DISEÑO DE AGUA FRIA FINAL

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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA FRIA

INTRODUCCION

Las instalaciones hidráulicas en edificios tienen gran relevancia en nuestro medio por las

tendencias de crecimiento urbano que requieren cada vez más espacio que últimamente está

obligando a expandirse hacia las alturas. Dichas instalaciones están relacionadas con el

diseño de tuberías, accesorios y aparatos que provean agua potable en cantidad y presión

adecuada, evacuen agua servida, aguas lluvias de manera eficiente, proporcionando la

seguridad estructural del edificio y la salud de las personas.

En el presente trabajo se realiza un estudio de las diferentes etapas a desarrollar en el diseño

de un sistema de abastecimiento de agua fría, presentando la metodología y conocimientos

hasta la fecha adquirida, y la forma de cómo aplicar estos conocimientos a la realidad ya en

el ámbito profesional. Tomando como guía las normas Peruanas (“Reglamento Nacional de

Construcciones de Lima-Perú”), se diseñan sistemas de abastecimiento de aguas ya sea

estas frías o calientes, además de sistemas contra incendio.

En el presente trabajo se realiza el diseño de instalaciones hidráulicas de agua fría para el

proyecto: “Hotel Pacific Sunrise”, utilizando conceptos de hidráulica y analizando los

resultados, con el fin de buscar optimización de recursos, pero técnicamente aplicables y

eficientes.

El método utilizado para abastecer el proyecto consiste en Abastecimiento Directa para

cierto sector del proyecto mientras que el otro sector consta de un Sistema de

Abastecimiento Indirecto el cual consiste de cisterna y equipo de bombeo para distribución

por presión.

INSTALACIONES HIDRAULICAS EN EDIFICIOS CICLO II-2011

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Diseñar el sistema de abastecimiento de agua fría para el proyecto Hotel “Pacific

Sunrise”, utilizando la metodología proporcionada en la asignatura de Instalaciones

Hidráulicas en Edificios.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Definir el sistema de abastecimiento de agua que se suministrará al edificio.

Calcular la dotación de agua necesaria con base al “Reglamento Nacional de

Construcciones de Lima-Perú” (Normas Peruanas).

Determinar la capacidad requerida del depósito de almacenamiento para el

proyecto.

Diseñar la toma domiciliar de la red de distribución de agua.

Utilizar elementos conocidos como tablas, formulas y graficas de consumo para

determinar diámetros de tubería.

Dimensionar las tuberías de alimentación del proyecto.

Exponer los procedimientos para el cálculo de instalaciones.


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ALCANCES

Se diseño el sistema de abastecimiento de agua fría para el proyecto “Hotel Pacific

Sunrise” tomando en cuenta las normas peruanas. Para esto se evaluaron los datos y

en base a nuestro criterio tomar diámetros de tubería que satisfagan el

abastecimiento de agua en el edificio.

Para el diseño de abastecimiento de agua fría, se consideraran los planos

arquitectónicos obtenidos del proyecto.

Para el diseño de las tuberías de alimentación se evaluará por el “Método Hunter”.

LIMITACIONES

Los datos requeridos para el diseño de la tubería de alimentación de la red pública a

la cisterna que proporciona la empresa administradora del servicio de agua potable,

no se tomaron en consideraron debido a que se requiere de una factibilidad de la

misma y por ser un diseño con fines académicos, se considero que la presión y el

caudal era adecuado para abastecer un sector del proyecto y la cisterna.

Para el diseño de la red interior se calcularon las longitudes equivalentes por medio

de un factor de 1.2 por la longitud total, sin tomar en cuenta la cantidad de

accesorios contenidos en el tramo.


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GENERALIDADES DEL PROYECTO “HOTEL PACIFIC SUNRISE”

UBICACIÓNEl proyecto denominado “Hotel Pacific Sunrise” se encuentra localizado sobre la carretera El Litoral al norte de Playa El Obispo, frente a la Gasolinera ESSO y al poniente de Centro Comercial El Faro, en el Puerto La Libertad, departamento de La Libertad. Las coordenadas de su ubicación son 13° 29' 11.81" N 89° 18' 49.37" W.

Fotografía de la ubicación del Hotel Pacific Sunrise en La Libertad visto en Google Earth.

DESCRIPCION GENERAL DEL HOTELEl área total del terreno es de 3,091.62 m2 y el área total construida es de 1,259.50 m2. La edificación consta de 3 niveles y un sótano, una área de cafetería. El Uso por nivel y sus elevaciones (nivel de piso terminado) en la siguiente tabla:

NIVEL USO NPT

Sótano Cocina y Servicios y lavandería 0-03.00

Nivel 1

Salón de usos múltiples

0+00.00Restaurantes, Lobby Bar,

Lobby del HotelÁrea de oficinasBaños Públicos

Nivel 21 Habitación tipo Suite

0+3.6014 Habitaciones normales

Nivel 31 Habitación tipo Suite

0+7.0014 Habitaciones normales


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La siguiente imagen muestra Fachada Principal del Edificio.

Fachada del Proyecto.


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SOTANO

Planta arquitectónica del sótano. NPT 0-03.00.

En el sótano se encuentra los siguientes aparatos sanitarios:

SOTANO

Aparato Cantidad

Lavamanos múltiple 2

Inodoro con valvula semi-automatica 2

Lavadero de cocina 4


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NIVEL 1: AREA DE RESTAURANTE Y OFICINAS

Planta arquitectónica del 1er nivel. NPT 0+00.00.

En el nivel 1 se encuentran los siguientes aparatos sanitarios:

NIVEL 1

Aparato Cantidad

Lavamanos múltiples 4


Urinarios 2


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NIVEL 2: HABITACIONES

Planta arquitectónica del 2do nivel. NPT 0+3.60.

Los aparatos sanitarios del nivel 2 son los siguientes:

NIVEL 2

Aparato Cantidad



Tinas 15

Lavaderos de cocina 2


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NIVEL 3: HABITACIONES

Planta arquitectónica del 3er nivel. NPT 0+7.00

Los aparatos sanitarios que se encuentra en el nivel 3 son iguales a los del nivel 2, los cuales son los siguientes:

NIVEL 3

Aparato Cantidad



Tinas 15

Lavaderos de cocina 2


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AREA DE PISCINA

Esta área de piscina es muy importante considerar en el diseño, ya que la piscina se

encuentra en la entrada del edificio y es abastecida directamente por la red de distribución

de la red pública.

En el diseño de la capacidad de la cisterna no se tomará la dotación de agua para la piscina

debido a que como se nota en la figura siguiente, la tubería que se conecta con la red de

distribución pública, suministra el caudal para la piscina primero y después llega a la

cisterna que se encuentra en el proyecto en estudio.

Vista en planta del proyecto “Hotel Pacific Sunrise”.


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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

GENERALIDADESLos sistemas de abastecimiento de agua para edificios se pueden clasificar en:

Directos. Indirectos. Mixtos y combinados.

SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DIRECTO.“Es aquel en que la red pública tiene las condiciones necesarias (caudal y presión) para abastecer directamente todas las instalaciones internas”

VENTAJAS

Menor peligro de contaminación del abastecimiento interno

Sistema más económico

Posibilidad de medición de los caudales de consumo con mas exactitud

DESVENTAJAS

No existe almacenamiento de agua en caso de paralización de suministro

Generalmente para abastecer solo edificios de poca altura (2 a 3 plantas)

Necesidad de grandes diámetros de tubería

Posibilidad de que las variaciones horarias de caudal afecten el abastecimiento en

los puntos de mayor elevación.


