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• Angeles S Tapia

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Proyecto: “Propuesta de Remodelación y Ampliación”

MEMORIA DE CÁLCULO – A.C.I. (Cisterna y Sistema de Bombeo)

I.

CÁLCULO DEL SISTEMA DE BOMBEO: 1) DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE CISTERNA Según la Norma NFPA-14, para el cálculo del volumen de la cisterna para Agua Contra Incendios, dependerá de la clase de sistema a usar (tipo de gabinetes) en la edificación. Para nuestro caso, en las partes criticas se usará el sistema Clase III, (gabinetes que tendrán una estación de manguera de 1 ½” para uso de personal entrenado y una conexión de manguera de 2 ½” para uso del cuerpo de bomberos). Para el cálculo de este sistema, se considerará que, en las dos conexiones de mangueras hidráulicamente más remotas se tendrá un caudal de 250gpm por conexión, haciendo un total de 500gpm (31.5lps) en la tubería vertical que abastecerá a estas conexiones. Por otro lado, para el cálculo de la cisterna tomamos los valores (V ocupantes edificio = 20 m3 y V cuerpo de bomberos = 45 m3) que están indicados en la Norma IS-010 del Reglamento Nacional de Edificaciones; por lo que el volumen necesario para el ACI en la cisterna será de:

Las dimensiones útiles adoptadas serán:

Largo(m)

8.00

Ancho(m)

5.40

Altura de agua(m)

4.00

Borde libre(m)

0.45

Así mismo el área destinada para el cuarto de bombas estará a la misma altura que el nivel de fondo de la cisterna, esto debido a que en esta la succión será positiva, por lo que la bomba tendrá que estar al mismo nivel que el fondo de la cisterna; el área destinada para el cuarto bombas estará ubicada contiguo a la cisterna y sus dimensiones útiles serán:

Largo(m)

3.25

Ancho(m)

5.40

Profundidad(m)

4.45

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En la figura se muestra las dimensiones antes mencionadas:

.15

4.40

.15

2.55

.15 .60

0.75

Cuarto de Bombas .60 2.70

4.55

Vcisterna= 65.0m3

.70

.70 .80

.80

1.50

2) DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DE BOMBEO De lo mostrado anteriormente, para el sistema Clase III, el caudal en las dos conexiones de mangueras hidráulicamente más remotas, será de 250gpm por manguera, por lo que se tendrá un caudal de 500gpm (31.5lps) en la tubería vertical (montante) que abastecerá a dichas conexiones, entonces el caudal que se bombeará al sistema durante el siniestro será:

3) CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE SUCCIÓN E IMPULSIÓN Puesto que el sistema de bombeo, en una red de agua contra incendios, la tubería de impulsión será la misma que la tubería de alimentación a los gabinetes por lo que su diámetro ira variando de acuerdo al cálculo de la red critica. En nuestro caso, de la red crítica (la montante o tubería vertical), se realizara el cálculo de ésta para determinar la presión que tendrá que vencer la bomba de ACI. El cálculo de esta red nos da a conocer los diámetros que tendrá las tuberías de impulsión, las cuales, como es de esperar, irán disminuyendo de diámetro a medida que se acerca a los gabinetes, dicho cálculo se muestra en las siguientes tablas:

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Red crítica de la montante: TRAMO

Q gpm

Q lps

Nominal

Interno

mm

mm

V m/s

P m

P PSI

70.3 74.6 82.9 87.3 91.6 105.7 120.8

100.0 106.1 117.9 124.1 130.3 150.4 171.9

RED CRITICA - AZOTEA - BOMBA ACI Gabinete - A A-B B-C C-D D-E E-Bomba

250 500 500 500 500 500

15.8 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5

80 100 100 100 100 100

77.93 102.26 102.26 102.26 102.26 102.26

3.31 3.84 3.84 3.84 3.84 3.84

Como se puede observar, la tubería que se conectará a la bomba será de 4” (100mm), llegando a los gabinetes con un diámetro de 3” (80mm), asimismo el diámetro de la tubería de succión será el inmediato superior a la tubería que se conectará a la bomba en este caso 6”

Diámetro de Tubería de Impulsión Diámetro de Tubería de Succión

4“ 6”

4) CALCULO DE LA HDT (Altura Dinámica Total) Según al NFPA-14, para el sistema Clase III la presión mínima en la conexión de manguera 2 ½” hidráulicamente más remota será de 100PSI (70.3mca). Este es el punto de inicio del cálculo, tal y como se muestra en las tablas de las redes críticas mostradas anteriormente, sumando las pérdidas de carga en las tuberías así como sumando los desniveles en los tramos, se llega a obtener la presión necesaria para vencer la perdida de carga en la red y llegar a tener los 100PSI en la conexión de manguera hidráulicamente más remota. A esta presión se le sumara la perdida de carga en la tubería de succión, con lo que se obtendrá la presión que tendrá que vencer la bomba para que el sistema funcione eficientemente. Por lo expuesto anteriormente la HDT será igual a la suma de la carga de presión obtenida en el cálculo de la red crítica más la perdida de carga en la tubería de succión:

Como se puede observar, la presión que se tendrá que vencer en la red es de 120.8 mca equivalente a 171.9 PSI.

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Proyecto: “Propuesta de Remodelación y Ampliación” La pérdida de carga total en la tubería de succión será igual a la suma de la perdidas de cargas por fricción mas las pérdidas de carga por accesorios, para el primer caso se usara la formula de Hazen y Williams y para las perdidas locales se usara el criterio de longitud equivalente.

( )

( ) (

(

)

)

De acuerdo a los planos se obtuvieron los siguientes datos: Tub. succión 6” 1 válvula de pie 11.364 1 codo

20.455

1 tee

8.182

1 Válvula Compuerta Log. Tubería

0.864 19.20

Long. Total

60.07

Utilizando la ecuación de Hazen y Williams tenemos:   Succ

(pulg) 6"

Longitud (m)

Caudal (lps)

Coef. (C de H y W)

Hf Succ (m)

60.07

31.5

120

1.43

Con los resultados obtenidos la HDT será:

5) DETERMINACION DEL EQUIPO DE BOMBEO Para determinar el equipo de bombeo a usar se usaran las curvas de los equipos de bombeo de Hidrostal. Para esto tenemos:

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Ingresando estos valores a la curva se tiene que la bomba más factible será:

31.5Lps Caudal de Bombeo: 123m Altura Dinámica Total: 75HP Potencia: 6” Diámetro de Succión: 4” Diámetro de impulsión: 3540rpm # de revoluciones: 60Hz Frecuencia: Se recomienda una bomba MODELO: BOMBA CENTRIFUGA ISO/DIS 2858 TIPO 65-250 o similar

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