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ContenidoSistema de agua potable2Material de tuberas2Requerimientos de la planta2Calculo correspondiente al Ramal 15Calculo correspondiente al ramal 28Cisterna de almacenamiento13Sistema de desage21Calculo de pendientes para mquinas26Equipos auxiliares para desage27Tratamiento de aguas residuales30Sistema de drenaje aguas pluviales35Sistema de agua contra incendios36

Sistema de agua potableLa planta ubicada en la carretera principal de lamas, departamento de San Martin cuenta con acceso a una red primaria de agua potable, la cual ser suministrada por la empresa EMAPA SAN MARTIN S.A. Las redes primarias siempre estn ubicadas perpendicular con la carretera como se puede apreciar en la siguiente imagen. Material de tuberasGeneralmente para este tipo de conexiones se utiliza material PVC, ya que es un material que permite una menor perdida de flujo en el caso del agua, adems es un material hermtico y de bajo costo. Estas caractersticas convierten a este material en el ideal para realizar las conexiones en la planta.Requerimientos de la plantaPara el clculo del caudal necesario se utilizara el mtodo de Hunter. Este mtodo se basa en las unidades de gasto de cada tramo de tubera. Las unidades de gasto para los accesorios sanitarios ms utilizados son detallas en las normas sanitarias de edificacin (NSE), en el anexo 2 del artculo S.222.3.01 (tabla). Los gastos probables segn las unidades de gasto son calculados segn el anexo 3 (tabla) del mismo artculo y finalmente los dimetros de las tuberas sern encontrados segn la tabla.

Tabla 1. Unidades de gasto.

Tabla 2. Gastos probables segn unidades de gasto

Tabla 3. Dimetro de tubera segn el gasto estimadoCalculo de las unidades de gasto, caudal y dimetro de las tuberas en las instalacionesAl contar, en la planta, con una gran cantidad de inodoros con vlvulas semiautomticas y lavatorios corrientes, las tuberas de agua para cada una de estas instalaciones deberan tener el mismo dimetro; sin embargo, cada lnea de tubera que alimenta cada una de estas instalaciones tiene diferentes valores de gasto, ya que cuenta con diferentes unidades de gasto, por tal motivo vamos a calcular el dimetro de tubera necesario: Unidades de gasto (tabla 1)

1 inodoro con vlvula semiautomtica = 8 UG1 lavatorio corriente = 2 UG1 urinario = 5 UG

Gastos probables (tabla 2)

8 UG = 0,29 litros/s2 UG = 0,08 litros/s5 UG = 0,23 litros/s

Clculo del dimetro de las tuberas de distribucin (tabla 3)

Gasto de 0,29 litros/s se selecciona una tubera de Gasto de 0,08 litros/s se selecciona una tubera de Gasto de 0,23 litros/s se selecciona una tubera de Entonces, segn este procedimiento todos los inodoros y urinarios contarn con una tubera de agua de , as mismo los lavatorios y duchas tendrn una tubera de . Previamente al clculo, se ha decidido dividir todo el sistema de agua entre ramales grandes, que a su vez se dividen en ramales ms pequeos. A continuacin se muestran las distribuciones a considerar en el clculo del dimetro de tuberas para el agua

Calculo correspondiente al Ramal 1Se consideran todos los suministros correspondientes a este ramal:1. Suministro de sub ramal 1Aa. Suministro de S.S. H.H. de comedorb. Suministro de 1 lavadero de cocinac. Suministro de 1 lavadero de residuos solidosd. Suministro de jardn N2

1. Suministro sub-ramal 1A:a. Suministro de S.S. H.H. de comedor Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 6 inodoros con vlvula semiautomtica, 6 lavatorios corrientes, 4 urinarios

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de tubera de suministro (tabla 3)

b. Suministro de lavadero de cocina Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 1 lavatorios de cocina

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de tubera de suministro (tabla 3)

c. Suministro de Jardn N2 Unidades de gasto (tabla 1): Vamos a considerar el aspersor como un bebedero

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

Con los valores de gastos calculados, obtenemos:

Con este valor obtenemos el dimetro correspondiente al sub-ramal 1A:

Calculo correspondiente al ramal 2Se consideran todos los suministros correspondientes a este ramal1. Suministro ramal 2Aa. Suministro de S.S. H.H. del rea de despachob. Suministro de S.S. H.H. del rea de ingreso de personal2. Suministro ramal 2Ba. Proceso de concentrado enfriamiento.b. Proceso de concentrado calentamiento.c. Proceso de concentrado generador de vapor.d. Proceso de conserva autoclave.e. Proceso de conserva caldera.f. Proceso de conserva marmita.g. Proceso de conserva escaldado.

1. Suministro ramal 2Aa. Suministro de S.S. H.H. del rea de despacho Unidades de gasto (tabla 1): Se tiene 4 inodoros con vlvula semiautomtica, 4 lavatorios y 4 urinarios

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

b. Suministro de S.S. H.H. ingreso de personal Unidades de gasto (tabla 1): Se tiene 6 inodoros vlvula semiautomtica, 6 lavatorios, 2 urinarios y 6 duchas

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

Con los valores de gastos calculados, obtenemos:

2. Suministro ramal 2Ba. Proceso de concentrado enfriamiento Como cuenta con un tanque de 250 litros de almacenamiento se va a considerar como tina comn, por lo tanto su gasto seria: Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 1 lavadora

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

b. Proceso de concentrado calentamiento.Como cuenta con un tanque de 1000 litros de almacenamiento: Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 1 lavadora

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

c. Proceso de concentrado generador de vapor.Como cuenta con un tanque de 900 litros de almacenamiento: Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 1 lavadora mltiple.

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

d. Proceso de conserva autoclave.Como cuenta con un tanque de 1000 litros de almacenamiento: Unidades de gasto (tabla 1): consideramos como una lavadora.