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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO DE TANQUE ELEVADO CON ALIMENTACION DIRECTA Y DISTRIBUCION POR GRAVEDAD.“Es aquel en que durante algunas horas del día o de la noche, la red consta con presión suficiente para llenar el depósito elevado del cual se abastece la red interior por gravedad”.

VENTAJAS Existe reserva de agua en el caso de interrupción del servicio

Presión constante y adecuada en cualquier punto de la red interior

Elimina el sifonaje, por la separación de la red interna de la externa debida a la

ubicación de reservorios domiciliarios

DESVENTAJAS

Se desconoce si la red pública brindará la presión suficiente recomendada de 0.2

kgf/m2

La presión de la red pública debe ser lo suficiente como para llegar a mas de 7 mts

de altura y llegar al tanque elevado.

No requeriría equipo de bombeo, haciendo un costo menos en el presupuesto del

edificio.

Mayor costo de construcción y mantenimiento


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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO CON CISTERNA, EQUIPO DE BOMBEO Y TANQUE ELEVADO PARA DISTRIBUCION POR GRAVEDAD.“Es aquel en que el agua ingresa de la red pública a la cisterna, desde la cual se bombea el agua al tanque elevado que abastece la red interior por gravedad”.

VENTAJAS

Existe reserva de agua en el caso de una interrupción.

Se garantiza caudal y presión eficiente

Se puede ocupar para este hotel debido a que el equipo de bombeo garantizaría el

abastecimiento al tanque y distribuirla por gravedad.

DESVENTAJAS

Mayor costo de construcción y mantenimiento.

Mayor costo debido al equipo de bombeo, cisterna y tanque elevado.

Generalmente para abastecer edificios de poca altura.

Se debe hacer una revisión estructural para corroborar que la capacidad del tanque elevado sea soportada por el sistema estructural


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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO CON CISTERNA Y EQUIPO DE BOMBEO PARA DISTRIBUCION POR PRESION“Es aquel en que el agua ingresa de la red pública a la cisterna, desde la cual se bombea el agua para abastecer por presión la red interior”.

VENTAJAS

Fácil instalación

Existe reserva de agua en el caso de una interrupción.

Presión constante y adecuada. Importante para un hotel.

Se tendría un costo bajo comparado con otros sistemas.

DESVENTAJAS

Se debe contar con un sistema eléctrico adecuado para no producir interrupciones en

el sistema de abastecimiento.

Existen riesgos de contaminación de agua debido a la falta de mantenimiento de la

cisterna.

Dependiendo de la presión que se necesite, así será el costo de la bomba

El servicio esta en función de la capacidad de la cisterna


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SISTEMA DE ABASTECIMIENTO MIXTO“Es aquel en que las presiones de la red pública solo permiten alimentar en forma directa los niveles inferiores, siendo necesario abastecer los niveles superiores en forma indirecta”.

VENTAJAS

Existen reservas de agua en el caso de una interrupción.

Menores capacidades en la cisterna y tanque elevado.

Se requieren sistemas de bombeo de menor capacidad.

DESVENTAJAS

Se debe hacer una revisión estructural para corroborar que la capacidad del tanque

elevado sea soportada por el sistema estructural

Pueden darse caso en que la distribución del edificio no sea equitativa, por la forma

de abastecer que posee el sistema

El sistema con el cual se trabajara en el edificio será de un sistema de abastecimiento mixto con cisterna y equipo de bombeo para distribución por presión, además de la conexión directa para abastecimiento de sótano, piscina y áreas verdes. Esto debido a que resulta ser el idóneo para el edificio, debido a que al emplear alguno de los otros sistemas nos estamos arriesgando a incrementar significativamente otros aspectos, entre ellos el económico. Un ejemplo podría ser el del tanque elevado, ya que al colocarlo para distribución por gravedad, es necesario conocer si el sistema estructural soportaría el peso generado por el tanque elevado, además de que el techo del hotel no es una losa de concreto, lo cual dificultaría aun más su construcción.


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DOTACIÓN DE AGUA PARA EL EDIFICIO

GENERALIDADESLa dotación de agua es de suma importancia en las instalaciones hidráulicas de edificios, ya que permite determinar si la fuente de abastecimiento tiene capacidad suficiente o en caso contrario determinar los volúmenes de los tanques de almacenamiento (Cisternas y tanques elevados) de acuerdo con el sistema de distribución adoptado.

Como en cualquier sistema de abastecimiento de agua las dotaciones para edificios es variada y depende de los siguientes factores:

Uso del edificio.

Ubicación

Área

Sistema de distribución utilizado.

Uso de medidores.

Necesidades profesionales.

En el proyecto del hotel “Pacific Sunrise”, se brindan diferentes tipos de servicios como restaurante y oficinas. Para los cuales se determinarán su dotación por separado.

CALCULO DE DOTACIÓN (según normas peruanas)

Dotación para hotelLas dotaciones de agua para hoteles, moteles, pensiones y hospedajes se calcularan así:

ESTABLECIMIENTO DOTACION DIARIA

Hoteles y Moteles 500 Lts/dormitorio

Pensiones 350 Lts/dormitorio

hospedajes 25 Lts/m2 de área destinada a dormitorio

30 habitacionesDotación = 500 lts/habitaciónDotacion = 500 x 30 = 15000 lts


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Dotación para restauranteLas dotaciones para restaurantes se determinaran en función del área de los locales:

ÁREA (m2) DOTACION DIARIA

Hasta 40 2000 Lts

41 – 100 50 Lts/m2

Mas de 100 40 Lts/m2

Área de restaurantes = 144.00 m2

Dotacion = 40 lts/ m2

Dotacion = 40 x 144 = 5760 lts

Dotación para oficinasLa dotación de agua para oficinas será de 6 lts/dia por m2 de area útil del local (Normas Peruanas de dotación para edificios)

Area de oficinas = 38.00 m2

Dotación = 6 lts/dia por m2

Dotación = 6 x 38 = 228 lts

Dotación para lavanderíaEn el sótano se encuentra una pequeña lavandería, la dotación de agua para la lavandería está en función de los Kg. de ropa.

CLASE DOTACION DIARIA

Lavandería 40 lts/día por kg de ropa

Tintorerías, lavanderías en seco y similares

30 lts/día por kg de ropa

Cantidad de ropa diaria = 3.0 kg/habitacion x 30 habitaciones = 90 kgDotación = 40 lts/dia por Kg de ropaDotación = 90 x 40 = 3600 lts

Dotación para áreas verdesA dotación de agua para áreas verdes será de 2 lts/día por m2 Areas verdes = 729.10 m2

Dotación = 2 lts/día por m2

Dotación = 2 x 729.10 = 1458.20 lts


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Dotación para piscinaLas dotaciones para piscinas se calcularan de acuerdo a las siguientes condiciones:

PISCINAS DE RECIRCULACION

TIPO DOTACION DIARIA

Con Recirculación de las aguas de rebose

10 lts/dia por m2 de proyección horizontal

Sin Recirculación de las aguas de rebose

25 lts/dia por m2 de proyección horizontal

Se tomará el cuadro de piscinas de recirculación únicamente; debido a que piscinas en flujo constante se ocupa cuando la piscina es abastecida por un pozo o por nacimiento de agua.

