UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACUL ACULT TAD DE INGENI INGENIERIA ERIA CIVIL CIVI L
INSTALACIONES SANITARIAS Ing. EDUARDO HUARI CAMA
2015
INSTALACI INSTALACIONES ONES SANITARIAS SANITARIAS DEFINICION Es el conjunto de tuberías de abastecimiento y distribución de agua, equipos de tratamiento, válvulas, accesorios, etc. Así como tuberías de desagüe y ventilación, que se encuentran dentro del límite de propiedad del edificio. Todo estos sistemas de tuberías sirven para el confort y fines sanitarios de las personas que viven o trabajan dentro de él.
FINALIDAD DE LAS INSTALACIONES SANITARIAS
•
A- Suministrar agua en calidad y cantidad; debiendo cubrir dos requisitos básicos. 1.- Suministrar agua a todos los puntos de consumo, es decir a cada aparato sanitario que utilice agua: fría, caliente, contra incendios, etc. 2.- Proteger el suministro de agua de tal forma que el agua no se contamine con el agua servida.
B- Eliminar los desagües del edificio hacia las redes públicas públicas o sistemas de tratamiento indicado. Y se debe hacer: 1. De la forma más rápida posible. 2. El desagüe que ha sido eliminado del edificio no regrese por ningún motivo a él.
PRESENCIA DEL LIQUIDO ELEMENTO :AGUA
•
REDES DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE
•
LA CONEXIÓN DOMICILIARIA DE AGUA
•
CONEXIONES DOMICILIARIAS DE AGUA
•
DISEÑO DE INSTALACIONES SANITARIAS PARA EDIFICACIONES Las instalaciones sanitarias comprende: Instalaciones de agua fría, caliente y agua contra incendio, eliminación de aguas residuales y ventilación. -El diseño de las instalaciones sanitarias debe ser elaborado en coordinación con: Proyectista de Arquitectura (ubicación de los aparatos sanitarios, ductos y recorrido de la tubería). También determinar el dimensionado y ubicación de los sistemas de almacenamiento de agua. Proyectista Estructural, para las coordinaciones de que no comprometan los elementos estructurales en su montaje y su vida útil. Proyectista de Instalaciones Electromecánicas, para evitar interferencias con sus sistemas de instalación. -Documentos de Trabajo La documentación del proyecto que debe presentarse para su
a) Memoria Descriptiva donde incluirá: Ubicación Solución adoptada para el abastecimiento de agua Solución adoptada para la evacuación del desagüe Descripción de cada uno de los sistemas a) Planos Sistema de Agua Potable: Instalaciones internas Instalaciones externas Detalles a escala conveniente Esquemas isométricos Sistema de Desagüe o Aguas Residuales Instalaciones internas Instalaciones externas Detalles a escala conveniente Esquemas isométricos
Sistema
de Agua contra incendio: Equipos, tuberías, gabinetes. Detalles a escala conveniente.
- Información Básica Para iniciar el diseño de las Instalaciones Sanitarias es indispensable la siguiente información: Planos arquitectónicos de la edificación, preferentemente a nivel de ante proyecto. Constancia de Factibilidad de Servicios, la misma que para su obtención deberá tramitarse ante la Administración de los Servicios con: - Memoria descriptiva de los sistemas a proyectarse, indicando requerimientos de agua y de desagüe. - Ir acompañada con planos de ubicación y distribución en planta. Es recomendable la visita a la zona y obtener información personal de las características y condiciones de los servicios públicos existentes como:
- Ubicación de las cajas de conexiones domiciliarias al ingreso del predio. - Presión de la red de agua potable. - Registrar niveles (fondo y tapa de buzones) aguas arriba y abajo del lote para caso de requerir nuevo empalme de conexión domiciliaria de desagüe. Determinación de las dotaciones de agua mínimas para uso doméstico, comercial, industrial, riego de jardines u otros fines. Ejemplos: - Dotación de agua para Viviendas Unifamiliares (Área total del lote en M2 vs. Dotación Lts/día) - Dotación para Edificios Multifamiliares (Dotación de agua de acuerdo con el Nº de dormitorios de cada departamento)
ELABORACION DEL PROYECTO DE INSTALACIONES SANITARIAS Por constituir una parte del proyecto integral de toda edificación, deberá constar de documentos técnicos y de información económica, con excepción de lo relacionado con el conocimiento del suelo. Planos Un buen diseño permitirá una correcta y oportuna ejecución de la obra. Todos los componentes deben representarse con suficiente cantidad de detalles (facilita la instalación). - Deben contener: ejes de los muros, niveles, nombre de ambientes. - Fijar ubicación de válvulas de interrupción y de grifos de riego. - Ubicación, dimensiones y niveles de tapa y fondo de las cajas de registro. - En redes exteriores e interiores de agua deben señalarse los puntos donde se ubicaran las reducciones de diámetro.
REDES EXTERIORES
REDES INTERIORES
•
•
•
MATERIALES QUE SE UTILIZAN EN LAS INSTALACIONES SANITARIAS Tubería y Accesorios de Agua Potable Se pueden encontrar instalaciones con los siguientes materiales: Fierro galvanizado: Han sido las de mayor uso hasta la aparición de las tuberías de PVC, con cierta durabilidad de uso, así como los accesorios del mismo material. Se usa en codos y tapones en los puntos o salidas de agua, por el menor riesgo de fractura durante su manipuleo que los de PVC. Acero: Es de uso industrial o en líneas de impulsión de agua sujetas a grandes presiones. Cobre: Son apropiadas sobre todo para conducir agua caliente, pero su costo es elevado y se requiere mano de obra especializada para su instalación.
• •
•
•
Bronce: Solo tiene en la actualidad un uso industrial. Plomo: Se han utilizado en conexiones domiciliarias; siendo dejadas de lado totalmente al comprobarse que afecta la salud interna de las personas. Asbesto - Cemento: Las tuberías y accesorios se han utilizado sobre todo en redes externas (restringido). PVC: Cuya materia prima es el Policloruro de Vinilo. Se utiliza para la conducción de fluidos a presión del tipo SAP (Standard Americano Pesado). Se fabrican de varias clases: Clase 15 (215 lb/pulg2), Clase 10 (150 lb/pulg2), Clase 7.5 (105 lb/pulg2) y Clase 5 (lb/pulg2), en función a la presión de trabajo que pueden soportar.
Poseen alta resistencia a la corrosión y a los cambios de temperatura, tienen superficie lisa, sin porosidades, peso liviano y alta resistencia al tratamiento químico de aguas con gas cloro o fluor.
Tuberías y Accesorios para Desagüe Se pueden encontrar de los siguientes materiales: Asbesto - Cemento: Son muy frágiles por lo que requieren una manipulación cuidadosa, costo elevado y producción restringida en el mercado (solo se atienden bajo pedido); su uso ha sido para redes externas. Arcilla vitrificada: Usada inicialmente para redes exteriores. Concreto: Utilizada inicialmente para uso interno y externo, utilizada en tramos rectos sin accesorios. •
•
•
•
•
•
Fierro fundido: Se ha utilizado en redes internas y externas, también en tuberías de ventilación. Actualmente esta en desuso por su costo, peso y la utilización de mano de obra especializada y materiales especiales que hacen su instalación más cara y complicada. Salvo el caso en las instalaciones de Hospitales. Plomo: Poco usado, en algunos casos para sifones o trampas y ciertos trabajos especiales. PVC: Serán las tuberías y accesorios. De acuerdo al uso y profundidad serán del tipo pesado y liviano. Para instalaciones domesticas se suelen utilizar diámetros entre 2 y 4 pulgadas.
NUMERO REQUERIDO DE APARATOS SANITARIOS El número y tipo de aparatos sanitarios que deberán ser instalados en los baños, cuartos de limpieza, cocinas y otras dependencias de una obra de construcción, serán proporcionales al número de personas servidas de acuerdo a lo que se indica a continuación: - Casa-habitación o unidad de vivienda, será dotada por lo menos de un cuarto de servicio sanitario que constará de: Un inodoro Un lavatorio Una ducha o tina La cocina dispondrá de un lavadero. Para mayor información consultar la NORMA IS.010 desde la Tabla Nº 1 Nº 13. –
PRESIONES DE TRABAJO DE LOS APARATOS SANITARIOS a)Presiones Mínimas Las presiones de trabajo mínimas recomendadas son las siguientes: Aparatos de Tanque : 5 8 lib/pulg² (3.5 5.6 m) Aparatos de Válvula Flush: 10 15 lib/pulg² (7.0- 10.5m) b)Presiones Máximas: Varían entre: 40 50 lib/pulg². Se puede tomar 50 lib/pulg² ó 35 m de agua, todo esto para evitar el deterioro de la grifería y una instalación ruidosa y molesta. Existen válvulas reductoras de presión, para los casos en que la presión supere la máxima permisible. –
–
–
–
DOTACIONES, (ALMACENAMIENTO Y REGULACIÓN)
Es el volumen de agua requerido por cierto número de usuarios, su medición y determinación estará sujeta a ciertos factores propios de un uso determinado.
