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INSTALACIONES SANITARIAS

INTEGRANTES:  HUANCA ALMANZA JOSE

200813005

 MEJIA LLONTOP ELDER

200813001

 MIRANDA BLAS PAUL

200813035

 SANCHEZ PEREZ LOURDES

200813003

 VÁQUEZ FLORES ANTONY

200813011

DOCENTE: ING. EDGAR ALAMO SPARROW CICLO: IX

–

2012 - I

NUEVO CHIMBOTE, JUNIO DEL 2012.

CISTERNA Una cisterna es un depósito subterráneo que se utiliza para recoger y guardar agua. Su capacidad va desde unos litros a miles de metros cúbicos. TIPOS:  Cisterna de agua potable.-Se debe considerar: Si la fuente de abastecimiento de agua potable tiene una presión inferior a diez metros de columna de agua, las edificaciones deben contar con cisternas, calculadas para almacenar tres cuartas partes de la dotación diaria de agua potable, en caso la edificación tenga mas de 15 metros de altura el volumen de agua en la cisterna o tanque elevado para combatir incendios debe ser por lo menos 25,000 litros. Equipada con sistema de bombeo.  Cisterna de agua cruda.-Depósito que almacena el agua sin requerir ningún proceso de potabilización.  Cisterna de agua tratada.-Depósito que almacena el agua que necesita un proceso de potabilización para el consumo humano ó de recuperación. La selección del método y del equipo adecuado para proporcionar el acondicionamiento requerido en cada caso, será determinado por las necesidades del usuario.  Localización.-Deben ubicarse lo más cerca al equipo de bombeo, pero evitando, en todo caso, el contacto con las aguas freáticas y cercanía con cualquier otra fuente de contaminación, como fosas sépticas y albañales. Si la cisterna está enterrada o semienterrada, se debe mantener una distancia no menor a 3 metros entre los albañales y la cisterna. La cisterna podrá estar enterrada o semienterrada o superficial, dependiendo del tipo de suministro de agua en la red pública de distribución.  Diseño.-Conocido el consumo diario y de acuerdo al tipo de unidad y volumen a almacenar, se desarrolla el diseño; en caso de requerirse sistema de protección contra incendio, se debe agregar una reserva exclusiva para este servicio. El diseño debe ser desarrollado, considerando los siguientes factores:  Profundidad total.-Debe tomarse en cuente el tirante útil, más un tirante inferior que no se bombea, más un espacio para alojar la válvula de flotador (colchón de aire), no deben ser muy profundas. Debe considerarse un colchón

de aire de 0.40 m., así como un cárcamo de succión para el máximo aprovechamiento de la capacidad de la cisterna.

 El piso de la cisterna debe tener una pendiente del 1% contraria a la succión para evitar acumulación de arenas en el cárcamo.  Las cisternas deben ser completamente impermeables, contar con registro de cierre hermético, sanitario y contar con un recolector de sedimentos.  Debe evitarse que la succión del equipo de bombeo y la descarga de la línea de llenado de la cisterna estén en un mismo lado, para eliminar posibles turbulencias en el equipo de bombeo y recircular el agua interna de la cisterna.

DETALLE DE CISTERNA

TANQUES ELEVADOS

Los reservorios elevados son estanques de almacenamiento de agua que se encuentran por encima del nivel del terreno natural y son soportados por columnas y pilotes o por paredes. Desempeñan un rol importante en los sistemas de distribución de agua. La característica principal de los tanques elevados es que se alimentan a través de la presión directa de la red municipal y la toma domiciliaria o de manera electromecánica (bombeo). La selección de tanques elevados resulta necesaria cuando no existe el nivel suficiente para el suministro de agua llegue con la presión adecuada al edificio o vivienda, por los que procede la instalación de un deposito elevado que responda a las necesidades de presión y suministro. Las formas, capacidades y materiales de los tanques elevados son muy variadas pueden ser de fabricación de línea de materiales como: PVC, fibra de vidrio, plástico, etc. O bien construido en sitio, generalmente de concreto armado. DETALLE DE TANQUE ELEVADO

FLOTADOR

NIV. PARADA

.10 .10 .05

.20 .05

SOMBRERO DE VENTILACION

LLEGA TUB. DE IMPULSION 1" PVC

TUB. DE VENTILACION 2" PVC BAJA AGUA FRIA Ø 1" PVC

.20

NIV. ARRANQUE

LIMPIEZA 2"

.05

BRECHA DE AIRE

1.80 m.