Area = 112.5 m2

Dotación = 10 lts/dia por m2

Dotación = 10 x 112.5 = 1125 lts

Sumando todas las dotaciones anteriormente, se obtiene la dotación total del edificio.

Dotación diaria del edificio = 27171.20 lts/día


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DEPOSITO DE ALMACENAMIENTO

GENERALIDADES Y DISEÑO DE CAPACIDAD DE CISTERNA

Se determinó que el mejor sistema de abastecimiento para el edificio es sistema mixto, en base a eso se puede determinar la capacidad de la cisterna por medio de la dotación diaria calculada anteriormente.

Dotación diaria (sin dotación de piscina y áreas verdes) = 24588.0 lts/día

Es de mencionar que se diseñará la capacidad de la cisterna sin la dotación de agua para piscina y áreas verdes, debido a que la tubería que conecta a la cisterna, abastece primero a la piscina y las áreas verdes. Por lo que el agua que bombea de la cisterna se dirige específicamente al edificio.

DISEÑO DE VOLUMEN CONTRA INCENDIO

Largo de manguera

Diámetro de manguera (pulg.)

Diámetro de boquilla (pulg.)

Caudal (Lts/seg)

Menos de 20 m 1 ½ 1/2 3

Entre 20 y 45 m 2 3/4 4

El volumen de agua contra incendio debe ubicarse en la parte baja de la cisterna y dependerá de la longitud de la manguera que se instalará en el gabinete de cada piso. Según el reglamento se deberá garantizar el funcionamiento simultáneo de 2 mangueras durante media hora.

2 mangueras x 3 lts/seg x 30 min x 60 seg = 10800 lts = 10.80 m3

2 mangueras x 4 lts/seg x 30 min x 60 seg = 14400 lts = 14.40 m3

Para el caso de nuestro proyecto se utilizara 2 mangueras entre 20 y 45 metros de longitud por lo que al volumen total de la cisterna será de

Volumen total = 24.59 + 14.40 = 38.99 m3

Volumen total = 39.00 m3


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DIMENSIONAMIENTO DE CISTERNA

39.00 = 4 x 4 x profundidadProfundidad = 2.44 mSe le va a agregar 0.30 m a la profundidad de la cisterna Por lo tanto las dimensiones nuevas serán de:

Ancho = 4.0 m

Largo = 4.0 m

Profundidad = 2.75 m

DETERMINACIÓN DE DIAMETRO DE LA TUBERIA DE REBOSE

Los diámetros de la tubería de rebose deben estar de acuerdo con la siguiente tabla:

Volumen de tanque de almacenamiento (lts)

Diámetro (pulg)

Hasta 5000 2

5001 a 6000 2 ½

6001 a 12000 3

12001 a 20000 3 ½

20001 a 30000 4

Mayor de 30000 4 ½

Para nuestro proyecto, el volumen de almacenamiento es mayor a 30,000 litros, por lo que el diámetro de la tubería de rebose es de 4 ½”.


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DISEÑO DE TUBERIA DE ALIMENTACION Y MEDIDOR

Datos

1) Presión en la red pública = 25 Lbf/pulg²

2) Presión mínima del agua a la salida de la cisterna = 2.0 m.

3) Desnivel entre la red pública y el punto de entrega de la cisterna = 1.5m

4) Longitud de la tubería de servicio = 60.0 m.

5) La Cisterna debe de llenarse en 4 horas

6) Volumen de la cisterna = 39.0 m³

7) Accesorios

- 1 válvula de paso

- 1 válvula de compuerta

- 2 codos 90°

- 1 codo de 45°

- 4 Tee

Con los datos anteriores se debe determinar:

- El diámetro del medidor

- El diámetro de la tubería de alimentación

1. Calculo de caudal de entrada V = 39.0m³ = 39,000 Lts.T= 4 horas = 3600x4 horas = 14,400 seg

Utilizado formula: Q=Vt

Q=3900014400

=2.71 Lts /seg=42.72Gal /min

2. Determinando Altura disponible Hd=PR−Ps−H s

Hd=17.59−2−1.5=14.09 m .c . a .

3. Selección de Medidor De acuerdo ha especificaciones la máxima perdida de carga en el medidor debe ser igual al 50% de la carda disponible Hpm=0.5 Hd=0.5 (14.09 )=7.045 m.


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De grafico para medidores con Q= 2.71 Lts /seg

Diámetro de medidor Perdida (lbf/pulg²) Perdida (m.c.a.)1” 14.9 10.48

1 ½” 4.0 2.812” 1.7 1.19

Tomar el medidor con la menor perdida el cual es 2”

4. selección del diámetro de tubería Con una pérdida de carga 1.19 m en el medidor la nueva carga disponible es:

Hd = 7.045 - 1.19 = 5.855 m.c.a. Tomar una tubería de 2”

5. Perdidas en la tubería de alimentaciónHp=H f +H K

Calculo de perdidas por accesorios para luego utilizar el método de “Tuberías Equivalentes”, considerando un diámetro de 2”

- 1 válvula de paso de 2” de diámetro 0.4

- 1 válvula de compuerta de 2” de diámetro 0.4

- 2 codos 90° de 2” de diámetro 2.8

- 1 codo de 45° de 2” de diámetro 0.7

- 4 Tee de 2” de diámetro 4.4

Total 8.7

LT=Lt+La=60+8.7=68.7 m.

Hf =1734.895Q1.85 LC1

1.85 D4.87 =1734.895 (2.71 )1.85 (68.7 )

1101.85(2)4.87 =4.31m . c . a

Comprobando; Hd = 5.855 > Hf = 4.311 O.K.


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DIMENSIONAMIENTO DE SUB-RAMALES

Los sub-ramales son las tuberías que conectan los ramales con los aparatos sanitarios, para

su dimensionamiento hay tablas en función de la presión a la que están sometidos.

En la siguiente tabla se muestran el diámetro para cada aparato sanitario que se encuentra

en el hotel.

APARATO SANITARIO DIAMETRO (pulg)

Lavamanos 1 / 2

Tina 1 / 2

Inodoro de tanque 1 / 2

Lavadero de cocina 1 / 2

Lavadora 1 / 2

Urinario 1 1/2

DIMENSIONAMIENTO DE RAMALES

El diseño de la tubería de los baños se realizara por medio del Consumo Simultáneo

Máximo Probable (Baño Privado) o Consumo Simultáneo Máximo Posible (baño

Publico) y haciendo uso del Método Hunter. Eligiendo el que genere menor diámetros

cumpliendo con velocidades permisibles para cada diámetro.


