Sistema Indirecto

UNIVERSIDAD CATÓLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTE FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

INFORME DISEÑO DE SISTEMA INDIRECTO EN UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR INSTALACIONES SANITARIAS Ing. Quiñones Lucero Juan Manuel

ESTUDIANTES: Amaranto Cueva Carlos Enrique Minaya Tamani Carol Pamela Polo Fernández Mauro Cesar Terrones Guarnís Ángel

Chimbote-Perú 2014

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

SISTEMA INDIRECTO

¿DONDE SE USA? En zonas donde el suministro de agua es solo por algunas horas al día será necesario dotar a la vivienda de un tanque o reservorio elevado. Este sistema se llama indirecto por que el agua de la red pública llega primero al a l reservorio r eservorio y de allí es distribuida ,en forma indirecta a los aparatos sanitarios. OBJETIVOS:



OBJETIVO GENERAL El trabajo tiene por finalidad determinar el diámetro de tubería, caudal presión y la perdida de carga del agua potable en el punto mas critico de de una vivienda multifamiliar.

DISEÑO DE SISTEMA INDIRECTO PARA UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR

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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analizar de manera que las tuberías sean las más recomendadas para su utilización utilización en los puntos. Determinar con exactitud en que ambiente se dará la perdida de carga Determinar las presiones de agua, con la finalidad que se puedan abastecer los ambientes de manera favorable.

EL TANQUE ELEVADO Y LA CISTERNA Son elementos estructurales que sirven para el almacenamiento de líquidos en nuestra vivienda, para los diferentes usos La cisterna y el tanque elevado son elementos estructurales que sirven para el almacenamiento de líquidos en nuestro caso de agua potable para los diversos usos de la edificación.

TANQUES ELEVADOS DE AGUA POTABLE: Se puede definir como la estructura necesaria en el proceso de distribución del agua potable, y es así a partir de ellos que se puede llegar a regul r egular ar o controla controlarr el e l volumen y las reservas de agua para las horas de mayor consumo o cuando se requieran en situación de emergencia como incendios.

COMPOSICION Y FUNCIONAMI FUNCIONAMIENTO ENTO Un tanque elevado esta compuesto por los siguientes componentes: 

CISTERNA

Se encuentra debajo del nivel del terreno que sirve para el almacenamiento de agua. 

ESTRUCTURA DE SOPORTE Generalmente esta conformado por vigas y columnas.



CASETA DE MAQUINA Que esta instalado sobre la cisterna donde se encuentra el equipo de maquina



TANQUE ELEVADO Que para el almacenamiento del agua, su nivel tiene que estar por encima de los S.S.H.H para garantizar una presión en los aparatos sanitarios.


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EQUIPO ELECTRÓNICO MECÁNICO Que consiste en una o más electro bombas, tubería de impulsión, tubería de succión. Finalmente conformado por otros accesorios por sensor de niveles, reboses,

tubería.

1. Proveer una reserva de agua que minimice interrupciones por fallas en la transmisión, transmisi ón, el bombeo u otros equipos. 2. Mantener presión uniforme, y actuar como válvula. De acuerdo a la norma IS.010, las dotaciones para los edificios multifamiliares será de acuerdo al número de dormitorios de cada departamento, según nuestra arquitectura tenemos 3 dormitorios por departamento, y un departamento por cada piso, por lo cual

DISEÑO ESTRUCTURAL El diseño estructural de tanques de almacenamientos de agua potable es un proceso que se debe hacer teniendo en cuenta todas los probables tipos de fallas, los cuales pueden surgir por distintos eventos, como los generadores por fuerzas de cargas muertas y vivas, movimientos oscilatorio de la estructura si son tanques elevados debido a desplazamiento

horizontales

a

razón

de

sismos

de

grandes

magnitudes

TANQUES-ELEVADOS Los tanques elevados generalmente son estructuras hidráulicas. Por su función, se clasifican: De almacenamiento: para satisfacer las necesidades de agua de la población en donde no se podrá disponer de un flujo de agua constante para mantener la demanda de la población. poblaci ón. De Regulación: para satisfacer las necesidades de la población debido al cambio de la demanda durante el día. Recordemos que cada población tiene una caudal medio diario de consumo, pero además existe un caudal máximo diario, que es mayor que el caudal medio diario, y el caudal máximo horario que se experimenta en la hora de mayor consumo.


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GENERALIDADES Como sabemos 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 ni cisterna, ni tanque elevado pero para que esto pueda ocurrir es necesario cumplir dos condiciones: a. Que la red pública de agua tenga presión suficiente en todo momento para que el agua pueda llegar al aparato más desfavorable desfavorable con presión mínima a la salida de 5lbs/pulg, y b. Que la empresa de agua pueda pueda proporcionarnos la conexión conexión domiciliaria del diámetro que se requiere para esta instalación, diámetros que en muchos casos son bastantes grandes.