DIME NSIO LOSA DE AZOTEA

DETALLE DE TANQUE ELEVADO (CAP. 1.00 m3)

NAMIENTO DE CISTERNA Y TANQUE ELEVADO Para dimensionar la cisterna y el tanque elevado se considerará lo siguiente:

1. Los depósitos de agua deberán ser diseñados y construidos en forma tal que preserven la calidad del agua.

2. Toda edificación ubicada en sectores donde el abastecimiento de agua pública no sea continuo o carezca de presión suficiente, deberá estar provisto obligatoriamente de depósitos de almacenamiento que permitan el suministro adecuado a todas las instalaciones previstas. Tales depósitos podrán instalarse en la parte baja (cisternas) en pisos intermedios o sobre la edificación (tanque elevado).

3. Cuando sólo exista tanque elevado, su capacidad será como mínimo igual a la dotación diaria, con un volumen no menor a 1000 L.

Capacidadcisterna  Dotacióndiaria Capacidadcisterna  1000lt

Usar el mayor valor

4. Cuando sólo exista cisterna, su capacidad será como mínimo igual a la dotación diaria, con un volumen no menor de 1000 L.

Capacidadt .e  Dotacióndiaria Capacidadt .e  1000lt

Usar el mayor valor

5. Cuando sea necesario emplear una combinación de cisterna, bombas de elevación y tanque elevado, la capacidad de la primera no será menor de las ¾ partes de la dotación diaria y la del segundo no menor de 1/3 de dicha volumen.

Capacidadcisterna  Capacidadt .e 

3 Dotacióndiaria  4

1 Dotacióndiaria  3

6. En caso de utilizar sistemas hidroneumáticos, el volumen mínimo será igual al consumo diario con un volumen mínimo de 1000L.

7. Los depósitos de almacenamiento deberán ser construidos de material resistente y paredes impermeabilizadas y estarán dotados de los dispositivos necesarios para su correcta operación y mantenimiento.

8. Las cisternas deberán ubicarse a una distancia mínima de 1m de muros medianeros y desagües. En caso de no poder cumplir con la distancia mínima, se diseñará un sistema de protección que evite la posible contaminación del agua de la cisterna. 9. La distancia vertical entre el techo del depósito y el eje del tubo de entrada de agua, dependerá del diámetro de este y de los dispositivos de control, no pudiendo ser menor de 0,20 m.

10. La distancia vertical entre los ejes de tubos de rebose y entrada de agua será igual al doble del diámetro del primero y en ningún caso menor de 0,15 m. 11. EL diámetro del tubo de rebose, se calculará hidráulicamente, no debiendo ser menor que:

Capacidad del depósito (L)

Diámetro del tubo de rebose

Hasta 5000

50 mm (2")

5001 a 12000

75 mm (3")

12001 a 30000

100 mm (4")

Mayor de 30000

150 mm (6")

12. El diámetro de la tubería de alimentación se calculará para garantizar el volumen mínimo de almacenamiento diario.

13. El control de los niveles de agua en los depósitos, se hará por medio de interruptores automáticos que permitan: 

Arrancar la bomba cuando el nivel de agua en el tanque elevado, descienda hasta la mitad de la altura útil.



Parar la bomba cuando el nivel de agua en el tanque elevado, ascienda hasta el nivel máximo previsto.



Parar la bomba cuando el nivel de agua en la cisterna descienda hasta 0,05 m por encima de la parte superior de la canastilla de succión.



En los depósitos que se alimentan directamente de la red pública deberá colocarse control del nivel.

14. La capacidad adicional de los depósitos de almacenamiento para los fines de control de incendios, deberá ser de 25 m3.

15. La tubería de aducción o de impulsión al tanque de almacenamiento deberá estar a 0,10 m por lo menos por encima de la parte superior de las correspondientes tuberías de rebose. CALCULO DE LOS VOLUMENES DE LA CISTERNA Y TANQUE ELEVADO:  El volumen de almacenamiento total para un edificio o una casa, se calcula para un día de consumo. En un sistema indirecto este volumen debe estar almacenado en la cisterna y tanque elevado. El reglamento nacional de edificaciones, especifica, que el volumen mínimo que se puede almacenar en la cisterna debe ser ¾ del volumen del consumo diario y 1/3 debe estar en el tanque elevado; para con un mínimo de 1m3(1000 L) para ambos.

