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• Evert Antoniazzi

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS Y DE LLUVIAS EN EDIFICIOS. Profesora: Ing. Eylin C. Machuca B.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Aguas Negras Son las aguas cloacales residuales de una edificación que contienen materia fecal y/u orina.

Aguas Servidas Son las aguas cloacales residuales de cualquier clase, provenientes de una edificación, con o sin contener materia fecal y/u orina pero sin contener aguas de lluvia. Las aguas negras domésticas contiene aproximadamente 99.9 % de agua, siendo el resto sólidos suspendidos o en solución. Por consiguiente, desde el punto de vista hidráulico, las aguas negras se comportan de manera similar a las aguas limpias.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Partes: Artefactos o Piezas Sanitarias. Tuberías de Evacuación. Tuberías de Ventilación Cloacal.

Artefactos

o

Piezas

Sanitarias:

Materiales

impermeable y de fácil limpieza.

Descargas a la pared

Sifón Externo: Lavamanos, batea, fregadero. Sifón Interno: Lavadero.

Descargas al piso

Sin Sifón incorporado: Ducha, bañera, sumidero de piso. Sifón Incorporado: Wc

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Tuberías de Evacuación: Tienen como objetivo recoger las aguas negras que se generan en las piezas sanitarias y transportarlas al colector público o al sistema de tratamiento.

Partes: Ramales internos o ramales de desagüe.

Columnas o bajantes. Colectores internos y externos.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Funcionamiento Hidráulico del Sistema. El flujo de las aguas negras en las tuberías es por gravedad; por consiguiente en todo el sistema debe existir la presión atmosférica y las tuberías deben trabajar como canales abiertos.

En los sistemas de recolección de aguas servidas el gradiente hidráulico entre dos puntos se asegura con la pendiente de las tuberías y la presión atmosférica se mantiene por medio de las tuberías de ventilación. Durante la descarga individual de algunas piezas, la proporción de sólidos suspendidos es muy grande, por lo que el funcionamiento es muy complejo, no solo por los sólidos sino por la forma de descarga y variabilidad del flujo.

MÉTODO DE CÁLCULO DEL SISTEMA DE RECOLECCIÓN El desalojo de las aguas servidas de una edificación se realiza mediante un sistema de redes que debe diseñarse en forma tal que sea lo más económico y funcional posible. Para ello el proyectista debe basarse en las normas sanitarias vigentes y en las restricciones que establecen las ingenierías municipales. El objeto de los cálculos es la determinación de la capacidad de los diferentes conductos, conociendo el volumen de agua que fluirá en los mismos.

MÉTODO DE CÁLCULO DEL SISTEMA DE RECOLECCIÓN El cálculo de los elementos de una red de aguas servidas es simple, limitándose en su mayor parte al uso de tablas. El método de cálculo es el método de unidades de descarga “UDD”, en el cual se asigna cierto número de unidades de descarga a cada pieza sanitaria, de acuerdo con la carga relativa que representa en el escurrimiento de las aguas negras por los conductos respectivos. El diámetro de los conductos y ramales de desagües, bajantes y cloacas de aguas servidas se calcularán de acuerdo al número total de unidades de descarga de las piezas sanitarias servidas.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Unidades de descarga de cada pieza sanitaria PIEZA SANITARIA

UNIDADES DE DESCARGA

BAÑERA

2

BATEA

2

BIDET

3

DUCHA PRIVADA

2

DUCHA PÚBLICA

3

ESCUPIDERA DE DENTISTA

1

EXCUSADO CON TANQUE

4

EXCUSADO CON VÁLVULA

6

FREGADERO

2

FREGADERO CON TRITURADOR

3

FUENTE DE BEBER

½

INODORO DE PISO

2

LAVADORA

3

LAVAMANOS

1

LAVAMOPAS

2

LAVAPLATOS MECÁNICOS DOMÉSTICOS

2

URINARIO CON VÁLVULA

6

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Pendientes en los Tramos: Las pendientes de los tramos horizontales están limitadas por los diferentes detalles constructivos, dado que dichos tramos se empotran en la placa del piso o se suspenden de la misma, por tanto las pendientes deben ser pequeñas a fin de no perder mucho espacio en el plano vertical. Los conductos y ramales de desagüe para conducir las aguas servidas a la cloaca deben tener pendiente como mínimo el 1% (1cm por cada metro) las de 4” y el 2% (2 cm por cada metro) las de 2” y 3”. Pero podrán tener pendientes menores a al 1% los colectores de diámetro mayor o igual a 6” y se proyectará de manera tal que la velocidad del flujo dentro de ellos no sea menor a 0.60 m/s para evitar obstrucciones.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Diámetros Mínimos de Conductos y Ramales: PIEZA SANITARIA

DIÁMETRO MÍNIMO

DUCHA

2”

INODORO DE PISO

2”

BIDET

2”

LAVAMANOS

2”

BATEA

3”

FREGADERO

3”

LAVADORA

3”

EXCUSADOS

4”

A PARTIR DE LOS EXCUSADOS Y EN LA DIRECCIÓN QUE CORRE EL AGUA NO SE PUEDE REDUCIR EL DIÁMETRO DE LAS TUBERÍAS.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Requisitos Adicionales : La exigencia de diámetros y pendientes mínimas, se inclina a necesidades elementales para el buen funcionamiento hidráulico del sistema.