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DIMENSIONAMIENTO DEL RAMAL DEL SOTANO

DISTRIBUCION DE INSTALACIONES HIDRAULICAS RAMAL DE SOTANO

A E F G H I

B C D


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METODO DE CONSUMO MAXIMO POSIBLE

METODO HUNTER


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CUADRO RESUMEN

DIMENSIONAMIENTO DEL RAMAL DEL PRIMER PISO

DISTRIBUCION DE INSTALACIONES HIDRAULICAS RAMAL DEL PRIMER

PISO


Tramo Equivalencia Pesos (UH)Diametro

(1/2"), pulgDiametro (Hunter)

Diametro de Diseño (pulg)

Q (Lts/seg) Vmax (m/s) V (m/s)

A-B 4 8 3/4 1 3/4 0.29 2.20 1.01B-C 3 6 3/4 1 3/4 0.25 2.20 0.87C-D 2 4 1/2 1 1/2 0.18 1.90 1.42A-E 6 17 1 1 1/4 1 0.48 2.48 0.95E-F 5 15 1 1 1 0.44 2.48 0.87F-G 4 13 3/4 1 3/4 0.4 2.20 1.40G-H 3 8 3/4 1 3/4 0.29 2.20 1.01H-I 2 6.5 1/2 1 1/2 0.265 1.90 0.93

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METODO DE CONSUMO MAXIMO POSIBLE

METODO HUNTER


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CUADRO RESUMEN

TramoEquivalenci

aPesos (UH)

Diámetro (1/2"), pulg

Diámetro (Hunter)

Diámetro de Diseño (pulg)

Q (Lts/seg)

V (m/s) Vmax (m/s)

A-B 42,8 36 2 1 1/4 1 1/4 0,85 1,07 2,85B-C 41,8 34,5 2 1 1/4 1 1/4 0,835 1,05 2,85C-D 40,8 33 2 1 1/4 1 1/4 0,805 1,02 2,85D-E 2 10 3/4 1 3/4 0,34 1,19 2,2D-F 38,8 23 2 1 1/4 1 1/4 0,595 0,75 2,85F-G 37,8 18 2 1 1/4 1 0,5 0,99 2,85G-H 36,8 13 2 1 1 0,4 0,79 2,48H-I 19,4 8 1 1/2 1 3/4 0,29 1,02 2,48I-J 2 3 1/2 3/4 1/2 0,12 0,95 1,9

DIMENSIONAMIENTO DEL RAMAL DE DORMITORIOS DE SEGUNDO Y

TERCER NIVEL

HABITACION SECTOR NORTE


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METODO DE CONSUMO MAXIMO PROBABLE

METODO DE HUNTER

CUADRO RESUMEN




Q (Lts/seg) V(m/s) V max(m/s)

A-B 2 5.25 3/4 1 3/4 0.235 0.82 2.20B-C 1 3.75 1/2 1 1/2 0.165 1.30 1.90C-D 1 0.75 1/2 3/4 1/2 0.12 0.95 1.900-A 2 5.25 3/4 1 3/4 0.235 0.82 2.20


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HABITACION SECTOR SUR



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METODO DE HUNTER

CUADRO RESUMEN


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Q (Lts/seg) V(m/s) V max(m/s)

A-D 1 3 3/4 1/2 1/2 0.12 0.95 1.90A-B 2 2.25 3/4 1/2 1/2 0.12 0.95 1.90B-C 1 1.5 3/4 1/2 1/2 0.07 0.55 1.900-A 3 5.25 1 3/4 3/4 0.25 0.88 2.20

HABITACION TIPO SUITE



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METODO DE HUNTER


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CUADRO RESUMEN



(1/2"), pulg

Diametro

(Hunter)

Diametro de

Diseño (pulg)Q (Lts/seg) V(m/s) V max(m/s)

A-O 5 9.25 1 1 1 0.325 0.64 2.48A-B 2 2.25 1/2 3/4 1/2 0.12 0.95 1.90B-C 1 1.5 1/2 3/4 1/2 0.07 0.55 1.90A-D 3 7 3/4 1 3/4 0.28 0.98 2.20D-E 2 4 1/2 1 1/2 0.18 1.42 1.90E-F 1 2 1/2 3/4 1/2 0.07 0.55 1.90

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CÁLCULO DE CAUDAL DE BOMBEO

DETERMINACIÓN DE UNIDADES HUNTER PARA SEGUNDO Y TERCER NIVEL

Nota: se debe tomar en cuenta que las longitudes estan en metros.


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UNIDADES HUNTER PARA TODO EL EDIFICIO

La unidades hunter para el nivel 1 y el sótano es la suma de los siguientes valores:

Unidades primer nivel = nivel 1 (baños publicos) + sotano

Undades primer nivel = 36UH +25UH = 61UH

Al inicio de la tuberia de impulsion para la bomba el caudal a utilizar será:

Caudal de bombeo: 226.5 UH (para encontrar caudal se debera interpolar)

De tabla gasto mas probables se tomaron:

220 UH→ Q = 2.60 Lts/seg

230 UH→ Q = 2.65 Lts/seg

10UH → Q = 0.05Lts/seg

6.5UH→ X

x=(6.5 ) (0.05 )

10=0.0325

Qb=2.60+0.0325=2.6325 Lts / seg

Qb=2 .6325 Lts /seg


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DIAMETRO DE TUBERIA DE IMPULSION Y SUCCION

Los diametros de las tuberias de impulsion de las bombas se determinará en funcion del

caudal de bombeo utilizando la siguiente tabla:

CAUDAL DE BOMBEO

(lts/seg)

DIAMETRO INTERIOR

(pulg)

Hasta 0.50 ¾

“ 1.00 1

“ 1.60 1 ¼

“ 3.00 1 ½

“ 5.00 2

“ 8.00 2 ½

“ 15.00 3

“ 25.00 4

En nuestro caso el diametro de bombeo para la tuberia de impulsion que utlizaremos es D =

1 ½” por ser el caudal igual a Qb = 2.6325Lts/seg

Puede estimarse que el diametro de la tuberia de succion sea igual al diametro

inmediatamente superior al de la tuberia de impulsion indicada en la tabla. Para nuestro

caso utilizaremos en D = 2”


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CALCULO DE PÉRDIDAS DESDE EL PUNTO MÁS DESFAVORABLE HASTA

LA CISTERNA

Tramo 3G - 3H

Q=0.235 lts/seg C1=110 L=4.00 m

Calculando longitud equivalente (Le=1.2 L)

Le=1.2 ×4.00=4.8 m

Asumiendo diámetro comercial D=34

pulg .

La velocidad mínima para toda tubería es: vmin=0.50ms

Para D=34

pulg→ vmax=2.20ms

Calculando velocidad de continuidad:

V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.235

0.752→V =0.83

mseg

Calculo de Gradiente Hidráulico Real (Sreal) de Hazen-Williams

Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.2351.85

1101.85 ×0.754.87 → Sreal=0.0808 m /m

Perdidas en el tramo 3G - 3H

¿¿¿

Tramo 3F - 3G

Q=0.35 lts/seg C1=110 L=3.00 m


Le=1.2 ×3.00=3.6 m


pulg .


Para D=34

pulg→ vmax=2.20ms


39



V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.35

0.752→V =1.23

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.351.85

1101.85 ×0.754.87 → Sreal=0.1689 m /m

Perdidas en el tramo 3F - 3G

¿¿¿

Tramo 3E - 3F

Q=0.455 lts/seg C1=110 L=4.00 m


Le=1.2 ×4.00=4.8 m

Asumiendo diámetro comercial D=1.0 pulg .


Para D=1.0 pulg→ vmax=2.48ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.455

1.02→V =0.90

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.4551.85

1101.85×1.04.87 → Sreal=0.0676 m /m

Perdidas en el tramo 3E - 3F

¿¿¿


40


Tramo 3D - 3E

Q=0.56 lts/seg C1=110 L=3.00 m


Le=1.2 ×3.00=3.6 m





V=1.9735 ×Q

D2=1.9735 ×0.56

1.02→V =1.11

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.561.85

1101.85×1.04.87 → Sreal=0.0993 m /m

Perdidas en el tramo 3D - 3E

¿¿¿

Tramo 3C - 3D

Q=0.675 lts/seg C1=110 L=4.00 m


Le=1.2 ×4.00=4.8 m





V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.675

1.02→V =1.33

mseg


41



Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.6751.85

1101.85×1.04.87 → Sreal=0.1403 m /m

Perdidas en el tramo 3C - 3D

¿¿¿

Tramo 3B - 3C

Q=0.780 lts/seg C1=110 L=3.80 m


Le=1.2 ×3.80=4.56m


pulg.


