• Author / Uploaded
• cesarmontalvoc

Citation preview

UNIVERSIDAD DE CUENCA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL Asignatura: Instalaciones Hidrosanitarias

Tema: “Métodos de Cálculo de Caudales Máximos-Método Brasileño, Alemán” Elaborado por: ORTEGA OCHOA LEONARDO PADILLA GUARNIZO CARLOS PALACIOS ROSALES ANA MARCELA PATIÑO MORA KARLA PENALOZA GUILLEN STEEVEN PERALTA QUIZHPI TANIA ROMERO LOYOLA JORGE ROMERO NIVELO BRUNO SACOTO FIGUEROA DANIELA SANCHEZ BELTRAN JORGE SANCHEZ LEON PEDRO URGILES MONTERO PAUL URGILEZ PARRA DIANA VALLEJO BOJORQUE MAURO VASQUEZ BRAVO ROCIO ZHINDON SARMIENTO PAUL

Profesor: Ing. Diego Idrovo Periodo Ciclo: Marzo – Agosto 2015 Fecha: Mayo 05/2015 Cuenca-Ecuador

METODOS DE CALCULOS DE CAUDALES MÁXIMOS

Objetivos:  

Familiarizar a los estudiantes con los distintos métodos que existen para el cálculo de del caudales y diámetros de tuberías en instalaciones hidro sanitarias aplicando el concepto del máximo probable. Realizar un análisis comparativo del método de Hunter y el método Brasileño para este fin.

Introducción: El objetivo principal de todos los métodos es determinar el caudal máximo probable que se puede presentar en una instalación, sin embargo, es complicado establecer dicho valor debido a que los muebles sanitarios son utilizados de forma intermitente, con frecuencias muy variadas y en diferentes tipos de edificaciones. En términos generales se han desarrollado tres metodologías para determinar los caudales o gastos de diseño para las diferentes partes de un sistema de distribución de agua; los cuales se pueden clasificar así:   

Métodos empíricos Métodos semempíricos Métodos determinísticos.

Dentro de los Métodos empíricos se han desarrollado distintas metodologías de cálculo, entre ellas el método brasileño a estudiarse en el presente documento. En el presente trabajo nos centraremos en el método brasileño/alemán que es el que nos ha tocado investigar a nuestro grupo.

Marco Teórico:

MÉTODO BRASILEÑO Este método fue establecido por la norma para instalaciones prediales de agua fría del Brasil. Este método estima los caudales máximos probable, el cual consiste en asignarle un “peso” (p) para cada aparato sanitario. Estos pesos son establecidos por comparación de los efectos producidos por los diferentes tipos de aparatos. Tomando en cuenta los aspectos económicos en el dimensionamiento tramo por tramo de la red debería ser previsto los caudales de igual forma y debe ser determinado a partir de los pesos atribuidos a los diferentes aparatos sanitarios de acuerdo a la siguiente tabla. Tipo de aparato Sanitario Bebedero Tina de bano Inodoro Ducha Lavadora (ropa o platos) Lavabo Fregadero Tanque de lavar ropa Inodoro (fluxómetro) Urinario (descarga continua) Urinario (con cisterna) Fregadero de restaurant Lavadora automática Grifo aislado Grifo de garaje

Caudal (it/seg)

peso "p"

0,05 0,30 0,10 0,20

0,30 1,00 0,30 0,50

0,20 0,10 0,25 0,30 1,90

1,00 0,50 0,70 1,00 4,00

0,08 0,10

0,20 0,30

0,30 0,20 0,15 0,30

1,00 1,00 1,00 1,00

Tabla 1: Caudales y pesos para distintos tipos de aparatos sanitarios. Para la estimación de caudales se aplica la siguiente formula (1).

Q=c √∑ P(1) Donde: Q=Caudal en litros/segundo c=Coeficiente de descarga igual a 0.25

∑P

=Suma de pesos correspondientes a todas las piezas de utilización sanitaria

alimentadas atreves del tramo considerado Metodología: Considere una unidad de flujo o gasto, la cual es tomada normalmente como la de una llave de 3/8". Este gasto se asume que es de 0.25 l/s (4 g.p.m); esta unidad de gasto se denota con q1, y el factor de carga f1 para la llave es tomado como unitario.