Un requisito adicional a tomar en cuenta en el diseño, es evitar o reducir cualquier pérdida de carga innecesaria. Las uniones de dos ramales, cambios de diámetro y de dirección, causan una pérdida de carga adicional a la pérdida por fricción, y la manera de reducirlos es usando piezas de conexión adecuadas. Se exige un ángulo de 45º para los empalmes y cambios de dirección, y no se permite la reducción del diámetro de la tubería en el sentido de la corriente.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Requisitos Adicionales: Los diámetros de los conductos y ramales de desagüe y los de los bajantes de aguas servidas, deberán cumplir con los siguientes requisitos: El diámetro de un conducto o de un ramal de desagüe no podrá ser menor que el de cualquiera de los orificios de descarga de las piezas que por el descarguen. El diámetro mínimo de un conducto, de un ramal de desagüe o de un bajante que reciba la descarga de un excusado, será de 4”. El diámetro de un bajante no podrá ser menor que el de cualquiera de los conductos o ramales de desagüe que por el descarguen

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Piezas de Conexión:

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Número máximo de UDD conectados al bajante El número máximo de unidades de descarga que pueden ser conectadas al bajante en un piso cualquiera, no podrá exceder el valor dado por la siguiente fórmula:

UDD MAX

1 N 2n

1 4

N = Número máximo de unidades de descarga que puede ser conectado a un bajante de uno o dos pisos. n = número de intervalos o pisos servidos por el bajante

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Número máximo de UDD conectados a conductos y ramales de desagüe y a los bajantes de aguas servidas NÚMERO MÁXIMO DE UDD

DIÁMETRO

CONDUCTO O RAMAL DE DESAGUE

BAJANTES DE 1 O 2 PISOS DE ALTURA

BAJANTES DE 3 O MÁS PISOS DE ALTURA

11/4”

1

2

2

11/2”

3

4

8

2”

6

8

10

21/2”

12

20

28

3”

32

48

102

4”

160

240

530

5”

360

540

1400

6”

620

930

2900

8”

1400

2100

7600

10”

2500

3750

15000

12”

3900

5850

26000

15”

7000

10000

50000

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Sellos Hidráulicos En los conductos y ramales de desagüe se producen gases producto de la descomposición, estos causan desagrado y es necesario proveer al sistema de recolección, de dispositivos eficaces que los excluyan de los ambientes habitables. La manera más eficiente y económica de impedir la salida de los gases hacia los espacios de la edificación, es el uso de los sellos de agua en cada pieza sanitaria. Cada pieza sanitaria debe estar provista de un sifón, que permita la acumulación de agua en el fondo de la pieza e impida el paso de los gases a los diferentes espacios de la edificación.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Sellos Hidráulicos:

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Ventilación Cloacal El sistema de desagüe de aguas servidas de una edificación debe ser adecuadamente ventilado a fin de mantener en el sistema la presión atmosférica en todo momento y proteger el sello de agua en las piezas sanitarias.

El sello de agua de toda pieza sanitaria deberá ser protegido contra presión mediante el uso de algunos de los siguientes métodos: Ventilación individual. Ventilación húmeda. Ventilación al bajante. Ventilación en conjunto.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Ventilación Cloacal Los tubos de ventilación deberán tener una pendiente uniforme no menor de 1 %, en forma tal que el agua que pudiera condensarse en ellos, escurra a un conducto de desagüe o bajante. Los tubos de ventilación conectados a un tramo horizontal del sistema de desagüe, arrancaran verticalmente o en un ángulo no menor de 45º, hasta una altura no menor de 15 cm por encima del nivel de rebose de las piezas a las cuales ventilan, antes de extenderse horizontalmente.

Los tramos horizontales de la tubería de ventilación deberán quedar a una altura no menor de 15 cm por encima de la línea de rebose de la pieza más alta a la cual ventilan.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Ventilación Cloacal La distancia máxima entre la salida de un sello de agua y el tubo de ventilación correspondiente, estará de acuerdo a la siguiente tabla: Diámetro del conducto

Distancia máxima

2”

1.50 m

3”

1.80 m

4”

3.00 m

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Método de Ventilación Individual. Cada pieza sanitaria está provista de un ramal

de ventilación.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Método de Ventilación Húmeda Consiste en aprovechar la tubería de desagüe de una pieza sanitaria alta, suficientemente ventilada que actúa como tubería de ventilación y puede recibir descargas de otras piezas que no sean excusados.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Del Método de Ventilación Húmeda Se permitirá utilizar el conducto de desagüe al que descargan hasta dos piezas sanitarias altas, tales como: lavamanos, batea, fregadero o piezas similares, cuyo número total de UDD no sea mayor de 4, como tubería de ventilación húmeda siempre que se cumplan lo siguiente: Diámetro mínimo 2” para tubería de ventilación. Número total de UDD que constituyen el grupo no podrá ser mayor de 14. No podrá proyectarse la instalación de más de 1 wc.