SÍMBOLOS GRÁFICOS
INDICACION DE ESCALAS Y LEYENDA - Las tuberías se identificaran con sus diámetros, sentido de flujo y pendiente en caso de tuberías de desagüe. - Las redes exteriores de agua, desagüe y ventilación pueden dibujarse a escala 1/50 o 1/100. - Los detalles de sistemas de almacenamiento, isométricos y otros se pueden presentar a escalas: 1/25 o 1/20. - La leyenda debe ser lo más completa posible, para identificar toda y cada una de las partes de las instalaciones. - Incluir en los planos: ubicación de las válvulas de compuerta, características de los nichos o cajas. - Indicar las características del equipo de bombeo. - Incluir la simbología gráfica que debe utilizarse para representar e identificar las instalaciones sanitarias.
La Memoria Descriptiva Explica la información de las condiciones y características de las redes públicas a empalmar, de acuerdo a factibilidad de servicio emitida.
Incluirá las condiciones básicas de diseño, parámetros de diseño y fundamento técnico para adoptar el sistema elegido de abastecimiento, almacenamiento y distribución de agua. Se indicará cálculo de volumen de demanda de agua, volumen de contribución a la red pública del desagüe. Se sustentará opciones adoptadas para los otros sistemas que se diseñen.
Especificaciones Técnicas El indispensable que las Especificaciones Técnicas comprendan: - Descripción de los recursos a utilizar - Proceso Constructivo del montaje o instalación - Inspección o control Todas las características de los materiales de las instalaciones y de los aparatos sanitarios que deben haberse definido en la etapa de diseño, deben ser descritas en las especificaciones técnicas.
Las especificaciones sobre todo de los materiales lo indican la Norma Técnica Nacional del ITINTEC a la cual deben ceñirse. Las especificaciones de las instalaciones o montaje establecen las condiciones o procedimiento constructivo a seguir para una correcta ejecución en obra. Las especificaciones de control precisan e indican la oportunidad y lugar donde debe verificarse la inspección y supervisión, así como los parámetros de referencia para su aceptación o rechazo de los materiales o instalaciones. Deben tomarse en cuenta las especificaciones relacionadas con la desinfección sanitaria de redes de agua, pruebas e inspección; así como las de inspección y prueba de las redes de desagüe.
Los Metrados El Reglamento de Metrados para Obras de Edificación, incluye las normas de metrados para las instalaciones sanitarias clasificándolas en: - Aparatos sanitarios y accesorios - Desagüe y ventilación - Sistema de agua fría y contra incendio - Sistema de agua caliente - Sistema de agua de lluvia Bomba para agua y desagüe, calentadores y duchas eléctricas. El metrado debe realizarse en forma ordenada y por partes, para facilitar el cálculo de los precios unitarios, calculo de presupuestos.
CRITERIOS DE DISEÑO Algunos conceptos complementarios de utilidad para los proyectistas. - Selección del sistema de abastecimiento y distribución de agua de acuerdo a información básica, se efectúa la evaluación para determinar el sistema más adecuado para la edificación. - Pueden presentarse las siguientes modalidades:
SELECCIÓN DEL SISTEMA DE SUMINISTRO Y DISTRIBUCION DE AGUA MODALIDADES DE LOS SISTEMAS DE SUMINISTRO .
Sistema Directo Sistema Mixto Sistemas Indirectos: - Sistema Convencional - Sistema Tanque Hidroneumático - Sistema a Presión constante y velocidad variable
SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA EN LA VIVIENDA
•
•
SISTEMA DIRECTO DE SUMINISTRO DE AGUA Definición Es el suministro de agua a todos los puntos de consumo (aparatos sanitarios) en forma directa por la presión existente en la red pública. Este sistema se inicia con la tubería de acometida hasta la caja de medidor e ingresar al predio con tubería de alimentación previa colocación de válvula de control general y prolongarse a cada uno de los niveles y llegar a los puntos de salida instalados de los aparatos sanitarios o artefactos y equipos con necesidad de agua. Ver figura.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA Ventajas No hay contacto del agua con el medio ambiente, no existiendo por lo tanto puntos de posible contaminación. Bajo costo inicial y de operación y mantenimiento. No utiliza equipos •
• •
Desventajas Esta supeditado a la calidad, continuidad y presión del sistema pública. Se puede quedar sin el servicio, cuando el suministro público es cortado. •
•
COMPONENTES DEL SISTEMA 1. 2. 3. 4. 5.
Conexión domiciliaria o acometida Caja de Medidor Válvula de control general Alimentador de Agua Ramales de Distribución
FACTORES INCIDENTES EN EL CÁLCULO DE ESTE SISTEMA
Los factores a tomar en cuenta para el cálculo de un sistema directo de suministro de agua. Se tendrán los siguientes factores: P.M.: Presión en la matriz o red pública, en el punto de acometida. HT : Altura estática del edificio (hasta el punto de consumo más desfavorable), incluyendo la profundidad hasta la matriz. Hf : Pérdida de carga en toda la longitud de tubería. Esta pérdida, puede ser por longitud de tubería propiamente dicha o por accesorios.
PROCESAMIENTO DE CÁLCULO Pasos a seguir Efectuar un esquema en planta y en elevación de los diferentes trazos de tuberías que van a abastecer a los diversos aparatos sanitarios, seleccionando o diferenciando la tubería de alimentación principal. Se determinaran las unidades de gasto que se asignan a cada aparato sanitario según lo establecido por las normas vigentes por cada nivel. Se sumarán todas las unidades de gasto los que determinará la Máxima Demanda Simultánea (MDS) la misma que se valorará de acuerdo a Tabla de Anexos establecida. •
•
•
•
•
•
•
Se determinará el punto de consumo más desfavorable, que viene a ser el más alejado horizontalmente y el más alto con respecto a la matriz o red pública. Se determinará la Pérdida de Carga Disponible. Se procederá al Cálculo hidráulico para lo cual se asumirán diámetros de tal forma que la pérdida de carga que se obtenga, sea menor que la pérdida de carga disponible. Las pérdidas de carga en las tuberías y accesorios se calculan con la formula de Hazen Williams y gráfico de longitudes equivalentes a pérdidas de carga localizadas (mt).
SISTEMA MIXTO Sistema de abastecimiento directo a un tanque elevado y de este a cada punto de consumo. Cuando la presión en la red pública no garantiza un servicio continuo, pero si la presión adecuada para llenar un tanque elevado, en horas de mínimo consumo (durante la noche) en este caso, el tanque abastecerá a la edificación durante el día y en las horas de punta. Para evitar el reflujo de agua, debe instalarse una válvula de retención por lo general adyacente a la válvula de control general.
SISTEMA INDIRECTO CONVENCIONAL (CISTERNA-EQUIPO BOMBEO-TANQUE ELEVADO) INFORMACIÓN PREVIA A OBTENER 1) OBTENCIÓN DE LA DOTACIÓN TOTAL DE AGUA DEL EDIFICIO la dotación diaria mínima o Determinar consumo diario en lt/día de acuerdo al uso: doméstico anual, industrial, riego de jardines entre otros, para: vivienda unifamiliar, edificio multifamiliar; establecimiento de hospedaje, restaurants, locales y residencias estudiantiles, oficinas, etc.
A) CISTERNA DE ALMACENAMIENTO la dotación diaria total de la Obtenida Edificación se tiene: Volumen de almacenamiento de cisterna y tanque elevado. Cisterna = ¾ volumen de consumo diario. Tanque elevado = 1/3 volumen de consumo diario. Volumen mínimo para ambos: 1m³ •
•
•
Nota: No se está considerando volumen de agua contra incendio.
DETERMINAR DIMENSIONES Y UBICACIÓN DE CISTERNA Y TANQUE ELEVADO El volumen obtenido es el Volumen Útil de agua, con el cual se puede obtener dimensiones internas de área y a la altura se tendrá que agregar una cantidad adicional denominada borde libre. El espesor de los muros dependerá del calculo estructural. Se considerara lados mínimo de 1.20 m Altura útil mínimo en tanque elevado: 0.80 m.
3) ACOMETIDA DE AGUA A CISTERNA Obtención del caudal de entrada a la cisterna: •
Q = Volumen cisterna/Tiempo de llenado de cisterna. Tiempo de llenado se puede asumir entre: 4 a 6 horas. •
Se definirá recorrido y diámetro de la tubería de alimentación a la ubicación de la cisterna.
4) DETERMINACIÓN DE LAS CONEXIONES COMPLEMENTARIAS A CISTERNA Y TANQUE ELEVADO Dimensiones y detalles de la tapa sanitaria Ubicación y diámetro de la tubería de rebose Ubicación y detalle de la caja de rebose y limpieza. Materiales de fabricación de cisterna y tanque elevado. •
•
•
•
5) DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE LA MÁXIMA DEMANDA SIMULTÁNEA (QMDS) Seleccionar tipo de uso de los aparatos sanitarios – Uso privado – Uso público. Determinación de los aparatos de uso con tanque y válvulas semiautomáticas o fluxómetro. Asignación de las unidades de gasto a cada aparato sanitario, usar tablas de los Anexos Nº 1 ó 2 del R.N.E. (Norma IS.010) Encontrar máxima demanda simultánea con Anexo Nº 3 •
•
•
•
6) DETERMINACIÓN DEL CAUDAL LLENADO A TANQUE ELEVADO (QLL) Se determinar mediante la fórmula:
DEL
•
QLL = Caudal de llenado VTE = Volumen de tanque elevado T = Tiempo de llenado puede tomarse entre 1 a 2 horas.
