO

COLECTOR

45°

h< 4.00

CORTE B-BCORTE C-C


198

EMPOTRAMIENTO CASO D

CONECTOR LATERAL PARA PROFUNDIDADES MENORES A 1.20 m

E D

ED

ACERA CALZADA

PROFUNDIDAD JUNTAS CON ANILLODE GOMA O SIMILAR

CONCRETO "B"

RAMAL "Te"

COLECTOR

CONCRETO "B"

COLECTOR

CODO 90°

DE LA TANQUILLA DEEMPOTRAMIENTO

0.10

0.10

0.100.10

0.10

0.10 PDTE MÍNIMA 2%

MÍNIMA 0.60

CORTE D-D CORTE E-E

h>4.00

ABERTURA PARA CONEXIÓN

COLECTOR

CONECTOR


199

DADO SELIN BASE

DADO CONECTOR

VISTA LONGITUDINAL HORIZONTAL

VISTA TRANSVERSAL VISTA LONGITUDINAL VERTICAL30

107.5 24.5

16

8.5

5 20 5

30

4.5

20

16

8.5

205 5

307.510.5

11.5

3.51

3

15

313.5

DADO SELIN Ø 6"hormigón 1:6volumen neto : 6.5 lts

CORTE A-A CORTE B-B

CORTE C-C

7.51530

30

20 10

421

10

124

5 2.5 15 2.5 5

30

4.5 3 15 3 4.5

5

24

1

10

16

4

2.5515

2.55

4

30

4.5 3 15 4.53

NOTA.- TODAS LAS MEDIDAS ESTAN EN CENTÍMETROS


200

CONEXIÓN DOMICILIARIA CON DADO SELIN

DADO SELIN

AGUAS SERVIDAS

DADO

AGUAS SERVIDASSELIN

44.5

14.5

COLECTOR PÚBLICO

SELIN BASE

Altura de la clavedel colector

Ø 8"

RAMAL

COLECTORPÚBLICO

COLECTORPÚBLICO

COLECTORPÚBLICO

TECODO 45°

CODO 90°


201

CONEXIÓN DOMICILIARIA


202

9.4 Cámaras de inspección

Según el Reglamento Nacional de Instalaciones Sanitarias Domiciliarias las cámaras de inspeccióndeberán ser impermeables a los líquidos y gases y se construirán con materiales autorizados deacuerdo a las dimensiones y especificaciones que se fija en el Reglamento.

Las dimensiones mínimas de las cámaras de inspección en relación con su profundidad serán lasindicadas a continuación:

Tabla 9.1

PROFUNDIDAD[m]

LARGO[m]

ANCHO[m]

DIMENSIÓNDE

TAPAS/[m]Hasta 1.00De 1.00 a 2.00Mayores de 2.00(cilíndrica)

0.601.001.20

0.600.600.60

0.70 x 0.700.70 x 0.700.70 x 0.70(circular)

Fuente: REGLAMENTO NACIONAL DE I.S.D., 1994Las cámaras de 2.00 o más metros de profundidad se construirán en sección circular de 1.20 m dediámetro con un cono de reducción que termine en una boca de 0.60 m de diámetro.

En las cámaras de profundidad superior a un metro, se deberán colocar escalones o peldaños defierro de diámetros 5/8" (16 mm) ó 3/4 (19 mm) a 3 cm de espaciamiento y en posicionesconvenientes para permitir un fácil descenso.

La base de la cámara debajo del radier, deberá tener por lo menos un espesor de 15 cm si se hacede hormigón, de dos hileras de ladrillos gambote o similar, cuando se ejecute de mampostería deladrillo, debiendo sobresalir horizontalmente 15 cm de los muros de la cámara, como mínimo. Elmortero de la base deberá tener una dosificación entre 1:3 y 1:4.

Tabla 9.2 NÚMEROS DE UNIDADES DE DESCARGA QUE PUEDE SER CONECTADO A LOSCOLECTORES DEL EDIFICIO.

PENDIENTESØ DE LA TUBERÍA[in] 1% 2% 3%2

2 ½34681012

--

20180700

160029002600

212427216840

192035005600

263136250

1000230042006700


La banqueta del fondo de la cámara, deberá tener una inclinación hacia la canaleta principal, detres por uno de altura (33%).

Las canaletas tendrán un ancho igual al diámetro de sus respectivas tuberías.

Las paredes de las cámaras tendrán un espesor que resista las cargas y presiones exteriores conun margen de seguridad.

En casos especiales de profundidades mayores a 3 m , o de terrenos de poca resistencia, deberánpresentarse cálculos que justifiquen su espesor.


203

9.5 Tapas de cámaras de inspección

Las tapas deberán ser un cierre hermético a prueba de presión de humo y serán de fierro fundido,de hormigón armado, de hormigón vibrado o de otro material aceptado por la Entidad Competente,debiendo tener la resistencia necesaria, según la ubicación de las cámaras.Las tapas irán colocadas en marcos o anillos de hormigón armado o de fierro, empotrados en lamampostería de la cámara, cuando las cargas que deberán soportar, lo hicieran necesario.

Se recomienda que las mezclas para las cámaras de inspección, tuberías deberán cumplir con laNorma Boliviana, además de utilizar un aditivo impermeabilizante.

CÁMARAS DE INSPECCIÓN

AA

P= 3%P= 3%

0.10

0.60

0.10

0.10 0.60 0.10

0.10 0.100.60

P= 3%P= 3%

CANAL

IMPERMEBILIZACIÓN

0.10

0.60 min

0.05

0.10 0.100.60

P= 3%

P= 3%

P= 3%

0.10

0.60

0.10

0.10 0.100.60

P= 3%

P= 3%

P= 3%

0.10

0.60

0.10

0.10

0.10

0.600.10

0.60

0.10

P= 3%

P= 3%P= 3%

P= 3%

0.10

0.60

P= 3% P= 3%

0.10 0.60

0.10

0.10

P= 3

%

CAN

ALC

ANAL

CAN

ALC

ANAL

CANAL

CORTE TÍPICO A-A


204

PLANILLAS DE CÁLCULO PARA ALCANTARILLADO SANITARIO

TRAMO [1]Es el tramo comprendido entre las cámaras X y XX.

UNIDADES DE DESCARGA EN EL TRAMO [2]De la planilla de cálculo de bajantes sanitarias.

UNIDADES DE DESCARGA ACUMULADO [3]Es la suma del numeral [2] mas la unidad acumulada de la anterior fila.

DIÁMETRO [4]En estas casillas introducir el dato de acuerdo a las respectivas unidades de descarga el diámetrosegún la tabla 9.2.

PENDIENTE [5]También estas casillas dependen la tabla 9.2.

OBSERVACIONES [6]Se anotará la observación que se tenga.

NOTA: La distancia entre cámaras no debe exceder de 15 m para pendientes menores al 2% y de30 m para pendientes mayores.

TCS

Ø 6"

TCP

Ø 6"

TANQUE CISTERNA

TCP Ø 4" pte = 2.50 % L = 8.00 m

TCP Ø 4" pte = 3.90 % L = 5.10 m

TCP Ø 4"

L = 4.50 m

TCP Ø 4"

pte = 15.50 %

L = 4.10 m

TCP Ø 4"

TCP Ø 4" pte = 4.60 % L

= 6.50 m

TCS

Ø 4"

TCP

Ø 4"

TCP

Ø 4

"

TCS

Ø 4

"

TCS

Ø 4

"

pte

= 2.

70 %

L

= 7

.50

m

TCS

Ø 4

"

pte

= 2.

50 %

L

= 8

.00

m

TCS Ø 4" pte = 6.80 % L = 10.30 m

TCP Ø 4" pte = 6.80 % L = 10.30 m

TCP

Ø 4

"

pte

= 2.

70 %

L

= 7

.50

m

TCP

Ø 4

"

pte

= 3.

60 %

L

= 8

.40

m

TCP

Ø 4

"

pte

= 6.

80 %

L

= 7

.40

m

TCP

Ø 4

"

pte

= 2.

50 %

L

= 8

.00

m

h = 0.30 m

h = 0.30 m

h = 0.30 m

h = 1.50 m

h = 0.30 m

Su 2

Su 3

Su 4

Su 5Su 1

h = 1.30 mh = 0.60 m

h = 1.50 m

h = 0.80 m

CR 4

CR 8 CR 7 CR 6CR 5

CR 3

CR 2 CR 1

CI - IV

CI - III

CI - II

CI - I


205

PLANILLA DE CÁLCULO PARA ALCANTARILLADO SANITARIOTRAMO

[1]Ø[4]

DE CÁMARA A CÁMARA

UDTRAMO

[2]

UDACUMULADO

[3] mm in

PENDIENTE(%)[5]

OBSERVACIONES[6]

CI - I CI- II 76 76 100 4 2.70CI - II CI- IV 60 136 100 4 6.80CI - III CI – IV 60 60 100 4 2.50

Capítulo X Instalaciones de Gas

205

Instalaciones de gas

Al petróleo gaseoso se le llama "gas natural" y está formado por los hidrocarburos más ligeros, loscuales permanecen en estado gaseoso en sus condiciones de ocurrencia, o se convierten engaseosos al llegar a la superficie. El gas está formado por metano, etano, propano y butano, de loscuales el primero constituye el 90% o más del total. El gas se presenta normalmente abajo de lasuperficie, aunque, al igual que el petróleo crudo, escapa en ocasiones hasta la superficie y semezcla con la atmósfera.

Las reservas naturales de gas descubiertas en nuestro país alcanzan a 52 trillones de piescúbicos, la segunda más importante de Sudamérica y superior a la que tienen en conjuntoArgentina, Brasil, Chile y Perú. Las reservas probadas alcanzan 27 trillones de pies cúbicos y lasprobables a 25 trillones. Las reservas probadas de Venezuela son de 147 trillones, de Argentina 27trillones, de Brasil 8 trillones y de Perú 13 trillones, según datos de principios del 2002 deInternacional Energy.

Los principales campos de gas son: San Alberto, San Antonio, Margarita, Itau.

La industrialización?, la exportación?. Esto tendrá que ser analizado por todos los bolivianos conamplio sentimiento nacionalista, pero el enorme potencial que tiene el GN para producir productosde valor agregado (fierro y acero, fertilizantes, plásticos base, diesel, gasolina y energía eléctrica)es un enorme paso al desarrollo de nuestro país convirtiéndolo en el corazón energéticoSudamericano, pero esto se quiere truncar por presiones de las transnacionales.

10.1 Prolongación domiciliaria

La prolongación domiciliaria consiste en una cañería que debe salir perpendicularmente a la líneaprincipal con una pendiente mínima hacia la misma del 1% sobresaliendo 0.20 m, hasta losmedidores de consumo.

La profundidad a que debe quedar con respecto al nivel definitivo del cordón vereda se adecua alos requisitos de establecidos por la característica de la red de distribución, estableciéndose comomínimo una profundidad de 0.20m.

De acuerdo a la presión de la red de suministro la prolongación domiciliaria puede ser:

• Prolongación de baja presión

• Prolongación de media tensión

La prolongación domiciliaria de media tensión requiere la instalación de un regulador de presióndomiciliario cuya misión es la de reducir y regular la presión de consumo de los elementos de lainstalación que están diseñados para operar a con baja presión por ello la prolongación en estoscasos se compone de dos partes:

• Tramo conexión de la red al regulador en media presión ubicado en la línea principal, en

X


206

un trayecto que debe ser el mas corto posible.

• Tramo del regulador al medidor en baja presión.

Dichos reguladores son del tipo a diafragma, siendo el gas a media presión regulado por unaválvula de admisión, que está vinculado por una parte a un diafragma flexible de goma sintéticaresistente a la acción de los hidrocarburos y por otra a un resorte, de manera que sobre una de lascaras actúa la presión del gas y sobre la otra la del resorte, cuya presión puede regularse medianteun tornillo ubicado en la parte superior del aparato.

Se efectúa la regulación de modo que cuando no hay consumo de los artefactos que constituyen lainstalación interna la válvula de admisión del gas a media presión permanezca cerrada como seindica en el esquema elemental de la figura 10.1 (superior).

Al abrir la llave de gas de algún artefacto de la instalación se produce una disminución de lapresión o depresión en el sistema que provoca una deformación del diafragma a por efecto de lapresión del resorte y este efecto provoca mediante una palanca de vinculación la apertura de laválvula de admisión según se detalla en la figura 10.1 (inferior).

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI”, 1999Fig. 10.1 Válvula de regulación a diafragma. Posición cerrada (superior); posición abierta

regulando (inferior).

Cuando el gas de la red de media presión penetra en el regulador, ejerce una presión sobre eldiafragma contraponiéndose a la acción del resorte, por lo que la válvula tiende a cerrarse en lamedida que sea necesario para pasar el valor adecuado para el consumo de gas que se requiere.

De esa manera, la función del regulador es la de actuar como fuelle para permitir reducir la presiónde entrada y además mantenerla constante ante cualquier variación de las necesidades delconsumo.

El valor de dicha presión regulada, se establece en función de las necesidades de la instalación,que es la requerida por los artefactos domiciliarios, cuyo valor, como ya se ha indicado es de 160 a200 mmca. Para una mejor regulación suelen emplearse reguladores de dos etapas.


207

10.1.1 Característica de las prolongaciones domiciliarias

Se puede ejecutar en caño de hierro con o sin costura con protección anticorrosiva normalmentecon revestimiento de cobertura epoxi o polietileno extruido.

Actualmente se exige cuando se coloca el nicho o gabinete al frente del edificio el empleo de cañosde polietileno (amarillo) en diámetros de 25 y de 32 mm, lo que permite una simplificación en elmontaje, evitando la propagación de corrientes parásitas por lo que en estos caso no es necesariocolocar cuplas aislantes como es el caso de las prolongaciones construidas en hierro.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.2 Detalle de prolongación con caño de polietileno.

Estos caños deben contar con protección mecánica exterior por razones de seguridad que consisteen una camisa de vaina exterior de PVC, colocándose en el gabinete un accesorio de transición depolietileno de 25 o 32 mm a acero de 3/4" y 1" respectivamente para vinculación de acuerdo a losdetalles que se indican en las figuras 10.2 y 10.3.

En caso de conexiones a profundidades menores de 55 cm deben protegerse mecánicamente enla acera el caño con ladrillos colocados longitudinalmente enteros y contiguos con una malla oelemento de advertencia, para mayor seguridad.

La conexión no debe enfrentar columnas, árboles, etc. debiendo quedar expedito el extremo delcaño de conexión con otras instalaciones y no estar ubicada debajo de conexiones de agua,electricidad, albañales, etc.

Dentro del gabinete se instala una válvula precintada de cierre esférica de accionamiento rápidoaprobada por la Compañía Distribuidora, que se debe colocar a la entrada a fin de que por algunaemergencia la instalación interna pueda desvincularse de la red desde el exterior del edificio. Estáválvula debe quedar rígidamente vinculada al gabinete por medio de un dispositivo adecuado queimpida la transmisión de esfuerzos mecánicos a la tubería de polietileno.


208

Para prolongaciones de mas de 32 mm se coloca la llave en la vereda para cierre como se indicaen la figura 10.4, que es el caso de edificios de envergadura.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.3 Esquema de montaje de prolongación con caño plástico de polietileno.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.4 Llave en caja de vereda.

10.1.2 Prolongaciones con medidores al frente del edifico

Cuando se trata de viviendas individuales, los medidores se colocan al frente del edificio y losnichos deben ajustarse a ciertas condiciones para el adecuado montaje de los medidoresdebiéndose ejecutar de modo de poder ejecutar posteriormente el montaje de los medidores por lacompañía distribuidora sin dificultad.

En la figura 10.5 se indica las características de instalación del medidor para prolongación


209

domiciliaría con caño de hierro negro para redes de distribución en baja presión y en la figura 10.6en el caso de que se contemple la posibilidad de futuras ampliaciones.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.5 Gabinete con medidor individual de baja presión, al frente del edificio.

En el caso de acometida de caño de polietileno deberá efectuarse de acuerdo a los detallesindicados en las figuras 10.2 y 10.3 anteriores, no siendo necesario la cupla o brida aislante y apartir de la llave de cierre las cañerías son de hierro galvanizado.

Se observa en la figura la instalación de un sifón con tapón de drenaje para vincular con la cañeríainterna del edificio, con una capacidad mínima de 300 cm3 cuyas características se detallaposteriormente en la tabla 10.1.

Actualmente el caso mas común es la distribución en gas en redes de gas en media presión, por loque en el nicho debe instalarse un regulador de presión domiciliario aprobado por la compañíadistribuidora.

En la figura 10.6 se indican las característica de montaje de los nichos para conexión de mediapresión con cano de polietileno, donde no es necesario la instalación del sifón.

10.1.3 Prolongaciones con medidores al interior del edificio

Para prolongaciones de cañerías de diámetro hasta 32 mm inclusive en suministro a baja presión,con medidores en el interior de los edificios se debe colocar un nicho en el frente de 25 x 35 cm dealtura y 25 cm de profundidad, provista de ventilación en chapa de hierro N° 20 con llave de tubopara acceso donde se vincula la cañería de polietileno con el interior.


210

En dicho gabinete se instala una llave de corte para precintar, y desde allí se distribuye con cañeríade hierro negro soldado por el interior del edificio, con protección generalmente de epoxi hasta losmedidores.

En el caso de prolongación de media presión en el nicho se coloca una llave precintada esférica yademás, se instala el regulador de presión, de acuerdo al caudal de gas a suministrar.

En la en la figura 10.6 (derecha), se indica el montaje de un gabinete con un regulador de mediapresión sobre línea municipal apto para 2 medidores, uno de los cuales puede instalarse en elmismo gabinete, con acometida de polietileno, de 45 x 65 cm de altura.

La puerta de los nichos deben contar con una llave de cuadro y disponer de abertura inferior ysuperior de 10 cm2 de sección cada una para ventilación, y construida con chapa de hierro deespesor no menor de 1.27 mm (N° 18).

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI”, 1999Fig. 10.6 Gabinete con medidor, red de media presión con regulador y prolongación de polietileno

al frente del edificio (previsto para dos medidores en la figura derecha).

En la en la figura 10.7 se indica el montaje de un gabinete con un regulador de media presiónsobre línea municipal apto para 5 medidores con acometida de polietileno de 40 x 50 cm de altura.

En la figura 10.8 se consigna un detalle de una planta reguladora con dos reguladores sobre elfrente del edificio.

En la figura 10.9 (izquierda) se muestra la conexión a un gabinete en el interior del edificio encaso de prolongación con cañería de hierro de baja presión, para el caso de prolongaciones demas de 32 mm donde como la llave de corte se ubica en la vereda, no es necesario el gabinetesobre la línea municipal, donde se ha previsto un "T" para abastecer un futuro aumento deconsumo futuro; en el esquema de la figura 10.9 (derecha) se indica una variante en caso de nopreveerse ampliaciones.

Cuando se desplazan por el interior de los edificios, las cañerías de la prolongación son de hierrocon protección epoxi, no debiendo pasar por pasillos de entrada, circulaciones, etc., instalándosebajo tierra, en sótanos o embutidos en las paredes. No se admite el tendido de cañerías pordormitorios o ambientes habitables, por razones de seguridad.

En caso de pasar las cañerías por locales de negocios, cocinas, etc. cuando resulta inevitableefectuaría por insalvables razones constructivas la prolongación debe efectuarse encamisada o se


211

aloja en una cámara de ladrillos revocada interiormente y ventilada en ambos extremos de acuerdoa lo indicado en la figura 10.10.

Cuando la prolongación se efectúa en sótanos y locales sin acceso directo desde el exterior o queno permitan su visualización, debe ser revestida y embutida en todos los casos.

Cuando pasa por jardines, parques, etc., deben instalarse a una profundidad mínima de 0.30 mcon respecto al terreno natural con protección mecánica de encamisado o ladrillos.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI”, 1999Fig. 10.7 Montaje de regulador al frente del edificio Fig. 10.8 Montaje de planta de regulación apto para 5 medidores. doble al frente del edificio.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.9 Prolongación de mas de 0.032 mm. En el interior del edificio para futura ampliación

(figura derecha), variante ubicación de llave candado sin aplicación (figura izquierda).


212

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI”, 1999Fig. 10.10 Detalle de protección prolongación en cámara de ladrillos.

10.1.4 Prolongaciones para baterías de medidores domésticos

Las baterías de medidores se ejecutan con cañerías verticales denominadas montantes yhorizontales, denominadas colectores o barrales, que son las prolongaciones que abastecen a losmedidores instalados de acuerdo al esquema de la figura 10.11.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.11 Baterías de medidores. Montante ascendente.

Pueden ser de hierro negro, con tomas soldadas de 0.019 m de diámetro y 50 mm de longitud yuna separación entre sí de 385 mm. La separación de filas para montante ascendente, comomínimo, se establece en 550 mm no debiéndose colocar mas de cuatro para facilitar la lectura. Laseparación de la pared de las barras de lectura no debe ser mayor de 220 mm.

En el caso de montantes descendentes a baja presión, según se indica en la figura 10.12, se


213

instala un sifón del mismo diámetro del montante, con una longitud mínima de 400 mm, con llavetipo candado en su extremo y tapón roscado de bronce de 13 mm de diámetro para su desagüe.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.12 Baterías de medidores. Montante descendente.

Como se observa en la figura 10.12, al primer barral se le debe elevar 200 mm, para evitar que losmedidores de esa fila se llenen de agua, en caso que se colme el sifón.

Los montantes y barrales de hierro negro deben unirse el montante mediante roscado o soldado,siendo protegidos con dos manos de pintura anticorrosiva, al cromato de zinc, debido a que losmismos no se empotran en la mampostería.

Los barrales deben fijarse con grapa cada 1.50 m, con un mínimo de 2 grapas para longitudesinferiores, las que se aíslan del caño con 2 medias cañas de material aislante (micarta) con el finde prevenir contra la corrosión, como se verá posteriormente.

En el barral y en correspondencia con cada toma se marca el número o letra que identifica a cadapiso o departamento.

10.2 Medidores de gas

La necesidad de facturación de los consumos ha promovido el desarrollo de artefactos demedición, que se instalan de acuerdo a normas establecidas.

La selección del instrumento de medición queda condicionado a la variable del consumo, sumagnitud y las condiciones de presión regulada.


214

Se define al medidor como el instrumento destinado a registrar el volumen de gas que consumenlos artefactos de una instalación.

Básicamente se utilizan los medidores, según se detalla en la figura 10.13 que se aplican parapequeños caudales y bajas presiones.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.13 Medidor de gas.

Hasta que en nuestro país no haya una norma sobre instalaciones de gas se establece lascaracterísticas que deben cumplir los medidores de gas para uso doméstico, para caudales hasta 9m3/h.

Los mismos son del tipo a diafragma, consistente en un dispositivo que mide el volumen de gasque pasa a través del medidor, por medio de diafragmas flexibles, los cuales son alternativamentedesplazados por el flujo de gas circulante.

El aparato contiene un mecanismo integrador compuesto por un dispositivo indicador con visor,para una lectura adecuada.

Se deben ubicar sobre la línea municipal, salvo excepciones debidamente justificadas, como elcaso de baterías de medidores.

El medidor se aloja en nichos, destinados a él en forma exclusiva, construidos en materialincombustible, provisto de puerta construida de chapa de hierro de 1.27 mm (N° 18) de espesor,con llave de cuadro. Debe ser debidamente ventilado y aislado de instalaciones eléctricas einflamables por razones de seguridad.

Los nichos deben estar alojados 0.50 m como mínimo de toda instalación eléctrica que entrañeriesgo de chispas, por ejemplo tablero, medidor, etc.

Puede reducirse esa distancia a 0.30 m en el caso en que el nicho disponga de ventilación alexterior o esté ubicado en un espacio exterior.

En las figura 10.14 se indica dicha instalación.

Las dimensiones de los nichos para medidores a baja o media presión son consignadas en la tabla10.1.


215

TABLA 10.1 DIMENSIONES PARA NICHOS HASTA 10 m3/h.PRESIÓN DE LA

PAREDALTO

[m]ANCHO

[m]PROF.

[m] OBSERVACIONES

BAJA 0.60 0.40 0.30BAJAEn zonas previstaspara futura conexióna media presión.

0.65 0.45 0.30

MEDIA 0.65 0.45 0.30MEDIAVivienda unifamiliarsin posibilidad deañadir otro medidor,regulador conectadocon flexible.