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

e. Proceso de conserva caldera.Como cuenta con un tanque de 100 litros de almacenamiento se va a considerar como tina comn, por lo tanto su gasto seria: Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 1 lavadora

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

f. Proceso de conserva escaldado.Como cuenta con un tanque de 500 litros de almacenamiento se va a considerar como tina comn, por lo tanto su gasto seria: Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 1 lavadora

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

g. Proceso de conserva marmita.Como cuenta con un tanque de 400 litros de almacenamiento se va a considerar como tina comn, por lo tanto su gasto seria: Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 1 lavadora

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

Con los valores de gastos calculados, obtenemos:

Con este valor obtenemos el dimetro correspondiente al sub-ramal 1B:

Con este valor obtenemos el dimetro correspondiente al ramal 1:

Calculo correspondiente al ramal 3a. Lavado de piasSe van a considerar como tinas comunes, por lo tanto su gasto seria: Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 2 mquinas de lavado y cepillado de pia.

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

b. Lavadora de cajasComo cuenta con un tanque de 200 litros de almacenamiento se van a considerar como tina comn, por lo tanto su gasto seria: Unidades de gasto (tabla 1): tenemos 1 lavadora

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

c. Suministro de S.S. H.H. de visita Unidades de gasto (tabla 1): Se tiene 2 inodoros con vlvula semiautomtica y 2 lavatorios

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

d. Suministro de S.S. H.H. administrativo 1 Unidades de gasto (tabla 1): Se tiene 4 inodoros vlvula semiautomtica y 4 lavatorios

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

h. Suministro de S.S. H.H. administrativo 2 Unidades de gasto (tabla 1): Se tiene 4 inodoros vlvula semiautomtica y 4 lavatorios

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

i. Suministro de jardn N1 Unidades de gasto (tabla 1): Vamos a considerar el aspersor como un bebedero

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

j. Suministro de S.S. H.H. proveedores Unidades de gasto (tabla 1): Se tiene 6 inodoros vlvula semiautomtica, 4 lavatorios y 3 urinarios

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

k. Suministro de jardn N4 Unidades de gasto (tabla 1): Vamos a considerar el aspersor como un bebedero

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

l. Suministro de lavadero de camiones Unidades de gasto (tabla 1): Vamos a considerar el lavadero como una ducha comn

Gastos probables (tabla 2)

Seleccin de dimetro de suministro (tabla 3)

Con los valores de gastos calculados obtenemos:

Luego de haber realizado el clculo de los caudales necesarios por los sub-ramales y ramales principales procedemos a calcular el caudal total que permite conoce el volumen de agua mximo utilizado durante un da.

Es preciso mencionar que este caudal hallado es el que se necesitara si todos los servicios que requieren de agua se usaran simultneamente. Esto en realidad no ocurre, por tal motivo se calcular un volumen estimado en un da de operacin. Este volumen se obtiene multiplicando el volumen total obtenido por un factor de correccin recomendado entre 0,10 y 0,20.

Como se ha planteado para el funcionamiento de la planta se va a contar con 1 turnos de 8 horas.

Se debe considerar un volumen adicional, para requerimientos diversos durante el proceso, este volumen esta sugerido en la norma Instalaciones SANITARIAS PARA EDIFICACIONES I.S. 010, que considera.Por cada cada trabajador debe de haber 80 litros de agua

Con este valor obtenemos la dotacin diaria.

Con el valor de volumen requerido por da de la planta, en general, se puede proceder a definir las dimensiones de los elementos que van a componer la red de agua.Sistema de almacenamiento de aguaEl sistema de almacenamiento de agua que se va a utilizar considera una presin constante, ya que se instalaran bombas en los dos ramales con los que cuenta la planta. Se proceder al clculo que permita dimensionar la cisterna de almacenamiento, las bombas requeridas y el tanque hidroneumtico para contribuir con la presin constante de las lneas.Como se ha mencionado anteriormente el material que se utilizara para el tendido de las lneas de agua ser de material PVC o POLICLORURO DE VINILO, debido a su resistencia, maniobrabilidad y relativo bajo costo. A continuacin se presenta el catalogo correspondiente a las medidas que se ha calculado anteriormente

Tabla 4. Dimensiones de tubera de PVC para aguaCisterna de almacenamientoLa cisterna almacenara el agua proveniente de la red primaria de agua que suministra la empresa EMAPA SAN MARTIN S.A., donde se ubicara la planta. A continuacin se muestra el clculo de las dimensiones pertinentes para la cisterna que se instalar en la planta, consideramos:

El espacio que se ha dispuesto en la planta para la ubicacin de la cisterna subterrnea es de 10m*8m, tal como se muestra en la imagen

Figura 1. Cuarto de bombas, ubicacin en plantaEl dimensionamiento de la cisterna subterrnea se puede considerar esta como un cubo, para tal fin se procede como sigue

Con lo cual obtenemos una cisterna de dimensiones Largo = 5.5 m Ancho = 5.5 m Alto = 5.5 mTanque hidroneumticoComo se haba mencionado interiormente para asegurar que el agua llegue a todos los puntos requeridos se proceder al clculo y posterior seleccin de un tanque hidroneumtico.El tanque hidroneumtico se debe seleccionar considerando la presin crtica requerida por el sistema general, incluyendo los requerimientos y perdidas de presin que se generan a lo largo de los ramales instalados en la planta. Para asegurarse que la seleccin es la correcta se debe verificar las presiones que se tiene en los diferentes ramales para escoger la presin mxima o crtica que requiere la planta y en funcin a este clculo seleccionar la presin crtica con la que funcionara el tanque. Para el diseo y la ubicacin del tanque hidroneumtico se tendr en consideracin los siguientes clculos:

A continuacin se presenta el clculo para los ramales, basndose en la ecuacin de Darcy

: perdida de carga debido a la friccion

: factor de friccion de Darcy

: longitud de tubera

: dimetro de tubera

: velocidad media del fluido

: aceleracin de la gravedad (m/s2)

: rugosidad absoluta del material de la tubera, en este caso PVC

Figura 2. Rugosidad del PVC segn PAVCO1. Calculo ramal 1Para el clculo de este ramal se cuenta con los siguientes datos:

Con la ayuda del diagrama de Moody se podr obtener el coeficiente de friccin de Darcy. Los parmetros necesarios para ingresar en el grafico son el nmero de Reynolds y la rugosidad relativa que es igual a la rugosidad absoluta entre el dimetro de la tubera

Donde

: Viscosidad cinemtica del agua ()

[footnoteRef:1] [1: Tablas y graficas de mecnica de fluidos 2015. Estela Assureira. P19]

Se procede con el clculo de la velocidad media del fluido para este ramal, como se muestra:Se va a considerar el dimetro real del tubo considerando el espesor de la tubera de acuerdo con el catlogo de la empresa PAVCO que se ha presentado anteriormente:Para el caso del sub ramal 1A

Calculo del nmero de Reynold:

Calculo de la rugosidad relativa:

Figura 3. Diagrama de Moody. Apuntes de mecnica de fluidos

Del grafico de Moody se obtiene el valor del factor de friccion

Finalmente, se procede a reemplazar los valores en la ecuacin de Darcy, tal como se muestra

Realizando la transformacin de mca a bar y luego a PSI para la seleccin correspondiente del tanque hidroneumatico

Siguiendo el mismo procedimiento se presenta la tabla de resultados con los clculos correspondiente a todos a los ramales 2 y 3Adicionalmente, de acuerdo con el clculo realizado anteriormente se tiene que para todo el sistema considerando los ramales 2 y 3 se tiene la cantidad total de valores de:

Se debe considerar los conceptos de presin mnima y presin mxima para la seleccin del tanque hidroneumtico, tal como se detalla a continuacin: Presin mnima: Se considera la presin mnima de operacin en el tanque hidroneumtico como aquella que garantice, durante todo el funcionamiento, la presin requerida. En este caso se debe considerar como 51.85 psi Presin mxima:Segn el artculo 205 de la Gaceta Oficial 4.044 se recomienda una presin adicional no inferior a 14 mca o 20 psi, entonces se tendr:

Con los valores obtenidos anteriormente se procede a la seleccin del tanque hidroneumtico

Tabla 7. Seleccin de tanque hidroneumticoTal como se puede observar el modelo de tanque hidroneumtico es:2M 1B CH-119 C1.1/2*2 - 5.7TLo que indica que cuenta con. 2 tanques, 1 bomba, tanques modelo CH-119, bomba modelo C1.1/2*2, potencia motor 5.7 HP y trifsico.Se presenta la tabla de datos tcnicos del tanque que corresponde al grupo hidroneumtico seleccionado

Tabla 8. Datos tcnicos de modelos

Sistema de desageConsideraciones generalesEl desarrollo del sistema de desage se ha hecho considerando las recomendaciones de la norma I.S. 010 INSTALACIONES SANITARIAS PARA EDIFICACIONES y O.S. 70 REDES DE AGUAS RESIDUALES DEL REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES, as como las recomendaciones establecidas en manuales de redes de drenaje que otorgan lineamientos para la fcil evacuacin de efluentes hacia el tratamiento y posteriormente fuera de la planta. Adicionalmente se garantizara que el sistema sea confiable y fcil mantenimiento para lo cual se tomaran en cuenta las pendientes necesarias de acuerdo con la normativa vigente.Descripcin generalEl diseo del sistema de desage comprender el conjunto de tuberas necesarias para poder transportar y colectar las aguas provenientes de: Inodoros Lavatorios Urinarios Duchas Aguas de proceso Este ltimo tipo de aguas tendr que pasar antes por un tratamiento de agua residual antes de que pueda ir al sistema de alcantarillado pblico.Diseo de tuberasComo se mencion anteriormente, el diseo ser tomando lo establecido en la norma vigente OS70, por lo que se puede definir las dimensiones de los dimetros de las tuberas de desage debern ser mayores de 100 mm o 4 y los dimetros de los colectores principales sern de 160 mm o 6 como mnimo. El material de las tuberas y conexiones actualmente es PVC o POLICLORURO DE VINILO, debido a que este tipo de tubo posee una superficie relativamente lisa que permite una mayor fluidez de los desechos que en ellas se depositan y como consecuencia la poca posibilidad de estancamiento o atoro entre los tramos y cambios de direccin. Por otro lado, para determinar la conexin entre los diferentes tubos de PVC se ha optado la decision de adquirir juntas SN2-tipo corona de tal manera que los tubos queden unidos por una presion interna en la junta, la cual se inicia naturalmente al inicio de la unin de los ramales.Como se puede apreciar en la siguiente imagen, el tubo posee una junta tipo elstica SN2. El color representativo para este tipo de conexiones es el color naranja que se utiliza generalmente para desage y alcantarillado. La dimensin de la junta deber ser de 6 pulgadas similar al dimetro de la tubera colectora principal.

figura 4. Unin de tuberas figura 5. Unin de tuberasDebido a que el principio de transporte de los efluentes es por gravedad se sobreentiende que las conexiones de tuberas debern tener una cierta inclinacin. Esta inclinacin depende del dimetro nominal de la tubera, a continuacin se muestra una tabla que sugiere dichas inclinaciones

