PISCINA - DA² - ok

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil

Tema

:

DISEÑO DE PISCINAS

Curso

:

INSTALACIONES SANITÁRIAS

Docente

:

Ing. GASPAR MÉNDES CRUZ

Alumno

:

ALEJANDRÍA ALARCÓN, DILMER

Grupo

:

B

“

”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

INGENIERÍA CIVIL Cajamarca, Diciembre de 2010

DISEÑO DE UNA PISCINA DE RECIRCULACIÓN I. INTRODUCCIÓN: Cuando hablamos de una vivienda, no solo nos referimos a las paredes y los techos sino también a otros elementos complementarios para el bienestar y comodidad de las personas que la habitan, estos elementos están constituidos por las instalaciones técnicas, entre ellas están las instalaciones eléctricas, las hidráulicas y las sanitarias; no quiero decir con esto que sólo se tengan tres tipos de instalaciones, pues se pueden tener otros tipos, como son aire acondicionado, calefacción y otras. De las cuales en el presente veremos un apartado más en lo que concierne a las I.S. sobre PISCINAS. Para lo cual, el presente informe está referido al diseño de un piscina de recirculación, que ha sido elaborada teniendo en cuenta que el diseño de éstas es un conocimiento importante que debemos tener como alumnos y futuros profesionales. Como ya se mencionó, el diseño de una Piscina constituye una obra en la cual se mezclan varias ramas de la ingeniería Civil como lo es su carácter: Hidráulico, estructural; entre otras. Con la ayuda del reglamento y normas que rigen la construcción de una piscina, también separatas del curso, se determinarán las dimensiones tanto de su geometría como del sistema Sanitario de agua. Además, la piscina tiene ciertas características como lo son: ser de tipo residencial, para evitar costos por el servicio de agua potable; su calentamiento será a través de un calentador, el uso de una tabla trampolín para saltos, etc. Las que servirán para todo el proceso del diseño. En consecuencia; en el presente informe se detalla todos los cálculos, indicaciones, sugerencias para la realización del diseño y con ello se ha elaborado los planos, donde se muestran todas las dimensiones y equipos para el funcionamiento adecuado de la piscina.

II. OBJETIVOS Diseñar todas las dimensiones de la piscina, es decir: longitudes, anchos, profundidades. Diseñar los diferentes diámetros de las tuberías del sistema de recirculación. Diseñar los diferentes elementos y componentes del sistema de recirculación. Calcular el tiempo de Recirculación.

*

ALCANCES

La piscina a ser diseñada es de tipo residencial, teniendo como área de terreno específica para la piscina 280m², tiene una forma arriñonada, cuenta con un trampolín y un sistema de calentamiento.

*

JUSTIFICACIÓN

Brindar un sistema de Recirculación y Filtración apropiado de modo que asegure una adecuada reposición del agua con AL EJ AN DRÍA AL ARCÓN, Di lmer

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limpieza y en el tiempo previsto. Realizar un buen diseño de una piscina pública, así como brindar la mayor comodidad a los usuarios de dicho servicio y una mayor seguridad. * EMPLAZAMIENTO La piscina estará ubicad de tal modo que la mayor parte del día le de el sol, especialmente y es así que estará en dirección de este a oeste, y el trampolín estará ubicado en la parte que da al Este con eso el sol le dará a las personas que usan el trampolín por la espalda en las mañanas.

III. REVISIÓN LITERARIA: ENTRADA DE AGUA:  El ingreso del agua a la piscina, debe hacerse a través de una instalación que asegure, que el agua limpia, que ingresa proveniente de la RED PUBLICA, no tenga posibilidad alguna de regreso a la misma; para lo cual el agua potable de la red publica, debe afluir previamente a un tanque regulador (TANQUE DE COMPENSACIÓN); y posteriormente a la piscina.  Dichas entradas de agua, deben instalarse, de manera que mezclen íntimamente el agua fresca tratada y recirculada, con la de la piscina; y la separación entre ellas, no sea mayor a 5 m. para evitar estancamientos de agua.  Las entradas de agua se colocaran a 30cm. por debajo del nivel normal del agua en las piscinas. CALIDAD DEL AGUA: La calidad del agua depende de: Número de bañistas. Capacidad de la piscina. Cantidad de agua limpia introducida. Purificación y desinfección del agua. FÓRMULAS DE CÁLCULO PARA USO DE PISCINAS: P 