0.50

0.50

0.40

0.40

0.30

0.25

Llave de paso

Unicamente llave depaso esférica.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999

10.2.1 Ventilación de los nichos

La ventilación de los nichos para medidores individuales se efectúa de la siguiente manera:

MEDIDORES INDIVIDUALES HASTA UN CONSUMO DE 10 m3/h

Se consideran dos casos:

• Espacios abiertos como ser jardín, paso o corredor abierto, frente del edificio, zaguán a patioabierto, etc., por medio de orificios o aberturas en la parte superior o inferior de las puertas.Sección mínima 10 cm2 c/u.

• En lugar cerrado mediante conducto al exterior de sección de 1.5 veces el diámetro de laprolongación domiciliaria (mínimo 0.038 m). Ver figura 10.14 (derecha).

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.14 Distancia del nicho del medidor a instalación eléctrica, en la figura derecha con

ventilación.

MEDIDORES INDIVIDUALES PARA CONSUMOS MAYORES DE 150 cm2 O CONREGULADORES


216

La puerta del nicho debe tener aberturas con una sección mínima de 150 cm2 para cada una.

10.2.2 Batería para medidores (de hasta 10 m3/h)

BATERÍA PARA MEDIDORES EN PATIO ABIERTO

Las baterías de medidores pueden instalarse en patios abiertos, alojándose en un armario ocompartimiento con puertas de material incombustible.

Dicho armario debe contar con ventilación en la parte superior, de 1.5 veces el diámetro de laprolongación domiciliaria, con un diámetro mínimo de 0.10 m o sección equivalente y aberturas deentrada de aire en la parte inferior de igual sección.

Al frente de la puerta del armario debe quedar un espacio libre mínimo de 0.60 m, tal como seobserva en la figura 10.15.

La profundidad mínima del armario debe ser de 0.45 m.

El patio debe tener acceso directo desde la circulación de entrada del edificio, no debiendopertenecer a ningún local o departamento.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999Fig. 10.15 Armario de medidores.

COMPARTIMIENTO O LOCALES PARA MEDIDORES

Cuando se instalen medidores en baterías en locales o compartimientos éstos deben serexclusivos, de acuerdo a las figuras 10.16 y 10.17.

Debe ser perfectamente terminado con revoque, pintura, etc. y estar aislado de instalacioneseléctricas o térmicas inflamables.

Dicho compartimento puede ubicarse en patios de aire y luz, bajo escaleras o sótanos, debiendoen todo momento ser accesible en forma directa desde el exterior, desde la entrada del edificio através de circulaciones comunes.

La puerta del local y el marco debe ser de material incombustible de un ancho mínimo de 0.80 m,contando con una abertura en la parte inferior para ventilación, de una sección equivalente a lasalida de ventilación propia del local. Esta salida de ventilación debe comunicar la parte superior


217

del compartimiento en forma directa al exterior, mediante un conducto.

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999 Fig. 10.16 Local o compartimiento para medidores. Fig. 10.17 Montaje de medidores.

Dicho conducto debe tener una sección libre no inferior a 0.001 m2 por cada medidor, con unmínimo de 0.08 m2 (0.20 x 0.40 m). El extremo del conducto debe quedar, por lo menos, a 2 m dealtura, debiendo contar con sombrerete y tejido metálico u otro medio que impida la entrada debasura.

La iluminación eléctrica debe efectuarse con artefactos blindados a prueba de explosión, en elinterior del local, e interruptor debidamente aislado en el exterior del mismo.

Si el recinto de medidores comunica en forma directa con locales donde funcionan calderas,motores, o haya instalados tableros eléctricos, debe interponerse una antecámara, de unasuperficie mínima de 1 m2 y un ancho mínimo de 0.80 m, que debe contar con una puerta deacceso de similares características a la puerta de acceso al recinto de medidores.

En casa de departamento pueden ubicarse los medidores en lugares comunes de los distintospisos, de manera que el acceso esté asegurado en todo momento.

Los medidores pueden alojarse en locales le acuerdo a lo señalado precedentemente, o tambiénen armarios con frente a lugares comunes.

10.3 Cañería interna

Comprende los tramos de cañerías desde el medidor a los artefactos de consumo.

Para la conexión de artefactos no es admitido el uso de caños de goma u otros materialessimilares, por razones de seguridad.

Cuando las cañerías van bajo tierra, se colocan como mínimo a una profundidad de 0.30 m,pudiendo descansar sobre el terreno cuando el mismo tenga suficiente consistencia. En casocontrario, deben apoyarse sobre un lecho de ladrillos comunes en todo su recorrido o en su defectosobre pilares a una distancia no mayor de 1.50 m entre sí. Deben ser de hierro negro con


218

protección.

Cuando se coloquen bajo piso de mosaico, cemento, etc., los caños pueden disponerse en loscontrapisos de los mismos.

En caso de edificios de varios pisos, los caños que no pertenecen a una vivienda, deben recorrerpreferentemente lugares de uso común como palieres, pasillos, etc.

Las cañerías no deben estar expuestas a la humedad por proximidad de caños de agua, albañalesy de todo conductor eléctrico.

Además, no deben pasar dentro de chimeneas y las que corran adosadas a la misma o a lascañerías de calefacción tienen que tener aislación térmica.

PENDIENTE DE LA CAÑERÍAEn el caso de redes de baja presión, como el gas tiene cierta cantidad de humedad, las cañeríastienen que tener pendiente para escurrir cualquier condensación que se produzca.

La pendiente mínima debe ser del 1 % dirigida en lo posible hacia el medidor, donde se instala unsifón.

Cuando la pendiente va hacia los artefactos, se ubica junto a los mismos el sifón correspondiente.

SIFONES EN CAÑERÍASSi la pendiente va hacia el medidor, el sifón se instala en la cañería interna a la salida del mismo,contando con cierre hidráulico en la parte superior y tapón de 13 mm de diámetro para desagüe, talcual se indica en la figura 10.17, anterior.

Se establece que para medidores de hasta 10 m3/h, ubicados en nichos individuales, el sifón ainstalar debe tener una capacidad mínima de 300 cm3.

En la tabla 10.2 se consignan la capacidad de los sifones para distintos diámetros y longitudes.

En el caso de sifones instalados junto a artefactos se debe tener las siguientes consideraciones:

• Se debe colocar sifón junto a los artefactos, cuando la cañería que los alimenta tengapendiente hacia ellos, en una longitud mayor de 1.50 m.

• El sifón debe tener el mismo diámetro del caño, con una longitud mínima de 0.20 m, con tapónde 13 mm de diámetro.

• El sifón debe quedar bloqueado con la llave de paso del artefacto, y el tapón de drenaje debeser fácilmente accesible, según se observa en la figura 10.18.

• En el caso de cocinas, el sifón debe poder ser accionado sin necesitar desconectar la mismapara su atención.

• Se admite, cuando sea necesario, para adoptar la pendiente adecuada, un leve curvado de loscaños. También para eludir algún obstáculo, efectuar desvíos en paredes, desniveles de laconstrucción, etc.

• Sin embargo, no deben ejecutarse las cañerías de modo que formen "U", ya que se puedeacumular agua, originando un cierre hidráulico que impida la circulación del gas.

• En el caso de gas a media presión, como se distribuye gas seco, no se exige sifón en elmedidor ni en los artefactos, no siendo necesario tampoco adoptar pendiente en las cañerías.


219

• Tampoco es necesario adoptar esas prevenciones en las localidades donde se distribuye gasseco.

TABLA 10.2 CAPACIDAD DE CAÑOS EN cm3 PARA DISTINTOS DIÁMETROS.LONGITUD DEL SIFÓN [cm]Ø DEL

CAÑO[mm] 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100

13

19

25

32

38

51

6.25

14.15

25.00

40.00

56.50

100.00

12.15

28.30

50.00

80.00

113.20

200.00

18.75

42.45

75.00

120.00

169.80

300.00

25.00

56.60

100.00

160.00

226.40

400.00

37.50

84.90

150.00

240.00

339.60

600.00

50.00

113.20

200.00

320.00

452.80

800.00

62.50

141.50

250.00

400.00

566.00

1000.00

75.00

169.80

300.00

480.00

679.20

1200.00

87.50

198.10

350.00

560.00

792.40

1400.00

100.00

226.40

400.00

640.00

905.60

1600.00

112.50

254.70

450.00

720.00

1018.80

1800.00

125.00

283.00

500.00

800.00

1132.00

2000.00 Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999

Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999 Fig. 10.18 Forma de ejecución de sifones. Fig. 10.19 Llave de paso.

SOPORTES DE CAÑERÍASLas cañerías deben ir soportadas en partes estables rígidas y seguras del edificio. Si correnadosadas a mampostería o tabiques de madera, deben ir aseguradas con grapas o atornilladascon soportes, respectivamente. Si corren sobre techo son apoyadas sobre pilares separados cada2 m, perfectamente aseguradas.

LLAVES DE PASOEn cada artefacto de consumo se debe colocar una llave de paso de igual diámetro al de la cañeríaque lo alimenta, en el mismo local, accesible, a la vista y de fácil accionamiento.

Deben ser de cierre a 1/4 de vuelta con tope, del tipo denominada "macho" que se indica en lafigura 10.19.

Se deben lubricar con grasa adecuada resistente al gas natural. El prensa-estopa de las llaves depaso debe quedar en tal forma que sea fácil de retirar.

ACCESORIOSTodas las piezas de conexión deben ser de fundición maleable. Para efectuar los distintos cambiosde dirección se pueden emplear curvas o codos indistintamente.

Todo artefacto después de la llave de paso, debe estar conectado con una unión doble de asientocónico, que permita su desvinculación.


220

Se exceptúan aquellos casos en que el artefacto cuente ya con conexión formando parte delmismo.

No deben emplearse uniones dobles en el recorrido de la cañería. Además el asiento debe hallarselimpio al efectuarse el ajuste no debiéndose utilizar pastas fraguantes.

Las conexiones de caños con sus accesorios, deben efectuarse con roscado cónico, filetes bientallados, en número que se indica en la tabla 10.3.

TABLA 10.3 NÚMERO DE FILETES A TALLAR EN TUBERÍAS

DESIGNACIÓNCOMERCIAL [in]

LONGITUD ÚTIL DEROSCA MÁXIMA

[mm]N° DE FILETES A

TALLAR

3/81/23/41

1 1/41 1/2

2

11.415

16.319.121.421.425.7

989899

11Fuente: INST. DE GAS “PEDRO QUADRI” , 1999

No debe aplicarse cáñamo y/o pintura para conexiones. Se recomienda el uso de pastas sellanteso la utilización de litargirio (oxido de plomo, fundido y cristalizado) y glicerina.

Se debe aplicar sobre la rosca macho a fin de evitar que penetre en la cañería reduciendo lasección de pasaje del gas.

Los tapones de toma de sifones de artefactos o cañería interna o conexiones de medidores, debenajustarse con cinta de teflón o pasta no fraguante.

10.3.1 Pruebas

Una vez terminados los trabajos de la instalación, deben realizarse las siguientes pruebas:

• Hermeticidad.

• Obstrucción.

• Localización de pérdidas.

HERMETICIDADEs un ensayo para comprobar la ausencia de pérdidas en una cañería ó instalación, lo que sedemuestra por el mantenimiento de la presión durante un período determinado, una vez aislada lafuente de presión.

Para ello deben cerrarse las llaves de paso terminales, abriendo las intermedias si las hubieran,inyectándose en las cañerías aire a la presión manométrica que corresponda, la cual deberámantenerse sin variación durante 15 mm, como mínimo.

Una vez verificada la hermeticidad de la cañería hasta las llaves de paso, se abren éstas y con losrobinetes de los artefactos cerrados se comprueba la hermeticidad de éstos, en la misma formaque para las cañerías.


221

Se establecen las siguientes presiones neumáticas manométricas de prueba:

• Tramos correspondientes a media presión: 4 kg/cm2.• Tramos correspondientes a baja presión: 0.2 kg/cm2

La prueba debe medirse con un manómetro de diámetro de cuadrante de 100 mm, con vidrioirrompible, hermético al agua y al polvo, de los siguientes rangos:

• 0 a 5 kg/cm2 para media presión.• 0 a 1 kg/cm2 para bajá presión.

OBSTRUCCIÓNTerminada la prueba de presión se sacan sucesivamente los tapones y se abren los robinetes decada uno de los artefactos, comprobándose por la falta de salida de aire, las obstrucciones quepudiera haber.

Deben tomarse los recaudos necesarios para asegurar que dentro de la prolongación no quedeningún tipo de obstrucción, tanto para las instalaciones nuevas como para aquellas que hayanquedado temporalmente interrumpidas.

LOCALIZACIÓN DE PÉRDIDASLa misma se realiza empleando agua jabonosa aplicada con pincel sobre la superficie exterior delos caños, accesorios, llaves y juntas.

No debe usarse llamas para localizar pérdidas en instalaciones de gas, o el llenado con agua uotro fluido para la detección de aquellas en instalaciones nuevas.

No debe utilizarse igualmente oxígeno o soluciones corrosivas, admitiéndose sólo como excepciónel empleo de agua a presión, para localizar perdidas que no pueden detectarse por losprocedimientos comunes.

10.4 Accesorios, simbología e interpretación de planos A continuación algunos de los accesorios mas utilizados:


222 Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000


223

Fuente:


224

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000

10.4.1 Válvulas y llaves

Existen distintos tipos de llaves y válvulas usadas en las instalaciones de gas, su uso generalmentese asocia al tipo de recipiente por utilizar, así por ejemplo: para los cilindros o recipientes portátiles,se usan válvulas de operación manual de paso para el llenado de los recipientes con gas L.P. ypara suministrar el gas a las instalaciones de servicio. Este tipo de válvulas trae incorporada unaválvula de seguridad, cuya función es proteger a los recipientes en el caso que se presentensobrepresiones interiores peligrosas. Estas válvulas, la de paso y la de seguridad, tienen un diseñoque no permite que estén en contacto con el gas líquido y sólo con la zona de vapor, por lo que esimportante que los recipientes portátiles que contienen gas deben estar en posición vertical.

LLAVES DE PASOA estas llaves, también se les conoce como llaves de corte con maneral de cierre manual, seinstalan para el control de servicio en forma individual en cada aparato o equipo de consumo, obien, en ciertas secciones de la instalación.

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000Fig. 10.20 Para instalaciones de gas natural se coloca válvulas de corte en la alimentación (1), y

en la alimentación a algún otro aparato a gas (2); estas válvulas son de seguridad cuando sedetectan fugas o se hacen reparaciones.


225

Para la instalación de recipientes portátiles ejemplo un calentador y de algunos aparatos deconsumo también se usan válvulas de compuerta o de globo como los de la figura 10.21.

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000Fig. 10.21 Válvulas de compuerta o de globo.

VÁLVULAS DE SERVICIO PARA RECIPIENTES ESTACIONARIOSEstas válvulas cumplen la misma función que aquellas usadas en los recipientes o cilindrosportátiles, la válvula de seguridad está interconstruida con la válvula de servicio, pero tiene un áreade descarga mayor que la usada en los tanques o recipientes portátiles, estas válvulas de serviciose pueden fabricar en cualquiera las formas siguientes:

• Con válvula de máximo llenado.

• Con válvula de seguridad interconstruida.

• Con válvula de máximo llenado y de seguridad en una sola.

Las válvulas de seguridad usadas en los tanques estacionarios deben abrir a una presióncomprendida entre 12.5 y 14 Kg/cm2.

EN LAS INSTALACIONES ASOCIADAS A LOS TANQUES O RECIPIENTES ESTACIONARIOSEn forma independiente de si la aplicación de un recipiente estacionario se hace para unainstalación residencial o para una comercial, se requiere de lo que se conoce como la línea dellenado al tanque, que es una parte de la instalación que se requiere cuando se abastece gas L.P.y por su localización no se puede hacer en forma directa con manguera del autotanque de lacompañía distribuidora. Esta línea de llenado debe cumplir con las disposiciones reglamentariaspara obtener la máxima seguridad, que establece que la tubería debe ser de cobre rígido tipo K, lasválvulas de globo especiales para el manejo de gas en estado liquido y para una presión de trabajode hasta 28 Kg/cm2, su instalación se debe hacer sobre los muros exteriores a la construcción paraque sea visible, con una altura mínimo de 2.50 m sobre el nivel del suelo y separación mínima de0.20 m con respecto o tuberías o canalizaciones de las instalaciones eléctricas o fluidos corrosivos.

Cuando el tanque estacionario se encuentra ubicado en un lugar cercano al acceso del autotanquede la compañía suministradora, no es necesario la línea de llenado.

En la figura 10.22 se puede apreciar claramente un ejemplo de instalaciones asociadas a tanquescon empleo de los accesorios anteriormente descritos.


226

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000Fig. 10.22 Elementos de la línea de llenado de tanques estacionarios.

EL MATERIAL PARA LÍNEA DE LLENADO DE LA FIGURA ANTERIOR ES EL SIGUIENTE:

1. Válvula doble check para líquidos (viene integrada al recipiente)2. Acoplador ACME a Ø19.1 mm.3. Válvula de globo para líquido (28 kg/cm2).4. Niple galvanizado cuerda corrida Ø 19.1 x 90°.5. Codo conector cubre rosca interior Ø19.1 x 90°.6. Te cobre rosca al centro Ø 19.1 mm.7. Válvula de servicio con válvula de seguridad, integrada (para recipiente portátil 17.58 kg/cm2).8. Punta POL con tuerca de cuerda izquierda.9. Reducción b. galvanizada Ø 12.7 a 6.35 mm (1/2 x 4).10. Codo conector cobre 12.7 x 90°.11. Codo cobre Ø 19.1 x 45°.12. Conector cobre rosca exterior Ø 19.1mm.13. Codo galvanizado Ø 19.1 mm.14. - Válvula doble check para líquido a Ø 19.1 mm.

- tubo cobre rígido tipo K Ø 19.1 mm.- codos de cobre Ø 19.1 x 45°


227

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000Fig. 10.23 Parte baja o toma de una línea de llenado.

MATERIAL DE LA TOMA DE UNA LÍNEA DE LLENADO

1. Tubería de cobre rígido K Ø 19.1 mm.2. Conector de cobre rosca exterior Ø 19.1 mm.3. Válvula globo para liquido (28 kg/cm2).4. Niple galvanizado cuerda corrida Ø 19.1 mm.5. Red bajada galvanizado Ø 31.8 x 45°.6. Codo galvanizado Ø 31.8 x 45°.7. Válvula doble check para líquido Ø 3.18 mm.

REGULADORES DE PRESIÓNEn los equipos o aparatos que usan gas para combustión, la flama del quemador debe ser azul,una flama de color amarillo indica una combustión incompleta, normalmente provocado porinsuficiencia de aire primario; para que se tenga una combustión limpia o una flama libre decarbón, el 50% del aire de la combustión se debe mezclar con el gas antes de que éste encienda.

En el caso de las estufas de gas, hornos y calentadores, el orificio del quemador es un dispositivode control que trabaja de acuerdo con los mismos principios de los equipos refrigerantes. Lapresión de alimentación y el diámetro del orificio determinan el flujo del gas, un orificio demasiadopequeño proporcionará una flama insignificante y poco calor. Rara vez se encuentra un motivopara reemplazar un orificio, la excepción es cuando los equipos están diseñados para gasembotellado y se usa gas natural.

En la tabla 10.4 siguiente, se muestra el diámetro del orificio requerido para un cierto número devalores caloríficos, por ejemplo, si un orificio de quemador N° 48 perfora un taladro N° 44, el valorcalorífico del propano cambiaría de 13.3 Kj/s a 17.7 Kj/s, debido al diámetro mayor del orificio y alaumento de flujo.


228

Tabla 10.4 TAMAÑOS PARA ORIFICIOS PARA GAS L.P. (AL NIVEL DEL MAR)PROPANO BUTANOTAMAÑO DE LA

PERFORACIÓN BTU/H KJ/S BTU/H KJ/S48 45 450 13.3 50 300 14.744 58 050 17 64 350 18.840 75 400 22.09 83 500 24.436 89 200 26.1 98 800 28.932 195 800 30.7 117 000 34.228 154 700 45.3 171 600 50.1

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000NOTA:

• Para propano: Btu/pie3 = 2500; gravedad específica = 1.6; presión en orificio =11 pulgadas (27.9 cm).

• Para Butano: Btu/pie3 = 3175; gravedad específica = 2; presión en orificio = 11pulgadas (27.9 cm).

Si un horno que quema gas L.P. como combustible se cambiara para quemar gas natural, setendrían que hacer dos cambios, el tamaño adecuado del orificio de acuerdo a la tabla 10.5 einstalar un regulador de la presión de gas en la línea de control de gas.

TABLA 10.5 ORIFICIOS PARA QUEMADORES DE GAS NATURAL*CAPACIDAD POR HORATAMAÑO DE LA

PERFORACIÓN PIE3 m3 BTU/H KJ/S31 40.85 1.143 44.935 13.1630 46.87 1.312 54.557 15.122 70.08 1.96 77.088 22.5815 92.02 2.576 101.222 29.67 114.40 3.20 125.840 36.82 138.76 3.88 152.636 44.71 147.26 4.12 161.986 47.46

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000* Las cifras dadas son para una columna de agua de 3.5 in al nivel del mar.

Gravedad específica = 0.6 y Btu/pie3 = 1100 (0.029 J/m3).

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000Fig. 10.24 Instalación de orificio de tamaño apropiado con regulador en la alimentación de gas;

en la parte sin encuadrar la línea de control.


229

PRESIÓNLa capacidad por hora de los orificios indicados en la tabla anterior, se ha elaborado con relación auna presión de alimentación de 3.5 in (8.8 cm) de columna de agua para la alimentación con gasnatural, la compañía comercial debería suministrar gas natural a una residencia por lo menos a unapresión de columna de agua de 8.5 in (21.59 cm), que es un valor de presión muy bajo, ya que unacolumna de agua de 2.31 pies ejerce una presión de 1 libra/pulg2 (6.89 kPa) en su base. Para leerla presión del gas se usa un manómetro de tubo en U.

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000Fig. 10.25 Manómetro de tubo en U en que se lee 3.5 in (8.8 cm) en la columna de agua.

Cuando se usa un manómetro de tubo en U, primero se llena el tubo para mantener el cero enambas columnas, la presión del gas corresponde a la diferencia de presión entre las dos columnas;por lo que 1.75 in más 1.75 in son 3.5 in , como se muestra en la figura 10.25.

PARA LA ALIMENTACIÓN CON GAS NATURALLa línea principal que va por debajo de la calle puede tener mucha mas presión, debido a que lasplantas industriales pueden recibir gas a presiones mayores entre 0.5 lb/pulg2 (3.4 kPa) hasta 50lb/pulg2 (344.7 kPa), esta línea se reduce por medio de un regulador de presión que se localizaantes del medidor de gas.

Todos los reguladores de presión de gas para equipos y aparatos (ver figura 10.26), mantienenuna presión constante corriente abajo, en forma independiente de las variaciones de la corriente odel flujo, como se sabe, en las líneas o tuberías de gas, mientras mas largas sean estas, mayor esla caída de presión de gas.


230

Para lograr una presión constante al orificio del quemador, se necesita un regulador de presiónadicional al aparato.

Para regular la presión se inserta un desarmador y se hace girar la tuerca en sentido de lasmanecillas del reloj para que la presión aumente ó disminuya.

TABLA 10.6 MÁXIMA CAPACIDAD DE SUMINISTRO EN PIES CÚBICOS DE GAS POR HORADE TUBO IPS, CONDUCIENDO GAS NATURAL DE GRAVEDAD ESPECÍFICA DE 0.65

LONGITUD [pies]TAMAÑO DETUBO [in] 10 20 30 40 50 60

1/2 170 118 95 80 71 643/4 360 245 198 169 150 1351 670 430 370 318 282 255

1 1/4 1320 930 740 640 565 5101 1/2 1990 1370 1100 950 830 760

2 3880 2680 2150 1840 1610 1480Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000

Fuente: INSTALACIONES “E. HARPER”, 2000Fig. 10.26 Regulador de presión del quemador de gas.

10.4.1 Simbología

COCINA DE 4 QUEMADORES (C 4 Q)

HORNO DOMÉSTICO

CALEFACTOR

CALENTADOR DE ALMACENAMIENTO DE MENOS DE 110 LTS. (CAL. ALM. < 110 LTS. Ó CA < 110 LTS.)

