INSTALACION SANITARIA DESAGÜES PLUVIALES Arq. Negrete

INSTALACION SANITARIA
DESAGÜES PLUVIALES
Arq.
Arq.
Arq.
Arq.
Arq.
Arq.
Arq
Arq.
Revisión 2007
Negrete, Jorge Raúl
Guijarro, José Luis P.
Ajmat, Raúl Fernando
Garzón, Beatriz
Raed, Adriana
Cisterna, Marta Susana
De Innocentiis, Marcelo
Mas, jorge
Desagües Pluviales
Tabla de contenido DESAGÜE PLUVIAL EN EDIFICIOS ........................................................................................................................ 3 DEFINICION: ........................................................................................................................................................... 3 CAUDAL DE AGUA A EVACUAR ........................................................................................................................... 4 LLUVIA MAXIMA: ................................................................................................................................................. 4 CAUDAL MAXIMO A CONSIDERAR EN LOS DESAGUES PLUVIALES ....................................................... 5 ELEMENTOS COMPONENTES DEL SISTEMA PLUVIAL EN EDIFICIOS .......................................................... 6 RECOMENDACIONES DE TRAZADO ................................................................................................................. 7 RESTRICCIONES .................................................................................................................................................... 8 CAPACIDAD DE EVACUACION DE ELEMENTOS COMPONENTES DEL SISTEMA .................................... 10 CAPACIDAD DE EVACUACIÓN DE EMBUDOS Y CAÑERÍAS PLUVIALES .................................................. 11 CIRCULACION POR CANALES.............................................................................................................................. 13 ECUACION PRÁCTICA PARA EL CÁLCULO DE VELOCIDAD MEDIA ...................................................... 14 VALORES DE 1/n .................................................................................................................................................. 14 EJEMPLO DE CÁLCULO DE UN CANAL .......................................................................................................... 15 DESARROLLO....................................................................................................................................................... 15 MATERIALES POSIBLES A SER UTILIZADOS EN DESAGUES PLUVIALES ................................................. 17 POZO DE BOMBEO PLUVIAL ................................................................................................................................ 18 DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD ........................................................................................................... 19 BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA ............................................................................................................................. 20 2/20
Desagües Pluviales
DESAGÜE PLUVIAL EN EDIFICIOS
DEFINICION:
El sistema pluvial pertenece a las instalaciones sanitarias y por tal motivo se encuentra
reglamentado dentro de las Normas de O. S. N.
La misión del sistema pluvial es la de evacuar debidamente y sin afectar a propiedades vecinas, el
agua de lluvia que puede recibir una parcela o lote tanto en su superficie cubierta y/o libre.
3/20
Desagües Pluviales
CAUDAL DE AGUA A EVACUAR
LLUVIA MAXIMA:
Generalmente corresponde a una de las tantas que normalmente se tiene en período estival.
Así durante los meses de noviembre, diciembre, enero, febrero y marzo, hay lluvias cortas pero de
una gran pluviometría, que superan los 60 mm/h, pudiendo llegar a más de 100 mm/h. La mayor,
estadísticamente, es la que se define como lluvia máxima.
Para fijar el valor de la Intensidad máxima de precipitación, un criterio es tomar la intensidad máxima
que se haya mantenido durante 5 minutos en la localidad que se implante el edificio.
Se aclara que las Normas de Obras Sanitarias, dan los diámetros y secciones de los elementos del
sistema pluvial para una lluvia máxima de I. Máx. Igual a 60 mm/h. Pero se recomienda adoptar el de
180 mm/h
Este valor impone el caudal de agua que circulará por las superficies a evacuar.
Aclaremos con un ejemplo, que representa a una superficie unitaria, que recibe un cierto valor de
pluviometría.
100 mm/h
S
1,00 m
1,00 m
Figura 1.1: Cantidad de agua que recibe una superficie.
Una superficie de 1 (un) metro cuadrado como lo indica la figura 1,1 que recibe una lluvia de 100
mm/h, establece un volumen de 100 litros que deberá ser evacuado por el sistema pluvial.