B) EQUIPO DE BOMBEO 7) DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE BOMBEO (Qb) Se considerará para: * Viviendas hasta 3 niveles: Qb = QMDS + QLL * Viviendas uso multifamiliar: Qb será el valor mayor entre QMDS y QLL
8) TUBERÍA DE IMPULSIÓN Y DE SUCCIÓN Para determinar el diámetro de la tubería de impulsión se hará uso de la Tabla del Anexo Nº 5 del RNE (Norma IS.010) El diámetro de la tubería de succión será el diámetro inmediato superior al obtenido en la tubería de impulsión.
DIÁMETROS DE LAS TUBERÍAS IMPULSIÓN EN FUNCIÓN DEL GASTO DE BOMBEO Gastos de bombeo L/s Hasta 0,50 Hasta 1.00 Hasta 1.60 Hasta 3.00 Hasta 5.00 Hasta 8.00 Hasta 15.00 Hasta 25.00
Diámetro de la tubería de impulsión (mm) 20 (3/4”) 25 (1”) 32 (1 ¼”) 40 (1 ½”) 50 (2”)
65 (2 ½”) 75 (3”) 100 (4”)
EQUIPO DE BOMBEO Salvo en viviendas unifamiliares, el sistema de bombeo será como mínimo 2 equipos de funcionamiento alternado. La tubería de impulsión se inicia en la descarga de la bomba y se instalará válvula de compuerta y válvula de retención. La descarga de tubería de impulsión será libre en el tanque elevado.
Calculo de la Altura Dinámica Total (ADT) ADT = HS + Hi + Ht + Ps HS =
Altura de succión
Hi =
Altura de impulsión
HT =
Pérdida de carga en succión e impulsión
PS =
Presión de Servicio
Calculo de la Potencia de Bomba a emplear HP
Qb xADT 75h
Qb =
Caudal de bombeo (lt/seg)
ADT=
Altura Dinámica Total (Alt)
n=
Eficiencia de bomba-motor (0.5 a 0.6)
TANQUE ELEVADO UBICACIÓN.- En la parte más alta del edificio y armonizar con el conjunto arquitectónico. En edificios de gran altura se ubica en la caja de escalera. Los tanques elevados pueden construirse de concreto armado o emplear tanques prefabricados de PVC.
DISTRIBUCIÓN INTERNA DE RED DE AGUA
SISTEMA
INDIRECTO CON HIDRONEUMATICO
TANQUE
Definición: Por razones de carácter arquitectónico o requerir presiones de salida mayores a las que se puedan conseguir en un tanque elevado, será necesario esta estructura y utilizar un equipo de presurización que suministre el caudal y presiones adecuadas al sistema.
Pasos a seguir: a) Obtención de la dotación del consumo diario. b) Calculo de volumen de almacenamiento de la cisterna. El volumen de cisterna a tomar será el 100% del consumo diario de la edificación. Determinar dimensiones, para encontrar área disponible. •
•
•
•
c)
Determinar accesorios complementarios similar al sistema convencional. Ver espacio para colocar tanque hidroneumático y componentes. Determinación de la presión de trabajo (presión de arranque) y Presión Máxima (Presión de parada) la misma que tendrá un rango de 20 lb/pulg² sobre la presión de trabajo o presión mínima.
Presión de Trabajo o Presión Mínima = Donde: Ht = Altura estática del edificio Ps = Presión de servicio mínima
H t
P S
0.65
d) El Equipo de Bombeo Debe calcularse para elevar la altura dinámica de bombeo por lo menos igual a la presión máxima de el tanque hidroneumático. El equipo de bombeo tendrá intervalos de reposo entre arranques consecutivos. La potencia del equipo de bombeo será determinadas por el caudal de bombeo correspondiente a la MDS y como altura dinámica total (ADT) para el valor de la presión única en mts. •
•
•
e) Tanque Tanque Hidrone Hidroneumá umático tico Garantizar en todo momento la presión mínima para el aparato más desfavorable. Tiene por finalidad entregar un caudal variable a una presión también variable entre una máxima y una mínima. Su funcionamiento se basa en mantener una presión en un rango establecido por una compresión y descompresión que sufre un volumen de aire contenido en el depósito hermético cerrado, transmitido por un volumen de agua introducido por una bomba y extraído a través de una descarga de salida del sistema. •
•
•
f) Dimens Dimensione ioness del del Tanque Tanque Hidron Hidroneum eumátic ático o Estará de función de las presiones máxima y mínima y el Número de Arranques (N) por hora, el mismo que será determinado de acuerdo al tamaño de la instalación (potencia). Según gráfico e información indicadas se Q donde se podrá encontrará la relación, de •
•
V t
podrá obtener el volumen total del tanque.
•
•
Según tabla tabulada se mostrará el volumen en galones y características del incorporador de aire (cargador o compresor de aire). Se completará los cálculos de diseño obteniendo los respectivos volúmenes de arranque, parada, almacenamiento y remanente.
NÚMERO MÁXIMO PERMITIDO DE ARRANQUES POR HORA (N) TAMAÑO DE LAS INSTALACIONES
POTENCIA (HP)
ARRANQUES – HORA (N)
PEQUEÑAS
MENORES DE 1 HP
12 A 24
MEDIANAS
DE 1 A 5 HP
8 A 10
GRANDES
MAYORES DE 5 HP
4A6
TABLA DIMENSIONES NORMALIZADAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE TANQUES NEUMÁTICOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPRESORES ADECUADOS CAPACIDAD DIMENSIONES CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTIC AS DEL Vt DIAMETRO X LONGITUD COMPRESOR (Gal. USA) (pulg.) (Pies) Tamaño Potencia (PCM) (HP) 12” 2’ 12 225 A 14” 2.5’ 20 225 A 16” 3’ 30 225 A Tamaño del 16” 4’ 42 225 A cargador 20” 4’ 66 225 A necesario 20” 5’ 85 225 A (modelos: 24” 5’ 120 225 B Jacuzzi o 24” 6’ 140 225 B Imperial) 30” 5’ 180 225 B 30” 6’ 220 225 B 30” 8’ 300 225 C 36” 6’ 350 225 C 36” 8’ 450 2 X 225 C
Continuación…
CAPACIDAD Vt (Gal. USA)
560 550 770 900 1050 1000 1200 1500 1800 1900 2350 2940 3525
DIMENSIONES DIAMETRO X LONGITUD (pulg.)
(Pies)
36” 42” 42” 42” 42” 48” 48” 48” 48” 48” 60” 60” 60”
10’ 7’ 10’ 12’ 14’ 10’ 12’ 15’ 18’ 20’ 16’ 20’ 24’
CARACTERÍSTICAS DEL COMPRESOR Tamaño (PCM) 1.5 1.5 1.5 3 3 5 5 7.5 7.5 7.5 7.5 11.0 11.0
Potencia (HP) 1/2 1/2 1/2 3/4 3/4 1 1 1-1/2 1-1/2 2 2 3 3
SISTEMAS DE SUMINISTRO DE PRESIÓN CONSTANTE Definición Este sistema se basa en bombear agua directamente a la red interior, de acuerdo con los cambios en las demandas, sin caídas en la presión de los aparatos sanitarios. Para esté tipo de sistema es necesario bombear el agua de abajo hacia arriba, desde un tanque subterráneo, evitando así la construcción de tanques elevados muy pesados, típicos en los sistemas de gravedad o combinados. El agua es suministrada a toda la red con una o varias bombas, que succionan el agua del tanque subterráneo, repartiéndola según las necesidades de los aparatos sanitarios.
SISTEMAS DE BOMBEO DE PRESIÓN CONSTANTE Y VELOCIDAD VARIABLE Este sistema esta desarrollado con Bombeo con Velocidad Variable, que suministra agua a presión constante ante cualquier demanda de caudal. Esto se logra de manera óptima modificando la velocidad de las bombas a través de un control realimentado de la presión de salida. El tablero de control y comando, incorpora convertidores de frecuencia y controladores programables (PLC) de última generación, los cuales han sido programados adecuadamente.
