3 Diseño de tanque cisterna y tanque elevado.
Como se ha podido apreciar en las alternativas de diseño del sistema de agua en un edificio o vivienda puede tener un sistema de agua directo, en cuyo caso no requiere cisterna, ni tanque elevado pero para que esto pueda ocurrir es necesario cumplir dos condiciones: Que la red pública de agua tenga presión suficiente en todo momento para que el agua pueda llegar al aparato más desfavorable con presión mínima a la salida de 5 lbs/pulg.
Que la empresa de agua pueda proporcionarnos la conexión domiciliaria del diámetro que se requiere para esta instalación, diámetros que en muchos casos son bastantes grandes. Si la presión en la salida de la conexión domiciliaria es menor que la presión necesaria para llenar un tanque elevado aún en las horas de mínimo consumo, será necesario utilizar un sistema que garantice una presión adecuada a la red de distribución. Es así como la imposibilidad de cualquiera de estas dos situaciones nos obliga a recurrir a la instalación de sistemas indirectos como es nuestro caso. El sistema cisterna-tanque elevado es uno de ellos y que está compuesto por una tubería de alimentación a la cisterna, una cisterna de almacenamiento, un equipo de bombeo para transportar el agua de la cisterna al tanque elevado, una tubería de succión, una tubería de impulsión del equipo de bombeo al tanque elevado, un tanque elevado y una red de distribución.
A continuación veremos el dimensionamiento y cálculo de cada uno de sus elementos. En primer lugar será conveniente dimensionar y ubicar la cisterna y el tanque elevado como estructuras hidráulicas. Según el ítem 2.4 Almacenamiento y regulación, de la Norma IS.010 instalaciones Sanitarias para edificaciones" contenida en el acápite III.3 del Título III del Reglamento Nacional de Edificaciones, indica para nuestro tema lo siguiente:
Los depósitos de agua deberán ser diseñados y construidos en forma tal que preserven la calidad del agua.
Toda edificación ubicada en sectores donde el abastecimiento de agua pública no sea continuo o carezca de presión suficiente, deberá estar provisto obligatoriamente de depósitos de almacenamiento que permitan el suministro adecuado a todas las instalaciones previstas. Tales depósitos podrán instalarse en la parte baja (cisternas) en pisos intermedios o sobre la edificación (tanque elevado).
Los depósitos de almacenamiento deberán ser construidos de material resistente y paredes impermeabilizadas y estarán dotados de los dispositivos necesarios para su correcta operación y mantenimiento.
4.3.1.2 Dimensionamiento de la cisterna y del tanque elevado.
Para el dimensionamiento de los tanques de almacenamiento se deben tomar encuentra una serie de factores:
Capacidad requerida.
Espacio disponible.
Distancia vertical entre el techo del depósito y el eje de entrada de agua dependerá del diámetro de este y de los dispositivos de control, no pudiendo ser menor de 0.20m. (R.N.E.).
La distancia vertical entre los ejes de tubos de rebose y de entrada de agua será igual al doble del diámetro del primero y en ningún caso menor de 0.15m. (R.N.E.).
La distancia vertical entre el eje de tubos de rebose y el máximo nivel de agua, será igual al diámetro de aquel y nunca inferior a 0.10 m (R.N.E).
El agua proveniente del rebose de los depósitos, deberá disponerse en forma indirecta, mediante brecha de aire de 0,05 m de altura mínima sobre el piso, techo u otro sitio de descarga. (R.N.E.). Las formas de los tanques de almacenamiento pueden ser circulares, rectangulares o cuadradas. Cualquier forma es buena, solo que es conveniente indicar que la altura de agua no debe ser en lo posible menor de 0.80m. El dimensionamiento depende mucho del espacio disponible existente en los planos arquitectónicos del edificio.
4.3.3 Ubicación.
La ubicación del tanque de almacenamiento deberá fijarse en coordinación con el Arquitecto y el ingeniero estructural que efectúa los planos, teniendo en cuenta la altura necesaria para dar la presión suficiente al sistema y el fácil acceso. La altura necesaria podrá estimarse.
Ubicando el fondo del tanque a 3.00 m de la salida más alta, debiendo posteriormente al cálculo ajustarse al valor real.