CALENTADOR DE ALMACENAMIENTO DÚPLEX (CA 2)

CALENTADOR DE AGUA AL PASO

PARRILLA DE 3 QUEMADORES (PARR. 3Q)

COCINA DE 4 QUEMADORES Y HORNO (C 4 QH)

COCINA DE 4 QUEMADORES, HORNO Y ROSTICERO (C 4 QHR)

COCINA DE 4 QUEMADORES, HORNO Y COMAL (C 4 QHC)

COCINA DE 4 QUEMADORES, HORNO, ROSTICERO Y COMAL (C 4 QHRC)

CALENTADOR DE ALMACENAMIENTO DE MAS DE 110 LTS. (CAL. ALM. > 110 LTS. Ó CA > 110 LTS.)

CALENTADOR DOBLE AL PASO

HRC

H

H

HR

HC


231

10.4.2 Interpretación de planos

La interpretación de planos en instalaciones de gas al igual que en instalaciones de agua potableno varía mucho excepto por la simbología, a continuación un ejemplo:

CONEXIÓN POL

MANÓMETRO

INCINERADOR

CONEXIÓN ACME

VÁLVULA DE SEGURIDAD O RELEVO DE PRESIÓN

APARATO INDUSTRIAL CON QUEMADOR AIRE - GAS

HORNO INDUSTRIAL CON QUEMADOR ATMOSFÉRICO (H. IND. c/Q. ATMOSF.)

PUNTA TAPONADATUERCA UNIÓN

UNIÓN BRIDADAUNIÓN ROSCADAUNIÓN SOLDADA

VÁLVULA DOBLE CHEK

VÁLVULA DE EXCESO DE FLUJOVÁLVULA CHEK SENCILLAVÁLVULA DE CIERRE RÁPIDO

VÁLVULA BRIDADA

VÁLVULA MACHO LUBRICADA

LLAVE DE CUADRO CON OREJAS

LLAVE DE CUADRO

TORTILLADORA DOBLE

VÁLVULA DE GLOBO

QUEMADOR

CALDERA CON QUEMADOR ATMOSFÉRICO

QUEMADOR BUNSEN (Q. BUNSEN)

TORTILLADORA SENCILLA

CAFETERA COMERCIAL

VÁLVULA DE AGUJA

H

C

TTT

VAPORERA O BAÑO MARÍA

K

I

J

G

H

F

EC

D

B A

MEDIDOR

L = 6.40 mØ 3/4"

Ø 3

/4"

L =

5.40

m

Ø 1

/2"

L =

3.30

m

Ø 1

/2"

L =

4.25

m

Ø 1

/2"

L =

4.20

m

Ø 1

/2"

L =

4.22

m

Ø 1

/2"

L =

3.35

m

Ø 1

/2"

L =

3.35

m

Ø 3/4"

L = 3.35 mØ 3/4"

L = 2.05 m

Ø 3/4"

L = 5.30 m

Ø 3/4"

L = 5.30 m

L = 4.20 m

Ø 3/4"

L = 7.10 m

Ø 3/4"

L = 7.15 m

Ø 3/4"

L = 1.40 m

Ø 3/4"

Ø 3/4"

L = 2.05 m


232

A. 1 calentador de agua 365.000 Btu/hr

B. 1 mesa de vapor 26.000 Btu/hr

C. sección de tubo

D. 2 salidas para freidoras 30.000 Btu/hr

1 plato de dos quemadores 25.000 Btu/hr1 parrilla 230.000 Btu/hr1 asador 90.000 Btu/hr

E. sección tubo

F. 2 hornillas 94.000 Btu/hr

1 caldera de vapor 70.000 Btu/hr1 hornillo 125.000 Btu/hr

G. sección tubo

H. 1 rosticero 95.000 Btu/hr

I. sección tubo

J. 1 cafetera 32.000 Btu/hr

K. sección tubo

Si el ingeniero diseñante requiere especificar mas detalladamente en los planos, puede utilizar lasimbología antes descrita.

10.5 Cálculo de tuberías de gas a baja presión

Para la determinación de las dimensiones de las cañerías de gas, es necesario definir dosaspectos fundamentales, que hacen al escurrimiento del fluido que son:

• Caudal circulatorio.

• Caída de presión.

CAUDAL CIRCULATORIOSi se supone el gas en movimiento dentro de una cañería, a través de una sección transversal Scualquiera, normal al eje, según se observa en la figura 10.27, pasará en un lapso determinado,una cierta cantidad de fluido.

Fuente: INST. DE GAS “P. QUADRI”, 1999Fig. 10.27 Circulación de gas por cañerías.


233

Se denomina caudal, a la cantidad de fluido que pasa a través de la sección de cañería en launidad de tiempo y se expresa con la ecuación:

C = S x vDonde:

C: caudal de gas, [m3/h]v: velocidad de circulación, [m/h]S: sección transversal de la cañería, [m2]

CAÍDA DE PRESIÓNSe define la presión, como la fuerza que se ejerce por unidad de superficie, la que se mide enkg/cm2 ó kg/m2.

La presión se la expresa también en milímetro de columna de agua. Así 1 mmca = 1 kg/m2.

La presión manométrica, es, entonces, la presión que acusa el instrumento medidor o manómetro,mientras que la presión absoluta es igual a la presión manométrica más la presión atmosférica,cuyo valor aproximado es 1.033 kg/cm2.

Los fluidos, al desplazarse por las cañerías, encuentran resistencias que son de dos tipos:

• Frotamiento del fluido con las paredes de la canalización.

• Frotamiento interno de las partículas del mismo fluido o viscosidad.

Estos frotamientos producen una caída de presión a lo largo de la red de cañerías, que sueledenominarse también pérdida de carga.

Si se analiza un tubo recto de sección constante, por la que circula el gas, puede considerarse queesa pérdida de presión o pérdida de carga es proporcional a lo largo del mismo, según se indica enla figura 10.28.

Fuente: INST. DE GAS “P. QUADRI”, 1999Fig. 10.28 Caída de presión o perdida de carga en cañerías.

Si p1 es la presión en el punto inicial y p2 en el punto final del tramo de conducto, puede decirseque:

p1 - p2 = l ⋅ R

donde:

p1 : presión inicial, [kg/m2 o mmca]p2 : presión final, [kglm2 o mmca]R : pérdida de carga por metro o gradiente [mmca/m]l : longitud del tramo de cañería, [m].

A R se lo denomina gradiente, dependiendo de las características físicas del gas utilizado, longitud


234

y diámetro, así como del material de la cañería y de la velocidad de circulación.

Sin embargo, en la red, también se producen pérdidas de carga en los distintos accesorios que lacomponen, como codos, tes, curvas, cambios de sección y dirección, etc., denominadasresistencias individuales o resistencias aisladas.

La caída de presión por dicho efecto, depende, fundamentalmente, de la forma o característicaparticular del accesorio o elemento de que se trate.

Hay una forma sencilla de estimar dichos frotamientos, y es establecer una relación entre la caídade presión de cada accesorio con respecto al que tendría una determinada longitud de caño delmismo diámetro, denominado longitud equivalente.

Así se incluye la tabla práctica que se muestra en la tabla 10.7 en la que se expresa la longitudequivalente de accesorios de cañerías en función del diámetro.

Tabla 10.7 LONGITUDES EQUIVALENTES DE ACCESORIOS A ROSCA, EN DIÁMETROSCodo a 45°Codo a 90°

CurvaTe flujo a través

ReduccionesTe flujo a 90°Válvula globo

Válvula esclusaVálvula macho

14 d30 d20 d20 d

10 d menor60 d333 d

7d100 d

Fuente: INST. DE GAS “P. QUADRI”, 1999

Así, por ejemplo, si se tiene una curva de 25 mm (1") de diámetro, la caída de presión seráequivalente a la de un caño de 25 mm (1") de diámetro de la siguiente longitud:

1 curva: 20 d = 20 x 0.025 m = 0.50 [m]

De esa manera, puede expresarse la caída de presión de un accesorio en función de la siguienteecuación:

p1 - p2 = leq R

donde :leq : longitud equivalente, [m]

CAIDA DE PRESIÓN TOTALLa caída de presión total que se produce en los tramos rectos y resistencias individuales en la redde cañerías, se puede expresar, entonces, por la ecuación:

Σ (p1-p2) = Σ l R + Σ leq R

donde:Σ (p1 - p2) : sumatoria de caída de presión total de la red de cañerías, [mmca o kglm2]R : gradiente o pérdida de carga por metro, [mmca/m]Σ l: sumatoria de los tramos rectos del circuito, [m]Σ leq : sumatoria de la longitud equivalente por caída de presión en los accesorios de la red

de cañerías, (m).

Por lo tanto:


235

Σ (p1-p2) = Σ (l + leq ) R

10.5.1 Cálculo de tuberías

La circulación del gas por las cañerías, presupone, de acuerdo a lo indicado, la existencia de ungradiente o pérdida de presión por metro (R), en el sentido de avance del fluido.

Al circular el gas por las cañerías, adquieren fundamental importancia en la determinación de lascaídas de presiones, la característica del fluido, como ser: viscosidad, peso específico,temperatura, presión de trabajo, etc., así como la rugosidad de las paredes de las conducciones yel régimen de escurrimiento.

Para su determinación se emplean fórmulas matemáticas establecidas sobre la base de las leyesde la dinámica de los fluidos.

Las constantes numéricas aplicadas a dichas fórmulas, determinadas mediante ensayos, hanpermitido fijar con suficiente exactitud las relaciones entre los caudales, diámetros y presiones queconstituyen los parámetros básicos de cálculo.

Existen numerosas ecuaciones aplicables a estos estudios de transporte de gas, por lo que se hanseleccionado aquellas que han dado buenos resultados en los problemas de aplicación práctica.

Para el cálculo de cañerías de gas a baja presión puede adoptarse la fórmula del doctor Poole deacuerdo a lo siguiente:

521

2

p - pl s C 2d =

donde:

d : diámetro interior, [cm] C: caudal del gas, [m3/h]

s : densidad del gas (con respecto al aire s = 1) l : longitud del caño, [m]

p1 : presión en la entrada del gas [mmca o kg/m2]p2 : presión en la salida del gas [mmca o kg/m2]

Con esta fórmula se han confeccionado las tablas de cálculo, que dan los diámetros de lascañerías en función del caudal y longitud de las mismas.

Las tablas se realizaron sobre la base de una caída de presión de 10 mmca, de acuerdo al detallesiguiente:

• Gas natural; densidad 0.65. Tubería de hierro (tabla 10.8).

• Gas envasado; densidad 1.52. Tubería de hierro (tabla 10.9).

• Gas; densidad 1.5. Tubería de cobre, con coeficientes para aplicar a losdistintos tipos de gas que se utilizan (tabla 10.10).

10.5.2 Cálculo de los diámetros de tuberías en instalaciones domiciliarias

El cálculo de las tuberías de gas en el interior de los edificios se lo encara en dos partes


236

fundamentales:

• Cálculo de la tubería interna: que comprende la cañería desde el medidorhasta los artefactos de consumo.

• Cálculo de las prolongaciones domiciliaras: comprende las cañerías desdela conexión a la red hasta el medidor.

10.5.3 Cálculo de la cañería interna

El cálculo se basa en el supuesto de suministrar el suficiente gas como para cubrir la demandamáxima, sin superar una pérdida de presión admisible entre el medidor y el artefacto más alejado.

Para el cálculo se emplean las tablas confeccionadas con la fórmula del doctor Poole, insertas enlas tablas 10.8 a 10.11.

El diámetro necesario de cañería para suministrar el máximo caudal de gas correspondiente a unainstalación, depende de los siguientes factores:

• Caudal máximo de gas a consumir.

• Longitud de la cañería y longitud equivalente por accesorios.

• Pérdida de carga admitida.

• Densidad del gas.

• Factor de simultaneidad.

Es importante conocer la trayectoria exacta de los tubos para evitar cortes y perforacionesinnecesarios en vigas maestras, muros y pisos. En general, los tubos deben subir en una líneacontinua desde el punto más bajo: un método adecuado es llevar la tubería principal de lainstalación desde el medidor y hacerla avanzar en líneas radiales hacia afuera y hacia arribapartiendo de este punto. Un sifón, grifo o tapón de recepción colocado en el punto más bajo, sirvepara colectar el polvo y la condensación que se acumulen en la tubería.

Los puntos a observar son los siguientes:

1. Deben evitarse los dobleces agudos.

2. La tubería nunca debe correr dentro de una cavidad o espacio hueco sin ventilación.

3. Debe tenerse fácil acceso a la tubería sin dañar la estructura.

4. Los tubos deben ser de material incombustible y deben estar soportados de maneraadecuada.

5. Igual que para las tuberías de servicio, los tramos de la instalación que pasen a través deun piso o un muro deben contar con una manga o casquillo. Asimismo, es necesariorellenar el espacio que quede entre el casquillo y el tubo.

6. La tubería no debe pasar cerca de una fuente de calor o de humedad.

7. Cada tramo de tubería se debe instalar de manera que pueda desconectarse y


237

reemplazarse fácilmente.

Tabla 10.8 CAUDAL DE LITROS DE GAS POR HORA, PARA CAÑERÍAS DE DIFERENTESDIÁMETROS Y LONGITUDES (GAS NATURAL)

Densidad 0.67 Para Caída de presión h = 10 mmDIÁMETROS DE LA CAÑERÍA EN MILÍMETROSLONG. DE

LACAÑERÍA

[m]9.5

[3/8"]13

[1/2"]19

[3/4"]25

[1"]32

[1 1/4"]38

[1 1/2"]51

[2"]63

[2 1/2"]76

[3"]101[4"]

23456789

101214161820222426283032343638404244464850556065707580859095100110120130140150160170180190200

1.7451.4251.2351.1051.005930870820780710660615580550525500480465450435420410400390380370360355350330315305295285275265260250245235225215205200195190185175170

3.5802.9252.5352.2652.0701.9151.7901.6901.6001.4601.3551.2651.1951.1301.0801.035990960925895870845820800780765745730715685655630605585565550535520505485460445430415400390380370360

9.8958.0656.9856.2505.7055.2804.9404.6554.4204.0353.7353.4953.2903.1252.9802.8502.7402.6402.5502.4702.3952.3302.2652.2102.1552.1052.0602.0151.9751.8851.8051.7301.6701.6151.5651.5151.4701.4351.4001.3301.2751.2251.1801.1401.1051.0701.0451.0151.015

20.26016.54014.32512.81011.69510.83510.1309.5509.0608.2707.6557.1606.7506.4056.1055.8455.6205.4125.2305.0654.9104.7754.6504.5254.4204.3204.2204.1354.0353.8603.6953.5503.4203.3103.2003.1053.0152.9402.8652.7302.6152.5152.4202.3402.2652.1952.1352.0702.025

35.69528.90025.08022.68520.43518.92017.69516.68515.82514.45013.37512.51011.79511.19010.67010.2159.8159.4609.1358.8508.5808.3408.1207.9107.7207.5457.3757.2257.0756.7506.4606.2105.9805.7805.5955.4255.2705.1355.0054.7704.5704.3904.2304.0903.9553.8353.7503.6253.540

55.83545.58539.48072.49066.16561.26557.29554.02551.24546.79043.31540.51538.19036.24034.55033.06031.78530.63029.58029.07527.78527.00526.29525.61512.18011.90011.63511.39511.16510.84510.1909.6959.4309.1158.8308.5558.3158.1007.8957.5307.2106.9306.6706.4506.2406.0505.8905.7305.580

114.61593.58081.05072.49066.16561.26557.29554.02551.24546.79043.31540.51538.19036.24034.55033.06031.78530.63029.58029.07527.78527.00526.29525.61525.00524.43023.88523.39522.92021.85020.92020.10519.36018.71518.12017.56517.07016.63016.20515.46014.80014.22513.69513.34012.81512.42512.08511.76511.460

198.330161.015140.219125.419114.511106.02599.16593.47988.68980.95774.96370.10966.11062.70959.79457.24454.99553.00261.20249.58248.09446.73945.79644.34443.27742.27941.34940.47839.66037.81536.20534.78433.52132.38331.35430.41929.56328.76428.04326.73825.60024.89623.70122.89822.17021.50920.90220.34419.830

312.851255.411221.186197.840180.634167.250159.425147.455139.903127.705118.249110.593104.28398.91994.32290.29886.69083.60880.76878.31275.86573.72871.76369.95168.26766.69265.22763.85262.56069.85057.10954.87052.87651.88149.45447.98446.63445.39944.23742.17840.38438.80037.38736.12034.97233.92932.97232.09231.230

624.217524.304454.046406.125370.802343.325321.108307.698287.189282.151248.740227.024240.071203.062190.784185.363178.092174.449165.800160.553155.735151.349147.322143.594140.138136.905133.897131.075138.424122.403177.233112.638108.545104.860101.53198.50295.72993.17590.80086.58382.90079.64976.74974.15871.79169.64967.68765.87964.217

Fuente: "DOCTOR POOLE", 2000


238

Tabla 10.9 CAUDAL DE LITROS DE GAS POR HORA, PARA CAÑERÍAS DE DIFERENTESDIÁMETROS Y LONGITUDES (GAS ENVASADO)

Densidad 1.73 Para Caída de presión h = 10 mmDIÁMETROS DE LA CAÑERÍA EN MILÍMETROSLONG. DE LA

CAÑERÍA [m] 9.5[3/8"]

13[1/2"]

19[3/4"]

25[1"]

32[1 1/4"]

38[1 1/2"]

51[2"]

23456789101214161820222426283032343638404244464850556065707580859095

100110120130140150160170180190200

1.030925780690650595555530505465420400380355340330315300295281274267258253246242236232226215206199191185178174169163160153146142134131126122119115112

2.1201.8251.6001.4201.3401.3301.1301.0951.030950865815770725695665640620595575560545535520505490480476463440421404393376365355347337228313300286278268258250244237232

5.8955.0454.4553.9303.7353.4103.1603.0452.8802.6402.4552.3852.1552.0201.9401.8651.7851.7201.6701.6051.5551.5251.4751.4451.4051.3751.3501.2901.2651.2301.1801.1301.0901.0551.020990964938912970821800772744720702680620646

12.07510.7809.1258.0607.6506.9756.4706.2455.8705.4204.9404.6554.4154.1503.9803.8303.6503.5953.4253.2903.2103.1253.0252.9552.8902.8152.7502.7102.6402.5202.4162.3002.2302.1402.0902.0151.9701.9101.8651.7851.7051.6351.5801.5251.4751.4301.3951.3551.320

20.92018.77015.79513.95013.25512.11011.20010.84010.5309.3808.5658.0607.6507.1906.8956.6256.3206.1055.9255.7005.5605.4055.2455.0955.0054.8704.7754.6904.5654.3504.1854.0103.8753.7403.6203.6103.4253.3253.2453.0902.9602.8352.7332.6402.5402.4802.4152.3502.290

33.02529.48524.92022.01520.90519.08517.66017.06016.03514.77013.48012.69012.66011.33010.86510.4459.9709.6159.3358.9858.7458.5208.2708.0757.8957.6957.5407.3857.2156.8806.6006.3206.1055.9405.7005.5855.3905.2805.1104.1704.6604.4804.3254.1704.0453.9153.8053.7053.610

77.92560.65051.99045.23542.97539.28536.30535.10032.95030.37027.73026.11524.78023.30522.32521.48020.50019.79519.20518.47617.44517.53516.99016.58016.23015.79515.47015.19014.80014.18013.58013.08512.58012.11511.72511.43011.09010.81010.53010.0409.5909.2108.8258.5808.3108.0607.9757.6357.470

Fuente : "DOCTOR POOLE", 2000


239

Tabla 10.10 CAUDAL DE LITROS DE GAS POR HORA, PARA TUBOS DE COBRE DEDIFERENTES DIÁMETROS Y LONGITUDES

Densidad 1.5 Para Caída de presión h = 10 mmDIÁMETROS DE LA CAÑERÍA EN MILÍMETROSLONG. DE

LA CAÑERÍA[m]

8[5/16"]

9.5[3/8"]

13[1/2"]

16[5/8"]

19[3/4"]

2345678910121416182022242628303234363840455055

3602902502302101901801701601401351301201151101051009590

630510450400360330320300280260240225210200190180175170165160155150145140

1.6401.3801.1681.035940870820770730670620580545520495470455435420410395385375365345330310

2.9902.4402.1101.9001.7301.6001.5001.4101.3401.2001.1501.0501.000950900865830800775750725705685670630600580

4.8603.9703.4403.0702.8002.6002.4302.3902.1701.9901.8501.7001.6001.5501.4501.4001.3501.3001.2501.2001.1801.1501.1001.0901.030975930

Fuente: "DOCTOR POOLE", 2000

NOTAS:

Esta tabla puede utilizarse para gases de distinta densidad aplicando los siguientesfactores de conversión:

Gas manufacturado, mezclado densidad 0.6 factor 1.60Gas natural densidad 0.67 factor 1.50Gas butano - aire densidad 1.20 factor 1.10Gas butano (envasado grado 3) densidad 1.90 factor 0.88

CAUDAL MÁXIMO DE GAS A CONSUMIREl volumen de gas a suministrar en la unidad de tiempo (m3/h ó l/h), se obtiene del consumo totalde los artefactos a instalar.

En la tabla 10.11, se dan los valores de consumo promedio estimados, de los artefactos de usosdomésticos, mas comúnmente utilizados.


240

TABLA 10.11 CONSUMO MEDIO DE ARTEFACTOS DOMÉSTICOS (kcal/h)

COCINAS:Quemadores de hornalla chicosQuemadores de hornalla medianosQuemadores de hornalla grandeQuemadores de horno

CALENTADORES DE AGUA INSTANTÁNEAS (CALEFONES):De 3 [l/min]De 8 [l/min]De 10 [l/min]De 12 [l/min]De 14 [l/min]De 16 [l/min]

CALENTADORES DE AGUA DE ACUMULACIÓN DE RÁPIDARECUPERACIÓN (TERMOTANQUES):De 50 [lts] de capacidadDe 75 [lts] de capacidadDe 110 [lts] de capacidadDe 150 [lts] de capacidad

800 – 10001 200 - 1 400

2 0002 500 - 4 000

4 700 - 5 00011 500 - 12 50015 000 - 16 00018 000 - 19 00021 000 - 22 40024 000 - 25 500

4 000 - 5 0005 000 - 6 5006 500 - 8 0008 000 - 9 500

CALENTADORES DE AMBIENTE (ESTUFAS) de cámara de combustión abierta y conventilación al exterior ó calentadores de ambiente de cámara de combustión estanca(balanceados).

CONSUMO PROMEDIO DE ARTEFACTOS PARA:Calefacción doméstica: 2 500 [kcal/h]; 3 000 [kcal/h]; 4 500 [kcal/h]; 6 000 [kcal/h]; 9 000[kcal/h]; 10 000 [kcal/h].

APARATOS DE CALEFACCIÓN CENTRAL POR AIRE CALIENTE A CIRCULACIÓNFORZADA:Ambito doméstico, consumos: 12 000 - 60 000 [kcal/h]Ambito comercial, consumos: 60 000 - 600 000 [kcal/h]HELADERAS:Capacidad0.070 [dm3] - 0.090 [dm3]0.090 [dm3] - 0.120 [dm3]0.225 [dm3] - 0.300 [dm3]

200340650

SECADORES DE ROPA:Consumo aproximado a 1 000 [kcal/h] por kg de ropa húmeda (centrifugada)Equipos con consumos de 2 000 a 4 000 [kcal/h]


Se define kilocaloría a la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 1 kg de aguade 14.5 a 15.5 °C, a presión atmosférica normal (760 mmca o 1.033 kg/cm2).

De esa manera, para hallar el caudal de gas a suministrar, se aplica la fórmula:

Pc QC

η=

donde:C : caudal de gas a presión atmosférica normal, [m3/h]


241

Q : cantidad de calor a suministrar por el aparato, [kcal/h]η : rendimiento o factor de funcionamiento del aparato [%]

Pc : poder calorífico del combustible [kcal/m3]

El poder calorífico es la cantidad de calor en kcal que produce el combustible por m3 de gas a 15°C y a presión atmosférica normal.

En la tabla 10.12 se indican los poderes caloríficos de los gases mas utilizados.

TABLA 10.12 PODER CALORÍFICO DE LOS GASESTIPO DE GAS Kcal/m3

Gas naturalGas envasado grado 1Gas envasado grado 3Gas butano - aire

9 00022 38027 482variable


EJEMPLO:Determinar el consumo en m3/h de un calefón de 8 [l/min], para un gas de un poder calorífico de9 000 [kcal/m3].

En la tabla 10.11, se establece que el consumo para un calefón de estas características es de11 500 a 12 500 [kcal/h], valores en lo que ya se ha estimado un rendimiento del 80 %.