SISTEMA DE BOMBEO A BOMBEO Este sistema consiste en que un tanque elevado en la la azotea del edificio, con una altura que permita la presión del agua establecida según las normas sobre la pieza mas mas desfavorable desfavorable


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Desde el tanque elevado se hace descender una tubería vertical de la cual surgiría para cada piso, una ramificación a los ambientes correspondientes al mismo dándose de esta forma el suministro por gravedad.

Este sistema requiere el estudio de las presiones de cada piso, asegurándose con que este que las mismas no sobrepasen los valores adecuados. En la parte inferior de la edificacion existe un tanque, el cual puede ser superficial, semi sub terraneo o subterráneo, y en el que se almacenera el agua que llegara del abastecimiento publico. Desde ese tanque habrá una bomba establecida en ese lugar conectadas en paralelo con la finalid finalidad ad que impulse el agua al tanque elevado. Consideraciones Consideraci ones generales para el cálculo El siste sistema ma de bombeo de tanque a tanque requiere dos pasos pasos previos -

Del calculo de la dotación del agua (y caudal del bombeo)

-

Y de la carga dinámica total del bombeo. Sin embargo se hace necesario la coordinación de algunos parámetros, lo cuales explican en los párrafos siguientes.

-

Cuando fuese necesario emplear una combinac combinación ión de tanque bajo, bomba bomba de elevación y es tanque elevado elevado,, debido debido a la presió presiónn insuficie insuficiente nte en el acuerdo publico, y las interrupciones de servicio frecuentes, el volumen utilizable del estanque no será menor de las dos terceras partes de dotación de agua diaria y el volumen utilizable del estanquen elevado no será menor a la tercera parte de dicha dotación.

-

La tubería de aducción desde el abastecimiento publico hasta los estanques de almacenamiento, almacenam iento, deberá calcularse para suministrar el consumo total t otal diario de la edificacion en un tiempo no mayor de cuatro horas diarias, teniendo como base la presión suministro, diámetro y recorrido de la aducción.

-

La tubería de bombeo entre un estanque bajo y elevado deberá ser independiente de la tubería de distribución, calculándose el diámetro para que pueda llenar el


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Estanque elevado en un máximo de dos horas, previendo en esta que velocidad este comprendida comprendida entre 0.6y 3 m/seg. -

Los diámetros de tubería de impulsión de la bomba se determinara en función del gasto del bombeo, pudiendo seleccionarse seleccionarse conforme a la siguiente tabla.

-

Puede estimarse el diámetro de la tubería de succión, igual al diámetro inmediatamente inmediat amente superior al de la tubería de impulsión, indicada en la tabla anterior.

-

En la tubería de impulsión e inmediatamente despues de la bomba, deberán instalarse una válvula de retención y una llave de compuerta.

-

En el caso de

que la tubería de succión no trabaje bajo carga (succión

negativa), deberá instalarse a una válvula de pie en su extremo, para prevenir el descebado de la bomba. -

La capacidad del sistema de bombeo deberá ser diseñado e manera tal que permita el llenar llenar el estanque elevado elevado en un tiempo tiempo no mayor mayor a dos horas


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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Nota

La selección de equipos de bombeo deberá hacerse en base a las curvas características de los mismos y de acuerdo a las condiciones del sistema de distribución. DIMENSIONAMIENTO DE LA BOMBA Y MOTORES

La potencia de la bomba se puede calcular de la siguiente formula

Donde

-

Cv =

potencia de la bomba en caballos de vapor (para caballos de fuerza

usar una constante de 76 en lugar de 75)

-

Q=

-

ADT= carga total de la bomba.

-

N=

capacidad de la bomba.

rendimiento de la bomba, que a los efectos del calculo teórico se estima

en 60%.

Los motores eléctricos que accionan las bombas deberán tener un margen de seguridad que las permita cierta toleran tolerancia cia a la sobrecarga y deberá preverse de los siguientes pasos:

-

50% aprox para potencia de la bomba hasta unos 2HP.

-

30% aprox para potencia de la bomba hasta unos 2 a 5 HP.

-

20% aprox para potencia de la la bomba bomba hasta unos 5a 10 HP.

-

15% aprox para potencia de la la bomba bomba hasta unos 10 a 20 HP.

-

10% aprox para potencia de la bomba superior a 20 HP.

Estos márgenes son meramente teóricos e indicativos y pueden ser variados según la curva de funcionamiento de la bomba o según las características especifica del motor aplicado.