Tabla 9. Dimetros y pendientes para desage

Lo que se puede observar en esta ltima tabla son las pendientes correspondientes a cada dimetro de tubera que se requiere, por ejemplo para la tubera de 100 mm le corresponde una pendiente mnima de 8.32 o 0.832%, lo que quiere decir que por cada 1000 metros de longitud tiene una pendiente de 8.32 metros.En funcin de las recomendaciones de la norma OS 070 y las tablas anteriores se ha decidido utilizar un dimetro de 100 mm para los sub-ramales de desage y un dimetro de 160 mm para los ramales o colectores principales. Finalmente, con los dimetros previamente seleccionados se determina la pendiente correspondiente.Los equipos utilizados en el proceso que requieren sistema de desage son: 2 lavadoras de pias 1 lavadora de cajas 1 calentador de agua 1 evaporador 1 mesa de escaldado 1 escurridora de jugo de pia 1 autocable 1 calderaLas tuberas que se utilizaran para las conexiones de desage de las mquinas mencionadas anteriormente sern flexibles de acero debido a que se proceder a acoplar con una junta bridada con la salida hacia el desage de la mquina, que tambin es de acero. Se ha decidido utilizar este tipo de tuberas para facilitar el montaje, mantenimiento y un posible cambio de lugar de la maquina correspondiente. La descarga se realizara hacia un canal protegido con una parrilla de acero, en el interior de este canal est dispuesto la tubera de drenaje de efluentes hacia el colector principal. A continuacin se muestra una instalacin tpica para lo que se ha detallado anteriormente

Adicionalmente se debe mencionar que las uniones sern bridadas. Estas bridas sern fabricadas de chapa de acero de 15mm de espesor ASME B16.5, las mismas estarn unidad por juntas de fibra sinttica de 1.6mm y ajustadas con pernos galvanizados. Son de la forma como se muestra a continuacin:

Como se puede observar en la imagen de la disposicin del desage correspondiente a los equipos de proceso (maquinaria que se utiliza en el proceso) la tubera se encuentra debajo del nivel del suelo, estas estn soportadas cada cierto tramo a lo largo de su recorrido hasta encontrarse con los colectores principales correspondientes. El soporte que se encuentra debajo de la tubera se conoce como dado de concreto y evita que la tubera se desprenda producto del golpe natural que produce la descarga en el desage. En la siguiente figura se muestra la disposicin tpica de una tubera y respectivo dado de concreto para evitar rotura de la tubera.

Calculo de pendientes para mquinasEn esta seccin se tratara el clculo de las pendientes necesarias para cada una de las maquinas que se estn utilizando en el proceso, esto debido a que la descarga se realiza con cierta presin, entonces las pendientes no son las indicadas en tablas. Para el clculo correspondiente se utilizara la formula indicada en la norma OS 070

Donde:

: Pendiente mnima (m/m)

: Caudal inicial (l/s)Procederemos con un ejemplo de clculo correspondiente a la lavadora de cajas:

A continuacin se presenta una tabla con los valores obtenidos por cada uno de los equipos que se tiene en plantaequiposcaudal inicial (l/s)pendiente (m/m)pendiente (m/1000m)

lavadoras de pias0.940.0056622965.66

lavadora de cajas0.080.01802645818.03

calentador de agua0.940.0056622965.66

evaporador1.120.0052147115.21

mesa de escaldado1.120.0052147115.21

autocable1.120.0052147115.21

caldera1.120.0052147115.21

En el plano correspondiente a desage se detallaran las pendientes correspondientes a cada una de las lneas de desage

Equipos auxiliares para desageCaja de registroAdicionalmente a las tuberas se debe considerar en la red de desage, de acuerdo con la norma IS 070, cmaras de inspeccin o cajas de registro o buzones de inspeccin, esto en funcin de la distancia y los ramales que se estn evaluando. Estos son construidos en la interseccin de 2 o ms ramales y a los cuales se tiene acceso mediante una abertura en la parte superior y cubierta por una caja de cemento, en el caso de las cajas de registro, o de una tapa de fierro fundido en el caso de los buzones. Las tapas se encuentran al nivel del suelo. La funcin que cumplen estos equipos auxiliares es la de mantenimiento y limpieza, a continuacin se indica en qu casos se debe tener uno de estos equipos: Arranque de ramales Cambio de direccin en los ramales Cambio de dimetro Cambio de pendiente Cadas verticalesA continuacin se presentan las medidas recomendadas de cajas de registros:

Tambin se muestra la distancia sugerida para la ubicacin de las cajas de registro

En este caso se ha procedido al uso de cajas de registro: Caja de registro 0.25m*0.50m*0.60m para los ramales con tubera de 100 mm o 4 Caja de registro 0.30m*0.60m*0.80m para los ramales con tubera de 150 mm o 6 Buzones de inspeccin de 1.2m de dimetro interiorA continuacin se muestran algunas imgenes de los detalles de las cajas de registro y los buzones correspondientes

Sello sifnicoSe utilizaran los sellos sifonicos en las zonas con ramales de desage con la finalidad de no permitir que ningn tipo de fluido pueda salir al medio ambiente. Estos sellos quedan a ras de suelo y son registrables mediante una tapa de cierre hermtico. Los dimetros de los sellos sifonicos es mnimo 110 mm, a continuacin se presenta el detalle del sello mencionado

Tratamiento de aguas residuales La planta de procesamiento de leche para produccin de queso tiene como desechos lquidos que contienen grasa, as como las tinas de salado que luego del proceso y en el proceso de desage se obtiene sal sedimentada. Considerando que en el emplazamiento de la planta no se cuenta con redes de captacin de aguas residuales industriales se requiere la implementacin de un tanque sptico y un pozo de percolacin para el adecuado tratamiento de las aguas negras.Trampas de grasasEste pequeo tanque elaborado generalmente de concreto que se instala como separador de grasa en los ramales de desage de los comedores o los puntos donde exista el riesgo de introducir grasa en el sistema provocando atoros y afectando el buen funcionamiento del mismo. Se presenta una instalacin tpica de una trampa de grasa. Los materiales requeridos son los que se presentan en la imagen indicada.