QR

P 

kQ

GB

T 2

 0.02 Q

R

 3.84 Q

Q

B

 0.02

CR TB

 3.84

T 2

C T 3

…

(1)

…

(2)

Donde: P: Número máximo de bañistas por hora, número máximo de bañistas que pueden ser admitidos en la piscina, durante el horario de uso de esta. Q: Galones de agua purificada, y desinfectada, que entra a la piscina desde el sistema de recirculación. C: Capacidad de la piscina (galones). T: Periodo de reemplazo de la piscina (horas) T=C/Q … R: Número de horas del día, durante los cuales el agua de la piscina es recirculada. B: número de horas del día, durante las cuales la piscina esta en uso. G: Coeficiente = (galones de agua recirculada) / (número de bañistas). K: Coeficiente que refleja las condiciones, bajo las cuales es usada la piscina. El Departamento de Salud (Estado de NEW YORK), recomienda usar: AL EJ AN DRÍA AL ARCÓN, Di lmer

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G = 50 galones/bañista = 189.25 Lts/bañista. K = 3.84 ALGUNAS NORMAS ÚTILES PARA EL USO ADECUADO DEL AGUA DE LAS PISCINAS:  Tasa de recirculación (agua recirculada/día/capacidad de piscina): debe ser por lo menos: 2 y mejor si es 3, a fin de tener el agua limpia y fresca. Esta tasa de recirculación depende de la intensidad de uso de la PISCINA.  Durante la recirculación, el ritmo de filtrado puede mantenerse, en unos 3GPM/pie 2 = 122.2 Lts/min/m 2 = 2.05 Lts/seg./m 2. 

La reducción de la alcalinidad, y el valor del PH, se consigue con el uso de carbonato sádico comercial.



El uso de un tanque de compensación (TANQUE REGULADOR), permite el ingreso del agua a la piscina, desde la red publica, para:  El llenado inicial.  Restablecer el agua perdida.  Lavado de los filtros, sin usar el agua de la piscina.

(sin que se interfieran ambos sistemas: el de la RED PUBLICA y el de la PISCINA).  El uso de un sumidero colector, donde concurren todas las aguas drenadas,

desde el sistema de la piscina, para su posterior envió a la RED PUBLICA DE DESAGÜE, evitara que las aguas de esta red, ingresen nuevamente al sistema de la piscina.  El ingreso y salida del agua a la piscina, se logra mediante dispositivos hidráulicamente balanceados; la salida tiene lugar mediante el desagüe de fondo, y los DESNATADORES (SKIMERS: actúan como aliviaderos y eliminadores de la espuma, que se acumula en la superficie del agua, a consecuencia del uso).

FILTRACIÓN: Proceso de repurificación del agua de las piscinas. El diseño del sistema de filtración, para piscinas, se hará considerando el empleo de FILTROS RÁPIDOS; cuya proporción debe ser: no mayor de 3.0 GL/min. (120 a 150Lit./min/m2, de superficie filtrante). Los filtros rápidos de gravedad, estarán equipados con MANÓMETROS de presión, para controlar las perdidas de carga. CAPACIDAD DE VOLUMEN DE AGUA RECIRCULADA (m3) TAMAÑO DEL FILTRO FILTRACIÓN (Lit./s) 6 horas 8 horas 10 horas FMH – 13 1.89 41 54 68 FMP – 23 3.15 68 91 113 FMP – 49 6.30 136 181 227 FMP – 69 8.83 191 254 318

ENTRADAS DE AGUA: La instalación de TUBERÍAS DE AGUA, debe garantizar la limpieza del agua que ingresa a la piscina, proveniente de la red de tubería de agua potable; de tal forma que no exista la posibilidad de regreso al misma; para tal propósito, el agua potable debe ingresar previamente a un TANQUE REGULADOR de nivel (TANQUE DE AL EJ AN DRÍA AL ARCÓN, Di lmer

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COMPENSACIÓN); y posteriormente a la piscina. Así mismo tales entradas, estarán instaladas, de manera que mezclen íntimamente el agua fresca tratada y recirculada, con el de la piscina; y tenga una separación de 5m. para evitar la formación de zonas de agua estancada. Se colocarán a 0.30m. por debajo del nivel normal del agua, de la piscina.