Para D=114

pulg→ vmax=2.85ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.780

1.252→V =0.99

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.781.85

1101.85×1.254.87 → Sreal=0.0618 m/m

Perdidas en el tramo 3B - 3C

¿¿¿

Tramo 3A - 3B

Q=0.925 lts/seg C1=110 L=4.20 m



42


Le=1.2 ×4.20=5.04m


pulg.


Para D=114

pulg→ vmax=2.85ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.925

1.252→V =1.17

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.9251.85

1101.85×1.254.87 → Sreal=0.0847 m /m

Perdidas en el tramo 3A - 3B¿¿¿

Tramo 3A - 3

Q=1.478 lts/seg C1=110 L=1.85 m


Le=1.2 ×1.85=2.22m


pulg.


Para D=114

pulg→ vmax=2.85ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x1.478

1.252→ V=1.87

mseg



43


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×1.4781.85

1101.85 ×1.254.87 → Sreal=0.2017 m /m

Perdidas en el tramo 3A - 3

¿¿¿

Tramo 3 - 2

Q=1.478 lts/seg C1=110 L=3.4 m


Le=1.2 ×3.4=4.08 m


pulg.


Para D=112

pulg→ vmax=3.05ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x1.478

1.502→ V=1.30

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×1.4781.85

1101.85 ×1.504.87 → Sreal=0.0830 m /m

Perdidas en el tramo 3 - 2

¿¿¿

Tramo 2 - 1

Q=2.184 lts/seg C1=110 L=3.6 m


Le=1.2 ×3.6=4.32 m


44



pulg.


Para D=112

pulg→ vmax=3.05ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x2.184

1.502→V =1.92

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×2.1841.85

1101.85×1.504.87 → Sreal=0.1738 m /m


¿¿¿

Tramo 1 - 0

Q=2.6325 lts/seg C1=110 L=3.6 m


Le=1.2 ×2.85=3.42m


pulg.


Para D=112

pulg→ vmax=3.05ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x2.6325

1.52→V =2.30

mseg



45


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×2.63251.85

1101.85 ×1.54.87 → Sreal=0.2415 m /m


¿¿¿

PERDIDAS TOTALES

H PT=∑ H f

HPT = 0.388 + 0.608 + 0.325 + 0.357 + 0.673 + 0.282 + 0.427 + 0.448 + 0.339 + 0.738 + 0.826

HPT = 5.411 m.c.a

CARGA DINAMICA TOTAL

CDT=H est +H ft+P sal

CDT = 7.5 + 5.411 + 3.52

CDT = 16.431 m.

DISEÑO DE TANQUE HIDRONEUMATICO Y DETERMINACION DE

POTENCIA DE LA BOMBA

1. Derterminacion de carga dinamica total H DT=16 . 431 m . c . a .

2. Calculo de presion minima para tanque hidroneumaticoCarga Dinamica Total H DT=16 . 431 m . c . a .=23 . 35 PSI

En el mercado solo existen presiones para tanque hidroneumatico de 20 PSI, 30 PSI y 40 PSI, lo que escojeremos el tanque de una presion de 30PSIPmin=30 PSI


46


Pmin=21 .11 m.c .a .

3. Cálculo de presión máxima Se recomienda que la presion diferencial no sea menor a 14 m.c.a. (20PSI), sin embargo no se fija un limite maximo que se pueda utilizar, por lo que hay que tener en cuenta que al aumentar el diferencial presion, aumenta la realcion de eficiencia del cilindro considerablemente y por lo tanto reduce el tamaño final del mismo, pero aumentar demasiado el diferencial puede ocasionar inconvenientes. Por lo tanto la presion maxima que uilizaremos es de 50 PSI.

4. Potencia de la bomba y motores

La bomba debe seleccionarse o diseñarse para trabajar contra una carga por los menos de igual a la presion maxima del tanque hidromeumatico.

Pmax = 50PSI = 35.17m.c.a.

P=Q bH DT

75 e=

(2.6325 ) (35.17 )

75 ( 60100 )

=2.0 HP

Los motores electricos que accionan las bombas deberan tener un margen de seguridad que permita tolerancia de sobre carga, para potencia de bomba hasta unos 2HP, se utlizara Aprox 50%

Pm = 1.5P =1.5(2) = 3.0HPExtraordinariamente un sistema de bombeo hidroneumatico debe de tener solo dos bombas, ya que se debe de dejar una unidad de bombeo de reserva para la alternancia y para controlar caudales super-pico, se utlizara el siguiente criterio. La suma total de de los cuadales de las uniades de bombeo no sera nunca menor del 140% del cualdal maximo probable de la red. La tabla siguiente expresa el criterio anterior expuesto.

En nuestro proyecto utilizaremos 2 bombas, ya que se debe de dejar una unidad de bombeo de reserva para la alternancia y para controlar caudales super-pico. De las bombas en el mercado tomamos MODELO 5


47


“Esta bomba cumple con las características que necesitamos en potencia y diámetros para la tubería de impulsión y tubería de succión”.

5. Dimensionamiento del tanque a presión.Volumen Utilizable (fórmula para 6 ciclos por hora)V u=150∗Qb=150 (2.6325 )=394.87 Lts=104.32 Gal

V u=104 .32 Gal

Volumen Total del Tanque (fórmula para 6 ciclos por hora)

%V u=90 ×Pmax−Pmin

Pmax

=90×50−30

50=36

V t=15000∗Qb

%V u

=15000 (2.6325 )

36=1096.88 Lts=289.76 Gal≅ 290 Gal

V t=290 Gal

De tanque hidroneumático existentes en el mercado se tiene la siguiente tabla:


48


Utilizar 3 tanques de 119.0 Gal de Volumen total conectados en paralelo los cuales suman:

o 357Gal de Volumen Total

o 110.7 de volumen utilizable

Esto para las presiones de 30/50PSI que es la que han sido seleccionadas.


49


PRESIONES EN LA TUBERIA MÁS DESFAVORABLEPresión en 1

P1=Pbomba−¿

P1=21.11−0.826

P1=20.284 m

Presión en 2

P2=P1−Altura entre1 y 2−¿

P2=20.284−3.60−0.738

P2=15.946 m

Presión en 3

P3=P2−Altura entre 2 y 3−¿

P3=15.946−3.40−0.339

P3=12.207 m

Presión en 3A

P3 A=P3−¿

P3 A=12.207−0.448

P3 A=11.759m

Presión en 3B

P3 B=P3 A−¿

P3 B=11.759−0.427

P3 B=11.332m

Presión en 3C

P3 C=P3 B−¿

P3 C=11.332−0.282

P3 C=11.050 m


50


Presión en 3D

P3 D=P3 C−¿

P3 D=11.050−0.673

P3 D=10.377 m

Presión en 3E

P3 E=P3 D−¿

P3 E=10.377−0.357

P3 E=10.020 m

Presión en 3F

P3 F=P3 E−¿

P3 F=10.020−0.325

P3 F=9.695 m

Presión en 3G

P3 G=P3 F−¿

P3 G=9.695−0.608

P3 G=9.087 m

Presión en 3H

P3 H =P3 G−¿

P3 H =9.087−0.388

P3 H =8.699 m

P3 H (8.699 m)>Pmin (3.52m)


51


DISEÑO DE ALIMENTADOR V

Tramo 3A - 3I

Q=0.95ltsseg

,C=110

Determinar el gradiente hidráulico máximo (Smax) disponible.