Diseo del tanque spticoEste tanque debe cumplir la funcin principal de separar los slidos y grasas residuales de las aguas negras que se han trado hasta el mismo mediante los ramales de desage, luego de este proceso se pasa a un pozo de percolacin o absorcin para no tener que enviar aguas residuales hacia el sistema de alcantarillado que puedan contaminar la red. Este procedimiento es obligatorio de acuerdo con la norma de OS 070 para tener aguas lo ms limpias posibles en el alcantarillado. Mtodo de construccin de pozo spticoSobre terreno convenientemente compactado se ejecutar un solado de concreto en proporcin de cemento hormign 1:8 de 10 cm. De espesor; sobre el cual se construir con ladrillo King Kong en amarre de soga, la estructura de la caja con mezcla 1:4 y de ser ntegramente tarrajeada y planchada con arena fina y proporcin 1:3 las espumas interiores deben ser cncavas, en el fondo llevarn una grada con media caa convenientemente conformada, con el dimetro de las tuberas concurrentes y con bermas inclinadas en proporcin 1:4.De quedar la caja de distribucin situada en la zona de jardines, la tapa ser de concreto armado con mezcla cemento - arena y piedra chancada con fc=175 Kg/cm2 de 7cm de espesor, llevara armadura de malla de Fierro de 1/4' de dimetro para las tapas, 5 varillas en un sentido y 3 en el otro, en un mismo plano debern llevar en ambos casos dos agarraderas con varillas de 3/8' de dimetro las que quedarn enrasadas en la cara superior de la tapa, la que ser frotachada y con los bordes boleados en un radio de 0.5 cm.A continuacin se presenta a modo de esquema la instalacin de un tanque sptico

Tambin se presenta el diseo del tanque sptico requerido por la planta de procesamiento de leche

Pozo percoladorEl pozo percolador o pozo de absorcin, es un dispositivo o estructura en donde se efecta la disposicin final del efluente del tanque sptico, a travs de la pared de este y por medio de filtracin hacia el subsuelo.Mtodo de construccin de pozo percoladorEn la construccin del pozo percolador se tendr en cuenta lo siguiente:La excavacin desde el nivel del terreno hasta la losa superior del pozo podr efectuarse a tajo abierto es decir, considerando las dimensiones necesarias para no producir el derrumbe as mismo mantener la estabilidad del terreno durante la construccin.La altura desde la losa superior del pozo hasta el fondo del pozo, la excavacin ser en forma cilndrica, con las medidas indicadas del pozo (dimetro mayor), esto a fin de mantener el estado natural del terreno, ya que estas paredes son el rea de filtracin, por ello estas paredes deben ser verticales.Tal como se indica en el plano de detalles, la construccin del pozo percolador se iniciar desde el fondo, colocando ladrillos sobre un anillo de concreto que servir de base a la pared cilndrica.Entre la mampostera de ladrillo de forma cilndrica y la pared del terreno habr un espacio de 15 cm, estos espacios sern rellenados debidamente con grava o piedra partida de 1"La junta horizontal del muro de ladrillo ir con mortero, cemento y arena, esto a fin de dar estabilidad a la estructura y las juntas verticales sin mortero ya que estas rendijas permitirn el pase del agua hacia el medio filtrante y tendrn un ancho de 5 cm.El rea de cimentacin del anillo deber ser debidamente compactada.Una vez construida la losa de la tapa, se rellenar con material de excavacin sin compactar hasta una altura mxima de l m a fin de no sobrecargar la losa tapa del pozo percolador.A continuacin se presenta a modo de esquema una instalacin comn de un pozo percolador

Sistema de drenaje aguas pluvialesDe acuerdo con la ubicacin de la planta de procesamiento de leche en el distrito de Chivay, provincia de Caylloma, departamento de Arequipa las lluvias son muy frecuentes y por tal motivo se debe considerar el sistema de drenaje para aguas pluviales que discurren desde la parte superior de los techos y de las oficinas. Estas aguas sern drenadas por canaletas ubicadas en la parte lateral de los techos para finalmente se dirigida hacia el alcantarillado de la planta para que puedan ser drenadas al alcantarillado pblico. En la parte externa de la planta se considerara la instalacin de canaletas con rejillas de proteccin para que posteriormente pueda drenar mediante este sistema hacia el alcantarillado pblico. Las rejillas que se han seleccionado para tal fin son de la marca NICOLL y se muestran a continuacin

Sistema de agua contra incendios

Un sistema de proteccin contra incendio es un sistema que incluye dispositivos, soportes, equipos y controles para detectar fuego o humo, para hacer actuar una seal y para suprimir los mismos. Los dos objetivos principales de la proteccin del fuego son salvar vidas y proteger las propiedades. Un objetivo secundario es minimizar las interrupciones de servicio debido al fuego.

Actualmente existen varias normativas que fijan los requisitos mnimos para la proteccin de incendios, que se divide en dos grandes reas:

la pasiva que evita el inicio del fuego o su propagacin la activa que ya es el uso directo de extintores, bocas de incendio y rociadores.

Una prevencin activa de incendios depende en gran medida del diseo y operacin de la planta de tal manera que se minimicen los riesgos de un accidente.

El tipo ms comn de sistemas de proteccin contra incendios es el que se basa en el uso de agua. Por lo tanto, resulta esencial que se disponga de un suministro de agua adecuado y bien mantenido. El sistema de suministro de agua de la planta, ser la primera fuente que utilice la brigada contra incendios de la planta o el departamento de bomberos. El agua debe proporcionarse con el flujo y la presin necesarios para que se activen los sistemas de aspersores automticos y para poder utilizar las mangueras contra incendios, adems de los requisitos normales de la planta.