Tipo de edificio

Muebles Sanitarios

Gasto total (l/min)

Gasto de diseno (l/min)

2 llaves exteriores 2 llaves de lavanderia Casa 1 llave de unifamiliar fregadero de familia 1 lavabo pequena 1 WC o inodoro* 1 tina o regadera Sumatorias 2 llaves exteriores 2 llaves de lavanderia Casa 1 llave de unifamiliar fregadero de familia 3 lavabos 3 WCs o grande inodoros* 2 tinas o regaderas Sumatorias 2 llaves exteriores 4 llaves de lavanderia Dos familias 2 llaves de en fregadero una sola planta 2 lavabos 2 WCs o inodoros* 2 tinas o regaderas Sumatorias 2 llaves exteriores 6 llaves de lavanderia Cuatro 4 llaves de familias fregadero en 4 lavabos apartament 4 WCs o os inodoros* 4 tinas o regaderas Sumatorias 2 llaves exteriores 8 llaves de lavanderia Seis familias 6 llaves de

37,85

18,93

60,56

30,28

28,39 18,93 11,36 37,85 194,94

18,93 11,36 79,5

37,85

18,93

60,56

30,28

28,39 56,78

18,93

34,07

11,36

75,7 293,35

37,85 117,35

37,85

18,93

121,12

60,56

56,78

28,39

37,85

18,93

22,71

11,36

75,7 352,01

138,17

37,85

18,93

181,68

90,84

113,55 75,7

56,78 18,93

45,42

22,71

151,4 605,6

208,19

37,85

18,93

242,24 170,33

90,84 81,38

en apartament os

fregadero

6 lavabos 75,7 37,85 6 WCs o inodoros* 68,13 22,71 6 tinas o regaderas 227,1 37,85 Sumatorias 821,35 289,56 * Todos los WC o inodoros se consideran de tanque. Si se utilizaran fluxómetros, úsese el valor de 113.55 l/min en las columas 3 y 4 del WC Tabla2: Caudal para distintos tipos de edificios.

Metodología para calcular el caudal de varios aparatos hidrosanitarios. Ahora, considere que se tienen n1 llaves de este diámetro abastecidas por una tubería, cuya carga o gasto de diseño quiere ser determinada. Si se asume que n1 de estos muebles pueden operar simultáneamente en cualquier instante de observación, la carga de diseño será:

Q=q 1 √ f 1∗n

1

Ahora, a manera de ilustración, se puede considerar que tenemos también n2 llaves de 3/4" abastecidas por la misma línea. Se considera que una llave de 3/4" tiene una demanda de 0.75 l/s en la tubería de abastecimiento, esto es, consume un gasto tres veces mayor que la llave de 3/8". El factor de carga f2 para la llave de 3/4" será 3 2 = 9. Generalizando, para cualquier clase de muebles que son usados de manera intermitente en el sistema, tenemos como fórmula para la carga de diseño, la siguiente:

Q=q 1∗√ f 1∗n1 + f 2∗n 2+ …+ f i∗ni Donde Q = carga o gasto de diseño, en (l/s) f1, f2, fn = factor de carga. n1, n2, ni = número de muebles sanitarios por clase. Desarrollo:

Ejemplo comparativo para determinar el método más efectivo para determinar caudales máximos. - Determinar el caudal máximo para el siguiente departamento (Figura1).

Por el método de Hunter: En la siguiente tabla se describen los aparatos sanitarios y el caudal de cada uno de ellos. Departame nto No. Unidad aparatos de Descripcion sanitarios consumo Lavabo 2 0,75 Ducha 2 1,5 Inodoro 2 3 Fregadero 2 2 ∑U.C=

Total de unidades de consumo 1,5 3 6 4 14,5

Tabla3: Caudales para aparatos del ejemplo1 (Método de Hunter). Una vez obtenido el total de unidades de consumo nos dirigimos a las tablas para poder obtener el caudal probable. Debido a que este valor no se tiene en las tablas procedemos a interpolar.

14−14.5 14.5−16 = 0.75−x x−0.78

Resolviendo nos queda que: X=0.75 Por lo tanto el caudal probable es: Q=0.75(lt/sg) Por el método Brasileño. Utilizando los datos de la Tabla1 se pueden obtener los pesos para los aparatos hidrosanitarios del departamento. No. aparatos Descripcion sanitarios Lavabo 2,00 Ducha 2,00 Inodoro 2,00 Fregadero 2,00

Peso

Total Peso

0,30 0,50 0,50 0,70 ∑P=

0,60 1,00 1,00 1,40 4,00

Tabla4: Caudales según el métodos brasileño.

Determinar el caudal: Aplicando la fórmula (1):

Q=c √∑ P

Donde c=0.25 Aplicando la fórmula tenemos que: Q= 50 (l/s)

Conclusiones: 

Según la aplicación de los dos métodos antes descritos podemos concluír que el método Brasileño es el método más eficiente debido que al tener un menor caudal de diseño se reduce el diámetro de la tubería y por lo tanto también reduce el costo.

Bibliografía:   

VI SEREA - Seminario Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimiento Urbano de Agua João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junio de 2006 http://dspace.ucacue.edu.ec/bitstream/reducacue/5516/1/ASTUDILLO%20G. %20JUAN%20C..pdf Jimeno Blasco, E., & Capítulo, C. D. I. D. P. (1995). Instalaciones sanitarias en edificaciones. In Instalaciones sanitarias en edificaciones. CIP.



Suministro, Distribución y Evacuación Interior de Agua Sanitaria. Marcombo