Considerar una presión mínima de salida (Ps) → Ps=5.0 PSI=3.52 m.c .a .

La altura disponible es:

Hd=Presionen A+ Altura entre AI−Presion deSalida

Por estar al mismo nivel, la formula queda así:

Hd=Presionen A−Presionde Salida

Hd=11.759−3.52→ Hd=8.239 m

Longitud Total Equivalente

Le=1.2 ×1.20=1.44 m

Gradiente Hidráulico Máximo Disponible

Smax=HdLe

=8.2391.44

→ Smax=5.722mm

Smax=5.722mm

>S=1.00mm

→ Sedise ñ a enbase a lavelocidad

Como Smax> 1.0 el cálculo se continuara en función de la velocidad máxima para el caudal

respectivo.


pulg.


Para D=114

pulg→ vmax=2.85ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.95

1.252→V =1.20

mseg



52


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.951.85

1101.85×1.254.87 → Sreal=0.0890 m /m

Perdidas en el tramo 3A - 3I

¿

¿

¿

Presión en “3I”

P I=PA−¿

P I=11.759−0.128 → P3 I=11.631m .c .a

Tramo 3I - 3J

Q=0.95ltsseg

,C=110



Hd=PI−Psalida

Hd=11.631−3.52→ Hd=8.111m


Le=1.2 ×2.90=3.48m


Smax=HdLe

=8.1113.48

→ Smax=2.331mm

Smax=2.331mm

>S=1.00mm

→ Se dise ñ aenbase a lavelocidad

Como Smax > 1.0 el cálculo se continuara en función de la velocidad máxima para el

caudal respectivo.


53



pulg.


Para D=114

pulg→ vmax=2.85ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.95

1.252→V =1.20

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.951.85

1101.85×1.254.87 → Sreal=0.0890 m /m

Perdidas en el tramo 3I - 3J

¿

¿

¿

Presión en “3J”

PJ=PI−¿

PJ=11.631−0.3097 → P3 J=11.321 m. c . a

Tramo 3J - 3K

Q=0.861ltsseg

,C=110



Hd=PJ−P salida

Hd=11.321−3.52→ Hd=7.801 m


Le=1.2 ×0.20=0.24m



54


Smax=HdLe

=7.8010.24

→ Smax=32.504mm

Smax=32.504mm

>S=1.00mm

→ Sedise ñ a enbasea la velocidad

Como Smax> 1.0 el cálculo se continuara en función de la velocidad máxima para el caudal

respectivo.


pulg.


Para D=114

pulg→ vmax=2.85ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.861

1.252→ V=1.09

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.8611.85

1101.85 ×1.254.87 → Sreal=0.0742 m /m

Perdidas en el tramo 3J - 3K

¿

¿

¿

Presión en “3K”

PK=PJ−¿

PK=11.321−0.018 → P3K=11.303m .c . a

Tramo 3K - 3L


55


Q=0.780ltsseg

,C=110



Hd=Pk−P salida

Hd=11.303−3.52→ Hd=7.783 m


Le=1.2 ×6.80=8.16m


Smax=HdLe

=7.7838.16

→ Smax=0.954mm

Calculando el diámetro teórico de Hazen-Williams

Dt=[ 1734.895 x Q1.85

C1.85 x Smax](

14.87

)

=[ 1734.895 x 0.781.85

1101.85 x 0.954 ](1

4.87)

→ Dt=0.713 pulg .

Diámetro Comercial (Dc) → Dc=1.0 pulg.




V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.780

1.02→V =1.54

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.7801.85

1101.85×1.04.87 → Sreal=0.183 m /m

Perdidas en el tramo 3K - 3L

¿

¿

¿

Presión en “3L”


56


PL=PK−¿

PL=11.303−1.495 → P3L=9.808 m . c . a

Tramo 3L - 3M

Q=0.675ltsseg

,C=110



Hd=PL−Psalida

Hd=9.808−3.52→ Hd=6.288 m


Le=1.2 ×0.20=0.24m


Smax=HdLe

=6.2880.24

→ Smax=26.20mm

Smax=26.20mm

>S=1.00mm

→ Se dise ñ a enbase a la velocidad


caudal respectivo.





V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.675

1.02→V =1.33

mseg



57


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.6751.85

1101.85×1.04.87 → Sreal=0.1403mm

Perdidas en el tramo 3L - 3M

¿

¿

¿

Presión en “3M”

PM=PL−¿

PM=9.808−0.034 → P3 M=9.774 m .c . a

Tramo 3M - 3N

Q=0.560ltsseg

,C=110



Hd=PM−Psalida

Hd=9.774−3.52 → Hd=6.254 m


Le=1.2 ×6.80=8.16m


Smax=HdLe

=6.2548.16

→ Smax=0.766mm


Dt=[ 1734.895 x Q1.85

C1.85 x Smax](

14.87

)

=[ 1734.895 x 0.561.85

1101.85 x 0.766 ](1

4.87)

→ Dt=0.660 pulg.

Diámetro Comercial (Dc) → Dc=34

pulg.


58



Para D=34

pulg→ vmax=2.20ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.56

0.752→V =1.96

mseg

Debido a que la velocidad se encuentra demasiado cerca de la velocidad máxima, entonces

se utilizara un diámetro comercial de 1.0 pulg.





V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.56

1.02→V =1.11

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.561.85

1101.85×1.04.87 → Sreal=0.0993 m /m

Perdidas en el tramo 3M - 3N

¿

¿

¿

Presión en “3N”

PN=PM−¿

PN=9.774−0.810→ P3 N=8.964 m.c . a


59


Tramo 3N - 3Ñ

Q=0.455ltsseg

,C=110



Hd=PN−Psalida

Hd=8.964−3.52→ Hd=5.444 m


Le=1.2 ×0.20=0.24m


Smax=HdLe

=5.4440.24

→ Smax=22.683mm

Smax=22.683mm

>S=1.00mm

→ Se dise ñ a enbase a la velocidad


caudal respectivo.





V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.455

1.02→V =0.90

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.4551.85

1101.85×1.04.87 → Sreal=0.0676 m /m

Perdidas en el tramo 3N - 3Ñ

¿

¿


60


¿

Presión en “3Ñ”

PÑ=PN−¿

PÑ=8.964−0.016 → P3 Ñ=8.948 m .c . a

Tramo 3Ñ - 3O

Q=0.350ltsseg

,C=110



Hd=PÑ−Psalida

Hd=8.948−3.52→ Hd=5.428 m


Le=1.2 ×6.80=8.16m


Smax=HdLe

=5.4288.16

→ Smax=0.665mm


Dt=[ 1734.895 x Q1.85

C1.85 x Smax](

14.87

)

=[ 1734.895 x 0.351.85

1101.85 x 0.665 ](1

4.87)

→ Dt=0.767 pulg.