La longitud de los conductos de desagüe de cada pieza, hasta su conexión con la tubería de ventilación húmeda, no excederá lo establecido para distancias máximas entre sifones y tuberías de ventilación.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Ventilación Húmeda:

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Método de Ventilación al Bajante Las piezas sanitarias de una sala sanitaria y un fregadero o piezas similares, ubicadas en edificaciones de un piso, o en el último piso de una edificación, podrán instalarse sin tubería de ventilación individuales siempre que sean ventiladas a través de la prolongación del bajante de aguas servidas, siempre que se cumplan lo siguiente: El lavamanos y el fregadero se conectan directa y separadamente al bajante y al mismo nivel.

El excusado y la ducha descargarán directa y separadamente al bajante y al mismo nivel. Las distancias máximas entre sifones y el bajante se regirán por lo expuesto anteriormente.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Método de Ventilación en Conjunto: Se podrá emplear ventilación en conjunto cuando se disponga de un número de piezas sanitaria no mayor de 8 colocadas en baterías alineadas y en forma continua.

INSTALACIONES DE AGUAS SERVIDAS. Ventilación en Conjunto de Ramales Paralelos Cuando dos ramales paralelos sirvan un total de 8 excusados, cada uno de dichos ramales estará provisto de un punto de ventilación de conjunto entre los dos excusados más distantes.

RECOLECCIÓN DE AGUAS DE LLUVIA La Normas Sanitarias establecen: Se prohíbe que las aguas de escurrimiento provenientes de los techos o cubiertas de las edificaciones, desagüen directamente desde tales niveles a las calles. Cuando las cloacas públicas hayan sido diseñadas para recibir aguas servidas únicamente, no se permitirá descargar en ellas, aguas de lluvia, las que en este caso deberán ir a la calle o al jardín, utilizando un colector independiente de la cloaca de la edificación. En el caso de viviendas unifamiliares, bifamiliares o superficies pequeñas, el agua de lluvia podrá descargarse en áreas planas, tales como jardines dentro de la propiedad, siempre que dichas áreas sean adecuadamente drenadas.

RECOLECCIÓN DE AGUAS DE LLUVIA Método de Cálculo del Sistema Recolección de Aguas de Lluvia.

de

La capacidad de drenaje de los elementos del

sistema de recolección y conducción de lluvia, se calculará en función de la proyección horizontal de las áreas drenadas; de la intensidad, frecuencia y

duración de las lluvias que ocurran en la respectiva localidad y de las características y especificaciones de los mismos.

RECOLECCIÓN DE AGUAS DE LLUVIA Conductos Semicirculares: Área máxima de proyección horizontal (m2)

Diámetro del canal

Pendientes

Pulgadas

½%

1%

2%

4%

3

11

15

20

30

4

22

32

45

63

5

39

55

78

110

6

60

84

119

172

7

86

121

171

242

8

123

173

247

347

10

223

316

446

620

Intensidad de lluvia asumida: 150 mm/hora Duración: 10 minutos Frecuencia: 5 años

RECOLECCIÓN DE AGUAS DE LLUVIA Bajantes de Diferentes Diámetros: Diámetro del bajante Pulgadas

Intensidad de Lluvia (mm/h) 50

75

100

125

150

200

Área máxima de proyección horizontal drenadas (m2)

2

140

90

65

50

45

30

21/2

240

160

120

100

80

60

3

400

270

200

160

135

100

4

850

570

425

340

285

210

5

1600

1070

800

640

535

400

6

2510

1670

1250

1000

835

630

8

5390

3590

2690

2155

1759

1350

Intensidad de lluvia asumida: 150 mm/hora Duración: 10 minutos Frecuencia: 5 años

RECOLECCIÓN DE AGUAS DE LLUVIA Ramales y Conductos (Excepto Bajantes): Diámetro del ramal y conducto

Área máxima de proyección horizontal drenadas (m2) Pendientes

Pulgadas

1%

2%

4%

6%

3

50

70

100

120

4

115

165

235

285

5

205

290

415

505

6

330

470

665

815

8

710

1010

1425

1755

10

1280

1810

2565

3140

12

2060

2910

4125

5050

15 3685 5200 7370 9025 Intensidad de lluvia asumida: 150 mm/hora Duración: 10 minutos Frecuencia: 5 años