CUADRO DE RESUMEN DE BOMBAS HIDROSTAL BOMBA CAPACIDAD DE FILTRACIÓN TIPO O MODELO (L/s)

TAMAÑO DEL FILTRO

FMH – 13 FMP – 23 FMP – 49 FMP – 69

1.89 3.15 6.30 8.83

EMA – 38 EMA – 55 EMA - 81 EMA - 125

H* (m)

14.50 12.00 10.00 13.00

VOLUMEN DE AGUA RECIRCULADA (m3) 6 horas

8 horas

10 horas

41 68 136 191

54 91 181 254

68 113 227 318

H *: Carga manométrica, correspondiente al caudal de filtración.

SISTEMA DE RECIRCULACIÓN DE AGUA PARA PISCINA: Número de recirculaciones. El sistema de recirculación, será diseñado, para una circulación diaria. La recirculación debe operarse de DIA; y el tiempo de recirculación, debe estar entre 8 y 12 horas (nunca mayor de 18 horas). El sistema de recirculación consiste en llenar una sola ves la piscina; y hacer circular su volumen de agua, a través de la misma: 1, 2, 3, 4, o más veces en 24 horas.





Estructura para un sistema de recirculación:  Coagulador.  Filtros.  Calentador.  Equipo de desinfección.  Bombas (centrifugas, accionadas por motor eléctrico).  Trampa de pelos.  Sistema de tuberías, válvulas y manómetros.  Limpiador de succión.

Sistema de tuberías y válvulas: Se diseñaran, de forma que las perdidas por fricción, queden reducidas a un mínimo; debiendo ser su capacidad igual al doble del valor teórico obtenido.



Se recomienda pintar las tuberías de diferentes colores, de acuerdo con el uso específico que se le destina. * Sistema de tuberías:

-

La que viene de los drenes de fondo, o línea de desagüe. La que viene de los desnatadores, o línea de desnatadores. La que resulta de la unión de ambas, que constituye la línea de aspiración de la bomba y que contiene la trampa de pelos. La que sale de la bomba, que constituye la línea de impulsión, y que llega

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a la válvula multiport. La que sale de la válvula multiport, hacia la eliminación, llamada tubería de desagüe. La que sale de dicha válvula, e ingresa al filtro. La que sale del filtro, para dirigirse ala piscina, o línea de retorno.

* Se recomienda instalar:

-

1 manómetro a la entrada de la bomba, y otro a la salida, para controlar el bombeo. 1 medidor de caudal de recirculación del agua.

IV. DISEÑO: RED DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE PARA LA PISCINA ALCANCES: La Piscina será construida en la Ciudad de Cajamarca, está clasificada como una Piscina Residencial tendrá forma de “Pera de Agua ” de dimensiones: Largo: 25.0 m,

Ancho: 15.0 m, con una área de 260 m 2 también contara con tabla trampolín para saltos con sistemas de recirculación iluminación artificial y calentamiento a base de petróleo.  Piscina privada: con recirculación.  Número de recirculaciones: 2 cada 24 horas.  Tiempo de llenado: 2 – 10 horas.

EMPLAZAMIENTO: La piscina estará ubicad de tal modo que la mayor parte del día le de el sol, especialmente y es así que estará en dirección de este a oeste, y el trampolín estará ubicado en la parte que da al Este con eso el sol le dará a las personas que usan el trampolín por la espalda en las mañanas. GEOMETRÍA:


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PROFUNDIDADES. LADO MENOS PROFUNDO: - Mínimo: O.8m - Máximo: 1m Luego consideremos una profundidad de = 0.90m PENDIENTES: No exceder en la zona poco profunda: 1:7 Pendiente del piso en el primer cambio de pendiente no exceder de: 1:2.5 LADO PROFUNDO: - Profundidad Mínima D2: 9' = 2.74m => consideremos = 3.00 m - Luego consideremos profundidad Máx. = 3.50 m 1. DOTACIÓN: a. Dotación de agua para SS. HH. de piscina. La dotación de agua requerida, para los aparatos sanitarios en los vestuarios y cuartos de baño, anexos a la piscina; se calculara adicionalmente a razón de: 30 L./día/m 2 (proyección horizontal de la piscina).