V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.35

1.0→V =0.70

mseg



61


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.351.85

1101.85×1.04.87 → Sreal=0.0416 m /m

Perdidas en el tramo 3Ñ - 3O

¿

¿

¿

Presión en “3O”

PO=PÑ−¿

PO=8.948−0.340→ P3 O=8.608 m.c . a

Tramo 3O - 3P

Q=0.235ltsseg

,C=110



Hd=PO−P salida

Hd=8.608−3.52→ Hd=5.088 m


Le=1.2 ×0.20=0.24m


Smax=HdLe

=5.0880.24

→ Smax=21.200mm

Smax=21.200mm

>S=1.00mm

→ Se dise ña enbase a la velocidad


caudal respectivo.


62



pulg .


Para D=34

pulg→ vmax=2.20ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.235

0.752→V =0.83

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.2351.85

1101.85 ×0.754.87 → Sreal=0.0808 m /m

Perdidas en el tramo 3O - 3P

¿

¿

¿

Presión en “3P”

PP=PO−¿

PP=8.608−0.019 → P3 P=8.589 m . c . a


63


CALCULO DE PRESIONES PARA EL 2º NIVEL (ALIMENTADOR IV Y III)

Tramo 2 – 2A P2 A=P2−H f ( A2 )

P2 A=15.946−0.448 P2 A=15.498 m. c . a

Tramo 2A – 2B P2 B=PA−H f ( AB )

P2 B=15.498−0.427 P2 B=15.071 m.c . a

Tramo 2B – 2C P2 C=PB−H f (BC )

P2 C=15.071−0.282 P2C=14.789 m . c . a

Tramo 2C – 2D P2 D=PC−H f (CD )

P2 D=14.789−0.673 P2 D=14.116m .c . a

Tramo 2D – 2E P2 E=PD−H f ( DE )

P2 E=14.116−0.357 P2 E=13.759 m . c . a

Tramo 2E – 2F P2 F=PE−H f ( EF )

P2 F=13.759−0.325 P2 F=13.434 m . c . a

Tramo 2F – 2G P2 G=PF−H f ( FG )

P2 G=13.434−0.608 P2 G=12.826 m. c . a

Tramo 2G – 2H P2 H =PG−H f (GH )

P2 H =12.826−0.388 P2 H=12.438 m. c .a

Tramo 2A – 2I P2 I=PA−H f ( AI )

P2 I=15.498−0.128 P2 I=15.370 m .c . a


64


Tramo 2I – 2J P2 J=P I−H f ( IJ )

P2 J=15.370−0.310 P2 J=15.060 m.c . a

Tramo 2J – 2K P2 K=PJ−H f (JK )

P2 K=15.060−0.018 P2 K=15.042 m .c .a

Tramo 2K – 2LP2 L=PK−H f ( KL)

P2 L=15.042−1.495 P2 L=13.547 m. c . a

Tramo 2L – 2M P2 M=PL−H f ( LM )

P2 M=13.547−0.034 P2 M=13.513 m .c .a

Tramo 2M – 2N P2 N=PM−H f ( MN )

P2 N=13.513−0.810 P2 N=12.703 m. c .a

Tramo 2N – 2Ñ P2 Ñ=PN−H f ( NÑ )

P2 Ñ=12.703−0.016 P2 Ñ=12.687 m. c . a

Tramo 2Ñ – 2O P2 O=PÑ−H f ( ÑO )

P2 O=12.687−0.340 P2 O=12.347 m. c . a

Tramo 2O – 2P P2 P=PO−H f (OP )

P2 P=12.347−0.019 P2 P=12.328 m . c . a


65


DISEÑO DEL ALIMENTADOR II (1º NIVEL)

Q=0.85 lts/seg C1=110 L=4.15 m


Le=1.2 ×4.15=4.98m


pulg.


Para D=114

pulg→ vmax=2.85ms


V=1.9735 xQ

D2=1.9735 x0.85

1.252→V =1.07

mseg


Sreal=1734.895× Q1.85

C1.85 × D 4.87 =1734.895 ×0.851.85

1101.85×1.254.87 → Sreal=0.0725 m /m


¿¿¿

Presion

P1 A=P1−H f ( 1 A )

P1 A=20.284−0.361 P1 A=19.923 m. c . a


66


CUADRO RESUMEN DEL SISTEMA INDIRECTO

(PARTE I DEL SISTEMA MIXTO)

TRAMO

L (m)

Le (m) U.H.Q

(lts/seg)Smax

D (pulg

)

V (m/s)

Sreal Hp (m)PRESION

(m)

PRESION AL PUNTO MAS DESFAVORABLE (ALIMENTADOR VI)