SISTEMA DE PRESIÓN CONSTANTE Consta de bombas de alta presión centrífugas horizontales y verticales de etapas múltiples construidas en acero inoxidable 304 ó 316L. Ofrecen soluciones en múltiples aplicaciones industriales y en sistemas de distribución de agua potable a viviendas y edificios. VENTAJAS Partes hidráulicas en acero inoxidables resistentes a la corrosión. Facilidad de instalación: Bombas verticales «In-Line» y horizontales. Sello mecánico estándar con caras en carburo de silicio y tungsteno. •
•
•
CONCEPTO DEL SISTEMA Ajuste de la presión de arranque definida a través que la variación de velocidad de cada bomba. Si la presión de trabajo desciende en la presión mínima ajustada, la bomba N°1 arranca su velocidad de giro, va en función de la presión y consumo requerido. Si la demanda de agua incrementa al 95% de la máxima, la bomba N° 2 arranca al mínimo de velocidad y se incrementa automáticamente en función de la demanda. Esto es lo que se llama «EL SISTEMA ANTICIPADO», al incrementar el consumo, la bomba N°1 llega al 100% de su velocidad y la bomba N°2 comparte la necesidad. Si el consumo se estabiliza y la bomba N°1 no llega al máximo de velocidad después de unos segundos, la bomba N°2 deja de funcionar. VENTAJAS Ahorro de energía y operación silenciosa Mínimo espacio para su instalación Presión constante. No hay fluctuaciones de presión y flujo. •
•
•
COMPOSICION BÁSICA Y OPERACIÓN N° de bombas en función a mínimas y máximas demandas Tablero de control con variador de velocidad. Presostatos. •
•
•
La presión de salida es leída constantemente por un sensor de alta precisión y transmitida al sistema de control. El equipo incorpora todas las protecciones y alarmas necesarias para un funcionamiento de alta confiabilidad. Fácil Operación Las bombas rotan en forma automática, la referencia de presión puede ser fácilmente modificada, en caso de falla el equipo se autodiagnostica y puede ser operado en forma manual.
SISTEMAS DE AGUA CONTRA INCENDIO
Generalidades Una de las formas y medios para combatir el incendio es utilizando agua, la cual es suministrada por las redes publicas de la ciudad a través de los hidrantes o desde depósitos de almacenamiento dentro de las edificaciones a través de sistemas internos. Este sistema interno es el llamado “Sistema de Agua Contra Incendio” .
•
La forma de combatir un incendio utilizando agua es mediante un chorro de agua a presión a través de mangueras y boquillas que se ubican en lugares estratégicos y que son operadas por los ocupantes de la edificación y/o personal preparado y entrenado, generalmente integrantes de un cuerpo de bomberos, o mediante lluvia de agua a través de rociadores o esparcidores que actúan en forma automática al contacto con el calor producido al iniciarse el incendio.
SISTEMA
DE TUBERÍA Y DISPOSITIVOS PARA SER USADOS POR LOS OCUPANTES DEL EDIFICIO
Será obligatorio el sistema de tuberías y dispositivos para ser usado por los ocupantes del edificio, en todo aquel que sea de más de 15 metros de altura o cuando las condiciones de riesgo lo ameritan, debiendo cumplir los siguientes requisitos: a) La fuente de agua podrá ser de: la red de abastecimiento público o fuente propia del edificio, siempre que garantice el almacenamiento previsto en el sistema.
b) El almacenamiento de agua en la cisterna o tanque para combatir incendios debe por lo menos de 25m³. c) Los alimentadores deben calcularse para obtener el caudal que permita el funcionamiento simultaneo de dos mangueras, con una presión mínima de 45m (0.441 Mpa) en el punto de conexión de manguera más desfavorable. El diámetro mínimo será 100 mm (4”) (Alimentador) d) La salida de los alimentadores deberá ser espaciados en forma tal, que todas las partes de los ambientes del edificio puedan ser alcanzados por el chorro de las mangueras.
e) La long longititud ud de la la mangu manguer eraa será será de 30m 30m con con un diámetro de 40 mm(1 ½”). f) Antes Antes de cad cadaa cone conexió xiónn para para mangu manguer eraa se ins insta talar laráá una válvula de globo recta o de ángulo. La conexión para manguera será de rosca macho. g) Los aliment alimentador adores es deberá deberánn conect conectars arsee entre entre sí mediante una tubería cuyo diámetro no sea inferior al del alimentador de mayor diámetro. h) Al pie de cada cada alimenta alimentador dor,, se instala instalará rá una purga purga con válvula de control. i) Las Las bomba bombass de agua agua cont contra ra incend incendio io,, debe deberán rán llev llevar control de arranque para funcionamiento automático.
j) La alimentación eléctrica a las bombas de agua contra incendio, deberá ser independiente, no controlada por el interruptor general del edificio, e interconectada al grupo electrógeno de emergencia del edificio, en caso de tenerlo. k) Se instalaran “válvulas siamesas” con rosca macho y válvula de retención en sitios accesibles de la fachada del edificio para la conexión de las mangueras que suministrarán.
SISTEMA
DE TUBERÍA Y DISPOSITIVOS PARA SER USADOS POR EL CUERPO DE BOMBEROS
Se instalarán sistemas de tuberías y dispositivos para ser usados por el Cuerpo de Bomberos de la ciudad, en las plantas industriales, edificios de más de 50 m de altura y toda otra edificación que por sus características especiales, lo requiera. Tales sistemas deben cumplir con los siguientes requisitos: a) Se instalarán “válvulas siamesas” con rosca macho y válvula de retención en sitio accesible de la fachada del edificio para la conexión de las mangueras que suministrarán el agua desde los hidrantes o carros bomba.
b) Se instalarán alimentadores espaciados en forma tal, que todas las partes de los ambientes del edificio puedan ser alcanzadas por el chorro de agua. c) Los alimentadores deben calcularse para el caudal de dos salidas y una presión mínima de 45m en el punto de conexión de mangueras más desfavorable. d) El almacenamiento de agua en los tanques, para combatir incendios, debe ser por lo menos de 40 m³ Cuando sea posible se permitirá el almacenamiento conjunto entre uno o más locales que en caso de siniestro puedan ser usados por los bomberos. Las mangueras tendrán una longitud de hasta 60m y 65mm (2 ½”) de diámetro. Se considerará un caudal mínimo de 10 L/s y deberán alojarse en gabinetes adecuados en cada piso, preferentemente en los corredores de acceso a las escaleras.
e) Cuando el almacenamiento sea común para el agua para consumo y la reserva para el sistema contra incendios, deberá instalarse la salida del agua para consumo de manera tal que se reserve siempre el saldo de agua requerida para combatir el incendio. f) Cada bocatoma para mangueras interiores, estará dotada de llave de compuerta o de ángulo. La conexión para dichas mangueras será de rosca macho con el diámetro correspondiente. g) Los alimentadores deberán conectarse entre sí, mediante una tubería cuyo diámetro no sea inferior al del alimentador de mayor diámetro. Al pie de cada alimentador se instalará una de purga con válvula de control.
SISTEMA DE ROCIADORES AUTOMÁTICOS La principal función del sistema de rociadores automáticos es detectar y combatir un incendio. El sistema se activa automáticamente en presencia del fuego descargando agua sobre el área afectada. El elemento principal es por supuesto el rociador, que es una válvula no reversible accionada térmicamente y que responde a los gases calientes procedentes de un fuego y al abrirse deja salir una cantidad de agua en forma de lluvia.
Se instalarán sistemas de rociadores automáticos en los siguientes casos: a) Edificaciones de más de dos pisos usadas para manufactura, almacenaje de materiales o mercadería combustible y con área superior a los 1000 m² de construcción. b) Playas de estacionamiento cerradas y techadas de más de 18m de altura y de área mayor a los 1000 m² de construcción resistente al fuego, u 800 m² de construcción incombustible con protección o 600 m² de construcción incombustible sin protección o combustible de construcción pesada.
c) Talleres de reparación automotriz de más de un piso o ubicados bajo pisos de otra ocupancia que exceda 1000m² de construcción resistente al fuego, 800m² de construcción incombustible con protección, 600m² de construcción incombustible sin protección o combustible de construcción pesada. d) Talleres de reparación automotriz de una planta que exceda 1500m² de construcción resistente al fuego, 1200m² de construcción incombustible sin protección o combustible de construcción pesada, o 600m² de construcción combustible ordinaria.
SISTEMA DE DESAGÜE
SIMBOLOGÍA DEL SISTEMA DE DESAGUE
SISTEMA DE DESAGÜE
El desagüe de una Edificación consiste edn todo el conjunto de tuberías, accesorios y demás estructuras dispuestas de tal manera que evacuen las aguas servidas, cuyo destino final serán las redes de alcantarillado del lugar.
OBJETIVO Las redes de desagüe, tienen por objeto retirar de los edificios o predios en forma segura, aunque no necesariamente económica, las aguas servidas, además se establecerá el uso de las trampas o fisuras hidráulicas, para evitar que los gases y malos olores producidos por la descomposición de las materias orgánicas acarreadas, salgan por donde se usan los aparatos sanitarios.
Las redes de desagüe, deben proyectarse y construirse, procurando: - Máximo provecho de las cualidades de los materiales. - Instalarse en la forma más práctica posible y evitar reparaciones constantes. - Mínimo de costo de mantenimiento en las condiciones normales de funcionamiento.