4.3.3.1 Ubicaciones de la cisterna.
la cisterna será estrictamente ubicada contemplando las siguientes características: En patios de servicio, alejada en lo posible de dormitorio 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 Las cisternas deberán ubicarse a una distancia mínima de lm de muros medianeros y desagües. En caso de no poder cumplir con la distancia mínima, se diseñará un sistema de protección que evite la posible contaminación del agua de la cisterna. (R.N.E.). Lo importante es buscar siempre la independencia del sistema, es decir de fácil acceso en cualquier momento
4.3.3.2 Ubicación del tanque elevado.
El tanque elevado será estrictamente ubicado contemplando las siguientes características:
Sobre la caja de la escalera
La 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 a fin de que se garantice una presión mínima de salida del aparato sanitario más desfavorable de 2.0m. de columna de agua (0.020 MPa). esto según el R.N.E
4.3.4 Aspectos constructivos.
Los tanques de almacenamiento deberán ser construidos preferentemente de concreto armado. Es permitido el uso de ladrillos revestidos de mortero de cemento para las paredes, siempre que la altura de agua no sea mayor de 1 metro. No es conveniente la construcción de tanques con paredes de bloques de concreto o arcilla. Todo paso de tuberías a través de paredes o fondos de los tanques deberá fijarse previamente el vaciado de los mismos, mediante tuberías con extremo roscados que sobresalgan 0.10m. A cada lado y que lleven soldada en la mitad de su largo, con soldadura corrida, una lámina metálica cuadrada de no menos de 1/8 de espesor y cuyo lado tenga como mínimo 0.10 m. más que el diámetro del tubo. Al tanque elevado se le dotará de una tubería de ingreso controlada por una válvula de control de nivel, generalmente tipo flotador, una tubería de salida a la red de distribución y una tubería de vaciado controladas por una válvula de interrupción y una tubería de rebose, todas ubicadas teniendo en cuenta lo establecido en el R.N.E
4.3.5.3 Reboses de tanque de almacenamiento.
Rebose de Cisterna
El rebose del agua de la cisterna deberá disponerse al sistema de desagüe del edificio en forma indirecta, es decir, con descarga libre con malla de alambre a fin de evitar que los insectos o malos olores ingresen a la cisterna.
Rebose de Tanque Elevado
Igualmente el rebose del tanque elevado deberá disponerse a la bajante más cercana en forma indirecta, mediante brecha o interruptor de aire de 5cm. de altura como mínimo. Para esto el tubo de rebose del tanque se corta y a 5cms. se coloca un embudo de recepción de agua rebose.
4.3.7 Cálculo del volumen de la cisterna.
Para el cálculo del volumen de la cisterna consideraremos 3/4 de la dotación diaria.
= 3/ 4 ( )
=3/ 4 (117.079 3)
= .
4.3.9 Dimensionamiento del tanque elevado y cisterna.
TANQUE ELEVADO.
=
Volumen de Diseño = 39.026 m3
Dimensionamiento:
=
= 3.65 3.35
= .
= /
= 39.020 3/12.23 2
= .
Calculo de altura efectiva
hf = Altura + Distancia Vertical entre el techo del tanque y la superficie
libre del agua.
hf = H +0.40
hf = 3.19+.40
hf = 3.59 m 3.60m
Entonces el volumen total será de:
Volumen total Tanque Elevado = hf(3.60 m)*A (12.24m2)
Volumen Total Tanque Elevado =44.028 m3
4.4. Cálculo de tubería de alimentación de la red pública hasta la cisterna.
Corresponde a la tubería que transportará el agua desde la conexión domiciliaria hasta el ingreso a la cisterna y deberá trazarse entre estos dos puntos, siguiendo el camino más corto, con la menor interferencia con los elementos constructivos y estructurales. El caudal se establece dividiendo el volumen de almacenamiento de la cisterna entre el tiempo de llenado en las que se obtiene la presión máxima y que corresponde a un periodo de consumo de la red pública de 4 ó 6 horas (12 de la noche y 6 de la mañana). Para el cálculo de la tubería hay que tener en cuenta lo siguiente: Presión de agua en la red pública en el punto de conexión del servicio. Altura estática entre la tubería de la red de distribución pública y el punto de entrega en el edificio. Las pérdidas por fricción en tubería y accesorios en la línea de alimentación, desde la red pública hasta el medidor. La pérdida de carga en el medidor, la que es recomendable que sea menor del 50% de la carga disponible. Las pérdidas de carga en la línea de servicio interno hasta el punto entrega a la cisterna. Volumen de la cisterna. Considerar una presión de salida de agua en la cisterna mínima de 2.00m.