En las redes de tuberas se recomienda que la tubera forme un circuito cerrado en forma de red para lograr minimizar las prdidas por friccin y que sea la menor posible.Las bombas contra incendios son en esencia, iguales a las bombas normales. Las consideraciones adicionales correspondientes a las bombas contra incendio se presentan en las norma NFPA 20. Los factores que deben tomarse en cuenta con relacin a este tipo de bombas son:

Uso del equipo sealado para bombas contra incendio Uso de accesorios aprobados Capacidad adecuada para satisfacer la demanda de propagacin del incendio Operacin automtica Ubicacin segura para que el servicio sea ininterrumpido

Para efectos de proteccin contra incendios, el sistema de rociadores es un sistema integrado de tuberas diseado de acuerdo con las normas de ingeniera para proteccin contra incendios. La porcin del sistema de rociadores sobre el nivel del suelo consiste en una red tuberas de tamao especial, diseada tomando en cuenta los factores hidrulicos, que se instala en el edificio, estructura o rea, por lo general a nivel del cielorraso, a la que se conectan los aspersores de acuerdo con un patrn sistemtico. El sistema suele activarse con el calor proveniente de un incendio y como consecuencia de haber sensado niveles superiores descarga agua sobre el rea instalada.

Los sistemas de tuberas hmedas cuentan con agua a presin en todo momento. El agua se descarga de inmediato cuando los rociadores automticos entran en operacin. Este sistema suele utilizarse siempre que no exista peligro de que el agua de las tuberas se congele.

Los rociadores estn diseados con especificaciones nominales de temperatura que varan desde los 57C (1357F) hasta los 343C (650F). sin embargo, en los edificios que se conservan a temperaturas normales y constantes lo ms comn es que se utilice la temperatura de 74C(165F).

La ubicacin y separacin de los aspersores depende del grado de riesgo y del tipo de construccin.

NormativaLas normas vigentes que se utilizan para realizar el diseo de un sistema contra incendio son: NFPA: CDIGO ESTABLECIDO POR LA ASOCIACION NACIONAL DE PROTECCION DEL FUEGO ISO 16732-1:2012: NORMA PARA LA GESTION DEL RIESGO DE INCENDIOS NTP 350.021: NORMA TECNICA PERUANA. CLASIFICACION DE LOS FUEGOS Y SU REPRESENTACION GRAFICALa ms utilizada para el diseo de sistemas contra incendio es la NFPA, ya que proporciona lineamientos de clculo para los sistemas de gabinete y rociadores.

Normas NFPA

La NFPA (National Fire Protection Association) es reconocida alrededor del mundo como la fuente autorizada principal de conocimientos tcnicos, datos, y consejos para el consumidor sobre la problemtica del fuego, la proteccin y prevencin.

El diseo de sistemas se basa en las normas NFPA, que recoge las recomendaciones mnimas de seguridad y proteccin que deben tomarse en cuenta para proteger un rea, usando una combinacin de sistemas y equipos: mangueras, extintores y rociadores.

Las Normas NFPA utilizadas son:

NFPA 13, Installation of Sprinkler Systems, proporciona los detalles de los requisitos de diseo e instalacin correspondientes a los rociadores automticos. NFPA 14, Installation of Standpipe and Hose Systems, describe el diseo y la instalacin para el sistema de tuberas. NFPA 20, Installation of Centrifugal FIRE Pumps, presenta las consideraciones adicionales correspondientes a las bombas contra incendio. NFPA 22, Standard for Water Tanks for Private Fire Protection, determina los depsitos de agua para la proteccin privada contra incendio. NFPA 24, Installation of Private Fire Service Mains and their Appurtances, indica los requisitos de los sistemas de suministro de agua.

Diseo del Sistema

El rea a ser protegida y todos los requerimientos de agua de proteccin contra incendio deben ser determinados antes de comenzar los clculos.

Los requerimientos de agua de proteccin contra incendio son: el agua necesaria para lograr la densidad del sistema de rociadores, mangueras y/o hidrantes, y otros requerimientos que disponga una norma.

La planta de procesamiento de leche se encuentra distribuida en las siguientes reas:

rea de Oficinas: zona aledaa a la planta. Cuenta con oficinas equipadas con computadoras y almacenes de papel. rea de recepcin y produccin: Es el almacn de recepcin de la materia prima. rea de cmaras de almacenamiento: Es el almacn final donde se guarda el producto terminado. reas de almacenamiento intermedio: pequeas reas ubicadas dentro de las plantas que sirven de almacn temporal de palets y cajas. reas de servicios auxiliares: comprende servicios higinicos, jardines, cuartos de limpieza, almacenes de herramientas. De las reas anteriormente indicadas debemos tener en cuenta las de ms alto riesgo donde puede iniciar un incendio. En los planos de planta se puede observas que las reas de ms importancia son: rea de recepcin y produccin: es importante considerar proteccin en esta rea la leche se procesa a temperaturas altas. Estas temperaturas se logran por la combustin de gas GLP, por lo que puede existir riesgo de incendio que genere daos a la salud de los operarios como a las maquinas dispuestas en esta rea. rea de cmaras de almacenamiento: es importante considerarlas porque son reas grandes donde se almacena gran cantidad de palets de plstico, jabas de plstico, bolsas de embalaje y cajas de cartn que pueden propagar rpidamente el fuego en el caso de un incendio. reas de almacenamiento intermedio: son las reas que se utilizan para almacenamiento temporal de palets, cajas y dems componentes necesarios para el proceso.Estas reas contaran con un sistema de rociadores y ademas se colocara un sistema general de gabinetes para el resto de las instalaciones conformando un anillo principal que suministre el agua necesaria para cubrir la demanda.