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE DESAGÜE Se pueden clasificar en diferentes tipos de acuerdo con el tipo u origen del agua que circulan así se tiene: es aquel que recibe la Doméstico, descarga de todos los aparatos sanitarios dispuestos en una edificación. Pluvial, es aquel que recibe el flujo proveniente de la escorrentía superficial producida por la lluvia.
Combinado, es aquel que combina el sistema de desagüe doméstico y pluvial. No se utiliza en nuestro medio. Industrial, es aquel que transporta aguas originadas por los desechos de procesos industriales, manufactureras; estas aguas deben tener un proceso de pretratamiento antes de vertirlas al alcantarillado del lugar, con el fin de evitar la contaminación.
SISTEMAS DE DESAGÜE DOMÉSTICO CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA Entre las más principales se encuentran: La Energía disponible es muy pequeña en la evacuación de las aguas servidas desde los diferentes aparatos sanitarios, razón por la cual el transporte de las mismas se hace en flujo a superficie libre. El transporte se debe hacer por conductos cerrados, en succión circular.
La red de desagüe tiene que estar totalmente aislada, no estar en contacto con el medio ambiente para evitar contaminación: con sólidos suspendidos (materia orgánica biodegradable) y diversos nutrientes. En cada uno de los puntos de inicio de la red debe existir un sello hidráulico cuya altura mínima debe ser de 5 cm a fin de evitar problemas como el sifonamiento inducido y el autosifonamiento, y el ingreso de los malos olores.
Cuando las aguas servidas provenientes del edificio a partir de este, no pueden descargar por gravedad a la red pública, se instalará un sistema adecuado de elevación, para su descarga automática a dicha red.
PARTES COMPONENTES DEL SISTEMA DE DESAGUE DOMÉSTICO Se pueden identificar los siguientes: Ramales horizontales Bajadas o Montantes de desagüe de limpieza: Sumideros y Elementos registros de piso. Cajas de registro internas entre tramos de colectores internos. Acometida o conexión domiciliaria de desagüe. Tuberías de ventilación sanitaria
Plano en Planta de la red de desagüe en un cuarto de baño
Instalación de la red de desagüe de un baño
MATERIALES UTILIZADAS EN TUBERIAS Y ACCESORIOS PARA EL SISTEMA DE DESAGUE Se emplearan las siguientes materiales para: Tubería de policloruro de vinilo (PVC) en ramales de desviación, montantes y colectores internos, seran del tipo espiga campana unidos con pegamentos especial, fabricado bajo la norma técnica peruana ITINTEC (INDECOPI) de color gris en longitud de 3mt para diámetros hasta 4” y de 5mt para diámetros mayores.
Para el sector construcción y edificaciones se fabrican de dos clases: Clase liviana (SAL) en de 1½”, 2”, 3”, 4” y 6” (instalaciones domiciliarias). Clase pesada (SAP) en de: 3”, 4” y 6” (instalaciones industriales para mayores presiones de trabajo o para desagües colgantes). Se recomienda utilizar una sola marca de tubería, accesorio y pegamento de PVC para uso en las instalaciones (existen diferenciales de medidas externas de diámetros nominales de parte de los fabricantes: espesor, altura, avance y peso de las tuberías no considerado las tolerancias).
Tubería
Accesorios
APARATOS SANITARIOS EN UNA CASA HABITACIÓN 1. LAVADEROS COCINA
2. LAVATORIO
3. INODORO
4. LAVADERO ROPA
5. DUCHA O TINA
DISEÑO DE LAS REDES DE DESAGUE A)INSTALACIONES INTERNAS DENTRO DE AMBIENTES DE BAÑOS Se tendrá en cuenta los siguientes criterios: -Ubicación de la montante o Bajante -Ubicación de las descargas de los aparatos - Ubicación del Sistema de limpieza - Pendientes mínimas La pendiente de colectores y ramales de desagüe internos será conforme y no menor del 1% para diámetros de 4 ” y mayores y no
B) CALCULO DE LOS RAMALES HORIZONTALES DE DESAGÜE, MONTANTES Y COLECTORES Se determinará por el método de las unidades de descarga. La unidad de descarga es equivalente a una unidad de consumo, definido como el caudal máximo demandado por un lavatorio de tipo privado, por grifo y equivalente a un caudal de 1 pie³/minuto
Para determinar el caudal que debe transportar un tramo de una red es necesario conocer el número de aparatos que son descargados por dicho tramo, sumar las correspondientes unidades de descarga y encontrar el caudal que se va a transportar. El caudal total que circule por una bajante se estimará con base en las unidades de descarga de cada uno de los ramales que lleguen a esa bajante.
RAMALES HORIZONTALES Como su nombre lo indica, son colocados en posición horizontal con un cierta pendiente de acuerdo a normas. encargan de entregar el desagüe Se provenientes de los aparatos sanitarios a las montantes o bajantes. El flujo no debe ser a tubo lleno, como la sección es circular es necesario dejar una superficie para la circulación adecuada de aire que produce fluctuaciones de presión, las que en un momento dado puede destruir los sellos hidráulicos.
UNIDADES DE DESCARGA Tipos de aparatos
Diámetro mínimo de la trampa (mm)
Unidades de descarga
Inodoro (con tanque) Inodoro (con tanque descarga reducida Inodoro (con válvula automática y semiautomática). Inodoro (con válvula automática y semiautomática de descarga reducida). Bidé Lavatorio Lavadero de cocina Lavadero con trituradora de desperdicios. Lavadero de ropa. Ducha privada. Ducha pública. Tina. Urinario de pared. Urinario de válvula automática y semiautomática. Urinario de válvula automática y semiautomática de descarga reducida. Urinario corrido Bebedero Sumidero
75 (3”) 75 (3”) 75 (3”)
4 2 8
75 (3”) 40 (1 ½”) 32 – 40 (1 ¼” – 1 ½”) 50 (2”) 50 (2”) 40 (1 ½”) 50 (2”) 50 (2”) 40 – 50 (1 ½” – 2”) 40 (1 ½”) 75 (3”)
4 3 1-2 2 3 2 2 3 2 – 3 4 8
75 (3”) 75 (3”) 25 (1”) 50 (2”)
4 4 1 – 2 2
UNIDADES DE DESCARGA PARA APARATOS NO ESPECIFICADOS Diámetro de la tubería de descarga del aparato (mm)
Unidades de descarga correspondiente
32 o menor (1 ¼” o menor) 40 (1 ½”) 50 (2”) 65 (2 ½”) 75 (3”) 100 (4”)
1 2 3 4 5 6
MONTANTES O BAJANTES Son tramos verticales por las cuales se conduce el desagüe descargada por las ramales horizontales y que son entregadas por medio de tees sanitarias, con el fin de reducir las pérdidas de energía, mejorar las condiciones de entrega y así aumentar la capacidad de la tubería. Para edificaciones de poca altura su ubicación será por muros, y no deben cortar las vigas soleras principales de lo contrario se tendrá que reforzar un refuerzo adicional (estribos).
Las montantes provenientes de los pisos superiores descargaran siempre cerca de las cajas de registro. En edificaciones modernas (de gran altura) las montantes se instalaran dentro de ductos de 0.60 x 0.60 y la finalidad es que los tubos estén expuestos al aire libre y se puedan revisar y/o reparar las averías correspondientes. Las montantes en la parte superior termina en un sombrero de ventilación que puede terminar en techo accesible o inaccesible.
Las tuberías montantes que llegan al piso, encima de los falsos pisos y/o cimientos se debe colocar siempre a 45º, en el mismo diámetro. El tendido de la tubería de descarga horizontal estará ubicado por debajo de 0.45m del piso terminado.
NÚMERO MÁXIMO DE UNIDADES DE DESCARGA QUE PUEDE SER CONECTADO A LOS CONDUCTOS HORIZONTALES DE DESAGUE Y A LAS MONTANTES Diámetro del Cualquier Montantes de 3 pisos tubo (mm) horizontal de de altura desagüe (*)
32 (1 ¼”) 40 (1 ½”) 50 (2”) 65 (2 ½”) 75 (3”) 100 (4”) 125 (5”) 150 (6”) 200 (8”) 250 (10”) 300 (12”)
1 3 6 12 20 160 360 620 1400 2500 3900
2 4 10 20 30 240 540 960 2200 3800 6000
Montantes de más de 3 pisos Total en Total por la piso montant e 2 8 24 42 60 500 1100 1900 3600 5660 8400
1 2 6 9 16 90 200 350 600 1000 1500
COLECTORES Los colectores de desagüe generalmente ubicados entre cajas de registros internos, están situados bajo tierra, deberán colocarse en zanjas excavadas de dimensiones que permitan su fácil instalación. La profundidad de la tubería será tal que la llave no quede a menos de 0.30m del nivel de terreno. No se procederá al relleno de las zanjas hasta que las tuberías hayan sido inspeccionadas y sometidas a las pruebas respectivas.