Por ello el caudal de gas a utilizar valdrá, adoptando 12 500 [kcal/h]:

]h/[m 388.1kcal/h 000 9kcal/h 500 12C 3==

Para la determinación de los consumos, es conveniente tener en cuenta su posible aumento, por elagregado o cambio futuro de algún artefacto.

Como mínimo, las instalaciones de uso doméstico, se proyectan teniendo en cuenta la instalaciónde cocina y calefón (2 m3/h), efectuándose el cálculo como si todos los artefactos estuvierancolocados.

LONGITUD DE LA CAÑERÍA Y NÚMERO Y TIPO DE ACCESORIOS (LONGITUDEQUIVALENTE)Para calcular el diámetro de los distintos tramos que constituyen una instalación, la longitud aconsiderar va a depender del trayecto a recorrer por el gas, desde el medidor hasta el artefactomás alejado que alimenta.

La longitud, así determinada, se debe incrementar con la longitud equivalente de los distintosaccesorios que la componen.

Se define longitud equivalente de un accesorio a la longitud de caño recto, del mismo diámetro queéste, que ofrece igual resistencia al paso del gas, es decir, que provoca igual caída de presión, deacuerdo a lo explicado precedentemente.

Para el cálculo de cañerías se emplea la tabla práctica que fuera consignada en la tabla 10.7, deesta manera, la longitud de cálculo será la suma de la longitud real de la canalización, y la longitudequivalente en metros, por los distintos accesorios que la componen.

Sin embargo, según se observa en la tabla 10.7, la longitud equivalente depende del diámetro dela canalización, dato todavía no conocido, por lo que no se puede determinar a priori ese valor.


242

Por ello, la manera práctica de encarar el cálculo, es efectuar el predimensionamiento de lainstalación directamente, empleando la longitud real de las cañerías, sin considerar la longitudequivalente y de esa manera establecer los diámetros de la canalización.

Luego, conocidos los diámetros, puede efectuarse el cálculo de verificación de los mismos,incrementando a la longitud real, la longitud equivalente de los distintos accesorios que componenla instalación.

La experiencia de cálculos realizados en instalaciones domésticas demuestran que la diferenciaentre el cálculo de predimensionamiento y verificación no es representativo, por lo que en lapráctica sólo se suele realizar el cálculo sin considerar la longitud equivalente.

PÉRDIDA DE CARGA ADMITIDALa pérdida de carga o caída de presión entre el medidor, funcionando la totalidad de los artefactosdebe exceder de 10 mm de columna de agua.

DENSIDAD DEL GASDepende del tipo y característica del gas a utilizar. Los valores de densidad se dan relacionadoscon el aire igual a 1. En la tabla 10.13 se establecen los valores de densidad, de los gases masutilizados.

Tabla 10.13 DENSIDAD DE GASES

TIPO DE GAS DENSIDADAire = 1

Gas naturalGas envasado grado 1Gas envasado grado 3Gas butano - aire

0.671.731.911.14


FACTOR DE SIMULTANEIDADEl factor de simultaneidad es la relación de la demanda máxima probable con la demanda máximaposible.

Esta relación depende del uso de la instalación y la característica del proyecto.

Para el uso doméstico se fija en 1 dicha relación, lo que implica calcular la instalación como sitodos los artefactos estuvieran conectados, funcionando simultáneamente.

10.5.4 Ejemplos de cálculos de cañerías internas

EJEMPLO 1Supóngase calcular los diámetros de la cañería de la figura 10.29, compuesta por una cocina conun consumo de 0.8 m3/h (800 l/h) y un calefón de 2 m3/h (2.000 l/h). Se utiliza gas natural de 9.000kcaI/m3 y la pérdida de carga no debe ser mayor de 10 mmca.

Para la realización del cálculo, como no se conocen los diámetros de cañerías, no se puededeterminar a priori la longitud equivalente debido a los accesorios. Por ello, se efectúa el diseño sintener en cuenta dicha longitud equivalente, lo que permite determinar los diámetros de lascañerías. Luego, teniendo en cuenta esos diámetros se efectúa la verificación o cálculo definitivo.


243

Fuente: INST. DE GAS “P. QUADRI”, 1999Fig. 10.29 Esquema de instalación de gas natural.

CALCULO DE LAS CAÑERÍAS SIN TENER EN CUENTA LA LONGITUD EQUIVALENTEEl cálculo comienza desde el artefacto más alejado, hacia el medidor.

Tramo calefón - ALongitud a considerar, desde el calefón al medidor: 35 + 6 = 41 m.Consumo: 2 m3/h.

En la tabla 10.8, con la longitud 42 m (la tabla no da 41 m), con un caudal de 2.155 m3/h (mayorque 2 m3/h), se adopta el diámetro 19 mm (3/4").

Tramo cocina - ALongitud a considerar, desde la cocina al medidor: 5 + 6 = 11 m.Consumo: 0,8 m3/h.

En la tabla 10.8, con la longitud de 11 m, con un caudal de 1.46 m3/h (mayor que 0.8 m3/h), seadopta el diámetro 13 mm (1/2").

Tramo A - medidorLongitud a considerar, el del artefacto más alejado, en este caso, el calefón: 41 m.Consumo: es la suma de los consumos de los artefactos que debe alimentar la cañería, en estecaso calefón y cocina: 2 + 0.8 = 2.8 m3/h.

En la tabla 10.8, con la longitud de 42 m (la tabla no da 41 m) y un consumo de 4.42 m3/h (mayorque 2,8 m3/h), se adopta el diámetro de 25 mm (1").

Los valores obtenidos se resumen en el siguiente cuadro.

TRAMO LONGITUD[m]

CONSUMO[m3/h]

DIÁMETRO[mm]

Calefón - ACocina - AA - medidor

411141

20.82.8

191325

VERIFICACIÓN DEL CÁLCULO TENIENDO EN CUENTALA LONGITUD EQUIVALENTE

Tramo calefón - AEn la tabla 10.7 se indica que las longitudes equivalentes, son:

Codo a 90° = 30 diámetros.Te a través = 20 diámetros.


244

Te flujo a 90° = 60 diámetros.Codo a 45° = 14 diámetros.Válvula macho = 100 diámetros.Reducción = se desprecia.

Se calcula la longitud equivalente de acuerdo a la instalación:

1 Válvula macho 19 mm = 100 x 0.019 m = 1.9 m3 Codos a 90° de 19 mm = 3 x 30 x 0.019 m = 1.71 m2Codosa45° de 19 mm 2x 14X 0.019 m = 0.53m1 Reducción 19 x 25 = se desprecia1 Te a través 25 mm = 1 x 20 x 0.025 m = 0.5 m2 Codos a 90° de 25 mm = 2 x 30 x 0.025 m = 1.50 m

La longitud equivalente en los accesorios es de 6.14 mLa longitud total a considerar será de 41 m + 6.14 m = 47.14 m

Tramo cocina - AEn este caso el tramo es de 11 m reales. Se calcula la longitud equivalente de acuerdo a losaccesorios instalados.

1 Válvula macho 13 mm = 100 x 0.013 m = 1.3 m2 Codos a 90° de 13 m = 2 x 30 x 0.013 m = 0.78m1 Reducción 13 x 25 = se desprecia1 Te flujo a 90° de25 mm = 1 x 60 x 0.025 m = 1.50m2 Codos a 90° de 25 mm = 2 x 30 x 0.025 m = 1.50 m

La longitud total es de 11 m + 5.08 m = 16.08 m

Tramo A - medidorEl tramo es de 41 m reales y para el cálculo de longitud equivalente se considera el artefacto másalejado del medidor y todos los accesorios que están incluidos en él, que en este caso son los deltramo calefón - A.

Por lo tanto, la longitud equivalente es de 6.14 m y la longitud total a considerar será de 47.14 m.

Con los datos obtenidos y la tabla 10.8 se obtienen los diámetros definitivos, que son similares alos obtenidos anteriormente, consignándose los valores en este ultimo cuadro.

TRAMO LONGITUD[m]

CONSUMO[m3/h]

DIÁMETRO[mm]

Calefón - ACocina - AA - medidor

47.1416.0847.14

20.82.8

191325

EJEMPLO 2Calcular los diámetros de la instalación de la figura 10.30 para un gas de 9.000 kcal/m3.

CÁLCULO DE CAÑERÍA SIN TENER EN CUENTA LA LONGITUD EQUIVALENTE

Siguiente el procedimiento del ejemplo anterior se determinaron las distancias de los artefactos almedidor.

Distancia:

A - medidor 7 + 2 + 12 + 10 = 31 m.


245

B - medidor 2 + 2 + 12 + 10 = 26 mC - medidor 3 + 12 + 10 = 25 mD - medidor 6 + 6 + 10 = 22 mE - medidor 2 + 6 + 10 = 18 m

En el cuadro siguiente se consignan los valores obtenidos.

TRAMOLONGITUD REAL

A TENER ENCUENTA [m]

CONSUMO[m3/h]

DIÁMETROAPROXIMADO

[mm]A - 1B - 11 - 2C - 22 - 4D - 3E - 33 - 44 - M

3126312531221822

31 (al artefacto masalejado)

0.82

2.80.53.3224

7.3

131925132519192532

CÁLCULO DE VERIFICACIÓN TENIENDO EN CUENTA LA LONGITUD EQUIVALENTE

Tramo A - 1 Longitud real 22 m

1 Válvula macho = 100 x 0.013 m = 1.3 m1 Codo 90° = 30 x 0.013 m = 0.39 m1 Reducción 13 x 25 = se desprecia1 Te flujo a 90° = 60 x 0.025 m = 1.50 m1 Codo 90° = 30 x 0.025 m = 0.75 m

Fuente: INST. DE GAS “P. QUADRI”, 1999Fig. 10.30 Esquema de instalación de gas natural.

MACHOCODO A 90° D

Ø 0.025

CUPLA DE RED

MEDIDOR M

TEE Ø 0.025CUPLA DE RED

CAÑO Ø 0.019

CODO A 90°

CODO A 45°

CODO A 45°

10 mØ 0.032

ESTUFA0.5 m3/h

CAÑO Ø 0.013

TEE Ø 0.025

CUPLA DE REDTEE Ø 0.032

6 m

3 m

Ø 0

.013

12 m Ø 0

.019

2 m

C

2 m Ø 0.025

12

4 7 m

BVÁLVULA

CODO A 90°MACHO

COCINA0.8 m3/h

CUPLA DE REDUCCIÓNCAÑO Ø 0.013

CAÑO Ø 0.019

CODO A 90°TEE Ø 0.025

CODO A 90°

CODO A 90°

Ø 0

.013

A

CALEFÓN 2 m3/h

EMACHO

VÁLVULA

Ø 0.019

2 m Ø 0.019

3 6 m VÁLVULA

CALEFÓN 2 m3/h


246

1 Reducción 19 x 25 = se desprecia1Te flujo a 90° = 1 x 60 x 0.025m = 1.5 m1 Te flujo a 90° = 1 x 60x 0.032 = 1.92 m2 Codos 45° = 2 x 14 x 0.032 m = 0.9 m1 Codo 90° = 30 x 0.032 = 0.96 m

Longitud total = 22 m + 9.22 m = 31.22 m

Tramo E - 3Longitud real 18 m

1 Codo 90° = 30 x 0.019 m = 0.57 m1 Válvula macho = 100 x 0.019 m = 1.9 m1 Te flujo a 90° = 1 x 60 x 0.025 m = 1.5 m1 Te flujo a 90° = 1 x 60x 0.032 m = 1.92 m1 Reducción 19 x 25 = se desprecia2 Codos 45° = 2 x 14 x 0.032 m = 0.9 m1 Codo 90° = 30 x 0.032 m = 0.96 m

La longitud total = 18 m + 7.75 m = 25.75 m

Tramo 3 - 4Longitud real 22 m.La longitud equivalente es la misma que para el D - 3 o E - 3, o sea 7.75 mLa longitud total = 29.75 m

Tramo 4 - MLa longitud equivalente para este tramo es la del artefacto mas alejado, en este caso lacocina.Longitud real 31 m.Longitud equivalente = 6.94 m, corresponde al tramo A - 1.Longitud total = 31 m + 6.94 m = 37.94 mCon las longitudes totales obtenidas de la tabla 10.8 se hallan los diámetros de la cañeríadefinitiva, los que se indican en el cuadro siguiente.

TRAMO LONGITUD TOTAL[m]

CONSUMO[m3/h]

DIÁMETRODEFINITIVO

[mm]A - 1B - 11 - 2C - 22 - 4D - 3E - 33 - 44 - M

31.2234.2937.9430.3037.9429.7525.7529.7537.94

0.92

2.80.53.3224

7.3

131925132519192532

10.5.5 Cálculo de las prolongaciones domiciliarias

El diámetro de las prolongaciones domiciliarias se calcula en forma práctica en función de:

• Número de medidores.


247

• Longitud de la prolongación.

TABLA 10.14 DIÁMETRO DE PROLONGACIONES PARA MEDIDORES DOMÉSTICOS ENMILÍMETROS (gas natural)

LONGITUD DE LA PROLONGACIÓN EN METROSCANTIDAD DEMEDIDIORES 2 4 6 8 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100

12345

6 a 89 a 11

12 a 1415 a 1718 a 2021 a 2526 a 3031 a 3536 a 4041 a 4546 a 5051 a 6061 a 7071 a 8081 a 90

91 a 100

191919191925252525323238383851515151515151

191919192525253232383838385151515151516363

191919252525323232383838515151515163636363

191919252532323232383851515151516363636376

191925252532323238385151515151516363637676

192525252532383838515151516363636376767676

1925252525323838515151516363636363767676

101

25252532323838385151515163636363767676

101101

25252532323838515151516363636363767676

101101

252532323238385151515163636363637676

101101101

2525323232385151515163636363637676

101101101101

2525323232385151515163636363767676

101101101101

2525323232385151515163636376767676

101101101101

25323232325151515163636376767676

101101101101101

25323238385151515163636376767676

101101101101101

25323238385151515163636376767676

101101101101101

253232383851515163636363767676

101101101101101101

3232323838515151636363637676

101101101101101126126


A tal efecto en la tabla 10.14, se establece el diámetro en milímetros para gas natural y medidoresdomésticos.

Se establece que los colectores que alimentan a los medidores deben mantener el diámetroconstante en todo su recorrido, aun en el caso de agregado de medidores sobre el mismo colector.

En el caso de tratarse de casas de departamentos que cuenten con servicios centrales (aguacaliente y calefacción) para el cálculo de la prolongación debe considerarse la existencia decalefones con un consumo mínimo de 2 m3/h y cocina, tanto para baja como para media presión.

EJEMPLO 1Calcular los diámetros de una prolongación para alimentar 8 medidores con gas natural ubicadosen nichos individuales y distribuidos a lo largo de un pasillo, de acuerdo a la figura 10.31.

Fuente: INST. DE GAS “P. QUADRI”, 1999Fig. 10.31 Esquema de prolongación domiciliaria.

Para ello se procede a dimensionar los distintos tramos comprendidos entre medidores.

Tramo A - BEste tramo alimenta un solo medidor y el gas para llegar al mismo debe recorrer todo el trayecto G- A. Para su cálculo se utiliza la tabla 10.14 para gas natural.


248

Así, en la intersección de la columna correspondiente a la longitud total de la prolongación (15 m) yen la línea correspondiente á un solo medidor, se determina el diámetro que se debe colocar endicho tramo, de 19 mm (3/4").

Tramo B - CPor dicho tramo debe pasar el caudal de gas correspondiente a 3 medidores, que corresponden 2por el ramal B y uno por el tramoA - B.

En la tabla 10.14, la intersección de la columna correspondiente a la longitud total de laprolongación (15 m) y la línea correspondiente a 3 medidores, se obtiene el diámetro de 25 mm(1") a colocar en dicho tramo.

Demás tramosSe procede en la misma forma hasta llegar al último G - F, para lo cual entrando en la tabla 10.14,con la longitud total de la prolongación (15 m) y la cantidad de medidores que en este caso es de8, se obtiene un diámetro de 32 mm (1 1/4").

EJEMPLO 2Calcular el diámetro de una prolongación para alimentar con gas natural una batería de 8medidores distribuidos en 2 barrales de 4 medidores cada uno, de acuerdo al esquema de lafigura 10.32.


Para el cálculo se aplica la tabla 10.14 para gas natural.

Así, en la intersección de la columna correspondiente a la distancia entre la línea municipal y finaldel barral que es de 20 m y la fila que indica el número de medidores en la batería (6 a 8 en estecaso), se obtiene el diámetro de la prolongación de 32 mm (1 1/4").3

Para establecer el diámetro de los barrales, en la tabla 10.14, entrando en la columnacorrespondiente a la longitud de la prolongación (20 m) y la fila correspondiente al número demedidores que alimenta el barral (4), se halla el diámetro del mismo que es de 25 mm (1").

El otro barral, como está compuesto por el mismo número de medidores, tendrá el mismo diámetrode 25 mm (1").

EJEMPLO 3En los ejemplos anteriores se consideraron medidores por unidad de vivienda que tieneninstaladas cocinas, calefones, estufas, etc.

En este caso, en cambio, se tiene una prolongación domiciliaria que también debe alimentar unacaldera de agua caliente y calefacción para un consumo de 400.000 kcal/h.

En la figura 10.33 se indica el esquema de la prolongación, siendo la distancia al medidor másalejado (tramo A - F) de 20 metros.


249


Tramo A - EEn la tabla 10.14, entrando con la longitud máxima de cañería (20 m) y el número de medidoresdomiciliarios (8), se determina que el diámetro necesario es de 32 mm (1 1/4").

En la tabla 10.8, con el diámetro obtenido de 32 mm y la longitud de la cañería 20 m, se determinaque el consumo es de 11.19 m3/h para los medidores domiciliarios.

Este tramo debe suministrar gas para la caldera o sea 400.000 kcal/h más que representanconsiderando un gas de 9.000 kcal/hm3, un consumo de:

]h/[m 45.44kcal/h 000 9

kcal/h 000 004 3=

El diámetro de la prolongación debe entonces ser el necesario para el consumo de:

44.45 m3/h + 11.19 m3/h = 55.63 m3/h.

Volviendo a la tabla 10.8, para el consumo de 53.63 m3/h (55.630 l/h) y una longitud de 20 m (lamayor), el diámetro necesario debe ser de 63 mm (2 1/2").

Tramo E - G (montante)Para el cálculo se considera la distancia al medidor domiciliario más alejado (19 m) y en la tabla10.14, para 8 medidores, el diámetro necesario es de 32 mm (1 1/4").

Tramo E - G (barrales)Con la distancia (19 m) y 4 medidores, el diámetro necesario, tabla 10.14 es de 25 mm (1") cadauno.

Tramo E - FEn la tabla 10.8 para 44,45 m3/h que es el consumo de la caldera y 20 m de longitud, el diámetronecesario es de 63 mm (2 1/2").

Para el caso de prolongaciones para gas a media presión, se establece una tabla, que permitedeterminar el diámetro, en función del caudal y de la longitud de la prolongación, que se incluye enla tabla 10.15.

La tabla está preparada para una presión de cálculo de 0. 5 kg/cm2.

10.5.6 Planos

Los planos deben establecer la ubicación de los artefactos y el listado de los materiales, indicando


250

el recorrido en planta en las cañerías internas con sus diámetros respectivos

Los planos deben ser efectuados en escala 1:100 y los detalles se confeccionan a escalaadecuada siguiendo las normas DIN.

El recorrido de las cañerías se indica en rojo, y las ventilaciones en verde. Los tramos existentes semarcan con líneas de trazos de los mismos colores.

Tabla 10.15 CAUDAL EN m3/h PARA PROLONGACIONES DE GAS A MEDIA PRESIÓNDIÁMETROS [m]

LONGITUD [m]Ø 0.013 Ø 0.019 Ø 0.025 Ø0.032 Ø 0.038

123456789

101214161820

262626262422201817161413131111

595959595550454239373431292726

105105105105105100948883787165605653

165165165165165165165165155150135123115107100

236236236236236236236236236235112195180170160



A continuación se describe una edificación de cinco plantas que nos servirá en el ejemplo que sepropone.

PLANILLAS DE CÁLCULO DE GAS A BAJA PRESIÓN

PLANTA [1]Es la planta a calcular.


LONGITUD [3] (m)




CAUDAL [4] (m3/h)Es el caudal probable, de acuerdo a la expresión de Poole, será la siguiente formula:


251

]h/[m GL

HØC00304.0Q 35

=

donde:C : Factor en función de diámetroH : Caída de presión (0.90 mbar) del 8% ,para una Presión de Servicio de 18 mbar, [mbar]Ø : Diámetro de la tubería, [mm]G : Gravedad específica para Gas Natural, 0.67L : Longitud total [3’’’], [m]

Tabla 10.16 VALORES DE “C” PARA LA EXPRESIÓN DE POOLEDIÁMETRO

in mmC

3/8 – ½¾ -1

1 ¼ - 1 ½234

9.00 – 13.0029.00 – 25.0032.00 – 38.00

50.0076.00100

1.651.801.982.162.342.42

Fuente: DISEÑO DE INSTALACIONES “P. CARMONA”, 1992

DIÁMETRO [5] (in, mm)El diámetro será elegido de acuerdo a la tabla 4.23

PERDIDA UNITARIA [6] (mbar/m)De acuerdo a la expresión de Poole, será la siguiente formula:

5

2

ØG

00304.0Qh

=

donde:Q : Caudal, [m3/h]H : Caída de presión del 8% (para una Presión de Servicio de 18 mbar), [mbar]Ø : Diámetro de la tubería, [mm]G : Gravedad específica para Gas Natural, 0.67

PERDIDA TOTAL [7] (mbar/m)Es la multiplicación de la perdida unitaria por la longitud total:

H = [6] x [3’’’]

PERDIDA TOTAL [8] (%)Es la perdida total expresada en porcentaje:

Servicio de esiónPr]7[H =

NOTA: La Presión de Servicio tiene como máxima 20.8 mbar y una mínima de 15.5 mbar, paranuestro ejemplo la presión de servicio será de 18.00 mbar, y la mínima 16.56 mbar (menos el 8 %).

PÉRDIDA ACUMULADA [9] (%)Ejemplo: 1.99 + 2.08 = 4.07 y 1.99 + 3.59 = 5.58

PRESIÓN [10] (mbar)Es la Presión de Servicio menos la Pérdida Total:


252

[10] = Ps - Pt

Fuente: INST. DE GAS “P. QUADRI”, 1999Fig. 10.33 Ejemplo a calcular.

G

I

G

I

G

I

G

I

2

2

2

2

2

NOTA: todas las medidas son métricas

D2 D3 D4 D5

9.50 12.506.503.50

1.20 2.00 0.503.00 2.00 3.00 1.000.30 0.10 1.50JIG HFEC D1BA

CALENTADOR

ESTUFA

4

3

PLANTA N° 5

PLANTA N° 4

PLANTA N° 3

PLANTA N° 2

PLANTA N° 1

CENTRO DE MEDICIÓN

1

43

43

43

43

34

D5

D4

D3

D2

D1

A

E

FG

H

I

G

J

I

E

F

H

G

J

I

E

F

H

G

J

I

E

F

H

G

J

I

H I

J

G

F

E

C

B


253

Capítulo XI Control de Incrustaciones y Corrosiones en Diferentes Tipos de Instalaciones

251

Control de incrustaciones y corrosiones en diferentes tipos de instalaciones

El agua en las instalaciones hidráulicas de edificios está expuesta a muchos metales y a diferentescondiciones de temperatura, velocidad y presión. Para corregir los problemas que causa el agua enlas instalaciones hidráulicas de edificios, los ingenieros, operarios tendrán que darle importancia alos siguientes aspectos:

1. La importancia de la calidad y el tratamiento del agua para prevenir y controlar la corrosióny las incrustaciones.

2. La posibilidad de que sea necesario instalar equipo de tratamiento de aguas para laaplicación de productos químicos en el agua y monitorear los resultados.

3. La importancia de seleccionar los materiales de construcción apropiados.

11.1 Causas más comunes de la corrosión e incrustaciones

Las causas más comunes de los problemas de corrosión e incrustaciones en las instalacioneshidráulicas internas son las siguientes:

1. La suavización completa de la totalidad del suministro de agua. En general esto incrementa lacorrosividad del suministro. Sin embargo ciertos equipos y lugares, como calderas lavanderíaslaboratorios y sistemas abiertos y cerrados, pudieran requerir de agua suavizadas porcompleto con el fin de mantener controlada la formación de incrustaciones.

2. La selección de materiales inadecuados para la tubería o una combinación errónea demateriales, lo que produce fallas en los tubos debido a la corrosión.