Rociadores

Los siguientes clculos se han preparado en base a los requerimientos de la norma NFPA 13, en cuanto al diseo de los sistemas de rociadores.

Clasificacin de Actividades y Productos Segn NFPA

Las normativas sobre proteccin de incendios clasifican el riesgo que presenta cada tipo de edificio segn sus caractersticas, para adecuar los medios de prevencin. Podemos apreciar que las reas de mayor riesgo son las de producto inicial y terminado, por el contenido del mismo y por su gran rea. Al poseer alimento, jabas, bolsas plsticas, papel, cintas, envolturas plsticas, etc.; se encontrara dentro de las actividades de riesgo ordinario, dentro del Grupo 2 (Depsitos de mercancas generales). Mientras que el rea de produccin en si se encuentra en el grupo 1, ya que se considera como fbrica de alimentos. Finalmente consideraremos todas las reas como grupo 2 para realizar el clculo unificado de los mismos.

Distribucin de rociadores y rea de cobertura mximaEn la presenta seccin se trata el clculo de la cantidad de rociadores que se necesitan por rea de acuerdo con la siguiente tabla

Densidad, rea de diseo y capacidad de cisterna

La densidad es un parmetro representa el caudal descargado por un sistema de extincin por unidad de rea. Usualmente, su valor flucta entre 0.05 gpm/ft2(2 l/min/m2) y 0.40 gpm/ft2 (16.3 l/min/m2) [1].

Con la siguiente tabla se puede obtener las densidades de acuerdo a las reas que tenemos, finalmente con estas reas se puede calcular el volumen requerido por el sistema.

Cabe mencionar que tambin se cuenta con gabinetes que contienen mangueras, cuyo consumo es importante considerar, a continuacin se detalla una explicacin acerca de este equipo componente del sistemaManguerasDentro de los diferentes tipos de gabinetes se tiene:Los sistemas de clase I, que tienen conexiones para mangueras de 2 (64 mm) en determinados lugares de un edificio con el fin de facilitar una total intervencin contra incendios. Estos sistemas estn proyectados para ser utilizados por los bomberos. Los sistemas de clase II, tienen conexiones de 1 (38 mm) en determinados lugares del edificio, para proporcionar una primera ayuda en caso de incendio.Los sistemas de clase III, renen las caractersticas de los de clase I y II. Estn proyectados tanto como primera ayuda en caso de incendio como para luchar contra el fuego.

Por lo anteriormente mencionado se utiliza un sistema combinado de gabinetes tipo III, los cuales van a cubrir el rea total de las instalaciones teniendo en cuenta las mangueras pre conectadas en sistemas de clase III se limitan generalmente a 100 pies de longitud (30.2 m), lo cual nos da un total de 12 como se ve en el plano.

La demanda para un sistema combinado de clase III es de 500 gpm mnimo para interiores y exteriores, (Norma NFPA 14); debido a que el clculo se realiza con el gabinete ms lejano y actuando otro gabinete en el extremo opuesto a ste, ya que el caudal mnimo para cada gabinete es de 250 gpm a 100 psi.

Siguiendo con el proceso de clculo para el diseo del sistema se presenta una tabla donde se muestran los dimetros sugeridos de acuerdo al caudal

De la tabla de resultados que se ha presentado anteriormente se calcula el caudal requerido por los rociadores:

Finalmente calculamos el caudal de rociadores y mangueras con el que se procede al clculo de la bomba para el sistema de bombeo:

Luego se procede a realizar el clculo del caudal acumulado para lo cual se plantea las distribuciones de los diferentes ramales que se muestran en el plano, a continuacin un resumen de los ramales y los caudales acumulados correspondientes

Clculos hidrulicos

Para esto se debe realizar un bosquejo de cmo va a ser el diseo dentro de la planta aunque todava no se den dimensiones exactas as como se ve en los planos. Y adems se colocar el alcance de los gabinetes para tener una distribucin completa por toda la planta.

Del plano de las tuberas se determina la longitud de la tubera ms remota. Para luego determinar las longitudes equivalentes de los accesorios y sumamos estos resultados para obtener longitud de tubera total y poder determinar las prdidas por friccin en la tubera.

Los clculos finales comienzan en el rociador ms remoto para determinar el caudal y los tamaos de tuberas reales del sistema. Estos clculos deberan satisfacerse por la presin del suministro de agua.Prdidas en la tubera

Los clculos se los van a realizar en base a las normas NFPA, los cuales indican los valores a los cuales se deben regular las condiciones de trabajo.

Se ve que para un Gabinete Tipo I y Tipo III el caudal de salida debe de ser 250 gpm, pero tenemos que utilizar este caudal en el punto ms lejano y teniendo otro gabinete de las mismas condiciones para tener un caudal de 500 gpm, el cual se debe de mantener por 90 minutos.

Longitud equivalente

Para la mayora de clculos de proteccin del fuego, las prdidas de friccin son obtenidas usando el mtodo de longitud equivalente usando la tabla 5, la cual expresa las prdidas de friccin de las uniones. Esta longitud es adicionada a la longitud de la tubera que estn conectadas para obtener el total de prdidas de friccin.

Luego de haber obtenido un esquema de nuestro diseo y el requerimiento de agua para nuestro sistema se va a la tabla 6 y se ve que para nuestro caudal de 6624 L/min se tendr una tubera de 10 para la salida del sistema de bombeo.