NÚMERO MÁXIMO DE UNIDADES DE DESCARGA QUE PUEDEN SER CONECTADOS A LOS COLECTORES DE EDIFICIOS Diámetro del tubo (mm)
1%
50 (2”) 65 (2 ½”) 75 (3”) 100 (4”) 125 (5”) 150 (6”) 200 (8”) 250 (10”) 300 (12”) 375 (15”)
----20 180 390 700 1600 2900 4600 8300
Pendiente 2%
4%
21 24 27 216 480 840 1920 3500 5600
26 31 36 250 575 1000 2300 4200 6700
CAJAS DE REGISTRO Llamadas también cámaras de inspección, que son elementos que tienen por finalidad permitir el registro y limpieza o mantenimiento de los colectores y que se utilizan en áreas no techadas. Son construidas generalmente de albañilería de ladrillo cubiertas interiormente con mezcla cemento-arena o prefabricados en concreto o material plástico. En el fondo deberán llevar medias cañas de diámetro de la tubería. Llevan una tapa que puede ser de concreto o metal (fino fundido).
Sus dimensiones dependen del diámetro de la tubería, la profundidad del colector. Se colocaran cajas de registro en todo cambio de dirección, pendiente o diámetro y cada 15 mts en tramos rectos. Dimensiones
Diámetro
Profundidad
Interiores
Máximo
Máxima
0,25 * 0,50 (10”*20”)
100 (4”)
0,60
0,30 * 0,60 (12”*24”)
150 (6”)
0,80
0,45 * 0,60 (18”*24”)
150 (6”)
1,00
0,60 * 0,60 (24”*24”)
200 (8”)
1,20
BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES
Por lo general se tiene sistemas de evacuación del sistema de desagüe provenientes de los diversos muros sanitarios y otros de las edificaciones por gravedad es el más simple y económicos, pero en algunos casos se proyectan aparatos sanitarios, equipamiento en requerimientos de evacuación del sistema de desagüe que por su ubicación (nivel) no descargan por gravedad.
Si estas descargas están ubicados debajo del nivel de vereda no puede evacuar por gravedad en este caso deberá proyectarse una cámara de revisión o bombeo en un lugar estratégico y adecuado para recibir las aguas residuales de los puntos de descarga que no pueda salir por gravedad y necesitaríamos un equipo de bombeo para elevarlo hacia el colector principal que descarga por gravedad.
COMPONENTES El sistema de bombeo de agua residuales esta compuesto por:
Cámara de bombeo
Equipo de bombeo
La tubería de impulsión
CÁMARA DE BOMBEO Es una infraestructura que tiene por objeto alojar o recibir las aguas residuales a ser bombeadas y el equipo de elevación. Generalmente esta infraestructura tiene dos partes: Cámara húmeda y Cámara seca. La cámara húmeda es el recipiente que alberga temporalmente las aguas residuales a ser bombeadas, su volumen útil o capacidad debe ser establecida de acuerdo a ciertos criterios como el tiempo de retención.
Por efectos de experiencia se puede considerar un tiempo total entre 15 a 30 minutos y en caudal de bombeo entre el 1.25 a 1.5 del caudal de la máxima demanda simultánea de contribución. La forma o succión de la cámara dependerá del espacio asignado y la profundidad será en función de las cotas de llegada de las aguas residuales.
EQUIPO DE BOMBEO Existen en el mercado una variedad de bombas para ser utilizadas en el manejo de aguas residuales con sólidos, si tienen las bombas centrifugas las más usadas en las edificaciones por tener una mayor eficiencia y su instalación se puede hacer en diferentes posiciones, ya sea en la cámara una con el motor acoplado o sumergida en la cámara húmeda con motor en la cámara seca o sumergida con el motor acoplado. Para la selección y especificación del equipo de bombeo se tendrá en cuenta los siguientes criterios:
El número mínimo de bombas será 2 El caudal de bombeo será como mínimo el 125% del caudal máximo que llega a la cámara húmeda. La altura dinámica total será la establecida teniendo en cuenta su ubicación, el punto de descarga de las aguas residuales y características de la línea de impulsión. Deberá garantizarse un suministro puramente de energía durante las 24 horas del día. El equipo deberá estar equipado con un control automático de arranque y parada en relación con los niveles mínimo y máximo de la cámara húmeda.
LÍNEA DE IMPULSIÓN La línea de impulsión será destinada desde el punto de descarga del equipo de bombeo hasta el punto de entrega que será la caja de registro final. El dimensionamiento y cálculo de la tubería será en forma similar al procedimiento que se hace para una línea de impulsión de agua potable.
RECOMENDACIONES •
•
•
La ventilación en el baño debe ser natural. Es importante que haya una permanente circulación de aire. Las instalaciones sanitarias deben ubicarse de tal manera que no afecten la firmeza de las paredes. El tubo del desagüe del baño debe pasar por pasadizos y patios y no por el dormitorio o sala; ya que si se tapa hay que romper el piso.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CURSO DE TITULACIÓN PROFESIONAL 2013 MODALIDAD ACTUALIZACIÓN DE CONOCIMIENTOS
VENTILACIÓN SANITARIA Ing. EDUARDO HUARI CAMA
2013
VENTILACIÓN DE INSTALACIONES SANITARIAS CONTROL DE GASES El proceso biológico de putrefacción de las aguas residuales debido a sus componentes orgánicos, da lugar a la formación de gases con mal olor como el hidrógeno sulfurado que por su menor densidad tienden a salir de las tuberías a través de los puntos de contacto de las redes con el ambiente ya sea a través de los artefactos sanitarios, sumideros y otros. Para evitar la salida de los gases hacia los ambientes que conforman la edificación a través de los artefactos sanitarios, sumideros y otros puntos, se crea una barrera entre el sistema de aguas residuales y el ambiente, que consiste en un sello de agua contenido en un elemento llamado comúnmente sifón o trampa por su forma.
Este elemento se instala ya sea en el artefacto o aparato sanitario como accesorio complementario como es el caso de los lavatorios, lavaderos o duchas, o va incorporado en el mismo artefacto, como es el caso de los inodoros. Sin embargo este sello de agua está sujeto por su ubicación a dos fenómenos que pueden hacer que se pierda, siendo uno de ellos la evaporación del agua que conforma el sello y el otro su pérdida debido a presiones positivas o negativas creadas por el movimiento de las aguas residuales. Los estudios y la experiencia en este campo han establecido que la altura de agua que forma el sello hidráulico no debe ser menor de 5 cm., para evitar o minimizar los fenómenos aludidos, es decir la evaporación y la pérdida por el efecto de las presiones.
Muchas veces coinciden la falta de presión atmosférica y las descargas de aguas residuales que generan las presiones positivas o negativas por lo que es necesario mantener un contacto permanente con la atmósfera lo que se logra colocando tuberías complementarias que se han denominado de ventilación.
VENTILACIÓN Durante la recolección y evacuación de las aguas residuales provenientes de los diferentes servicios sanitarios y de los puntos donde se generan, a través de los conductos cerrados que conforman las redes, se producen diferentes fenómenos sobre todo por el efecto pistón que genera el paso de las aguas residuales con cierta velocidad en las derivaciones y que generan presiones positivas y negativas en diferentes
puntos de las redes produciendo la perdida de los sellos de agua de las trampas o sifones, dejando que los gases salgan a través de los aparatos sanitarios a los ambientes de la edificación; o haciendo que disminuya la velocidad de transporte de las aguas residuales. A fin de mantener la presión atmosférica en el sistema de aguas residuales para evitar o minimizar las presiones positivas y negativas y evacuar en lo posible los gases que se generan, es necesario diseñar un sistema de ventilación conformado por tuberías conectadas a las redes de aguas residuales en puntos estratégicos y a la atmósfera.
Grafico Nº 1. La ventilación correcta mantiene el cierre hidráulico
Es importante mencionar que toda tubería de ventilación debe tener una pendiente mínima del 0.5% de tal forma que el agua que se produzca por condensación u otro factor pueda escurrir al ramal de desagüe o montante a la cual esta conectada.
DIMENCIONAMIENTO El diámetro de las tuberías de ventilación se determina teniendo en cuenta lo siguiente: El diámetro del tubo de ventilación de cada aparato sanitarios podrá ser la mitad del diámetro del tubo de desagüe del aparato, pero en ningún caso menor a 1.1/2 ” o 40 mm.
Los diámetros de las tuberías de ventilación (horizontales o columnas) se determinarán teniendo en cuenta el número de unidades de descarga que corresponde a la tubería que se ventila; el diámetro de la montante de aguas residuales correspondiente y la longitud total de la tubería de ventilación considerada. Esta relación está establecida en tablas incorporadas en la Norma vigente y que se muestra con los Nos. 1 y 2.
DIMENSIONES DE LOS TUBOS DE VENTILACIÓN PRINCIPAL Diámetro de la Montante (pulg) 1.1/4” 1.1/2” 1.1/2” 22 2” 2.1/2” 3” 3” 3” 4” 4” 4” 6” 6” 6” 6” 8” 8” 8” 8” 10” 10” 10” 10”
Unidades de Descarga Ventiladas 2 8 42 12 20 10 10 30 60 100 200 500 350 620 960 1900 600 1400 2200 3600 1000 2500 3800 5600
2”
3”
4”
6”
8”
5.08 cm.