Entonces: - Proyección horizontal (piscina): =280.00 m 2

- Dotación: (260.00 m2) (30Lts/día/m2) = 8 400Lts/día. b. Dotación de agua para piscina. La dotación de agua requerida para la piscina según el RNE. Será: De recirculación. Con recirculación de las aguas de rebose: 10 L/día/m 2 de proyección horizontal de la piscina.

Entonces: -

Dotación: (280.00 m2) (10Lts/día/m2) = 2 800Lts/día.

2. NUMERO DE APARATOS SANITARIOS: El reglamento menciona servicios higiénicos separados para hombres y mujeres. El reglamento dice por cada 40 bañistas mujeres 1 ducha, 1 inodoro y un lavatorio Por cada 40 bañista hombres 1 ducha y un lavatorio. Por cada 60 bañista hombres 1 inodoro, un urinario. AL EJ AN DRÍA AL ARCÓN, Di lmer

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Numero de ocupantes a capacidad Máxima: 1 usuario Alto peruano ocupa un r=0.875cm. entonces ocupa un área de A=2.16m2 Si hay 280 m2 de proyección horizontal, tenemos: 280 2.16

 129.63 Ocupantes

Por lo tanto Numero de bañistas =130 * Asumiendo 65 bañistas hombres y 65 bañistas mujeres. Para mujeres tenemos: 2 duchas, 2 inodoros y 2 lavatorios. Para hombres tenemos: 2 duchas, 1 inodoros, 1 urinarios y 2 lavatorios.

3. DIÁMETRO DE TUBERÍA DE ALIMENTACIÓN: 

Volumen de piscina: V

Volumen de piscina: Este volumen debido a la complejidad de su forma se calculará mediante profundidades medias.  hi  h2   h2  h3   hn  hn  1  V    A1    A2  ...    An 2  2   2   

Tenemos:

 1  1   1  1.3   1.3  3.5   3.5  2  3 9.37   30 .74   142 .76   97 .15  654 .37 m  2   2   2   2 

V  


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

Q

Gasto: Donde:

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V T

Q: gasto o caudal (L/s) V: Volumen útil (piscina) (m 3) T: Tiempo (10 horas)

 4Q   Diámetro de la tubería:       v 

1 2

Reemplazando en las respectivas fórmulas tenemos: V  654 .37 m 3

Q

654.37 10  3600

 0.01817694 m 3 / s  18.18 Lts / s

Para: V =2.50 m/s

→

 4  0.01622778   min .       2.00 

1 2

 3.78' '

Por lo tanto, asumimos Ø = 4” 4. NÚMERO DE DRENES: Distancia máxima entre drenes 5m y mínima es 2.5m. Eligiendo una distancia de 3.5m para una longitud de 15m, tenemos 3 drenes. 5. DIÁMETRO DE LA TUBERÍA DE DRENAJE: V  654 .37 m 3

Periodo de descarga: 4 horas Q

654.37 4  3600

 0.0454424 m 3 / s  45.44 Lts / s

Caudal para un Dren: Q  Para: V =1.6 m/s

→

0.0454424

m 3 / s

3

 4  0.0135231   min .      1.60 

 0.015147 Lts / s 1

2

 4.3 ' '

Eligiendo un diámetro comercial, tenemos que el diámetro del Dren es: Ø =4”

6. DIÁMETRO DE LA BOCA DEL DREN: Mínimo 4 veces el diámetro de la tubería de drenaje: Entonces: Ø =4 * 4” = 16” Por lo tanto el diámetro de la Boca del Dren es: Ø =16”

7. POTENCIA DE LA BOMBA (RECIRCULACIÓN): P 

Q  H

75 

Donde: Q  0.01817694 m 3 /s 18.18 Lts/s

  70% H  H estática  Hf  presión mínima (10mca)

* Altura estática = 3.50m. AL EJ AN DRÍA AL ARCÓN, Di lmer

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Las pérdidas de carga por fricción y por accesorios se obtuvo de: Hf = 0.25 Entonces: H  3.50  0.25  10  13.75m P 

18.18  13.75 75  0.70

 4.76 HP

Por lo tanto se utilizara una bomba con una potencia de 5 HP .