3G-3H 4.00 4.80 5.25 0.235 3/4 0.83 0.0808 0.388 8.699

3F-3G 3.00 3.60 10.50 0.350 3/4 1.23 0.1689 0.608 9.087

3E-3F 4.00 4.80 15.75 0.455 1 0.90 0.0676 0.325 9.695

3D-3E 3.00 3.60 21.00 0.560 1 1.11 0.0993 0.357 10.020

3C-3D 4.00 4.80 26.25 0.675 1 1.33 0.1403 0.673 10.377

3B-3C 3.80 4.56 31.50 0.780 1 1/4 0.99 0.0618 0.282 11.050

3A-3B 4.20 5.04 40.75 0.925 1 1/4 1.17 0.0847 0.427 11.332

3A-3 1.85 2.22 82.75 1.478 1 1/4 0.87 0.2017 0.448 11.759

3-2 3.40 4.08 82.75 1.478 1 1/2 1.30 0.0830 0.339 12.207

2-1 3.60 4.32 165.50 2.184 1 1/2 1.92 0.1709 0.738 15.946

1-0 2.85 3.42 226.50 2.633 1 1/2 2.30 0.2415 0.826 20.284

ALIMENTADOR V

3A-3I 1.20 1.44 42.00 0.950 5.722 1 1/4 1.20 0.0890 0.128 11.631

3I-3J 2.90 3.48 42.00 0.950 2.331 1 1/4 1.20 0.0890 0.310 11.321

3J-3K 0.20 0.24 36.75 0.861 32.504 1 1/4 1.09 0.0742 0.018 11.303

3K-3L 6.80 8.16 31.50 0.780 0.954 1 1.54 0.1830 1.495 9.808

3L-3M 0.20 0.24 26.25 0.675 26.200 1 1.33 0.1403 0.034 9.774

3M-3N 6.80 8.16 21.00 0.560 0.766 1 1.11 0.0993 0.810 8.964

3N-3Ñ 0.20 0.24 15.75 0.455 22.683 1 0.90 0.0676 0.016 8.948

3Ñ-3O 6.80 8.16 10.50 0.350 0.665 1 0.70 0.0416 0.340 8.608

3O-3P 0.20 0.24 5.25 0.235 21.200 3/4 0.83 0.0808 0.019 8.589

ALIMENTADOR IV

2G-2H 4.00 4.80 5.25 0.235 3/4 0.83 0.0808 0.388 12.438

2F-2G 3.00 3.60 10.50 0.350 3/4 1.23 0.1689 0.608 12.826

2E-2F 4.00 4.80 15.75 0.455 1 0.90 0.0676 0.325 13.434

2D-2E 3.00 3.60 21.00 0.560 1 1.11 0.0993 0.357 13.759

2C-2D 4.00 4.80 26.25 0.675 1 1.33 0.1403 0.673 14.116

2B-2C 3.80 4.56 31.50 0.780 1 1/4 0.99 0.0618 0.282 14.789

2A-2B 4.20 5.04 40.75 0.925 1 1/4 1.17 0.0847 0.427 15.071

2A-2 1.85 2.22 82.75 1.478 1 1/4 0.87 0.2017 0.448 15.498


67


ALIMENTADOR III

2A-2I 1.20 1.44 42.00 0.950 5.722 1 1/4 1.20 0.0890 0.128 15.370

2I-2J 2.90 3.48 42.00 0.950 2.331 1 1/4 1.20 0.0890 0.310 15.060

2J-2K 0.20 0.24 36.75 0.861 32.504 1 1/4 1.09 0.0742 0.018 15.042

2K-2L 6.80 8.16 31.50 0.780 0.954 1 1.54 0.1830 1.495 13.547

2L-2M 0.20 0.24 26.25 0.675 26.200 1 1.33 0.1403 0.034 13.513

2M-2N 6.80 8.16 21.00 0.560 0.766 1 1.11 0.0993 0.810 12.703

2N-2Ñ 0.20 0.24 15.75 0.455 22.683 1 0.90 0.0676 0.016 12.687

2Ñ-2O 6.80 8.16 10.50 0.350 0.665 1 0.70 0.0416 0.340 12.347

2O-2P 0.20 0.24 5.25 0.235 21.200 3/4 0.83 0.0808 0.019 12.328

ALIMENTADOR II

1-1A 4.15 4.98 36.00 0.850 1 1/4 1.07 0.0725 0.361 19.923

ALIMENTADOR IEl alimentador I ha sido calculado como un Sistema Directo, por lo tanto los datos correspondientes se presentan en

una tabla por separado


68


DISEÑO DEL SISTEMA DIRECTO DE CONEXION EN LA RED PÚBLICA

DISTRIBUCION POR GRAVEDAD A SOTANO

*Corroborando presiones hasta el sótano

Datos

- Presión en la red pública de 7.045 m.c.a., después de descontar pérdidas de carga

del medidor.

- Caudal de salida en la red Q = 3.61 Lts/seg

TRAMO A-B

Q = 3.61 Lts/seg, D = 2”, C1 = 110


69


Le = 1.2Lt =1.2 (15) = 18 m

Perdidas

Hp ( A−B )=1734.895 (3.611.85 ) ×18

1101.85 24.87 =1.92 m

TRAMO B-C

Q = 3.43 Lts/seg, D = 2”, C1 = 110

Le = 1.2Lt =1.2 (5) = 6 m

Perdidas

Hp (B−C )=1734.895 (3.431.85 ) × 6

1101.85 24.87 =0.582 m

TRAMO C-D

Q = 3.36 Lts/seg, D = 2”, C1 = 110

Le = 1.2Lt =1.2 (25) = 30m

Perdidas

Hp (C−D )=1734.895 (3.361.85 )× 30

1101.85 24.87 =2.80 m

TRAMO D-E

Q = 3.35 Lts/seg, D = 2”, C1 = 110

Le = 1.2Lt =1.2 (10) = 12m

Perdidas

Hp (D−E )=1734.895 (3.351.85 ) ×12

1101.8524.87 =1.11 m

TRAMO E-F

Q = 0.64Lts/seg, D = 2”, C1 = 110

Le = 1.2Lt =1.2 (2.80) = 3.36m

Perdidas

Hp (E−F )=1734.895 (0.641.85 ) ×3.36

1101.8524.87 =0.014 m

SUMA DE PÉRDIDAS TOTALES


70


Hp (T )=Hp ( A−B )+Hp ( B−C )+Hp (C−D )+Hp ( D−E )+Hp ( E−F )

Hp (T )=1.92+0.582+2.8+1.11+0.014

Hp(T )=6.426 m. c . a .

Hp (T )=6.426 m.c . a.<PRED=7.045 m .c .a . →O . K .

ALIMENTADOR I (SOTANO)

Diseño de tubería de Alimentación hacia el sótano (Tramo de F - G)

Hd=PA−H p(T )+H estatica−Psalida

Hd=7.045−6.426+3.6−3.52=0.699

Perdidas de F - G

Q = 0.64 Lts/seg, C1=110

Asumir D=1 ½”

Le = 1.2 (10+21) = 37.2m

Hp(F−G )=1734.895 ( 0.64 )1.85 ×37.2

1101.8511/24.87 =0.656 m . c . a .

Hp (F−G )=0.656 m . c . a .<Hd=0.699 m. c . a .→ O . K .

PRESION EN FPF=PA−Hp( A−F )

PF=7.045−6.426=0.619 m

PRESION EN GPG=PF+ Hestatica−Hp(F−G)

PF=0.619+3.6−0.656=3.563 m . c . a .

CUADRO RESUMEN DEL SISTEMA DIRECTO (PARTE II DEL SISTEMA MIXTO)

TRAMO

L (m)

Le (m) U.H.Q

(lts/seg)Smax D (pulg)

V (m/s)

Sreal Hp (m)PRESION

(m)ALIMENTADOR I (SOTANO)

F-G 31.00 37.20 25 0.640 1 1/2 0.53 0.0176 0.656 3.563


71


CONCLUSIONES

Al final se opto por el uso de un sistema de abastecimiento mixto donde el sótano y

elementos como piscina, grifos para riego en zonas verdes, son abastecidos por un

sistema de conexión directa esto con el motivo de evitar sobredimensionar la

cisterna, y disminuir así los costos por la construcción de esta, por encontrarse estos

a niveles inferiores.

Se decidió que el edificio se abastecerá a través de un sistema de bombeo y luego

distribución a presión, ya que el edificio en análisis cuenta con una arquitectura que

hace imposible la colocación de un tanque elevado para luego distribuir por

gravedad,

En conclusión en términos generales el sistema implementado para abastecer toda la

red es; a través de un sistema de abastecimiento mixto, por poseer el edificio

elementos a niveles inferiores que pueden ser abastecidos por la presión y caudal de

la red pública, para cambiar a un sistema indirecto de abastecimiento por bombeo

para los niveles superiores del edificio, esto con el fin de disminuir las dimensiones

de la cisterna rediciendo los costo en construcción.

En el sistema de bombeo se decidió por la colocación de un tanque hidroneumático,

esto para disminuir el desgaste que la bomba tendría si se dejará que esta bombeara

por todo el día, provocando su fundición, además de que ayuda a disminuir los

costos por consumo eléctrico.


72


RECOMENDACIONES

Se recomienda el uso de un tanque hidroneumático, cuando el sistema de

abastecimiento de agua de un edificio haga uso un sistema de de bombeo, esto para

evitar forzar el quipo de bombeo sin ocasionar que este se llegue a fundir por el uso

excesivo.

Además se recomienda colocar dos equipos de bombeo, en caso que se desee

reparar uno de esto, además se pueden utilizar para alternancia extendiendo así la

vida útil de estos.

Para calcular la presión mínima necesaria para el diseño del tanque hidroneumático,

se debe obtener la carga dinámica total hasta el punto en el aparato más

desfavorable, para luego comparar este resultado con su conversión en PSI con los

tanques disponibles en el mercado.

Así como en nuestro caso se recomienda el uso de un sistema mixto donde se utilice

un sistema de conexión directa, para abastecer niveles inferiores a elementos como;

piscinas, grifos para riego, duchas etc. Esto para evitar sobredimensionar el tamaño

de la Cisterna.


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DISEÑO DE AGUA FRIA FINAL