7.62 cm
10.16 cm
15.74 cm
20.32 cm
390.0 330.0 300.0 .210.0 150.0 120.0 105.0 75.0 75.0 38.0 30.0 24.0 18.0
390.0 360.0 330.0 240.0 240.0 300.0 150.0 105.0 75.0
30.0 60.0 45.0 30.0 18.0 15.0 11.0 9.0 6.0
180.0 150.0 120.0 78.0 75.0 54.0 15.0 9.0 7.0 6.0
300.0 270.0 210.0 60.0 38.0 30.0 21.0 15.0 12.0 9.0 8.0 8.0
DIAMETRO DE LOS TUBOS DE VENTILACIÓN EN CIRCUITO Y DE LOS RAMALES TERMINALES DE TUBOS DE VENTILACIÓN INDIVIDUALES Diámetro del Tubo de Ventilación Diametro del Ramal Horizontal de desague (pulg)
Numero máximo de unidades de Descarga
1.1/2”
2”
2.1/2”
3”
4”
6”
Diámetro del Tubo de Ventilación 1.1/2” 2” 2” 3” 3” 3” 4” 4” 4” 8” 8”
10 12 20 10 30 60 100 200 500 200 1100
6.0 4.5 3.0
12.0 9.0 6.0 2.1 1.8
12.0 12.0 4.8 6.0 5.4 4.2
30.0 30.0 24.0 15.6 15.0 10.8 4.8 3.0
60.0 54.0 42.0 21.09 12.0
60.0 42.0
Conexiones de la ventilación principal
MODALIDADES DE VENTILACION EN EDIFICIOS
A. SISTEMA DE VENTILACION DE LOS APARATOS SANITARIOS
Como ya se mencionó, las tuberías de los sistemas de desagües de aguas servidas se ventilan para proteger los sellos hidráulicos, principalmente el sello de agua del sifón de cada aparato sanitario; esta protección se realiza previniendo el sifonamiento que ocurre en el momento de la descarga de cada aparato, o por la entrega de otro aparatos en el mismo ramal; existen varios métodos para prevenir este sifonamiento.
1. Ventilación individual Es la recomendable y corresponde a aquella que ventila el sifón de cada aparato sanitario individualmente.
Ventilación individual
B. TERMINALES DE COLUMNAS DE VENTILACIÓN
De acuerdo con lo establecido en la norma Icontec 1500, estas terminales de ventilación deben estar ubicadas por los menos a tres metros de puertas, ventanas o tomas de aire, con excepción de aquellas que estén por lo menos a 60 cm por encima de la parte más alta de aquellos elementos.
Como resulta costosa y es necesario desarrollar redes de tuberías de ventilación que pueden ser difíciles de construir, razón por la cual en la mayor parte de los diseños no es una recomendación generalizada.
2. Ventilación común Es cuando se usa un solo sistema de ventilación para dos o más aparatos sanitarios. Es un sistema de ventilación utilizado frecuentemente cuando los aparatos sanitarios se encuentran enfrentados.
Ventilación común
3. Ventilación húmeda Es una tubería que sirve de desagüe para un aparato sanitario y, a la vez, de ventilación para otros aparatos sanitarios; así se puede disminuir la red de ventilación. Este tipo de ventilación puede existir tanto en el último piso como en un piso intermedio, de acuerdo con las siguientes reglas (figura 8.8): 1. No más de una unidad de aparato sanitario debe descargar a través de una ventilación húmeda de 1 ” y no más de cuatro unidades para uno de 2 ” . 2. La longitud del drenaje no debe exceder el máximo permisible entre ventilación y sifón del aparato. 3. El ramal horizontal conecta a la bajante al mismo nivel que el sanitario o por debajo de él.
Además en los pisos intermedios, en el caso de los sanitarios, se han de ventilar no necesariamente de manera individual y la ventilación húmeda debe ser de 2” como mínimo.
Ventilación húmeda
4. Ventilación en circuito Es cuando un solo ramal de ventilación se encarga de la ventilación de dos o más aparatos en un piso (el número máximo de aparatos es ocho). La conexión al drenaje se hace a partir del último aparato sanitario, el cual se une a la columna de ventilación. 5. Ventilación en anillo Es muy similar a la ventilación en circuito. La diferencia es que corresponde al ramal más alto que entrega a la bajante y se conecta a la prolongación de ésta y no a la columna de ventilación.
Sistema de Ventilación en Circuito
UNIDADES DE DESCARGA TIPOS DE APARATOS
DIAMETRO MINIMO DE LA TRAMPA
UNIDADES DE DESCARGA
Inodoro (con tanque) Inodoro (con válvula) Bidé Lavatorio Lavadero de cocina Lavadero con triturador de desperdicios Lavadero de ropa Ducha Privada Ducha Pública Tina Urinario de pared Urinario de piso Urinario corrido Bebedero Sumidero
75 mm. (3”) 75 mm. (3”) 40 mm. (1 1/2”) 32 – 40 mm. (1 ¼” – 1 ½”) 50 mm. (2”)
4 8 3 1 – 2 2
50 mm. (2”) 40 mm. (1 ½”) 50 mm. (2”) 50 mm. (2”) 40 mm. – 50 mm. (1 ½” – 2”) 40 mm. (1 ½”) 75 mm. (3”) 75 mm. (3”) 25 mm. (1”) 50 mm. (2”)
3 2 2 3 2 – 3 4 8 4 1 – 2 2
UNIDADES DE DESCARGA PARA APARATOS NO ESPECIFICADOS DIAMETRO DE LA TUBERIA DE
UNIDADES DE
DESCARGA DEL APARATO
DESCARGA CORRESPONDIENTE
32 mm. 6 menor (1 ¼” 6 menor)
1
40 mm.
(1 ½”)
2
50 mm.
(2”)
3
65 mm.
(2 ½”)
4
75 mm.
(3”)
5
100 mm.
(4”)
6
TRAMPA DE GRASA Requerimiento del uso de la Trampa de grasa. La instalación de trampa de grasa será obligatoria cuando se trate de establecimientos que preparen y expendan alimentos. La trampa de grasa materia del diseño respectivo cumplirá la función principal de retener los aceites y grasas para que las aguas residuales domesticas estén libres de este parámetro que no puede ser removido en el proceso existente. El diseño de la trampa de grasa es del tipo hidráulico, siendo el material de concreto que incluye la colocación interna de una pantalla de madera tratada intermedia.
La grasa y aceites que no es emulsionado se mantendrán a flote y puedan ser recogidos, y que mediante la pantalla pase el desagüe sin grasa y la misma al acumularse en la trampa de grasa pueda ser succionada y desinfectada. El periodo se limpieza de la trampa de grasa será de una semana. Ubicación de la Trampa de Grasa La construcción e instalación de la trampa de grasa esta prevista dentro del ambiente de Cocina, después de la descarga de los lavaderos (2 actuales y 1 proyectado) según se indica en los planos.
Diseño de la Trampa de Grasa Se ha tomado en cuenta los parámetros de diseño y normas del reglamento resultando lo siguiente: Los detalles de calculo de la trampa de grasa se indica en el cuadro tabulado anexo y que finalmente las dimensiones y acotamientos se encuentran en el plano respectivo.
TRAMPA DE GRASA
PARÁMETRO Aparatos Lavaderos Lavadero repostería(proyección) Total UH Caudales Caudal unitario aparato (lt/min) Caudal Máx. Horario total(lt/min) Caudal Máx. Horario total(lt/ seg) Caudal promedio (lt/seg) % contribución desagüe Caudal descarga desagüe (lt/seg) Dimensiones Volumen Profundidad Área Ancho Longitud Finalmente las dimensiones internas
CANTIDAD
ug
VALOR
2 1
2 4
4 4 8
1
finales
M3 MT M2 MT MT adoptadas
de grasa son: Ancho : 0.60 mt. Longitud: 1.00 mt Profundidad: 0.70 mt Se considera un tiempo de retención de 3 minutos.
28.3 226.4 3.773 2.096 80 1.677
para la caja
0.302 0.70 0.431 0.60 de 1.00 trampa
CÁMARA DE BOMBEO La cámara de bombeo de aguas residuales es una infraestructura que tiene por objeto albergar as aguas residuales a ser bombeadas y el equipo de elevación, por lo que generalmente se consideran dos partes: la cámara húmeda y la cámara seca. Dependiendo del tipo de equipo de bombeo que se utilice y de la disposición o ubicación del mismo se podrá diseñar ambas cámaras en forma independiente o integradas en una sola estructura.
Siendo la cámara húmeda el recipiente que alberga temporalmente las aguas residuales a ser bombeadas su volumen útil o capacidad debe ser establecida de acuerdo a ciertos criterios, sobre todo considerando el tiempo de retención de las aguas residuales para evitar su condición anaeróbica. Por experiencia y a fin de evitar el efecto térmico acumulativo en el motor arranque, se puede considerar un Tiempo total entre 15 a 30 minutos y un O de bombeo entre 1.25 a 1.5 del O de la máxima demanda simultanea de contribución.