3. Soslayar el efecto de la velocidad al seleccionar los materiales de la tubería y los tamaños delos tubos.

4. No instalar equipos adecuados para el tratamiento de aguas ni disponer un acceso que facilitelas reparaciones o reposiciones (o no aplicar los productos químicos indicados para eltratamiento de agua).

5. El manejo del agua caliente doméstica a una temperatura demasiado alta (> 57°C).

6. No aplicar los productos químicos recomendados para el tratamiento de los sistemas de aguacaliente doméstica, calderas, torres de enfriamiento y sistemas cerrados, además nosupervisar en forma minuciosa y cotidiana el tratamiento.

7. Omitir la disposición de un sitio para efectuar pruebas de corrosión, donde puedan instalarsetestigos de corrosión con el fin de observar y vigilar el sistema de tubería para determinar si esnecesario aplicar químicos o cambios en el tratamiento.

XI


252

8. El diseño de un sistema nuevo que no se pueda limpiar, pasivar ni enjuagar adecuadamenteantes de usarlo.

9. Soslayar el efecto del diseño original del edificio sobre el diseño de futuras ampliaciones.

10. Inspeccionar en forma inadecuada las instalaciones originales de plomería para asegurarse deque:

a) No se instalaran conexiones que reduzcan el flujo.

b) Se usaran adecuadamente fundentes o compuestos para tubería nocorrosivos.

c) Se efectuaran en forma competente el escariado de los tubos y lasoldadura, lo que permitirá que el agua fluya con una turbulencia mínimapor la tubería.

11. La existencia de aguas estancadas en un edificio nuevo, durante varios meses, antes de que lo ocuparan sus habitantes.

11.2 Tipos de corrosión

Hay varios tipos de corrosión, a continuación les nombraremos algunas:

1. LA CORROSIÓN UNIFORME O GENERAL: Tiene como particularidad que se desarrolla conla misma rapidez por toda la superficie, y puede describirse mejor como la corrosión quecausan los ácidos en un medio con agua cuyas propiedades protectoras son mínimas y no hansido identificadas.

2. LA CORROSIÓN POR PICADURA: No es uniforme, ocurre en un área anódica localizada,puede ser aguda y profunda y es un ejemplo de un ambiente que ofrece algunas propiedadesprotectoras, pero no una inhibición completa de la corrosión. Se la asocia con la corrosión porceldas de concentración, la corrosión galvánica y la corrosión en hendiduras.

3. LA CORROSIÓN GALVÁNICA: Es el resultado de la exposición de dos metales distintos en elmismo ambiente, y es más notable cuando están conectados eléctricamente en forma directa.Un ejemplo es la corrosión que sufren las partes de las tuberías de acero cercanas al cobreque se encuentra en las válvulas. La corrosión galvánica se incrementa ante una mayordiferencia en el potencial, una mayor cercanía de los metales y una mineralización oconductividad aumentadas en un agua.

4. LA CORROSIÓN POR CELDAS DE CONCENTRACIÓN: probablemente el tipo más comúnde corrosión, ocurre cuando hay diferencias en mineralización, acidez, concentración de ionesmetálicos, concentración de aniones, oxígeno disuelto y temperatura en la exposición de unmetal a su ambiente. Estas diferencias causan discrepancias en el potencial de solución delmismo metal.

5. LA CORROSIÓN EN HENDIDURAS: Es un ejemplo de la corrosión por celdas deconcentración, en ella el oxígeno se vuelve deficiente en la hendidura o grieta, lo que causauna diferencia en potencial y provoca corrosión. El ejemplo más obvio es el caso de suciedad oescombros que se precipitan en una superficie metálica y causan una diferencia en la difusióndel oxígeno hacia la superficie metálica. Esto determina el desarrollo de una diferencia en elpotencial debajo de la suciedad y entre la superficie debajo de ésta y la superficie limpiacercana (aireación diferencial); el resultado es que la corrosión ocurre debajo del depósito. Lacorrosión debajo de depósitos es otro ejemplo en el que unos depósitos, crecimientos


253

bacterianos, suciedad (del polvo en el aire) y material en suspensión, se adhieren a unasuperficie metálica, formando una celda electrolítica entre el área debajo del depósito y el árealimpia vecina.

6. LA CORROSIÓN POR DESZINCADO: De las aleaciones de cobre-zinc, como el latón, ocurreporque el zinc es más anódico que el cobre y se corroe en ambientes hostiles, mientras que elcobre queda en su sitio. El latón amarillo en aguas blandas e inestables es particularmentesensible a este tipo de corrosión; sin embargo, el latón rojo, cuyo contenido de zinc es menor,es mucho menos propenso a este tipo de corrosión.

7. LA CORROSIÓN GRAFÍTICA: Ocurre en el hierro colado expuesto a aguas mineralizadas ocon pH bajo. El grafito disperso en el hierro vaciado funge como el cátodo y la aleación dehierro-silicio como ánodo. Esto provoca la disolución de la aleación de hierro y queda un grafitonegro, como esponja, como material de estructura deficiente.

8. LA CORROSIÓN CON ESFUERZO (fatiga con corrosión): La causa un esfuerzo tensorexterno, y suele evidenciarse en los límites de los granos de la microestructura del metal. Laruptura frecuente de la película protectora en la superficie origina a menudo una región anódicacontinua, lo que provoca el agrietamiento y la falla del metal. El agrietamiento por corrosión conesfuerzo (SCC) se observa, por ejemplo, en la fragilización cáustica de los tubos y tambores deacero de las calderas y en el ataque de los cloruros en los aceros inoxidables. En el caso delas aguas de calderas, la elevada causticidad y la falta de concentraciones necesarias deinhibidor de corrosión, acompañadas por el esfuerzo, pueden causar ataques intergranulares otransgranulares del acero y provocar rupturas en el metal. El agrietamiento por corrosión yesfuerzo de los aceros inoxidables austeníticos (aceros de extrema dureza) expuestos a loscloruros, es un ejemplo común de la susceptibilidad del acero inoxidable a la corrosión.

9. LA EROSIÓN-CORROSIÓN (corrosión por cavitación): Es producto de la continua remociónde la película protectora contra productos de la corrosión, que sirve como barrera contra elataque corrosivo de algunos metales. El ataque por impacto a los tubos de cobre es un buenejemplo; la exposición del cobre a velocidades mayores que 1.2 m/s y los cambios repentinosen la dirección del flujo causan una severa corrosión que se manifiesta en forma de agujeroshondos y redondeados. La corrosión por cavitación, la alta velocidad los cambios de direcciónproducen burbujas de gases en los puntos de baja presión y la resolución de los gases en losde alta. El atrancado de virutas delgadas es otro ejemplo de cavitación o erosión-corrosión.

Fuente: CONTROL DE INCRUSTACIONES “RUSSELL W. LANE”, 1995Fig. 11.1 Erosión y corrosión de tuberías de cobre.


254

11.3 Corrosión de la tubería galvanizada por el agua

Hay cinco fallas por las cuales preocuparse en la corrosión de la tubería galvanizada por el agua, asaber:

1. Corrosión general o uniforme.

2. Liberación de metales a la solución.

3. Picadura y tuberculación.

4. Corrosión galvánica o inducida por el cobre.

5. Corrosión por celdas de concentración.

En el caso de la corrosión general o uniforme, la pérdida de zinc para proteger al acero puedeconducir a una corrosión seria por picadura y tuberculación. Por ejemplo, un agua con pH alto(>9.5) causaría una mayor disolución del zinc como zincato de sodio soluble, tal como ocurre enaguas de pH alto suavizadas con cal y en torres de enfriamiento galvanizadas a un pH algo menor.

En aguas con baja dureza (20 a 80 mg/l como CaCO3) y baja alcalinidad (10 a 60 mg/l comoCaCO3), la tubería galvanizada está sujeta a una corrosión tipo picadura provocada por la falta debicarbonato de calcio adecuado para formar una película protectora de carbonatos de calcio o zinc.En la presencia de mayor cantidad de cloruros más sulfatos (200 a 1000 mg/l), la tubería estarámás expuesta a la corrosión tipo picadura.

Se ha observado que las aguas con pH por debajo de 7.0 (incluyendo el agua desionizado) corroenen forma notable el zinc del acero galvanizado, por lo que no proveen la protección catódicanecesaria para el acero subyacente. La tubería galvanizada también está sujeta a la corrosión enlas cuerdas de los tubos, ya que mucha de la galvanización la remueve la operación de roscado, loque deja un acero descubierto con un espesor más delgado y una cantidad de zinc inadecuadapara conferir la protección catódica. Esto también se puede considerar como ejemplo de lacorrosión en hendiduras. En este tipo de corrosión el área debajo de la hendidura tiene deficienciade oxígeno y el área que la rodea cuenta con la cantidad adecuada, lo que origina una celdaelectroquímica que fomenta el proceso corrosivo.

Las investigaciones han revelado la posibilidad de que la capa de zinc se corroe al principio conrapidez, causando una acelerada acumulación de hierro en la capa de incrustación protectora, ydespués lo haga más lentamente mientras se forma la capa protectora de zinc-hierro. Laprotección catódica más eficaz del acero por parte del zinc se obtiene cuando éste es un ánodocuya superficie es mayor que la del cátodo de acero. Por lo general ocurre una aceleración de lacorrosión del zinc en aguas cuyo contenido de oxígeno es mayor (como las aguas superficiales),esto es resultado de la despolarización acrecentada que ocurre en las áreas catódicas.

En aguas con un elevado contenido de bicarbonato de calcio, como es normal en muchas aguasde pozo, el acero galvanizado es bastante resistente a la corrosión; sin embargo, a un pH menorque 8.0 y en la ausencia de silicatos y oxígeno disuelto, se puede esperar que el zinc entre a lasolución como iones de zinc. La disolución anódica del zinc forma tina película de carbonato básicode zinc a un pH por encima de 8.0; sin embargo, se puede formar una película de carbonato decalcio en las áreas de hierro expuestas, lo que reduce las tendencias corrosivas. Tales películas noson tan eficaces si hay concentraciones altas de cloruros y sulfatos (150 a 700 mg/l) y las de calcioy alcalinidad son insuficientes.


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11.4 Corrosión en los tanques

La instalación de sistemas de protección catódica, ha resultado un medio eficaz para reducir lacorrosión en tanques metálicos, donde las condiciones de estancamiento, los metales distintos ylas temperaturas mas altas pueden incrementar las tendencias corrosivas. Ha sido demostrado queel acoplamiento con un pequeño ánodo de sacrificio de aluminio impide la picadura de tanques ycilindros de cobre.

Actualmente el uso de tanques de asbesto, plástico y hormigón armado ha resultado beneficiosopara instalaciones que dependen de tanques o cisternas, pero si el caso fuera de uso de un tanquemetálico he aquí alguna recomendación para prevenir la corrosión.

11.5 Corrosión por agua potable fría

El agua de los enfriadores y de los sistemas centrales de agua fría para beber que se instalen enedificios grandes debe estar libre de sabores raros y con cierta coloración. En algunos casos seinstalaron para este servicio tuberías de acero galvanizado, cobre o latón, y se reportaron seriascondiciones insatisfactorias, entre ellas sabores raros y aguas con cierta coloración. Estossistemas pudieran tener áreas donde haya poco o ningún flujo, lo que podría corroer la tubería, enparticular en condiciones de estancamiento. El resultado es que pueden estar a la vista aguas concolores indeseables, y sabores raros y productos de corrosión. El acero inoxidable es el materialapropiado para instalar en tales sistemas entonces será posible proveer agua potable libre decierta coloración y turbidez.

Los sistemas de enfriamiento de agua consistentes en un ensamble de refrigeración mecánica,difieren de los enfriadores en que utilizan agua potable y no fría para propósitos deacondicionamiento de aire. Pueden incluir un enfriador de agua tipo botella, tipo presión o tiporemoto.

Hay muchos tipos de máquinas automáticas para hacer hielo, pero todos están sujetos ainnumerables problemas si el suministro de agua no es de la mejor calidad respecto a la tendenciahacia las incrustaciones, turbidez o contenido de sólidos disueltos (si excede de 400 mg/l). Si bienla desmineralización es el mejor método general para acondicionar el agua, la suavización de ciclodel sodio será adecuada para eliminar los problemas de incrustaciones, salvo que el agua excedalos 400 mg/l de contenido de sólidos disueltos; lo que puede producir un hielo opaco o suave. Esposible usar polifosfatos para reducir el problema de incrustaciones, pero puede ser preferiblecomunicarse con una compañía local de tratamiento de aguas con el fin de llegar a la solución mássencilla.

Las aguas muy duras y con un alto índice de saturación Langelier (LSI por sus siglas en inglés)para carbonato de calcio pueden formar incrustaciones y tal vez obstruir la tubería, aunque esto noes probable a las temperaturas de los sistemas de agua potable fría.

11.6 Corrosión por agua caliente doméstica

La corrosión y la formación de incrustaciones pueden causar mayores problemas cuando el aguase calienta para usarla en excusados, baños, lavanderías y lavavajillas. El mantener la temperaturano mayor de 57°C minimizará los problemas de corrosión e incrustaciones; sin embargo, elrequerimiento de 84°C en lavavajillas puede necesitar la instalación de materiales más resistentesa la corrosión (acero inoxidable o una aleación de cobre y níquel), lo mismo que equipos parasuavizar el agua. En el caso de aguas moderadamente duras, es preferible limpiar la tubería, enforma periódica, con alguna formulación del tipo ácido inhibido.


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Como las instalaciones domésticas de agua caliente están mucho más sujetas a problemas decorrosión e incrustaciones, no es inusual que ocurran la obstrucción de la tubería por laacumulación de incrustaciones y productos de la corrosión, agua con cierto color, una transferenciade calor ineficiente en los equipos de calefacción y enfriamiento y corrosiones serias que causan lapenetración de la tubería y fugas en las instalaciones hidráulicas de edificios. También puedenpresentarse reducciones en la presión y el flujo, una menor capacidad para calentar agua y el malfuncionamiento de componentes de control, máquinas elaboradoras de cubos de hielo y equiposmisceláneos, todo a partir de la turbidez del agua, las incrustaciones y los productos de lacorrosión. La vida (duración) de la instalación puede ser seriamente afectada por estas deficienciasdel agua.

Es útil observar el aspecto y el color de las deposiciones que causan interrupciones del flujo oturbidez en el agua para determinar el tratamiento correctivo necesario. En general, una capacontinua de un depósito casi blanco se identifica como incrustación de carbonato de calcio. Esto esverificable si ocurre un burbujeo (evolución de bióxido de carbono) al aplicar una gota de ácidoclorhídrico al depósito. Esta evidencia de una deposición de carbonato de calcio indica la pro-babilidad de que deba instalarse un suavizador, de intercambio de iones de sodio, por ejemplo,para eliminar la dureza del agua. Estos suavizadores suprimen la dureza del agua mediante elcontacto de ésta con la resina de intercambio iónico y por medio del intercambio de la dureza decalcio y magnesio de sodio durante el paso del líquido a través del lecho de la resina; sonrelativamente poco costosos y puede especificarse que incluyan la regeneración automática yperiódica de sal (iniciada por un temporizador o por el volumen), lo cual sólo requiere una adiciónocasional de sal al tanque de salmuera para regenerar la resina de intercambio iónico.

11.7 Corrosión por cloración

El sabor que la cloración confiere al agua puede ser desagradable para algunas personas, pero enlo personal notar este sabor asegura que es creíble que el agua haya sido tratada adecuadamente.

Muchas ciudades dependen en la actualidad del tratamiento con cloramina, una combinación deamoniaco y cloro, para la desinfección. Se prefiere este método de tratamiento paraabastecimientos de aguas de superficie, ya que el cloro reacciona con el alto contenido orgánico,que muchas veces se asocia con los suministros de aguas superficiales. En algunasinvestigaciones han indicado que estos productos químicos son cancerígenos. Sin embargo, haypreocupación acerca de que el agotamiento del cloro residual, en condiciones de temperaturasmás tibias y un flujo relativamente estancado, lo que se explica el crecimiento bacteriano, tantocomo dos o tres veces, en los sistemas de plomería de los edificios. La planta de tratamiento deaguas municipal es responsable de tratar el agua para volverla estable y dejarla libre de bacterias,de tal manera que no ocurran ningún agotamiento apreciable del cloro ni alguna contaminaciónbacteriana en las instalaciones hidráulicas de los edificios.

11.8 Corrosión del cobre y su papel en la corrosión del acero galvanizado

El cobre suele preferirse más que el acero galvanizado en la mayoría de las aguas calientes, sibien el segundo resulta satisfactorio en aguas altas en bicarbonatos y alcalinidad. No se debenmezclar tuberías de cobre y acero galvanizado, ya que éste es anódico respecto a aquél y puedeser el metal de sacrificio cuando ambos metales estén adyacentes. En los sistemas de tuberías sedeben instalar siempre materiales iguales o compatibles para evitar la corrosión galvánica. Lamínima corrosión del cobre y su solubilización, aun tan pequeña como 0.5 mg/l, se puede precipitarsobre el acero galvanizado y originar una celda electrolítica en él y la subsecuente picadura.

Es práctica es común instalar válvulas de latón en los sistemas de tubería galvanizada y despuésadvertir la falla de las cuerdas de los tubos galvanizados en la unión con la válvula. Este es un


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caso esperado de corrosión galvánica en la cual el acero (el galvanizado se elimina en la operacióndel roscado) es el ánodo y el cobre el cátodo. Una solución seria instalar un acoplamiento aisladorentre los dos metales. Si bien hay numerosos factores que inciden en la rapidez de la corrosióngalvánica, los sólidos disueltos (o la conductividad) pueden ser particularmente importantes. Unaconductividad alta (>600 µS/cm) puede causar fallas dentro de los 5 años, mientras que una másbaja y un agua menos agresiva tal vez no causen problemas durante 25 años. Considerando esto,el constructor tiene que decidir si el beneficio de instalar acoplamientos aislados entre metalesdistintos en la instalación del edificio justifica el costo adicional.

11.9 Protección catódica

La instalación de sistemas de protección catódica, diseñados en forma apropiada, que consistanen ánodos sacrificatorios en tanques de almacenamiento para aguas fría y caliente y calentadores,ha resultado beneficiosa para controlar la corrosión en estas áreas. En esencia, esta técnicainvolucra ya sea la instalación de ánodos de sacrificios, como magnesio o zinc, más reactivosquímicamente que los componentes de acero o la aplicación de una corriente eléctrica a través deánodos no sacrificatorios como grafito, para contrarrestar la corriente de corrosión natural entre elacero y el agua. El agua almacenada en los tanques de aguas fría y caliente suele estarestancada, lo que vuelve ineficaz el tratamiento químico en general.

En el diseño de un sistema de protección catódica, el diseñador debe asegurarse de que losánodos queden espaciados en forma apropiada y sean los adecuados para proveer la corrientecontraria necesaria, además tiene que disponer los ánodos de tal manera que cubran la superficieentera del tanque sujeto a la corrosión. También pueden apIicarse pinturas y recubrimientos paraque las superficies de acero activas sean mínimas y se requiera una corriente menor o menosánodos para lograr una prevención eficaz. Si bien son deseables los ánodos de magnesio, puesson más reactivos que otros ánodos, muchas veces causan un olor a sulfuro de hidrógeno, enapariencia debido a la reducción del sulfato en el suministro de agua. La sustitución de ánodos dezinc elimina este problema, aunque tal elemento no es un metal tan reactivo como el magnesio y,por lo tanto, es menos eficiente.

Es aconsejable considerar la instalación de protección catódica para controlar la corrosión presenteo posible en los tanques de almacenamiento de aguas fría y caliente, ya que es un método decontrol eficaz y poco costoso.

11.10 Tierras eléctricas

Las investigaciones han revelado que las conexiones eléctricas a tierra de las tuberías de aguapueden causar una corrosión seria, particularmente si se han instalado uniones aislantes en amboslados del medidor de agua. Si una corriente eléctrica pasa a través del agua y llega al tuboconector provocará una corrosión severa donde la corriente salga del tubo. También losinspectores del medidor de agua podrían sufrir una sacudida eléctrica severa al darlemantenimiento.

Las temperaturas mantenidas del agua caliente doméstica que rebasen los 57°C causarán unincremento en la rapidez de corrosión y, por lo tanto, se deben evitar.

11.11 Pruebas de corrosión

Es aconsejable instalar niples de prueba o probadores de corrosión, para supervisar la instalación


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hidráulica. Estos dispositivos le permiten al operador del edificio determinar si los materialesinstalados son apropiados en la actualidad o requieren reemplazo o si el tratamiento de aguas enuso debe cambiarse para asegurar que la instalación tendrá una larga vida útil.

11.12 Control de la formación de incrustaciones

Es necesario considerar la solubilidad de los componentes del agua, ya que la dureza acumuladaen ella, debido a la evaporación, se podría precipitar al calentarla y depositar como incrustación olodo sobre las superficies de transferencia de calor. Es indispensable tratar el agua para evitar quelas incrustaciones y los lodos causen una menor eficiencia en la transferencia de calor, el deteriorodel metal y rupturas en los tubos de las calderas. Suele ser necesaria la instalación de unsuavizador de agua (intercambiador de cationes).

Los suavizadores se llamaban antes suavizadores de zeolita de sodio ya que se llenaban con unmineral de sal sódica del silicato de aluminio hidratado. Estos suavizadores de intercambio decationes (que se regeneran con cloruro de sodio) todavía se llaman suavizadores de zeolita,aunque tienen una capacidad mucho más baja que los suavizadores con resinas de poliestirenode manufactura actual.

11.13 Prevención y control de la corrosión

Las instalaciones que usen agua de reemplazo de alcalinidad alta (>50 ppm) pueden experimentaruna corrosión acidíca en los sistemas de retomo de condensado debido a las condiciones de pHbajo causadas por el bióxido de carbono, cuya presencia en los retornos de condensado la originala desintegración del contenido natural de bicarbonatos en carbonatos e hidróxidos cuando el aguade reemplazo se somete a las temperaturas del agua de calderas.

Hace años era legal el uso de una combinación de zinc-cromatos muy eficaz para inhibir lacorrosión; sin embargo, la EPA de Estados Unidos prohibió los cromatos al considerarloscontaminantes y un peligro contra la salud. La inhibición de la corrosión es esencial para el aguade las torres de enfriamiento, ya que está aireada, contiene altas concentraciones de sales ymateriales en suspensión, por la formación de lodos de dureza y la contaminación en el aire y semantiene a temperaturas tibias. Todos estos factores contribuyen a un ambiente corrosivo.

La MIC (corrosión inducida por microbios) está adquiriendo una importancia considerable y puedevolverse seria si hay crecimientos biológicos apreciables y basuras en el sistema de instalaciones.Las bacterias reductoras de sulfato (SRB), que se tratan en forma más completa bajo elencabezado de "Prevención de depósitos de algas y babazas", pueden proliferar debajo de lasbasuras o biopelículas. Se ha reportado que un ataque severo de MIC puede provocar hasta 0.16cm de penetración del acero dulce en un periodo de seis semanas. El grado de ensuciamiento (quese presentará después) tiene una influencia directa en la cantidad de MIC que ocurra.

El agua de reemplazo suavizada con zeolita provee un pH alto para el agua concentrada de la torrede enfriamiento y, por lo tanto, requiere de un método algo diferente para inhibir la corrosión. El pHalto es beneficioso para reducir la tendencia corrosiva y disminuye la cantidad de fosfato requeridopara la inhibición eficaz.

La corrosión se suprime ante la ausencia del oxígeno, y no se formarán incrustaciones si semantiene en un nivel mínimo prescrito el agua de reemplazo agregada, la cual contieneingredientes potencialmente formadores de incrustaciones. El carbonato de calcio es laincrustación más común, pero con probabilidad no será un problema salvo que se permita queocurran pérdidas continuas de agua. Los productos de la corrosión del hierro y del cobre suelen serlos que más ensucian. Estos ensuciantes pueden causar:


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1. Daños erosivos en las empaquetaduras y los sellos mecánicos de las bombas.

2. Obstrucciones en tuberías y coladores.

3. Disminución de la eficiencia de la transferencia de calor, lo que reduce la capacidad delsistema para calentar o enfriar.

4. Controles que llegan a ser no operativos.

5. Corrosión por picadura en los tubos de los enfriadores.

6. Corrosión debajo de los depósitos y crecimientos biológicos cuando se alojan en áreas convelocidad mínima. (En un caso en el cual no se había tratado un sistema cerrado, unaherrumbre de hierro del sistema de tubería de acero se alojó en el enfriador, sobre losserpentines del intercambiador de calor de cobre, y causó picaduras y perforaciones debajode la película de herrumbre al cabo de unos cuantos años.)