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MATERIALES


 

Se utilizara tuberías con diámetro de……… Se utilizara una tubería tubería de ventilacion para el tanque elevado elevado y serán de PVC SAL, de 2’’.  Se utilizara pegamento PVC, para todos los empalmes para asegurar buen acoplamiento  Se utilizaran Codos de 45.  Se utilizara lija N° 80 EQUIPOS DE GABINETE    

Computador Escuadras. Escalimetro. Lápiz.

METODO DE TRABAJO

se ploteo el plano p lano de arquitectura de vivienda. Se determino los diámetros de la tubería Se determino cuantas tuberías se utilizará. Se determino el tipo de bomba. Se determino el volumen del tanque elevado. Se determino la pérdida de carga más desfavorable en el ambiente.


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CÁLCULOS DE SISTEMA INDIRECTO Para una vivienda unifamiliar

Dotación de agua: N° DORMITORIO / DPTO. DPTO.

DOT. POR DPTO L /D

1

500

2

850

850L x 3 Dpto. = 2550 l/d. 550L x 1 Dpto. = 500 l/d. DOTACIÓN: 3050 l/d

Volúmen de cisterna: Vc = 3050 x 3 /4 Vc = 2287.5 litros. Vc = 2.2 2.277m

Volúmen del tanque elevado VTE = 3050 x 1/3 VTE = 1016.7 litros. VTE= 1.0 1.011m


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Tubería de alimentac alimentación ión de la red pública para la cisterna DATOS

VALOR

UNIDAD

Presión de la red publica

10

m

Presión mínima de agua

2

m

Desnivel entre la red

1

m

Longitud de línea de

20.90

m

Tiempo de llenado de la cisterna cister na

2

Hr

Capacidad de la cisterna cister na

2.27

M3

a) Calculo de gasto de entrada

b) Carga disponible

H = PR – PS PS – HT HT H = 10 – 2 2 – 1 1 H = 7.0 m

Donde: H = carga disponible PR = presión de la red. PS = presión de salida. HT = altura de red a cisterna.


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c) Medidor Hf = 0.5 x H. Hf = 0.5 x 7m Hf = 3.5m H: Carga disponible

DIÁMETRO

PÉRDIDA DE CARGA

½ ‘’

7.15m

¾ ‘’

2.66

1 ‘’

1.18 El medidor será de 1’’

d) Diámetro de tubería Carga disponible para tubería de Alimentador H – Hf Hf (3/4)

4.38 m

Asumiendo un diámetro de ¾’’ para la tubería de alimentación

LONGITUD EQUIVALENTE POR ACCESORIOS 1 válvula de paso de ¾’’

4.318

1 válvula compuerta de ¾’’

4.318

3 codos ¾’’ x 90

2.16


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MAXIMA DEMANDA DEMANDA SIMULTANEA (unidades)

DORMITORIO Gasto 1 PISO

probable 9

Lts. 0.32

BAÑO COMPLETO 2 PISO

Gasto probable 6

Lts. 0.25

COCINA

BAÑO

Gasto

Gasto

Lts.

probable 3

probable

0.12

4

COCINA 1 Gasto probable 3

LAVADERO Lts.

Gasto probable

Lts.

0.16

3

0.12

BAÑO

LAVANDERIA LAVANDERIA

COCINA 2 Gasto

Lts.

Probable

0.12

3

Gasto

Lts.

probable

0.12

9

BAÑO 3 PISO

Lts.

Gasto Probable

0.32

3

Lts. 0.12

LAVANDERIA

Gasto probable

Lts.

Gasto probable

Lts.

9

0.32

3

0.12

SEGÚN R.N I.S 0.10 ANEX N°1


Total de unidad de hunter 55 UH = 2.09 lps

Caudal de llenado

Donde: Tiempo de llenado = 2 horas Volumen del tanque elevado = 1.01 m3


Total de unidad de hunter 55 UH = 2.09 lps

Caudal de llenado

Donde: Tiempo de llenado = 2 horas Volumen del tanque elevado = 1.01 m3

Q = 0.00014 lps. Q m ds = 1.88 lps.

Caudal de bombeo Qb = Q + Qm ds Qb = 0.00014+ 1.88 Qb = 1.88 lps

Altura dinámica total

ADT = Hg + Ps + Hf succión + Hf impulsión


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Hg = altura geométrica del edificio Hg = 10 + 1.80 = 11.80m Ps = 2 H f = (tubería de impulsión) impulsión) 5% Hg = 0.59

Potencia de la bomba Qb = 1.48 N = 0.7 70 % Eficiencia Eficiencia del motor. motor. Pot = Qb x ADT ADT 75 X n Pot = 3 (11.80 + 0.59) 75 X 0.70 Pot = 0.67 = ¾

Tubería de impulsión o de descarga Formulas utilizadas Qb = VTE/ T Qb = AxT = π x d² / 4Xv

Qb = 1M3 / 2h = 0.5 =0.8


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UNIDADES DE HUNTER

1 PISO

DORMITORIO COCINA BAÑO Gasto Gasto Gasto Lts. Lts. Lts. probable probable probable 9

0.32

3

0.12

BAÑO COCINA 1 COMPLETO Gasto Gasto 2 Lts. Lts. probable PISO probable 6

0.25

3

4

Gasto probable

Lts.