8. DIÁMETRO DE LA TUBERÍA DE REBOSE Y CANAIETAS DE LIMPIEZA: Esta tubería evacuara el agua que por efecto del movimiento y rebalse sale y sube el nivel normal de agua. Para esto se instalaran tuberías de rebose y canaletas de limpieza los cuales evacuaran la agua hacia los drenes La separación de esta tubería deberá estar comprendida de 3 a 4 metros. Y tendrán un diámetro de 2" 9. TRAMPOLÍN: Las dimensiones del trampolín para salto deberán cumplir las medidas siguientes

TIPO DE PISCINA Lmáx Trampa Trampolín Lmáx de salto Hmáx Tabla / agua v 12’ = 3.658m 8’ = 2.438m 40” = 1.016m Entonces las dimensiones tomadas serán: Longitud = 3.65m (Tiene una variación menor de: 3" con respecto a la longitud máxima y esta en la parte más profunda de la piscina)

10.TRAMPA PROTECTORA DE PELOS: La trampa protectora de pelos tendrá su área total de retención (S) deberá ser por lo menos 4 veces el área de la tubería de succión: Tub Succ: 4”

TP = 50.2656 pulg² TP diámetro = 8 pulg.

11.ESCALERAS Y BARANDALES: El proyecto incluye TRES (3): la escalera principal, una en la parte menos profunda y otra en la parte más onda. La escalera son del tipo que normalmente se usan, con pasamanos de acero inoxidable y tres pasos antideslizantes de acero inoxidable o fiberglass. 12.LOSA PERIMETRAL: Lo losa perimetral será de 2metros de ancho alrededor de toda la piscina. 13.LAVA PIES: A la entrada de la piscina y en un sitio adecuado se instalará una lava pies con solución desinfectante para ser utilizada por los bañistas antes y después de ingresar a la piscina. Esta solución desinfectante tendrá una concentración de 0.4% de cloro libre. AL EJ AN DRÍA AL ARCÓN, Di lmer

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14.VESTUARIOS. Estarán antes de los baños y duchas y serán separados para hombres y para mujeres. 15.ILUMINACIÓN: La iluminación se refiere a la iluminación subacuática. Este sistema consta. - Líneas de conducción desde el punto de toma hasta la vía de acceso - Caja de seguridad en la pared (3 x 20 Amperios) - Switch (Llaves) de encendido y apagado. - Transformador de 220 a 12 voltios. - Línea de conducción hasta las dos cajas de paso. - Dos reflectores subacuáticos de 12 voltios y 300 vatios, ubicados en el lado de la piscina para que no ciegue a las personas que acceden a ella. Estos reflectores estarán ubicados a una profundidad de 0.75 del borde superior de la piscina y el centro del reflector. 16.VENTILACIÓN: Las aberturas para la ventilación estarán a no menos de 3 metros sobre el nivel de la vereda. 17.EQUIPO DE LIMPIEZA: El equipo de limpieza constarán de. 1 recogedor de hojas. 1 limpia fondos 2 cepillos de nylon con cerdas de polipropileno. V. CONCLUCIONES: Se logró diseñar las diferentes dimensiones de la piscina, así como de sus componentes. Se diseñó el Equipo de Recirculación: Bomba, diámetros de las diferentes tuberías. El tiempo de llenado de la piscina es de 10 horas. La patencia de la bomba de recirculación es de 5 HP.

VI. BIBLIOGRAFÍA: ''Manual de Piscinas". Reglamento Sanitario de Piscinas Separatas del Curso de Instalaciones Sanitarias – Ing. MSC. GASPAR MENDEZ CRUZ. Del internet: http://www.cuesasport.com/download//manual.PDF http://es.wikipedia.org/wiki/Piscina http://www.madrid.org/cs/Satellite?vest=1156329829961&pagename=PortalSalud%2FPage%2 FPTSA_pintarContenidoFinal&language=es&cid=1142329109416 http://www.hidritec.com/doc-piscinas.htm http://www.estanques.net/estanques-piscina/estanque-piscina-o-de-natacion/


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