Se va a calcular las prdidas para un nodo de la red de la tubera, se utiliza el punto desde la bomba hasta el primer nodo si se tiene activado la mitad de los rociadores y un gabinete funcionando. Para determinar las prdidas por friccin se usar la frmula de Hazen-Williams:

Dnde:

P = Prdidas por friccin en psi/ft Q = Flujo, en gpm d = Dimetro interno real de la tubera, en pulgadas C = Coeficiente de friccin

Para prdidas por friccin en tuberas de acero Schedule 40, el coeficiente de Hazen-William es 120. O tambin se lo puede realizar por medio de una grfica, la cual nos da el valor de las prdidas como lo muestra la siguiente figura:

Calculo para un Tramo del Sistema

AccesorioNumeroLongitud EquivalenteTotal Longitud Equivalente

Tuberia1268 (m)268 (m)

Codos86.7 (m)53.6 (m)

Total Longitud Equivalente de Tuberia321.6 (m)

Para los sistemas de rociadores diseados en forma da anillo, se debe verificar que el rea hidrulicamente ms desfavorable se est utilizando.

Si se utiliza el rea crtica que es donde hay la mayor prdida por friccin del rea seleccionada de rociadores, tenemos que el rea de cobertura mxima es de 2646.8 ft2 (245.8 m2) para 20 rociadores, que es aproximadamente la dcimo sptima parte del almacn de salida: rea total a proteger 256.2 m2.

Los cuales tienen un caudal de 1793.4 L/min regresando a la tabla de densidad anteriormente mostrada ademas trabajando el gabinete de que se encuentra en esta zona, sabiendo que los gabinetes trabajan a 250 gpm o 946.35 L/min, tenemos un total de 2739.75 L/min o 723.77 gpm de flujo en los rociadores ms lejanos. Con esos datos calculamos perdidas:

.

Entonces el valor de las prdidas para el tramos escogido anteriormente de longitud equivalente 321.6 m. Se tiene:

Requerimiento de presin en el rociador ms lejano

Las normas dan los criterios a utilizarse en el momento de realizar el esquema de los rociadores dentro de los que tenemos:

El caudal de alimentacin mnimo es de 18gpm (68 litros/min). rea mxima protegida por un rociador, 144 ft2 (13.4m2) Distancia mxima entre rociadores, 12 pies (3.7 m) Distancia mnima entre rociadores, 8 pies (2.4 m) Distancia mxima de rociadores a paredes o particiones, 6 pies (1.8 m)

Para densidades menores de 0.30 gpm/pies2:

Rociadores de (k=5.56 usualmente). Espaciar al mximo permitido. Dimensionamiento de lnea probable 1, 1 , 1 , 2 (2 tamao mximo de lnea)Debido a que el rociador ms lejano debe tener como mnimo 18gpm de caudal asumimos un factor de seguridad y le ponemos 24 gpm mnimo para la red de roceadores ms lejana.

En los sistemas de proteccin contra incendio, el factor k es una herramienta muy valiosa, ya que permite relacionar los caudales con las presiones residuales.

Cogiendo el rango menor se ve la presin de trabajo para el rociador:

Se utiliza rociadores de nivel intermedio (para estantera y almacenamiento) con pantallas integrales que protegen a los elementos termo sensibles de la descarga de otros rociadores situados en niveles superiores.

Detalle del rea de clculo:

Tipo de respuesta rpida (Early Supresin Fast Response Sprinklers) Modelo TY-FRB Presin nominal mnima 175 psi (12.1 bar) Factor k (coeficiente nominal) k = 5.6 gpm/psi1/2 (80,6 lpm/bar1/2) Temperatura nominal 175F, 79.4C Descarga mnima por rociador 24.4 gpm Descarga total 723,77 gpm Mxima rea de cobertura 245.8 m2 Cantidad de rociadores abiertos 20 Cantidad total de rociadores 620

Seleccin de la tubera

Se ve que la norma NFPA da los valores de las tuberas de los gabinetes y proporciona adems los dimetros de las tuberas tanto para las conexiones y el anillo principal tal como se vio en la tabla siguiente:

Ahora se presenta una tabla la cual va a dar una idea al momento de seleccionar el material de la tubera.

Al haber obtenido los dimetros de tuberas y ubicacin de los componentes se seleccionan un sistema de tuberas de acero Schedule 40 de fcil montaje con el sistema de soporte completo, debido a que presenta las siguientes caractersticas:

Seleccin de las BombasLas bombas requeridas para el sistema contra incendio consisten en 2 tipos de bombas: Bomba principal Bomba Jockey:La bomba jockey es una bomba auxiliar de pequeo caudal diseada para mantener la presin en la red contraincendios y evitar la puesta en marcha de las bombas principales en caso de pequeas demandas generadas en la red. A diferencia de las bombas principales de contraincendios, la bomba jockey s tiene parada de funcionamiento automtico una vez se haya obtenido la presin de trabajo mxima tarada mediante los presos tatos de arranque/paro. De ah la importancia de esta bomba, ya que absorbe las pequeas prdidas de carga de forma automtica.

Se ve que la presin promedio del sistema total es de 120 Psi y que se tiene que vencer las prdidas totales del sistema lo cual da una presin 144 Psi, con lo cual se debe escoger una bomba Jockey con una presin mayor a la que trabaja la bomba contra incendio con lo cual se vence cualquier prdida del sistema. Sabiendo que hay que tener en cuenta que la bomba viene normada se va a la tabla de seleccin de bombas y para nuestro caudal estandarizado de , el cual no va tener ningn problema, se escoge la opcin ms adecuada.

En la tabla escogemos para nuestra presin y nuestro caudal una bomba con motor disel.

Bomba Horizontal 12x8x18 1750 GPM @ 120 PSIDIESEL Clarke Modelo JU6H-UF/2 @ 240 HP @ 3550 RPM Bomba Jockey serie 4700 Modelo VMSO510 @ 20 GPM @ 140PSI 230/3/60 @ 5HP @ 3600 RPMFinalmente se muestra una instalacin tpica de un sistema contra incendio

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