3

0.12

BAÑO

LAVANDERIA LAVANDERIA

0.16

COCINA 2 Gasto Probable

Lts.

Gasto probable

Lts.

Gasto Probable

Lts.

3

0.12

9

0.32

3

0.12

0.12

BAÑO 3 PISO

LAVADERO

Gasto probable

Lts.

9

0.32

LAVANDERIA Gasto probable Lts. 3

0.12

Consumo Máximo Simultaneo Posible :


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Primer Piso: 1”

½

3/4”

COCINA

DORMITORIO ½

½

½

½

½

3/4”

½

BAÑO SIMPLE LAVADERO ½

½

½

Segundo Piso: 1”

3/4”

½

½

½

½

½

½

3/4”

LAVANDERIA COCINA

DORMITORIO ½

½

½

BAÑO

½

½

½

LAVADERO ½

Tercer Piso: 3/4”

3/4”

½ LAVANDERIA

DORMITORIO

½

½

½

½

½


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Solución Calculamos la descarga desde el punto más desfavorable hacia abajo hasta el 1° nivel. Cálculo Hidráulico: Hallar el ф Tubo, Control de velocidad, Calcular las perdidas y presiones Punto más desfavorable: Pto. J Tramo JD: asumimos un ф ½”

PJ: 2m es como mínimo que se puede considerar PD: PJ + hf (hf: perdida de carga (m). ( m). C= 140

Tramo JD: QJD= 0.32 lts/seg. = 0.32 x 10 -3 m3/seg.

Φ= ¾”= ¾ ”= 0.75*0.025=0.01875= 0.75*0.025=0.01875= 0.019

L=6.1 S=0.09

hf=0.55m PD= 2m +0.55m=2.55m


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Tramo DF: QDF= 0.44 lts/seg. = 0.44 x 10 -3 m3/seg.

Φ= 1”=

1*0.025=0.025

LDF=3 S=0.04

hf=0.12m PF= P D +hf+TDF=2.55m

P D= 2.55m +0.12m + 3M =5.67m

Tramo FI: QFI= 1.37 lts/seg. = 1.37 x 10 -3 m3/seg.

Φ= 1”= 1*0.025=0.025

LDF=3 S=0.36

hf=1.08m PI= P F +hf+TIF=2.55m

P I= 5.67m +1.08m + 3M = 9.75 m

Presión que debe tener este punto para q la presión en el punto más crítico.


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ISOMÉTRICO DE SISTEMA INDIRECTO Tubería de alimentación

3.95 m

3 PISO K

1”

LR BC

3

J

9

2 PISO

D

BC

D

6

Ñ

LP

1.8 m

3

1” N

LP

M

LR

L

1 PISO

BC

3

F S

3

9

BS 4

R

LP 4

1” Q

LR P

BC

3

I

9

M

C

A’

A M


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RECOMENDACIONES 

Es importante contar contar con el diámetro diámetro de mejor para así tener una buena buena presión en los los ambientes y no tener ningún inconveniente. inconvenient e.



Se debe contar siempre con un buen equipo de bombeo, con la finalidad que no tenga ningún inconveniente al momento de realizar el trabajo.



En este tipo de sistema siempre se debe tener una buena capacidad de almacenamiento (cisterna).



Es recomendable que el tanque de almacenamiento (cisterna) este un lugar adecuado.



Es recomendable utiliza un método convencional o indirecto.



Es recomendable que el tanque elevado tenga entre la losa aligerada del tercer piso una distancia distancia de 1.50m



Siempre se debe contar con llaves de paso en caso de emergencia.



Es importante analizar analizar el ambiente ambiente donde se encuentra encuentra la perdida perdida de carga mas critica con la finalidad que se empiece por ahí para alimentar el agua de manera eficiente.



Es importante que la presión de agua llegue en buenas maneras y de forma regular para todos los ambientes de la vivienda.



Siempre se debería hacer los isométricos correspondientes con la finalidad de poder determinar determinar el tipo de diámetro diámetro de tubería a seleccionar seleccionar para el el diseño. diseño.



Se debe debe contar como mínimo mínimo un tanque de almacenamiento almacenamiento de 1100 litros litros de preferencia.

DISEÑO DE SISTEMA INDIRECTO PARA UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR UNIFAMILI AR

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ANEXO

PLANO De vivienda unifamiliar unifamiliar


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Sistema Indirecto

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