Para apreciar mejor el significado de las pequeñas fugas o pérdidas en un sistema cerrado,supongamos que hubiera fugas de 3.78 l/h(alrededor de 30 gotas por minuto). Ante estascondiciones, se calculó que se podría introducir bastante oxígeno disuelto al sistema, por medio delagua nueva de reemplazo (que contiene los 10 mg/l normales de oxígeno disuelto), como paraformar suficiente herrumbre y así atascar sólidamente 4.25 m de un tubo de acero de 1".

Los inhibidores anódicos conocidos comúnmente, y que controlan la corrosión mediante lainhibición en el ánodo, son los cromatos, nitritos, fosfonatos, ortofosfatos, azoles y molibdatos. Losinhibidores catódicos, que controlan la corrosión en el cátodo, son los polifosfatos y el zinc. Latecnología moderna del tratamiento del agua de enfriamiento dicta que unas mezclas complejas deinhibidores, tanto anódicos como catódicos, que incluyan dispersantes son necesarias para lograruna inhibición aceptable de la corrosión y las incrustaciones. A continuación se presentan algunosde los productos químicos que se usan para inhibir la corrosión:

CROMATOS: La EPA de Estados Unidos prohibió su uso en las torres de enfriamiento para conforty su descarga al ambiente. Al inicio se encontró que eran necesarias unas concentraciones de 500a 1000 mg/l de cromato de sodio (como CrO4) para una satisfactoria inhibición de la corrosión. Enaños posteriores se encontró que 10 a 100 mg/l de cromato de sodio (como CrO4) con la adición desales de zinc y otros suplementos proporcionaban una inhibición de corrosión apropiada.

FOSFONATOS: Durante los últimos 15 años, se ha encontrado que estos productos químicos sonmuy aceptables como inhibidores de las incrustaciones, y también que tienen propiedadesinhibidoras de la corrosión razonablemente buenas a concentraciones más altas (15 a 30 mg/l) enel agua de enfriamiento concentrada que aquellas que se requieren para inhibir las incrustaciones.

FOSFATOS: Los ortofosfatos, como el fosfato trisódico, que funcionan como inhibidores anódicosson eficaces en presencia de aguas oxigenadas (por ejemplo, el agua de las torres deenfriamiento), pues llenan los vacíos en la formación de una película protectora eficaz y aceleransu crecimiento. Los polifosfatos son menos eficaces, pero mejores a un pH neutro.

SALES DE ZINC: Comportándose como inhibidoras catódicas, las sales de zinc son suplementoseficaces para los productos químicos ya mencionados; proveen en general una reducción de lacorrosión en el cátodo mediante la precipitación del hidróxido de zinc. Además, contrarrestan laformación del complejo cobre-fosfonato, el cual puede causar una corrosión seria de los metalesque contengan cobre y un incremento en la corrosión del acero (se deposita cobre metálico sobreel acero y esto origina una corrosión galvánica).

AZOLES: Estos productos químicos, como el benzotriazol, el mercaptobenzotiazol y el toliltriazolsódico, sirven para inhibir la corrosión de los metales que contengan cobre al crear una película


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protectora eficaz en sus superficies. También inhiben en cierto grado la corrosión del acero.

ACRILATOS: Hay muchas variables: poliacrilatos, copolínieros y terpolímeros; sirven sobre todocomo inhibidores para evitar la formación de incrustaciones compuestas de carbonato de calcio,fosfato de calcio, fosfonato de calcio e hidróxido y fosfato de zinc. Permiten que los principalesinhibidores de corrosión provean una película protectora eficaz en presencia de tendenciaspotenciales hacia la formación de incrustaciones.

TESTIGOS PARA MONITOREAR EL CONTROL DE CORROSIÓN: Con el fin de estar segurosde que los productos químicos para el control de la corrosión estén funcionando en formaadecuada, se deben instalar testigos de acero y de aleaciones de cobre durante periodos de 30 a90 días para determinar la rapidez de la corrosión en mil de penetración por año (mpa). Elensamble con el probador de corrosión, el portatestigos y el testigo (figura 11.2). Además deobservar la pérdida de peso, se puede examinar con el microscopio el grado de picadura cuandose quiten los especímenes, ya que son particularmente preocupantes las tendencias de la picaduracon los diferentes tratamientos. Un programa apropiado incluiría instalar los testigos en laprimavera, reemplazarlos a mediados del verano y removerlos en el otoño cuando se pare elacondicionamiento de aire.

Fuente: CONTROL DE INCRUSTACIONES “RUSSELL W. LANE”, 1995Fig. 11.2 Instalación de testigo de corrosión.


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Fuente: CONTROL DE INCRUSTACIONES “RUSSELL W. LANE”, 1995Fig. 11.3 Testigo de corrosión.

11.14 El ensuciamiento y su control

El tratamiento químico se debe iniciar cuando los sistemas sean nuevos y estén limpios, ya que esdifícil limpiar y tratar los sistemas cerrados después de que hayan quedado sucios.

El ensuciamiento bacteriano puede causar la formación de babazas o biopelículas en los tubos, loque reduce la transferencia de calor. Tales ensuciamientos podrían causar también la formación deaguas negras, malolientes y corrosivas de pH bajo (ácidas), y fomentar el crecimiento de bacteriasreductoras de sulfato (SRB). Respecto a éstas, es esencial un tratamiento apropiado con biocidaspara evitar su crecimiento, ya que estas bacterias son capaces de iniciar una corrosión seria tipopicadura y la subsecuente perforación de conductos de cobre y tuberías de acero.

En particular, es necesario vigilar los sistemas cerrados para buscar pérdidas de agua y controlaren forma apropiada las tendencias incrustantes y corrosivas. Son pasos importantes medir el aguade entrada y supervisar la concentración del tratamiento del agua. Dado que los medidores deagua pueden fallar en condiciones de flujos muy bajos (filtraciones, escurrimientos), se debeninstalar antes de ellos válvulas de control de nivel que se accionen por medio de un cambioapreciable en el nivel del agua. Así se podrá obtener información más exacta acerca del flujo delmedidor de agua durante estas condiciones periódicas con un flujo más alto.

Una técnica recomendada para vigilar en forma apropiada el uso de agua de reemplazo y eltratamiento del agua, es tomar una muestra de ésta en el sistema para determinar la concentracióndel inhibidor de corrosión. Esto se debe hacer por lo menos cada mes (de preferencia cadasemana), y el tratamiento se debe ajustar según sea necesario. Las ventajas adicionales de estatécnica son las siguientes:

1. El porcentaje de pérdidas de agua del sistema se puede estimar a partir de la disminuciónobservada en los resultados de la prueba, y mediante una inspección de las lecturas delmedidor de agua.

2. Una estimación del volumen de agua en el sistema se puede calcular si se conocen loskilos y la concentración del producto químico que se agregó, lo que posibilita un controlmás exacto del tratamiento químico.


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11.15 Tratamiento químico

Hay diversos programas de tratamiento que se prescriben para sistemas cerrados. El diseño nocontempla el control de incrustaciones, porque se supone que el uso de agua de reemplazo serátan bajo que estas no serán un problema. Si el agua de reemplazo que se agregó al sistema tieneuna dureza apreciable, se suele recomendar la instalación de un intercambiador iónico de sodio(suavizador de zeolita) para que el agua suavizada se pueda aplicar como reemplazo. No seconsidera adecuado el tratamiento con fosfonatos o polifosfatos, ya que estos productos sedegradan si durante periodos largos no se aplica el tratamiento.

Suponiendo que el agua de reemplazo sea muy poca, la cantidad de incrustaciones que se formendebido al uso de un agua moderadamente dura será mínima y, por lo general, insuficiente para quesea preocupante. El llenado inicial podría causar incrustaciones mínimas, pero luego el potencialpara formarlas en forma apreciable se agotará mediante la suavización (precipitación de la dureza)y, por lo tanto, no causará mayores preocupaciones. La inhibición de la corrosión de los metales enel sistema, sobre todo acero y cobre, si es una preocupación mayor. Un método de tratamientopodría ser el siguiente:

• CONTROL DEL pH

El mantenimiento de un pH de 9.0 (la escala aceptable es de 9.0 a 10.5) usualmente podráreducir las tendencias corrosivas a niveles aceptables. Es decir, se requerirá la aplicación deproductos químicos alcalinos, como sosa cáustica, cenizas de sosa, o fosfato trisódico, paraelevar el pH.

Excepto en los casos de posible contaminación por conexiones cruzadas del sistema de aguapotable, este sencillo método para inhibir la corrosión no es el método de tratamiento que porlo general se recomienda, debido al potencial para formar incrustaciones y porque haydisponibles métodos mejores y de mayor alcance como:

• INHIBIDORES SECUESTRANTES DE OXÍGENO

Estos inhibidores de sulfitos e hidrazina (catalizados de preferencia) son convenientes por sucapacidad para reducir la concentración de oxígeno y la corrosión consecuente. Se puedepreferir el sulfito de sodio más que la hidrazina debido a la toxicidad de esta, pero tiene ladesventaja de que suministra sulfatos derivados de la oxidación del sulfito; el sulfato promueveel crecimiento de bacterias reductoras de sulfato. En general, los productos químicossecuestrantes de oxígeno no se consideran satisfactorios para aplicarlos en sistemas cerrados,ya que son necesarias una adición continua y pruebas frecuentes para mantener el controlapropiado para afrontar el ingreso de oxígeno en estos sistemas.

• INHIBIDOR DE SILICATO

La adición del silicato de sodio líquido para incrementar la sílice (SiO2) desde 20 hasta 50 mg/ly mantenimiento del pH dentro del intervalo de 7.5 a 9.5 proporciona una inhibición eficazcontra la corrosión del acero y los metales que contienen cobre. Las desventajas del inhibidorde silicato pueden ser el desarrollo de una capa delgada de incrustación aislante el largo lapsorequerido para desarrollar una inhibición de corrosión eficaz y la reacción dispersante con elóxido de hierro que origina agua con aspecto sucio. Las ventajas son que no es tóxico nicontribuye al crecimiento bacteriano.

11.16 Limpieza de los sistemas

Los nuevos sistemas se deben enjuagar por completo para eliminar incrustaciones de la fábrica de


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tubos, aceites para herramientas de corte, productos de la corrosión, pedacería de metales,compuestos de las juntas de tubería, fundentes y salpicaduras de soldadura, suciedades y otrosdesechos antes de ponerlos en operación. Este tipo de limpiezas implica un proceso complicado sise hacen bien, por ello deben ponerse, sin duda, en manos de alguna compañía de limpiezaquímica o tratamiento de aguas con experiencia en este campo. En muchos edificios viejos lossistemas nunca recibieron ningún tratamiento de aguas y, por lo tanto, han quedado obstruidos enparte con productos de la corrosión. Éstos en general son difíciles de suprimir, y si se someten asolventes fuertes, como ácidos, el resultado puede ser fugas en las tuberías y pérdidas de bienes.

También hay escamas duras de óxido de hierro (magnetita), abrasivas en particular para las partesy los impelentes de las bombas, pero se pueden eliminar con eficacia mediante la instalación deimanes en los coladores. Además de los métodos químicos convencionales que ofrecen lascompañías de limpieza química, hay algunas técnicas nuevas, descritas en trabajos recientes, quese han presentado en conferencias sobre el agua.

El reemplazo completo de la tubería, aunque costoso, puede resultar la mejor solución. Desdeluego que se debe determinar la causa de la corrosión para que el reemplazo se haga con unmaterial más resistente. El nuevo sistema se debe limpiar en forma apropiada, y es necesariodisponer la instalación de un sistema adecuado de tratamiento de aguas y de un medio parainspeccionar la tubería nueva.

Es frecuente la instalación de sistemas de filtros de flujo lateral (5 a 10% del flujo total) y de flujocompleto para eliminar los sólidos suspendidos; son eficaces en particular durante los arranquesdel sistema. El material suspendido en el agua circulante puede originar la formación de depósitos.los que pueden conducir al desarrollo de celdas de corrosión debajo de los depósitos y causarpicaduras profundas. En los sistemas cerrados que requieren considerables volúmenes de agua dereemplazo debido a las pérdidas, ha sido necesario instalar, antes de las bobinas de inducción delos cuartos, filtros en línea capaces de eliminar partículas hasta de 1 m de tamaño para evitar laobstrucción de líneas y válvulas de pequeño diámetro.

Durante el proceso de enjuague se debe drenar por completo el agua del sistema en el punto másbajo. Entonces, cuando se reanude el proceso de enjuague, deberá asegurarse la eliminacióncompleta de los materiales de limpieza. Esto se puede verificar probando el agua con indicador defenolftaleina, el cual debe reaccionar "incoloro" en lugar de color rosa cuando el pH sea inferior a8.2. Si se desea una seguridad sobre el sistema cerrado esta protegido por completo contra lacorrosión, entonces se deben instalar testigos o niples de corrosión.

11.17 Tuberías de plástico

Entre los materiales, la tubería de plástico es una opción importante para limitar la corrosión en unambiente corrosivo, y cada vez es más aceptable como sustituto de los metales. Se han mejoradosus propiedades físicas y se han reconocido y entendido mejor sus limitaciones.

• Las tuberías de plástico incluyen tanto a los termoplásticos como a los termofijos.

• Las tuberías termoplásticas son principalmente extruidas, si bien las conexiones semoldean por inyección (se fabrican a partir de tubos extruidos). Las termofijas, o tuberíasde resinas termofijas reforzadas, se fabrican mediante cuatro procesos diferentes:enrollado de filamentos, vaciado centrífugo y moldeados de contacto y de compresión.

Los materiales termoplásticos tienen varias ventajas: son resistentes contra la corrosión y ladeposición; ligeros, económicos y tienen un módulo de elasticidad y un coeficiente de fricción másbajos que las tuberías metálicas. Sin embargo, estos materiales han mostrado las siguientesdeficiencias:


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1) permeabilidad a solventes orgánicos (como los derivados del petróleo) y

2) un alto coeficiente de expansión térmica.

Numerosos casos en que derivados del petróleo u otros solventes orgánicos han permeabilizadotuberías de plástico subterráneas han causado severas contaminaciones, sabores raros y oloresen el agua potable. Su alto coeficiente de expansión térmica obliga a instalar numerosas juntas deexpansión, lo que entraña una mayor probabilidad de que haya fugas. Con una menor resistenciamecánica, la necesidad de soportes más juntos, y la unión de las conexiones podría complicar lainstalación y conducir a un mayor problema de fugas.

Hay seis diferentes composiciones para tuberías de plástico que se usan en los sistemas de aguapotable:

1. PVC (cloruro de polivinilo): tipo 1, grado 1. Esta tubería es la que se especifica con mayorfrecuencia y se ha usado durante más de 30 años en procesamientos químicos,galvanoplastias industriales, sistemas de distribución fríos, tuberías de agua desionizada,drenajes químicos y tuberías de irrigación. Es resistente contra ácidos, álcalis y sales, pero loatacan solventes polares, como cetonas, hidrocarburos dorados y sustancias aromáticas. Sumáxima duración en servicio se alcanza por debajo de los 60°C, pero tiene la máximaresistencia hidrostática de largo plazo a los 23°C (esfuerzo de diseño de 2000 psi) entre losprincipales termoplásticos. Se une mediante cementos de solventes, roscas o bridas.

2. CPVC (cloruro de polivinilo clorado): tipo 4, grado 1. Sus propiedades físicas son similares alas del PVC, pero las de resistencia química son algo mejores. También posee propiedades deesfuerzo para diseño hasta 2000 psi. Su máxima duración en servicio se alcanza por debajo deuna temperatura máxima de 99°C, y se ha usado con éxito para la distribución de aguascaliente y fría durante 30 años. Se une por medio de los mismos procedimientos que el PVC, ysu instalación es considerablemente más barata, en lo que respecta a mano de obra, que la dela tubería metálica.

3. PP (polipropileno): tipo 1. Esta es una poliolefina ligera. Tiene, por lo general, alta resistenciaquímica contra ácidos, álcalis y solventes orgánicos, pero está en un nivel algo más bajo ensus propiedades físicas. No se puede usar con ácidos oxidantes fuertes, solventes dorados nisustancias aromáticas. Tiene un esfuerzo de diseño de 1000 psi 23°C. Es resistente contraaguas que contengan azufre en las líneas de desecho del agua de mar y en tuberías quelleven petróleo crudo y gases de baja presión. Se une mediante fusión de sellado por calor,roscas y bridas.

4. ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno): tipo 1, grado 3. El ABS es una combinación o mezclade polímeros cuyos mínimos de butadieno, acrilonitrilo y estireno son 6, 15, 15%respectivamente; y todos los demás monómeros no rebasan el 5%; contiene también otrosaditivos. Es una resma excelente para tuberías, debido a su tenacidad resistencia y rigidez.Estas propiedades explican su uso extenso en conductos de drenajes, desechos, respiraderos,alcantarillados y comunicaciones.

5. PB (polibutileno): El PB se produce mediante la polimerización del butileno y contieneusualmente un 2% de negro de humo como inhibidor ultravioleta. Es muy adecuado paratuberías debido a estas propiedades. Es flexible con resistencia de largo plazo; es notable enque conserva mejor su resistencia a la tensión a temperaturas desde 23°C hasta 94°C ensistemas bajo presión; y es resistente contra la abrasión.

6. PE (polietileno): Este es el segundo material termoplástico que se usa más. Los aditivosnormales son antioxidantes y negro de humo para protegerlo contra la luz ultravioleta. Hay trestipos: el tipo 1 tiene baja densidad, es relativamente blando y flexible y posee una resistenciabaja contra el calor; el tipo II tiene una densidad mediana, es ligeramente más duro y tiene una


265

resistencia mucho mayor contra el calor y la tensión; el tipo III es el material preferido paratuberías debido a su tenacidad y propiedades físicas superiores.

11.18 Corrosión de válvulas

Como es necesario que los asientos de las válvulas conserven su exactitud dimensional y esténlibres de picaduras, las partes móviles deben ser catódicas en relación con el cuerpo de la válvula,por lo que, el cuerpo de ésta debe ser de acero y no de hierro colado. La corrosión grafítica delcuerpo hecho con este material puede conducir al desarrollo de cátodos grafíticos y la corrosiónsubsecuente de las partes móviles o los asientos de las válvulas.

Conferirle características aerodinámicas a la instalación eliminando el mayor número posible decurvas, válvulas, ramales, y controladores de flujo, con el fin de reducir la inclusión de aire y laturbulencia, dará como resultado una menor erosión corrosión. La instalación de válvulas dediafragma, y no de globo o compuerta, también causará menos turbulencia. Se deben instalarválvulas recubiertas de plástico cuando se espere una corrosión en condiciones turbulentas.

Un factor importante para el mantenimiento de las válvulas es la instalación de válvulas apropiadaspara el servicio en particular. Se deben usar válvulas de compuerta para proveer condiciones deabertura-cierre, pero no para regular el flujo; las de globo están diseñadas para la regulación. Elmaterial suspendido puede erosionar los asientos de las válvulas; por tanto, si en el flujo hay algúnmaterial en suspensión significativo (por ejemplo, productos de la corrosión), se debe considerar lainstalación de un pequeño filtro en línea para eliminarlo.

Cuando se planeen materiales óptimos para fabricar válvulas, se tienen que considerar porseparado el cuerpo de la válvula y la parte interior (incluyendo los asientos), pues en ambos lavelocidad del líquido es diferente. Por lo general, es aceptable utilizar materiales extremadamenteduros en los asientos o tapones. Para el servicio de agua a temperaturas y presiones bajas, elhierro, el bronce o el plástico son los materiales usuales que se recomiendan. Los acerosinoxidables son los indicados para condiciones extremas de presión y temperatura. Como losnuevos materiales, en particular los plásticos, pueden ser aplicables, es necesario comunicarsecon el proveedor para que sugiera una válvula para un fin específico.

11.19 Corrosión de bombas

Las bombas presentan un problema particular de corrosión debido a las altas velocidades y laturbulencia involucradas. La cavitación, una forma de corrosión por impacto, se presenta en losimpelentes de las bombas, en cuyas superficies metálicas se desintegran las burbujas de aire ovapor debido a que se crean reiteradamente áreas de baja y alta presión. La figura 11.4 ilustramuy bien el efecto de la corrosión en un impelente de bronce que estuvo expuesto a un aguadurante unos cuantos meses, en un servicio doméstico de agua caliente circulante. El reemplazodel impelente de bronce con uno de acero, un metal mucho más duro, corrigió este problema deerosión-corrosión. Si bien la alta velocidad por lo general incrementa la corrosión, una velocidadmínima o un estancamiento como ocurre durante la inactividad en las plantas, también son unacausa seria de que la corrosión aumente.

El extremo de las bombas centrífugas que entra en contacto con el líquido se construye por logeneral con bronce, todas de bronce o todas de hierro. El impelente la manga del eje, y los anillosde desgaste son de bronce y el casco de hierro vaciado en construcción equipada con bronce.

La bomba aspirante impelente es aquella que tiene el embolo macizo y que durante su retornoimpulsa con fuerza el agua embolada a través de una válvula del cilindro. En nuestro caso paracaudales pequeños y especialmente de líquidos corrosivos se usan bombas de membrana, con el


266

embolo constituido por una membrana elástica.

Fuente: CONTROL DE INCRUSTACIONES “RUSSELL W. LANE”, 1995Fig. 11.4 Erosión - corrosión de un impelente de bronce para bombas.

Capítulo XII Reuso de Aguas Residuales y Pluviales

267

Reuso de aguas residuales y pluviales

La generación de aguas residuales es un producto inevitable de la actividad humana. Eltratamiento y disposición apropiada de las aguas residuales, el conocimiento de las característicasfísicas, químicas y biológicas no competen a este texto. Sin embargo el propósito de este capituloes proveer los conocimientos básicos para el reuso de aguas residuales especialmente pluviales.

El tratamiento en el mismo sitio es una alternativa necesaria en lugares donde no existealcantarillado sanitario. La Solución más sencilla y recomendable para el tratamiento y disposiciónde las aguas residuales producidas por las descargas de casas, conjuntos residenciales, moteles,hoteles, haciendas, etc., es conectarse al alcantarillado sanitario; sin embargo, cuando no existedicha posibilidad se hace necesario brindar una alternativa sencilla para tratamiento y disposiciónen el mismo sitio de origen de las aguas residuales.

El diagrama de flujo que presentamos a continuación es el más usado para el tratamiento ydisposición de aguas residuales en el mismo sitio. La selección de un sistema de tratamiento en elmismo sitio debe tener en cuenta el objetivo básico de ofrecer los resultados del tratamientorequerido en la forma práctica más sencilla, más confiable, de más fácil operación y de costomínimo. En general, se considera que estos sistemas pueden ser adecuados para poblacionesequivalentes, menores de 300 personas.

El suelo tiene capacidad de tratar materia orgánica e inorgánica, al igual que organismospatógenos, pues actúa como filtro, como intercambiador iónico, como adsorbedor y como superficiesobre la cual pueden ocurrir muchos procesos químicos y bioquímicos. Cuando el suelo no estásaturado puede entrapar físicamente materia particulada del agua residual. La mayor parte de lossuelos y de la materia orgánica son de carga negativa, por lo que pueden atraer y retener loscomponentes catiónicos de las aguas residuales y repeler los componentes aniónicos; por ello, la

XII

Afluente TanqueSéptico

Zanjas deinfiltración

Afluente Pozos deinfiltración

TanqueSéptico

SépticoAfluente

Afluente Lechos deinfiltración

TanqueSéptico

Tanque Montículo

Afluente FiltroTanqueSéptico intermitente

de arenaRiego o fuentereceptora

Afluente Laguna deSépticoTanque

infiltraciónpercolación

Afluente FiltroSépticoTanque

anaerobio receptoraFuente

Afluente Filtro de lodosSépticoTanque

activados, filtropercolador, biodiscos olaguna de estabilización

receptoraFuente


268

capacidad de intercambio catiónico es una buena medida de la habilidad del suelo para retenercompuestos del agua residual.

La profundidad de suelo requerida para tratamiento adecuado del agua residual es función de supermeabilidad. Suelos con permeabilidad rápida permiten tasas de aplicación más altas, perorequieren mayores profundidades no saturadas, por debajo de la superficie de infiltración, que lossuelos con permeabilidad lenta.