 Resumiendo todo lo dicho tenemos:

Donde: VA = volumen de almacenamiento VCD = volumen de consumo diario EJEMPLO: Tenemos una casa de 4 habitaciones y un cuarto de servicio y supongamos 2 personas por habitación. Calcular el volumen de cisterna y el tanque elevado. Solución: 4 habitaciones X 2 personas = 8 personas 1 cuarto serv. X 2 personas = 2 personas ------------------------------------------TOTAL = 10 PERSONAS. Suponiendo un consumo de 300 lt/per/dia residencial. VCD = 300 x 10  VCD = 3000 lt/per/dia Por lo tanto:  El volumen de cisterna (Vc) =3/4 x (3000) Vc = 2250 litros.  Volumen del tanque elevado (VTE ) = 1/3 x (3000) (VTE ) = 1000 litros. “El volumen mínimo de una cisterna y tanque elevado debe ser 1m3 (1000 L)”.

CALCULO DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA DE ACOMETIDA O RAMAL DOMICILIARIO Es el tramo de tubería comprendida entre la tubería matriz pública y la ubicación del medidor o dispositivo de regulación. El diámetro de este ramal nos proporciona SEDAPAL, una vez aprobado los planos por el organismo encargado de dar la licencia de construcción. Este diámetro es por lo general de 5/8” ó 3/4” y a lo máximo 1”. El material puede ser plástico o fierro fundido.

MEDIDOR Es un dispositivo que nos permite aflorar la cantidad de agua que se abastece a un edificio o una casa, para que mediante una tarifa especial se pague el consumo de agua. CLASES A. Velocímetros: Están formados de una turbina o especie de hélice que secciona el turbo de acuerdo a las revoluciones de este hélice y mediante aparatos de relojería nos indica el volumen de agua que pasa a través de él.

Ventajas: 1. Son de bajo costo. 2. Permite medir aguas potables con cierta materia en suspensión. 3. No interrumpen el flujo de agua en ningún momento. Desventajas: 1. No son muy precisos 2. Las piezas tienen que ser reparadas constantemente.

B. Volumétricos: Están formados de compartimientos que son llenados y vaciados. Mediante aparatos de relojería nos permite conocer la cantidad de agua que pasa a través de ellos. Ventajas: 1. Son de gran precisión 2. No son de gran mantenimiento Desventajas: 1. No admiten aguas con materia en suspensión.

Los volumétricos son usados por SEDAPAL; hay marcas como BADGER, KENT, etc. Los velocímetros son usados por SEDACHIMBOTE con marcas por ejemplo Woltman,Multi-Jet, etc.

CÁLCULO DE LA TUBERÍA DE ALIMENTACIÓN DE LA RED PÚBLICA HASTA LA CISTERNA El cálculo de la tubería de alimentación debe efectuarse considerando que la cisterna se llena en horas mínimo consumo, en las que se obtiene la presión máxima y que corresponde aun periodo de 4 horas (12 de la noche a 4 de la mañana) Para el cálculo de la tubería haya que tener en cuenta lo siguiente:

 Presión de agua en la red pública en el punto de conexión del servicio.  Altura estática entre la tubería de la red de distribución pública y el punto de entrega en el edificio.  Las pérdidas por fricción en tubería y accesorios en la línea de alimentación, desde la red pública hasta el medidor.  La pérdida de carga en el medidor, la que es recomendable que sea menor del 50% de la carga disponible.  La pérdida de carga en línea de servicio interno hasta el punto de entrega a la cisterna.  Volumen de la cisterna.  Considerar una presión de salida de agua en la cisterna mínima de 2.00m. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO Gasto Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores y los datos de presión en la red pública proporcionados por la Empresa que administra el sistema de agua potable de la ciudad, el problema consiste en calcular el gasto de entrada y la carga disponible seleccionándose luego el medidor, tomando en cuenta que la máxima pérdida de carga que debe consumir el medidor debe ser el 50% de la carga disponible.

Hf m= 50% Hf De la presión en la red pública, para el punto más desfavorable del edificio, despejando Hf tenemos: PM=HT + HF + PS

FORMULA GENERAL

HF = PM - HT - PS Hf m= 50 (PM - HT - PS)/100 Donde: Hf m=Perdida de carga en el medidor. PM =Presión en la matriz o red publica. PS =Presión de salida mínima.

HF =Perdidas de carga. HT =Altura estática del edificio, se toma desde el nivel de la red publica. Con un mismo gasto, se puede seleccionar una variedad de medidores.