La forma o sección de la cámara dependerá del espacio asignado o proyectado para la misma y su profundidad se establecerá teniendo en cuenta la cota de llegada de las aguas residuales y la altura del liquido. Cuando se considere cámara seca, deberá contar con una sistema de ventilación adecuado que será del tipo forzada cuando por sus características y profundidad pueda presentar problemas de acumulación de gases. Normalmente para estos casos se recomienda que el sistema de ventilación forzada pueda proveer seis cambios del volumen de aire por hora en operación continua o dos cambios en operación intermitente.
EQUIPO DE BOMBEO Si bien existen una variedad de bombas para el manejo de aguas residuales con sólidos, las bombas centrifugas son las mas utilizadas en las edificaciones por tener mayor eficiencia, pueden manejar sólidos cori mayor facilidad y pueden ser instaladas fácilmente en diferentes posiciones, ya sea en la cámara seca con el motor acoj5lado, o sumergida en la cámara húmeda con motor en la cámara seca o sumergida con el motor acopiado. En el caso de tener algunas dificultades con el tipo de sólidos, puede acoplarse un triturador. La decisión de escoger uno u otro tipo de bomba se tomará luego de estudiar las condiciones disponibles y las características de tas aguas residuales y de la edificación.
Para la selección y especificación del equipo de bombeo se tendrá en cuenta los siguientes criterios El mínimo número de bombas será de dos. El caudal de bombeo será como mínimo el 125% del caudal máximo que llega a la cámara húmeda. La altura dinámica total será la establecida teniendo en cuenta su ubicación, el punto de descarga de las aguas residuales y las características de la línea de impulsión. Deberá garantizarse un suministro permanente de energía durante las 24 horas del día. El equipo deberá estar equipado con un control automático de arranque y parada en relación con los niveles mínimo y máximo de la cámara húmeda.
SISTEMA DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES
LINEA DE IMPULSION La línea de impulsión será diseñada desde el punto de descarga del equipo de bombeo hasta el punto de entrega que de preferencia será la cámara de inspección o caja de registro final, El dimensionamiento y cálculo de la tubería se hará utilizando la formula de Hazen Williams, para conducir e caudal de bombeo, siguiendo el mismo procedimiento que para una línea de impulsión de agua potable.
EVACUACION DE AGUAS RESIDUALES POR BOMBEO
INTRODUCCION Los aireadores se diseñaron como una alternativa al sistema tradicional de ventilación de desagüe en edificios (con prolongación de la bajante vertical por encima del techo del edificio para dar entrada de aire y una tubería paralela a la bajante con conexiones en cada planta). Su uso puede ser en edificaciones familiares, multifamiliares o comerciales. Presentan ventajas con respeto al sistema tradicional, lo reemplazan y mejoran.
DESCRIPCION
•
•
•
•
•
•
Las válvulas de aireación han sido diseñadas para resolver globalmente el sistema de ventilación en evacuación unificando los componentes de ventilación primaria y secundaria. Su aplicación es independiente del uso al que se destine el edificio, siendo validas, por tanto para edificios residenciales y públicos. Una vez colocadas, su funcionamiento permite: Prevenir y controlar las fugas de aire viciado y malos olores. Admitir aire en situaciones de depresión, equilibrando la instalación en todo momento. Reducir la red de conductos que suponen otras soluciones de ventilación. Eliminar la previsión de espacio adicional en el proyecto de la instalación. Proteger la cubierta. al no tener que atravesarla, limitando los problemas que se generan. Reducir la sobrepresión creada en el sistema, disminuyendo la velocidad en las bajantes. Se colocan en el interior del edificio.
COMPOSICION
Las válvulas se componen de materiales plásticos, sin resortes metálicos ni otros elementos que puedan dar lugar a la oxidación o corrosión.
Los componentes son: Tapa (1) Cuerpo superior (2) Membrana (3) Diafragma (4) Junta elástica de union (5) Red de protección (contra insectos) (6) Cuerpo inferior (7) Junta de caucho, de conexión a la tubería (8)
FUNCIONAMIENTO Funcionamiento de las válvulas de aireación El funcionamiento es simple y eficaz. El mecanismo consta de dos posiciones: POSICION CERRADA (fig.2) En condiciones normales, cuando el inodoro no esta en uso, el diafragma circular cierra herméticamente la unidad, previniendo fugas de aire y olores en la derivación y en el bajante. POSICION ABIERTA (fig.1) Cuando se usa el aparato, se produce una disminución de presión en la parte superior de la red. El aire exterior a la válvula, a presión normal (ambiente), empuja el diafragma y penetra en la válvula, igualando la presión en ambas zonas, evitando el desifonado de los cierres hidráulicos conectados a ella. Al finalizar el flujo interior en los conductos, la presión se equilibra, el diafragma pasa a la posición cerrada y se cierra herméticamente la unidad.
FUNCIONAMIENTO POSICION ABIERTA (fig.1) POSICION CERRADA (fig.2)
CARACTERISTICAS TECNICAS · Maxi-Vent: - Descripción: válvula para ventilación primaria y secundaria de la bajante Maxi-Vent. Fabricada en ABS, incluye mecanismo con diafragma de ventilación interno para evitar el sifonamiento propio e inducido, rejilla de protección anti-insectos y junta elástica para unir por presión. De conformidad con UNE EN 12380 designación "AI" y certificado de calidad BBA. - Características: · Dota al sistema de la ventilación necesaria para cubrir cinco plantas. · Para edificios de más de cinco alturas colocar una válvula Maxi-Vent cada cuatro plantas. · Capacidad máxima 32 l/s a -250 Pa (-25 para inodoro). · Resistentes a condiciones atmosféricas adversas (entre -20°C y +60°C). · Diámetros: dependiendo del adaptador, la válvula Maxi-Vent se puede instalar en bajantes desde Ø 75 - 90 - 100 y 110 mm.
· Mini-Vent: - Descripción: válvula para ventilación de desagües Mini-Vent. Fabricada en ABS, de color blanco, formada por dos cuerpos, tapa de remate, diafragma de ventilación interno para evitar el sifonamiento propio e inducido de los elementos de desagüe, rejilla de protección y junta elástica para unir por presión, según diámetro. De conformidad con UNE EN 12380 designación "AI" y certificado de calidad BBA. - Características: · La válvula Mini-Vent dota al sistema de la ventilación necesaria para un máximo de cinco aparatos. · Capacidad máxima 7,50 l/sg a -250 Pa (-25 para inodoro). · Resistentes a condiciones atmosféricas adversas (entre -20°C y +60°C). · Diámetros: dependiendo del adaptador la válvula Mini-Vent se puede instalar en tuberías desde diámetro 32 ÷
INSTALACION
INSTALACION
Montaje típico de instalación interna 5 pisos máximo
Aireador
Aireador
Sifón de caño
Sifón de lavabo
Tubería de descarga de 40 mm
Sifón de bañera
Tubería de descarga de 32 mm Tubería de descarga de 40 mm
Tubería de descarga de 100 mm
INSTALACION
VENTAJAS •
•
•
•
•
Sustituyen a las tuberías de ventilación, ahorrando costos en material y colocación. Reduce la necesidad de cortafuegos previene el efecto chimenea en las tuberías y minimiza el riesgo de propagación del fuego hacia los pisos superiores. Evitan la entrada de insectos y roedores en la instalación, objetos extraños y otras partículas gracias a la protección que incorporan las válvulas. Eliminan el riesgo de las filtraciones a través del techo en cubierta Evitan el escape de malos olores de la instalación hacia el edificio y los alrededores.
•
•
•
•
Facilitan la labor de diseño a arquitectos, ingenieros y decoradores. Son resistentes a las condiciones atmosféricas adversas. No necesitan mantenimiento, porque las válvulas están diseñadas para resistir las temperaturas extremas y el deterioro. Además, el uso continuo no afecta al mecanismo de apertura y cierre. Tienen una vida útil equivalente al sistema de evacuación en el que se colocan. Apoyan al cumplimiento de la Ley General del Ambiente que fomenta la generación de tecnologías ambientales (Art 124, inc. C) al no permitir filtraciones de gases nocivos (metano) al exterior a partir de las tuberías del edificio.
VENTAJAS
Se puede reducir el diámetro de la tubería. No se necesita ventilación secundaria. Elimina el gorgoteo. Elimina la transmisión de malos olores. Elimina los problemas de sedimentación, debido al aumento de la velocidad del agua vertida. Favorece la estética de la instalación.
NORMATIVIDAD Normas internacionales: –
–
–
–
–
–
–
–
Norma de Nueva Zelanda Clause G 13 2006 International Plumbing Code (IPC) 2006 INTERNATIONAL RESIDENTIAL CODE (IRC) 2006 UNIFORM PLUMBING CODE (UPC) 2006 NATIONAL STANDARD PLUMBING CODE (NSPC) 2005 NATIONAL PLUMBING CODE OF CANADA Norma Europea BS EN 12380:2002 Reglamento Frances