12.1 Tanque séptico

El tanque séptico, en el cual la sedimentación y la digestión del residuo ocurren en el mismorecipiente, es el sistema más usado para adecuar el agua residual con el fin de dispersarla en elsubsuelo mediante campos de infiltración o para postratarla en filtros anaerobios, filtrosintermitentes de arena o procesos biológicos convencionales en el mismo sitio, figura 12.1. Seconstruye en materiales impermeables como concreto, fibra de vidrio, acero, pino californiano ypolietileno. Se recomienda localizarlo en un lugar apropiado para facilitar su limpieza ymantenimiento, a más de 15 m de cualquier fuente de abastecimiento, a más de 2 m de cualquieredificación, en terreno no inundable y con área suficiente para el eventual campo de infiltración. Enestudios realizados sobre eficiencia de los tanques sépticos se indican las siguientes conclusionesprincipales:

1) El tanque séptico debe tener un período de retención mayor de 24 horas.2) El tanque séptico debe tener una configuración de la unidad de salida con pantalla para gases.3) La relación de área superficial a profundidad debe ser mayor de 2.4) Se debe preferir un tanque de cámaras múltiples con interconexiones similares a las de la

unidad de salida.

El período de desenlode de un tanque séptico se puede establecer con base en la experiencia deinstalaciones semejantes, aunque la cantidad de lodo acumulado depende del agua residualafluente y de la tasa de digestión, la cual está influida por la temperatura local. En general paradiseño se usa una tasa de acumulación de lodo de 0.04 m3/c.año, con una capacidad disponiblepara lodo de un tercio del volumen del tanque séptico.

La limpieza de un tanque séptico se hace para prevenir que el manto de lodos o de natas puedacontribuir al escape de sólidos por el efluente. En general, el tanque debe limpiarse cuando elfondo del lecho de natas o sobrenadante está a menos de 7.5 cm del borde inferior de la pantallade salida o cuando la profundidad del manto de lodos es del 40% o más con respecto a laprofundidad de agua en el tanque. El desenlode se efectúa bombeando el contenido del tanque aun camión cisterna y disponiendo el residuo en los sitios autorizados para tal efecto.

12.2 Trampa para grasas

La trampa para grasas se incluye en sistemas de tratamiento de aguas residuales paraestablecimientos como estaciones de servicio, moteles, hospitales, restaurantes y hoteles, en queexiste una producción apreciable de grasas, con el objeto de prevenir el taponamiento de lastuberías y el efecto deletéreo (formación de gases que destruye la salud) que puedan tener ellassobre la acción bacterial y la sedimentación en el tanque séptico. En las figuras 12.2 y 12.3 sepresenta un esquema típico de un separador de grasas.

Los métodos estándar definen grasas y aceites como grupos de sustancias con característicasfísicas similares, determinadas cuantitativamente con base en su solubilidad común con freón ohexano. El termino grasas y aceites incluye materiales de origen vegetal, materiales de tejidoanimal, petróleo o componentes del petróleo y otros materiales extraídos por el solvente. Al


269

petróleo y a sus componentes también se les denomina hidrocarburos o aceites no polares.

En aguas residuales domesticas, el contenido de grasas y aceites puede ser del orden de 30 a 50mg/L y constituir alrededor del 20% de la DBO; en aguas residuales con residuos industriales laconcentración es generalmente mucho mayor. Las grasas y aceites pueden acumularse en lasalcantarillas y bombas, obstruyéndolas; en los sedimentadores causan problemas de flujo, sobretodo en lodos con alta concentración de grasas y aceites. Los hidrocarburos son difíciles debiodegradar de manera aerobia y prácticamente no degradables en sistemas anaerobios. Asímismo, las grasas y aceites dificultan el proceso de secado de lodos de dichas aguas residuales.

El sistema más sencillo para remoción de aceites y grasas no emulsificadas, usado paraestablecimientos e industrias pequeñas, es la trampa para grasas. Esta es un tanque diseñadopara retener las grasas y aceites, así como para permitir su limpieza y mantenimiento apropiado.

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS”, 2000Figura 12.1 Tanque séptico, lecho de percolación para disposición de aguas residuales en el

mismo sitio.

La trampa debe tener un diseño hidráulico y un tiempo de retención adecuado para el propósitopropuesto; la distancia entre la entrada y la salida de la trampa ha de ser suficiente para permitir laseparación diferencial por gravedad y no dejar escapar grasas por la unidad de salida. Laspantallas de control de flujo son esenciales para garantizar un régimen hidráulico apropiado yprevenir trastornos hidráulicos por cambios súbitos de caudal.


270

Una trampa de grasas es una cámara pequeña de flotación en la cual la grasa flota a la superficielibre del agua y es retenida, mientras que el agua más clara subyacente es descargada. En untrampagrasas no hay equipo mecánico y el diseño es similar al de un tanque séptico. La entradadel agua residual se hace por debajo de la superficie del agua y la salida generalmente por elfondo; entre más grande sea el tanque más eficiente es el sistema, por ello el mejor trampagrasases el tanque séptico. Normalmente se diseña con tiempos de retención de 15 a 30 minutos y de untamaño mínimo de 2.8 m3 (ver tablas 12.1 y 12.2)

El mantenimiento pobre es lo que hace que en la mayoría de los casos las trampas para grasas nofuncionen adecuadamente, la falta de limpieza continua permite la acumulación excesiva de grasaen la trampa y su descarga con el efluente. Para un buen funcionamiento de la trampa debenevitarse las cargas hidráulicas súbitas sobre ella ya que esto puede producir agitación excesiva delcontenido de la trampa, impide la retención y flotación de la grasa y permite su escape por launidad de salida.

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.2 Separador de grasas (Unidades métricas).

.50

.15 .75.10

1.25.15

Ø .60

.15

.50

.15

POZO DE INSPECCIÓN

VARILLAS DE Ø 1/2" SOLDADAS A MARCO DE ÁNGULO 1" x 1"CADA 0.03

VISTA SUPERIOR

6"

.75.15 1.25.10 .15

.50

.15

.15

CORTE B-B

AA

1.00

.15

.90

.10

1.25.75

.20

.45

2.40

1.10

B B

6"6"

6"

CORTE A-A


271

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.3 Esquema de una trampa para grasas (Unidades métricas).

Tabla 12.1 CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS DEL SUELO

TEXTURA PERMEABILIDAD[cm/hr]

PERCOLACIÓN[min/cm]

Arena >15 <4Marga arenosaMarga limosa porosaMarga arcillosa limosa

0.5 - 15 4 - 18

Arcillas, marga limosaMarga arcillosa limosa <0.5 >18

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000

12.3 Campos de infiltración

Un campo de infiltración recibe el efluente de un tanque séptico y gracias a la permeabilidad delsuelo permite el tratamiento y disposición subsuperficial del agua residual. El primer paso paraproyectar un sistema de disposición subsuperficial de aguas residuales es determinar si el suelo esapto para la infiltración del efluente del tanque séptico y, en caso positivo, calcular el áreanecesaria. El nivel freático o la superficie de cualquier formación impermeable debe encontrarsepreferiblemente a más de 1 m del fondo de la zanja, lecho o pozo de infiltración.

2 a 3 x W

.6

.75

.5W

.10

.23

.6 - .9

.35

.075

.10

.17

PROFUNDIDAD DE AGUA

.10

VISTA PLANTA

VISTA CORTE

A A


272

Aunque existen correlaciones entre las características hidráulicas del suelo y su textura (como lasde la tabla 12.1), la aptitud de un suelo para su utilización como campo de infiltración debedeterminarse mediante un ensayo en el sitio.

El procedimiento para establecer la capacidad de infiltración y deducir la tasa de aplicación para eldiseño del sistema de disposición subsuperficial puede ser el siguiente:

1. Se deben hacer mínimo tres ensayos en el área propuesta, con los huecos espaciadosuniformemente.

2. Los huecos deben ser de 15 cm (10 a 30 cm de dimensión horizontal) excavados hasta laprofundidad propuesta para el sistema de absorción (profundidad mínima de 60 cm). En elfondo se colocan 5 cm de grava de 1/2" a 3/4", como capa de protección, y se remueve todo elmaterial suelto del hueco para proveer así una superficie de contacto de suelo natural a travésde la cual se infiltre el agua.

3. Se llena el hueco con 30 cm de agua como mínimo. Esta profundidad se mantiene por lomenos durante cuatro horas y preferiblemente durante una noche para empapar el suelo yobtener resultados satisfactorios de percolación.

4. Se ajusta el nivel del agua a 15 cm sobre la grava y se mide la caída del nivel, a intervalos de30 minutos, con una aproximación de dos milímetros. Se hacen mínimo tres lecturas, ydespués de la lectura se reajusta el nivel del agua a 15 cm sobre la grava. Si la tasa depercolación es muy rápida se hacen lecturas cada diez minutos durante una hora. Para elcálculo se usa la última lectura.

5. Cálculo. Por ejemplo, si la última lectura es de 1.6 cm en 30 minutos, la tasa de percolaciónserá:

in/cm]m[ 1975.181.630npercolació de Tasa ≈==

Mediante el ensayo de infiltración se define si el terreno es adecuado para un sistema depercolación. El área necesaria de infiltración se calcula con base en los resultados de la prueba deinfiltración y la tasa de aplicación correspondiente, de acuerdo con los valores de la tabla 12.2.

En general se diseñan cuatro tipos de campos de infiltración o sistemas de absorciónsubsuperficial: zanjas de infiltración, lechos de infiltración, pozos de infiltración y montículos.

Tabla 12.2 TASAS DE APLICACIÓN DE AGUAS RESIDUALES PARA SISTEMAS DEINFILTRACIÓN

TEXTURA DEL SUELOTASA DE

PERCOLACIÓN[min/cm]

TASA DEAPLICACIÓN

[L/m2d]Grava, arena gruesaArena media a gruesaArena fina, arena margosaMarga, marga arenosaMarga, marga limosa porosaMarga, arcillolimosa, marga arcillosa♣

Arcillas, arcillas coloidales

<0.400.4 - 2.02.1 - 6.06.1 - 12.0

12.1 - 24.024.1 - 48.0

>48

No recomendado483224188

No recomendado ♣ Suelos sin arcillas expandida/ Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000


273

12.3.1 Zanjas de infiltración

Este sistema consiste en un conjunto de líneas de tubería de 10 cm de diámetro (4") tendidas ental forma que el efluente del tanque séptico se distribuya con una uniformidad razonable en el suelonatural. Los tubos pueden ser perforados o de junta abierta. De preferencia, las líneas laterales detubería no deben exceder de 18 m de longitud, con una longitud máxima permisible de 30 m; lapendiente de las zanjas y de las líneas de distribución se prefieren entre 1.5 y 3% prácticamenteniveladas. La distancia entre las líneas de tubos puede variar entre 1.8 y 2.4 m.

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.4 Típica zanja de infiltración (Unidades métricas).

La profundidad de las zanjas del campo de absorción ha de ser por lo menos de 30 cm o 60 cmcon el fin de proveer un mínimo de cama de grava y cobertura de tierra. Los tubos se tienden sobreuna cama de grava de 15 cm de espesor. Profundidades mayores de zanja pueden ser necesariospara adaptarse a los contornos del terreno, para una cama de grava adicional o para otrospropósitos del proyecto. Se recomienda mantener una separación mayor de 1 m entre el fondo dela zanja y el nivel freático. El ancho mínimo de la zanja es de 30 cm y para zanjas hasta de 90 cmde ancho se toma como área de infiltración, por seguridad, solamente el área vertical de la zanja.

Las figuras 12.4 y 12.5 ilustran la conformación típica de una zanja de infiltración.

Cuando el nivel freático o un estrato impermeable está muy cerca de la superficie del terreno,impidiendo la construcción del sistema de zanjas de infiltración, se puede elevar el campo deinfiltración mediante la construcción de zanjas pandas, de 15 a 30 cm de profundidad, dentro de unrelleno adicional de suelo (figura 12.6).

.6 - 1.2

.3 - 1.5

.3 - .9

.15 - .3

TUBERÍA PERFORADAØ .10

NF O ROCAFRACTURADA

ROCA DE3/4" - 2 1/2"

RELLENO

SEMIPERMEABLEBARRERA


274

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.5 Detalle de una típica zanja de infiltración (Unidades métricas).

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.6 Zanjas para nivel freático u horizonte restrictivo de flujo alto (Unidades métricas).

EJEMPLO

Diseñar un sistema de tratamiento y disposición in situ para un caudal de 2 m3/dcorrespondiente a 16 personas. La tasa experimental de infiltración es de 13 min/cm; elsuelo se ha clasificado como marga.

SOLUCIÓN:

1. Se calcula el volumen del tanque séptico para un tiempo de retención de tres días:

SOBRERRELLENO PARAPREVER ASENTAMENTAMIENTO

.10 - .15

.10 - .15

2.00ESPACIAMIENTO ENTRE EJES

RELLENO EN TIERRA

PRO

FUN

DID

AD

EFEC

TIVA

GRAVA .30 - .90

.6 min

TUBERÍA DE DRENAJEPERFORADA O DE

JUNTA ABIERTAALCANTARILLADO A

1 - 6 cm

C

C

RELLENO ENTIERRA

ABERTURA DE1/8" a 1/4"

BARRERA PERMEABLEAPROPIADA

TUBERÍA DEDISTRIBUCIÓN

Ø 4"

.30 min

.05 min

.10

.15 min

CORTE TRANSVERSAL

CORTE C-C

DESVÍO DE AGUASUPERFICIAL

.30 - .45 RELLENO DE SUELO

ZANJAS DEDRENAJE

.60 - 1.20

NF U HORIZONTE RESTRICTIVO DE FLUJO


275

Volumen = 2 x 3 = 6 m3

2. Se suponen zanjas con una profundidad útil de 1.2 m y de 0.40 m de ancho. De la tabla 12.2, la tasa de aplicación es de 18 L/m2d. Por tanto:

Capacidad de la zanja = 2 x 1.2 x 18 = 43.2 [L/m.d]

4. ]m[ 3.462.43

2000zanjas de requerida Longirud ==

Se pueden construir dos zanjas de 23 m de longitud cada una

REQUISITOS DE CONSTRUCCIÓN

• Se debe evitar el sellado u obstrucción de las superficies del fondo y las paredes de laszanjas. Para ello, las zanjas no deben excavarse cuando el suelo se encuentresuficientemente húmedo para compactarse. Si es necesario transitar dentro de las zanjas,deben usarse tablones para reducir el daño; como es imposible evitar ciertas alteraciones,todas las superficies que se observan compactadas o alteradas se deben rasparcuidadosamente hasta unos 2 cm de profundidad, eliminando el material suelto antes decolocar la grava en la zanja.

• La grava o piedra triturada debe rodear el tubo completamente. El tamaño del material debeser de 1 a 6 cm; no se recomienda escoria ni materiales finos, porque pueden provocar untaponamiento rápido.

• El espesor mínimo de grava por debajo del tubo es de 15 cm y por encima de 5 cm.

• La parte superior del lecho de grava se protege con papel grueso, sin impermeabilizar, ocon una capa de unos 5 cm de heno, paja o material similar. No deben usarse materialesimpermeables, pues interfieren la evapotranspiración superficial. La mitad superior de lasjuntas abiertas, cuando se usa este sistema, debe protegerse con un elemento apropiado.

• La corona de la nueva zanja de absorción se debe consolidar a mano. El relleno ha desobresalir 10 a 15 cm sobre el nivel del suelo para evitar asentamientos que formendepresiones y permitan recolección del agua lluvia, lo cual conduce a una saturaciónprematura del campo de infiltración y a socavamiento de la zanja.

• No debe permitirse el acceso de vehículos al campo de infiltración, pues pueden aplastarlos tubos; por ello, si se usa maquinaria en la construcción, esta debe retirarse antes detender los tubos.

12.3.2 Lechos de infiltración

Los lechos de infiltración son zanjas anchas mayores de 90 cm, que pueden contener más de unalínea de tuberías de distribución (figura 12.7). En este caso se considera que la superficie principalde infiltración, para el diseño, es el área del fondo del lecho y el lecho, se calcula con los valoresde la tabla 12.2.

Los lechos de percolación requieren generalmente menos terreno que las zanjas y su construccióntiene un costo menor. Son aceptables en terrenos planos, con pendiente menor del 10%, de suelosarenosos, de arenas margosas o de suelos granulares.


276

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.7 Lecho típico de infiltración (Unidades métricas).

REQUISITOS DE CONSTRUCCIÓN

• El lecho debe tener una profundidad mínima de 60 cm por debajo del nivel natural delterreno, para permitir un recubrimiento mínimo de tierra de 30 cm.

• El lecho debe tener una profundidad mínima de 30 cm de grava, que se extienda por lomenos 3 cm sobre la tubería de distribución y 15 cm por debajo de la tubería dedistribucion.

• El fondo del lecho y la tubería perforada de distribución deben colocarse a nivel.

• Las tuberías para distribucion del efluente deben separarse una distancia máxima de 1.8 my colocarse a una distancia de máximo 1 m desde las paredes laterales del lecho.

• Si existe mas de un lecho debe dejarse un mínimo de terreno inalterado de 1.8 m entrelechos adyacentes.

12.3.3 Pozos de infiltración

Los pozos de infiltración son excavaciones profundas usadas para disposición subsuperficial deaguas residuales pretratadas (figura 12.8). Las paredes del pozo se construyen con ladrillo,bloques anillos o materiales prefabricados colocados a junta abierta, rodeados de grava o piedratriturada. El agua residual entra en el pozo y se infiltra a través de las paredes laterales. Su uso esmenos recomendado que el de las zanjas de percolación, pero constituyen un método aceptablede disposición de aguas residuales cuando la disponibilidad de terreno es muy limitada y no existesuficiente área para un lecho de zanjas.

CAJA DEDISTRIBUCIÓN

TUBERÍA PERFORADA

<1.00 .9 - 1.8 .9 - 1.8 <1.00.15 - .30

.6 - 1.2 min

NF

MATERIALAISLADOR

PIEDRADE 3/4" a 2 1/2"


277

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.8 Pozo típico de percolación (Unidades métricas).

Los criterios de diseño son los mismos que para zanjas de infiltración. Para protección del aguasubterránea se aconseja dejar una separación entre el fondo del pozo y el nivel freático de 1.2 mcomo mínimo. Para diseño del pozo de infiltración se utilizan los resultados del ensayo depercolación y los mismos valores de tasas de aplicación que para zanjas de absorción. Como enlos pozos de percolación la superficie de infiltración dominante es la pared lateral, la profundidad yel diámetro del pozo se calculan para el área lateral de pozo y para el caudal de aguas residualesafluente.

EJEMPLO

Para un caudal de 1m3/d y una percolación de 6 min/cm, de la tabla 12.2 se obtiene que latasa aceptable de aplicación es de 32 L/m2d. Por tanto el área lateral del pozo es de:

]m[ 25.3123

1000 A 2==

Suponiendo que la profundidad del nivel freático, desde la superficie, es de 8 m, se puedeutilizar una profundidad efectiva del pozo de absorción de 6 m. Por tanto con un pozo dediámetro igual a 1.5 m se requiere una altura h de:

]m[ 86.65.1

31.25h <=×π

=

Una solución alternativa sería construir dos pozos de 1.5 m de diámetro con profundidad hde:

]m[ 3.35.12

31.25h =×π×

=

Cuando se usa más de un pozo de percolación, los pozos deben estar separados una distanciaentre sí equivalente a tres diámetros del pozo de mayor diámetro, y para pozos de más de 6 m deprofundidad, la distancia mínima entre pozos debe ser de 6 m. Los pozos de percolación, en

TAPA DE CONCRETOPROLONGADA

AFLUENTE

.15 - .30 DE 3/4" a 2 1/2"PIEDRA LIMPIA

1.20 min

TUBERÍA DE INSPECCIÓN Ø 4"

NF


278

general, son circulares. La excavación debe hacerse con el suelo seco; sobre el fondo se debecolocar un lecho de grava limpia de mínimo 30 cm, para proveer fundación al revestimiento. Elrevestimiento de las paredes laterales del pozo se hace con mampostería seca, colocada concuidado, sin intentar dejar conscientemente aberturas o boquetes entre las juntas. Los materialespreferidos son bloques de ladrillo o de concreto, formando una pared de unos 10 cm de espesor. Eldiámetro exterior de las paredes de recubrimiento debe ser, por lo menos, 15 cm menor que eldiámetro mínimo de la excavación y el espacio anular sobrante se debe rellenar con grava o piedralimpia hasta el nivel superior del pozo. La tapa o cobertura del pozo puede ser de concreto o deladrillo, soportada sobre el terreno natural en una longitud que sobrepase, por lo menos, en 15 cmel borde de la excavación.

12.3.4 Montículos

El sistema de montículo es un sistema de absorción, elevado sobre la superficie natural del suelomediante un relleno de material apropiado. El sistema fue desarrollado para superar problemas dedisposición en áreas rurales con suelos de permeabilidad baja y con niveles freáticos altos. Elpropósito es, por tanto, superar restricciones in situ de suelos de permeabilidad baja y suelospermeables de poco espesor sobre horizontes de roca fracturada o porosa y suelos permeablescon nivel freático alto (figuras 12.9 y 12.10). El efluente es bombeado o sifoneado al área deabsorción a través de tina red de distribución localizada en la parte superior del agregado grueso,luego pasa por entre el agregado y se infiltra dentro del material de relleno. El tratamiento del aguaresidual ocurre a medida que el agua pasa por entre el material de relleno y por entre la zona nosaturada de suelo natural. La corona provee protección contra la precipitación y retiene la humedadpara una buena cobertura vegetal. La zona superior del suelo sirve como medio de crecimiento dela vegetación. El suelo para un montículo debe estar bien drenado, con pendientes generalmentemenores del 12 %. La profundidad de suelo no saturado, entre la superficie original del terreno y elhorizonte saturado o de roca fracturada, debe ser de 0.5 a 0.6 m, la profundidad al horizonteimpermeable de 0.9 a 1.5 m y la tasa de percolación menor de 48 mm/cm, medida a unaprofundidad de 30 a 50 cm. Para el diseño de un montículo se debe seleccionar un material derelleno apropiado porque esta condición determina la capacidad de infiltración y, por tanto, el áreadel lecho de absorción requerida. Los materiales de relleno más usados y su correspondiente tasade infiltración de diseño se incluyen en la tabla 12.3.

El área de absorción dentro del montículo puede ser un lecho o zanjas de infiltración. El montículodebe localizarse con su eje longitudinal paralelo a las curvas de nivel, con el objeto de minimizar lapercolación desde la base del montículo. El cálculo de las dimensiones del montículo y de losrequerimientos de distribución del agua residual puede consultarse en la figura 12.10.

Tabla 12.3 TASAS DE INFILTRACIÓN DE DISEÑO PARA MATERIALES COMUNES DERELLENO

MATERIAL DERELLENO CARACTERÍSTICAS

TASA DEINFILTRACIÓN

[L/m2d]Arena media 0.25 - 2 mm

0.05 - 25 mm0.002 - 0.05 mm

49

Marga arenosa Contenido de arcilla 24Mezcla de arenay marga arenosa

ArenaMaterial de grano mas liso 49



279

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.9 Sistemas típicos de montículo (Unidades métricas).

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.10 Esquema de un sistema típicos de montículo (Unidades métricas).

PENDIENTE

CAPA DE SUELO SUELTO

LECHO DE ABSORCIÓN

DISTRIBUCIÓNLATERAL DE

CORONAPAJA, HENOO GEOTEXTIL

RELLENO

SUELO

13

ROCA O SUELO IMPERMEABLE

PAJA, HENO

SUELO

O GEOTEXTIL

RELLENO

CORONA

ABSORCIÓNLECHO DE

LATERAL DEDISTRIBUCIÓN

3

CAPA DE SUELO SUELTO

SUELO PERMEABLE

NF U HORIZONTE DE ROCA FRACTURADA

1

a) Corte de un sistema de montículo para suelo de permeabilidad baja e inclinado

b) Corte de un sistema de montículo para suelo de permeable con nivel freático alto u horizonte de roca fractura a poca profundidad


280

12.4 Filtros intermitentes de arena

Los filtros intermitentes de arena son lechos de material granular, de 60 a 90 cm de profundidad,soportados por un lecho de grava y una tubería de recolección. El agua se aplica sobre el lechomediante tubos o canaletas y se distribuye uniformemente sobre todo el filtro, inundando lasuperficie del mismo. Los filtros pueden ser filtros abiertos o descubiertos de acceso libre, o filtroscubiertos o enterrados. También existen los filtros con recirculación de efluente.