Obtenida la verdadera carga del medidor, se obtendrá la nueva carga disponible, procediéndose luego mediante tanteos de diámetros, a seleccionar el más conveniente.  EJEMPLO: 

Datos:

 Presión en la red pública=20 libras/pulg2.  Presión mínima de agua a la salida de la cisterna=2.00 m.  Desnivel entre la red pública y el punto de entrega a la cisterna=1.00 m.  Longitud de la línea de servicio=20.00 m.  La cisterna debe llenarse en un periodo de 4 horas.  Volumen de la cisterna=12m3.  Accesorios a utilizar: 1valvula de paso, una válvula de compuerta, 2 codos de 90° y un codo de 45°.  Se trata de : 

Seleccionar diámetro del medidor.



Diámetro de tubería de alimentación a la cisterna. SOLUCIÓN

1. Cálculo del gasto de entrada:



Convirtiendo a G.P.M.

 Se sabe: o 1 litro= 0.2642 galones o 1 min= 60 seg  Q = 13.2 G.P.M.

2. Cálculo de la carga disponible:  H = PR-PS-HT 

Dónde: o H= Carga disponible. o PR=Presión en la red. o PS= Presión a la salida. o HT= Altura red a cisterna. H = 20 – [(2.00X1.42) + (1.00X1.42)]

H = 15.74  En metros: H = 14 – 2 – 1 = 11 m.c.a.

3. Selección del medidor: Siendo la máxima perdida de carga del medidor el 50% de la carga disponible, se tiene: H = 0.5X15.74= 7.87 Libras/pulg2

ÁBACO DE MEDIDORES

10.5

3.8

1.7 13.2

 Del Abaco:



DIAMETRO

PÉRDIDA DE CARGA

5/8”

10.5 libras/pulg2(7.15 m)

3/4”

3.8 libras/pulg2(2.66 m)

1”

1.7 libras/pulg2(1.18 m)

TENIENDO EN CUENTA LA MAXIMA PERDIDA DE CARGA DEL MEDIDOR 7.87 LIBRAS/PULG2SELECCIONAMOS: EL MEDIDOR DE ¾”.

4. Selección del diámetro de tubería:

 Dado que el medidor degenera una pérdida de carga de 3.8 libras/pulg2. La nueva carga disponible será: H = 15.74 – 3.8 = 11.94 libras/pulg2

H = 8.40 m.c.a  Asumiendo un diámetro de ¾” o Longitud equivalente por accesorios: 

1 válvula de paso ¾”=0.10 m.



1 válvula de compuerta de ¾”=0.10 m.



2 codos de 90°= (2x0.60)=1.20 m.



1 codo de 45°=0.30 m.

 Longitud equivalente=1.70 m



Estos valores se obtienen del siguiente ábaco:

ó

 La longitud total será: 20.00 m + 1.70 m=2 1.70 m 

Del siguiente ábaco hallamos la gradiente hidráulica para comprobar que la perdida máxima obtenida en el medidor sea mayor a la obetinada con los accesorios: o Q = 0.833 l.p.s. o D = ¾” TUBERIAS DE FIERRO GALVANIZADO NORMAL

180

800

TUBERIAS DE CARGA EN METROS POR 1000 METROS  Tenemos

S=800/1000=0.8m/m.

o Luego: H = 21.70X0.8= 17.36 m COMPROBANDO TENEMOS QUE: 8.40 < 17.36 libras/pulg2  Por lo tanto tenemos que aumentar el diámetro de la tubería.  Asumiendo un diámetro de 1” o Longitud equivalente por accesorios: 

1 válvula de paso ¾”=0.20 m.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULDAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL



1 válvula de compuerta de ¾”=0.20 m.



2 codos de 90°= (2x0.70)=1.40 m.



1 codo de 45°=0.40 m.

 Longitud equivalente= 2.20 m  La longitud total será: 20.00 m + 2.20 m=2 2.20 m  Tenemos

S=180/1000=0.18m/m.

o Luego: H = 22.20X0.18= 3.996 m COMPROBANDO TENEMOS QUE: 8.40 > 3.996 libras/pulg2  Por lo tanto tenemos que el diámetro 1” de la tubería es correcto.

 RESULTADOS:  DIAMETRO DEL MEDIDOR: ¾”  DIAMETRO DE TUBERIA DE ENTRADA : 1”

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULDAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

BIBLIOGRAFÍA. 

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES.



INSTALACIONES SANITARIAS EN EDIFICACIONES. Jimeno Blasco, Enrique. Lima,Colegio de Ingenieros del Perú,1995



MANUAL DE INSTALACIONES HIDRÁULICAS, SANITARIAS, AIRE, GAS Y VAPOR. Zepeda C., Sergio. México, D.F,Limuso,2002



EL ABC DE LAS INSTALACIONES DE GAS, HIDRÁULICAS Y SANITARIAS. Harper, Enriquez. Harper, Enriquez