El filtro depura el agua mediante la acción conjunta de mecanismos físicos, químicos y biológicosaún no muy bien conocidos. El filtro entrapa, absorbe, retiene, sedimenta, asimila y transformabioquímicamente los materiales del agua residual. Sin la asimilación del material filtrado y adheridopor el crecimiento biológico, el proceso no produce un efluente de buena calidad.

Para evitar taponamiento del filtro, el agua aplicada debe sedimentarse de manera previa, por lomenos en un tanque séptico. El medio filtrante recomendado, generalmente, es arena de untamaño efectivo de 0.25 a 1.5 mm y un coeficiente de uniformidad menor de 4.0. Un mediogranular muy grueso disminuye el tiempo de retención en el filtro y puede hacer inadecuada ladescomposición biológica; un medio muy fino limita la carga hidráulica y conduce a untaponamiento eventual prematuro. El medio filtrante más usado es arena, pero también se hanutilizado antracita, granate, ilmenita, carbón activado y desechos minerales.

En todos los casos el medio debe ser durable, limpio e insoluble en agua, el contenido orgánicoinferior al 1% y la solubilidad en ácido menor del 3%.

La carga hidráulica normalmente recomendada es de 0.03 a 0.6 m/d y, por lo general, la literaturano incluye recomendaciones sobre carga orgánica. La profundidad de la arena oscila entre 60 y100 cm.

El uso de una profundidad baja de arena disminuye el costo de construcción, aunque el uso defiltros más profundos permite remover medio filtrante, para limpieza, sin necesidad de reemplazarloinmediatamente.

La dosificación es un factor muy importante para lograr un buen efluente. Debe ser uniforme através de toda la sección transversal del filtro y proveer un período de reposo entre aplicaciones losuficientemente largo para obtener condiciones aerobias y acción biológica adecuada.

En filtros pequeños, el agua residual se aplica en dosis suficientes para inundar por completo lasuperficie del filtro con mínimo 8 cm de agua. Generalmente se usa una frecuencia de dosificaciónde una vez al día, pero con medio de tamaño efectivo > 0.45 mm, la eficiencia en remoción deDBO aumenta cuando la frecuencia es > 2 veces/día.

Las técnicas de mantenimiento incluyen:

• Reposo del filtro por un lapso determinado

• Rastrillado de la capa superficial para romper la corteza superior

• Remoción de la capa superficial y reemplazo con medio limpio

En la tabla 12.4 se incluyen algunos resultados de operación de filtros intermitentes de arena.

En las tablas 12.5 y 12.6 se muestran los criterios de diseño para filtros intermitentes de arenasuperficiales y enterrados, respectivamente.


281

Tabla 12.4 RESULTADOS DE ORACIÓN DE FILTROS INTERMITENTES DE ARENA,ENTERRADOS, CON EFLUENTE DE TANQUES SÉPTICOS.

CARACTERÍSTICAS DEL FILTRO CARACTERISTICAS DEL EFLUENTETE

[mm] CU CH[m/d]

PROFUNDIDAD[cm]

BDO[mg/L]

SS[mg/L]

NH3-N[mg/L]

NO3-N[mg/L]

0.240.300.601.02.5

0.170.23 - 0.36

3.94.12.72.11.2

11.82.6 - 6.1

0.040.040.040.040.04

0.0080.047

7575757575

10060

2.04.73.84.38.91.84

4.43.94.34.912.911.012

0.33.83.73.76.71.00.7

25232724183217


Tabla 12.5 CRITERIOS DE DISEÑO PARA FILTROS DE ARENA INTERMITENTESSUPERFICIALES.

CARACTERÍSTICAS CRITERIOPretratamiento Tanque séptico o equivalente

Carga hidráulica 0.08 - 0.20 [m/d]

MedioContenido orgánico

Tamaño efectivoCoeficiente de uniformidad

Profundidad

Material granular lavado<1%

0.35 - 1.0 [mm]<4.0

60 - 90 [mm]

DrenajeMaterial

PendienteCama

Ventilación

Ø ≥4"Tubería perforada a junta abierta

0.5 - 1 %Piedra triturada de 1/4" a 1.5"

Extremo agua arriba

Distribución Canales superficiales, aspersoresDistribución Anegamiento hasta 5 [cm]>2 veces/d


Tabla 12.6 CRITERIOS DE DISEÑO PARA FILTROS DE ARENA INTERMITENTESENTERRADOS.

CARACTERÍSTICA CRITERIOPretratamiento Tanque séptico

Carga hidráulica 0.04 - 0.08 [m/d]

MedioContenido orgánico

Tamaño efectivoCoeficiente de uniformidad

Profundidad

Material granular lavado<1%

0.5 - 1.0 [mm]<4.0

60 - 90 [cm]

DrenajeMaterial

PendienteCama

Ventilación

Ø ≥ 4"Tubería perforada o junta abierta

0.5 - 1%Piedra triturada de 1/4" a 1/5"

Extremo de aguas arriba

DistribuciónMaterialCama

Ventilación

Ø ≥ 4"Tubería perforada o junta abierta

Piedra triturada de 3/4" a 2.5"extremo de aguas arriba

Dosificación Anegamiento de litro,> 2 veces/d



282

12.5 Sistema de distribución a presión para filtros de arenaEl sistema de distribución debe dimensionarse para que la descarga por cada orificio del sistemasea aproximadamente la misma. Lo anterior se logra ajustando el tamaño de la tubería dedistribución, en tal forma que la pérdida de energía en la tubería sea mínima en comparación conla pérdida de energía a través de los orificios. Se supone:

Caudal en cualquier orificio: qn = mq1

Donde: m : fracción decimal, < 1q1 : caudal del primer orificio

La descarga por el orificio n se calcula por la ecuación 12.1

n2

dn gh2DCq = (12.1)

Donde: qn : descarga por el orificio n, [m3/s]Cd : coeficiente de descarga; 0.61 generalmente.D : diámetro del orificio, [m]g : 9.81 [m/s2]hn : energía en el orificio n, [m]

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.11 Filtro intermitente de arena enterrado (Unidades métricas).

TANQUESEPTICO FILTRO DE ARENA

DESCARGA

ALCANTARILLA

CAJA DE DISTRIBUCIÓN TUBERÍA DEVENTILACIÓN VENTILACIÓN

TUBERÍA DE

A

A

RELLENO DESUELO

GEOTEXTILHENO O PAJA

GRAVILLA

GRAVA 1/4" a 1 1/2" PENDIENTE 0.5 - 1% TUBERÍAPERFORADA O A JUNTAABIERTA CON ABERTURADE 5 mm

GRAVA 3/4" a 2 1/2"TUBERÍA > 4"

ABIERTA CON ABERTURAPERFORADA O A JUNTA

DE 5 mmARENA LAVADA TE 0.3 - 1.5

CU < 4.0

0.10

2.00

>0.15

>0.20

0.60 - 0.90

>0.20

PERFIL

CORTE A-A


283

( ) 122

12n

2n42

dn hmmqkkqq

DgC21h ===

= (12.2)

Donde: k : constanteh1 : energía sobre el orificio uno, [m]

La perdida de energía entre el orificio uno y el n es ∆h(1 - n)

∆h(1 - n) = h1 - hn (12.3)

La pérdida de energía entre el primero y el ultimo orificios de una tubería de distribución conorificios separados una distancia constante entre si es hfTD

hfTD = hfT = ∆h(1 - n) (12.4)

Donde: hfTD : perdida de energía real en la tubería de distribución, [m]hfT : perdida de energía en la tubería sin orificios, [m]

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.12 Filtro intermitente de arena enterrado (Unidades métricas).

La perdida hfT se calcula por la formula de Hazen Williams.

( ) 87.485.1

n1fT DCQL09.2h −

−

= (12.5)

Donde: hfT : pérdida de energía en la tubería desde el orificio uno hasta el n, [m]L1-n : longitud de la tubería entre el orificio uno y el n, [m]

0.60 - 0.90DE 5 mmABIERTA CON ABERTURA

>0.20

CORTE A-A

GRAVA 1/4" a 1 1/2"

ABIERTA CON ABERTURAPERFORADA O A JUNTA

DE 5 mm

PENDIENTE 0.5 - 1% TUBERÍA

>0.15

PERFIL A

A VENTILACIÓNVENTILACIÓN

TANQUESEPTICO

DESCARGA

>0.20

2.00

0.10

TUBERÍA > 4"PERFORADA O A JUNTA

ARENA LAVADA TE 0.3 - 1.5CU < 4.0

FILTRO DE ARENA

ALCANTARILLA

CAJA DE DISTRIBUCIÓN TUBERÍA DE TUBERÍA DE

DRENAJE

GEOMENBRANA

GRAVA 3/4" a 2 1/2"

GRAVILLA

2.00RELLENO DESUELO


284

Q : caudal de la tubería, [m3/s]C : coeficiente de la tuberíaD : diámetro interno de la tubería, [m]

El valor de m debe ser mayor de 0.98 para que la diferencia de caudales en os orificios no excedael 2%. Si m es < 0.98 se puede incrementar el tamaño de la tubería y rediseñar.

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.13 Filtro intermitente de arena superficial (Unidades métricas).

EJEMPLO

Dimensionar un filtro intermitente de arena y su sistema de distribución a presión para lossiguientes requerimientos:

• Caudal = 730 [L/d]• m > 0.98• Tasa de filtración = 24 [L/m2d]• Tasa de dosificación = 4 [veces/d]• Diámetro de orificios = 3 [mm]• Energía sobre los orificios ≥ 1.5 [m]

SOLUCIÓN:

• Se calcula el área del filtro.

]m[ 3041.3024

730A 2≈==

PLACA DE SALPICAMIENTO

VÁLVULA

DESCARGA

DEL PRETRATAMIENTOAFLUENTE

PLANTA

TAPA AISLANTE

PLACA DE SALPICAMIENTO

TUBERÍAS DE VENTILACIÓN

TUBERÍAS DE DISTRIBUCIÓN

ARENATE 0.6 - 1 mmCU < 3.5

GRAVILLA

GRAVA1/4" a 1 1/2"

DESCARGA PLACA DE CONCRETO

TUBERÍA DE RECOLECCIÓN PERFORADA O A JUNTA ABIERTA CON ABERTURA DE 5 mm

PERFIL

0.6 a 0.9

> 0.075

> 0.25


285

• Se adopta como dimensiones del filtro = 6 x 5 [m]• Se adopta un espaciamiento entre orificios de 0.60 [m]• Se adopta un espaciamiento entre tuberías de 0.60 [m]

Esquemáticamente el sistema de distribución será como se muestra a continuación.

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.14 Sistema de distribución (Unidades métricas).

• Habrá 16 laterales de 2.7 m cada uno, con cinco orificios espaciados 0.6 m centro acentro.

• Se intenta usar tubería de 1" = 2.54 cm• Se calcula el flujo por dosis.

]dosis/L[ 5.1824

730dosisflujo ==

• Se calcula el flujo por lateral.

]dosis . lateral/L[ 40.1116

5.182lateralflujo ==

• Se calcula el caudal en el último orificio de cada lateral.

( ) ( )( )[L/m] 79.1q

6010001.59.812003.061.0gh2DCq

n

2n

2dn

=

××==

• Se calcula el caudal total en cada lateral, con base en cinco orificios por lateral.

5 qn = 5 x 1.79 = 8.93 [L/min . latetal]

• Se calcula la perdida de energía en el lateral sin orificios, para un C = 150

( ) 87.485.1

n1fT DCQL09.2h −

−

=

6.00

5.00

0.40

0.40

16 LATERALES DE 2.70

0.60

0.30EFLUENTE DEL

TANQUE SÉPTICO


286

( ) ( ) [cm] 26.01000254.015060

00893.07.209.2h 87.485.1

fT =

×= −

• Se calcula la perdida de energía real en la tubería de distribución.

( ) [cm] 09.026.031h

hh31h

fTD

n1fTfTD

==

∆== −

• Se determina la diferencia en la descarga entre el primero y el ultimo orificios en cadalateral. La energía en el primer orificio esta dada por la ecuación 12.3.

∆h(1 - n) = h1 - hn

h1 = hn + ∆h(1 - n)

h1 = 150 + 0.09 = 150.09 [cm]

• Se calcula el valor de m por la ecuación 12.2.

hn = m2h1

9997.009.150

150hhm

1

n ===

• La diferencia en la descarga entre el primero y el ultimo orificios, en cada lateral es:

(1 - 0.9997)100 = 0.03%

El valor anterior es muy inferior al 2% requerido. Por lo tanto el diseño es aceptable.

12.6 Tanque séptico - Filtro anaerobio

Una de las alternativas para dar un tratamiento complementario al efluente de un tanque séptico esla del filtro anaerobio. En este caso el filtro se coloca después del tanque séptico (figura 12.15).

Para el dimensionamiento del filtro anaerobio se usa generalmente un volumen unitario de 0.05 m3

por habitante servido, un lecho filtrante de 40 cm de gravas pequeñas de 12 a 18 mm en el fondo yuna capa superior de 10 cm de espesor, de arenas gruesas y gravas finas de 3 a 6 mm. Sinembargo, se considera que la altura óptima de medio es de 120 cm. La pérdida de energíahidráulica en el filtro es de 3 a 15 cm, en condiciones normales de operación. En estas condicionesse puede esperar un rendimiento del 70% en remoción de DBO una operación satisfactoria, sinmantenimiento, durante 18 a 24 meses.

12.7 Laguna de evaporación / infiltración

Este sistema se ha utilizado en áreas rurales, donde no es posible hacer disposición por camposde infiltración, existe suficiente área disponible y los factores climáticos como luz solar, circulacióndel viento, humedad y potencial neto de evaporación son favorables.


287

Estas lagunas pueden ser circulares o rectangulares, la profundidad máxima de agua residual esde 0.9 a 1.3 m, con un bordo libre de 0.6 a 0.9 m. La profundidad mínima de agua residual es de0.6 m y el tamaño oscila entre 0.07 y 0.57 m2/cd según el clima y, la permeabilidad del suelo. Lasdimensiones típicas se indican en la figura 12.15. Para prevenir problemas de olores, serecomiendan cargas de DBO en el rango de 12 a 40 kg/ha.d. El diseño se hace con base en elcaudal afluente, precipitación evaporación e infiltración local, y verificación de la existencia decapacidad suficiente para almacenar el agua que excede la tasa de evaporación e infiltracióndurante períodos húmedos.

Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES “J. ROMERO ROJAS” , 2000Figura 12.15 Laguna típica de evaporación/infiltración (Unidades métricas).

EJEMPLO

Diseñar una laguna de evaporación (sin infiltración) para un caudal de 1 m3/d en un sitioárido con una precipitación anual de 20 cm y una evaporación anual de 120 cm.

SOLUCIÓN

• Se calcula la evaporación neta anual.

E = 120 - 20 = 100 [cm/año]

• Se calcula la evaporación neta anual por m2 de superficie de agua.

]añom/[m 0.1mm1

cm 100cm 1

añocm100E 23

2

2⋅=

=

PLACA DE 0.90 x 0.90 x 0.10

AFLUENTE

DIQUE

PENDIENTE3:1

ALMACENAMIENTO ADICIONAL0.60 - 0.90 PROFUNDIDAD DE OPERACIÓN

AFLUENTE

1.50 MinBORDO LIBRE > 0.50

Max 1.50


288

• Se calcula el área requerida de laguna.

][m 3650.1

3651A 2=×

=

• Para asegurar una capacidad adecuada de almacenamiento en invierno, que noexceda una altura de agua de 1.5 m en la laguna, se debe verificar el balance hídricopara evaporación mensual en la laguna como se indica en la tabla 12.7.

• De la tabla 12.7 se deduce que desde enero hasta julio la laguna gana 147 m3 devolumen, equivalente a una ganancia en altura de:

][m 40.0365147 =

El valor anterior permite operar la laguna con profundidad mínima de 0.6 m y máxima de 1.0 m.

• El área per cápita por día de laguna para una población equivalente de siete personases:

]cd/[m 14.07365

365 2=×

• La carga orgánica para una población equivalente de siete personas con DBO de 40g/cd es:

]dha/DBO [kg 81036510407

4

3⋅=

×××

−

−

Tabla 12.7 BALANCE HÍDRICO DE LA LAGUNA DE EVAPORACIÓN

MES AFLUENTE[m3]

PRECIPITACIÓN[cm]

EVAPORACIÓN[cm]

P - E[cm]

P - E[m3]

FLUJONETO[m3]

VOLUMENACUMULADO

[m3]Enero

FebreroMarzoAbrilMayoJunioJulio

AgostoSeptiembre

OctubreNoviembreDiciembre

312831303130313130313031

1.51.82.32.02.01.81.81.51.51.01.01.8

6542248

1315242413

-4.5-3.2-1.7

00

-2.2-6.2

-11.5-13.5-23-23

-11.2

-16-12-600-8

-23-42-49-84-84-41

1516253031228

-11-19-53-54-10

15315686

11713914713611764100

TOTAL 365 20.0 120


12.8 Opciones de reutilización de efluentes

Algunos tipos de reutilización de efluentes se exponen a continuación:

• Irrigación agrícola• Irrigación ornamental• Reutilízación industrial• Lagos recreacionales


289

• Recarga de aguas subterráneas• Humedales• Usos varios• Aumento en el suministro de agua potable

Estas opciones de reutilización se abordarán a continuación:

IRRIGACIÓN AGRÍCOLA

La irrigación de cultivos es uno de los tipos más antiguos y comunes de reutilización de efluentes.Los cultivos irrigados incluyen árboles, pastos, maíz, alfalfa y otros cultivos alimenticios, forrajes, ycultivos de fibra. Los cultivos alimenticios también están siendo irrigados con efluentes detratamientos terciarios desinfectados.

Las consideraciones de calidad del agua para reutilización en irrigación agrícola incluyennutrientes, salinidad, relación de adsorción de sodio y elementos traza que tendrán ser mejorestudiadas.

IRRIGACIÓN ORNAMENTAL

La irrigación ornamental, también referida a la reutilización urbana, incluye irrigación de:

• Parques• Jardines• Campos de golf• Separadores de grandes vías• Zonas verdes alrededor de edificaciones comerciales, ejecutivas e industriales• Zonas verdes alrededor de residencias

Muchos de los proyectos de irrigación ornamental incluyen sistemas duales de distribución: una redpara agua potable y otra para agua tratada. Los sistemas de distribución de agua reciclada ocupanel tercer lugar en utilidad después de los sistemas de aguas residuales y los sistemas de aguapotable; son operados, mantenidos y administrados en la misma forma que los sistemas de aguapotable.

Las consideraciones sobre la calidad del agua para irrigación ornamental son muy similares a lasde la irrigación agrícola, como se describió anteriormente tendrán ser mejor estudiadas.

REUTILIZACIÓN INDUSTRIAL

La reutilización de aguas residuales tratadas, en procesos industriales o como agua deenfriamiento.

La industria ha hecho uso del agua reciclada principalmente para procesos de enfriamiento,procesamiento del agua para alimentación de calderas, e irrigación y mantenimiento de los suelosde las plantaciones. El enfriamiento del agua, tanto para torres como para estanques deenfriamiento, crea la mayor demanda de agua en muchas industrias y es la principal aplicaciónindustrial. Los aspectos de consideración en el uso del agua para su enfriamiento incluyenincrustaciones, corrosión, crecimiento biológico y obstrucciones.

LAGOS RECREACIONALES

Los lagos recreacionales pueden servir para una variedad de funciones, desde estéticas, usos sincontacto, hasta pesca, remo y natación. El nivel de tratamiento requerido varía con la intención deluso y el grado de contacto público. La apariencia del agua tratada también es un aspecto de


290

importancia, ya que los nutrientes presentes en el agua reciclada estimulan el crecimiento de algasy plantas acuáticas. En general, la remoción de fósforo y posiblemente de nitrógeno, es necesariapara prevenir el crecimiento de las algas en los lagos recreacionales. Sin el control de nutrientes,existe un alto potencial de florecimiento de algas, de las cuales resultan malos olores y malaapariencia.

Las represas de agua reciclada pueden ser incorporadas en los desarrollos ornamentales urbanos.Los lagos artificiales, así como los campos de golf, pueden ser surtidos con agua reciclada.

RECARGA DE AGUAS SUBTERRÁNEAS

La recarga de las aguas subterráneas provee una pérdida de identidad entre el agua reciclada y elagua subterránea. Esta pérdida de identidad tiene un impacto psicológico positivo cuando seplanea la reutilización. Las restricciones y la poca voluntad de hacer uso de aguas recicladaspueden ser superadas por la recarga de aguas subterráneas y su subsecuente recuperación.

Algunos de los propósitos para la recarga de aguas subterráneas son:

• Establecimiento de barreras contra la intrusión de aguas marinas• Provisión para futuros tratamientos y reutilización• Provisión para almacenamiento subterráneo• Aumento de acuíferos potables y no potables• Control o prevención de asentamientos del suelo

La recarga de aguas subterráneas puede estar acompañada tanto de riego superficial como deinyección. Las técnicas de riego superficial, la inyección de agua al subsuelo deberán ser mejorestudiadas.

HUMEDALES

Los humedales naturales o artificiales pueden hacer uso del agua reciclada. Los humedalesproveen muchas funciones de gran valor: atenuar inundaciones, brindar un hábitat para la vidasalvaje y las aves acuáticas, proveer productividad para garantizar las cadenas alimenticias,recargar acuíferos, así como mejorar la calidad del agua. La diferencia entre un humedal"construido" y uno "creado" radica en que el humedal construido es concebido como una unidadde tratamiento que puede ser modificado o abandonado después de que su vida útil se hayacumplido. Por otro lado, un humedal creado se convierte en un área que será mantenida yprotegida para dar beneficios permanentes a la vida salvaje allí presente.

El agua purificada se ha utilizado en humedales por varias razones, dentro de las cuales seencuentran:

• Creación, restauración y mejoramiento del hábitat.• Provisión para tratamientos adicionales previos a la descarga al agua

receptora.• Una alternativa de disposición para el agua reciclada en tiempos

húmedos.

USOS VARIOS

Existe una gran variedad de usos para el agua recuperada, entre ellos están:

• Descarga de sanitarios.• Abastecimiento de lavanderías públicas o comerciales.• Lucha contra incendios.• Agua para construcción.


291

• Limpieza de alcantarillados sanitarios.• Fabricación de nieve.• Limpieza de agregados y elaboración de concreto.

AUMENTO DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE

Los abastecimientos de agua potable pueden ser aumentados con agua recuperada; sin embargo,para pequeños sistemas, usualmente los prospectos son limitados.

12.9 Desinfección de aguas residuales

La desinfección se refiere a la destrucción selectiva de los organismos causantes de enfermedadesen oposición a la esterilización, en la cual se destruyen todos los organismos. La desinfección deaguas residuales tratadas es de fundamental importancia en el manejo de este recurso.

La desinfección normalmente se realiza por: 1) agentes químicos, 2) agentes físicos, 3) mediosmecánicos, y 4) radiación. Los agentes y medios individuales que se han utilizado en cadacategoría son los siguientes:

Agentes químicos:

• Cloro y sus compuestos• Bromo• Yodo• Ozono• Fenol y compuestos fenólicos• Alcoholes• Metales pesados y compuestos relacionados• Tinturas• Jabones y detergentes sintéticos• Componentes de amonio cuaternarios• Peróxido de hidrógeno• Alcalis y ácidos

Agentes físicos:

• Calor (por ejemplo calderas)• Luz (radiación ultravioleta)

Medios mecánicos:

• Procesos de tratamiento individuales

Radiación:

• Electromagnética• Acústica• Particular

Con respecto a este listado, las tecnologías de desinfección consideradas anteriormente incluyentres en las que se utilizan agentes químicos (cloro, hipoclorito y ozono) y una en la que se utilizanagentes físicos (radiación UV).


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12.10 Futuro de la reutilización del agua

Se espera que la reutilización del agua aumente en el futuro tanto para sistemas de manejo detratamiento de aguas residuales descentralizados como centralizados. Para sistemascentralizados, la reutilización de agua libera el suministro de agua para usos municipales eindustriales. Se espera que la irrigación paisajística, el suministro contra incendios y otros usos nopotables aumenten a medida que la demanda por fuentes potables se incremente. Para sistemasdescentralizados pequeños e individuales la irrigación ornamental continuará siendo la principalopción de reutilización. En instalaciones comerciales e industriales aisladas, la descarga deinodoros en edificios con sistemas de tubería duales, y el uso para irrigación paisajísticacontinuará. Para maximizar la reutilización de aguas residuales tratadas cerca del punto degeneración, aumentará el número de plantas de tratamiento satélite.

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instalaciones sanitarias domiciliarias industriales e ingeniería de medio ambiente

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