Este valor en función del tiempo define un caudal que puede ser expresado en [m3/seg], ó en [l/s]
180 mm = 0,18 m
0,18 m/h . 1 m2 = 0,00005m3/seg – m2
0,18 m/h . 1 m2 = 180 litros/h - m2
180 litros/h - m2 = 0,05 l/s - m2
4/20
Desagües Pluviales
CAUDAL MAXIMO A CONSIDERAR EN LOS DESAGUES PLUVIALES
Se considera que al cabo de un cierto tiempo de comenzada la lluvia máxima (poco minutos), el
agua caída sobre la cubierta, piso o superficie alcanza los diferentes elementos de evacuación tanto
lineales (canaletas) como puntuales (caños de bajada).
La ecuación que permite su determinación se la explica a continuación.
El valor del caudal a evacuar es:
S * I máx * e
Q=
3.600
Siendo:
Q
= Caudal a desaguar en (l / s)
S
= Area en proyección horizontal de la superficie de recogida (m2)
I máx = Intensidad máxima de precipitaciones a considerar (mm/h).
e
= Coeficiente de escorrentía que se puede establecer igual a 1 para cubierta
impermeable.
e < 1, para terrenos absorbentes, lo que indica que para estos casos el valor final de agua a
evacuar es menor que los correspondientes a superficies impermeables.
A pesar que una superficie de césped puede tener un valor de escorrentía de 0,6 a 0,8; no es
conveniente para el dimensionamiento, ya con lluvia prolongada el terreno se satura y estaríamos en las
mismas condiciones de un terreno impermeable.
Por lo expuesto se recomienda adoptar el valor de (e), igual a uno (1).
5/20
Desagües Pluviales
ELEMENTOS COMPONENTES DEL SISTEMA PLUVIAL EN EDIFICIOS
Se puede clasificar a los elementos constitutivos del sistema en:
•
Elementos receptores.
•
Elementos verticales.
•
Elementos horizontales
Los elementos receptores pueden estar ubicados en cubiertas como los: embudos y canaletas;
en balcones como: piletas de piso y en el piso como: las bocas de desagües.
Los elementos verticales son los denominados Caños de lluvia (C. Ll.) y los horizontales se
denominan: Condutales o Albañales.
La figura siguiente gráfica lo expresado:
CANALETA
( E.)
(C.LL.)
CONDUTAL
Pendiente
Figura 2.1: Elementos componentes de un sistema pluvial
El tramo horizontal (albañal) debe tener pendiente para producir la circulación “por gravedad” del
agua de lluvia: Esta pendiente no debe ser muy grande ya que la cañería pluvial sale a la calle por bajo
vereda al cordón cuneta.
6/20
Desagües Pluviales
RECOMENDACIONES DE TRAZADO
Generalmente se utiliza la pendiente de 1:100, no desestimándose pendientes menores para
mayores longitudes de terreno, llegándose en algunos casos a utilizar 1:200 y 1:300. Por cierto,
pendientes menores, dan menores caudales de evacuación, para un mismo diámetro de cañería.
( E. )
L.M.
( C.LL. )
TERRENO
VEREDA
ALBAÑAL
CALLE
SALIDA
Figura 2.2.: Salida de agua de pluviales domiciliarios.
Es conveniente que los caños de lluvia descarguen a una boca de desagüe antes de empalmar a
cañería principal. Situación que permite el acceso a la cañería y simultáneamente captar el agua de
lluvia de patios o pisos.
( E. )
( C.LL. )
Nivel de piso
B.D.A.
CONDUTAL
Figura 2.3.: Elementos de acceso al sistema pluvial
7/20
Desagües Pluviales
Debe darse siempre una cierta inclinación a la cañería horizontal en vereda en el sentido de
circulación del agua por la calle
TERRENO
VEREDA
CALLE
L.M.
Sentido de circulación
del agua
ALBAÑAL
B.D.T.
Figura 2.4: Recomendación de trazado en pluviales p/ vereda.
RESTRICCIONES
A) No se permite el trazado de cañerías de desagües pluviales en contrapendiente.
TERRENO
VEREDA
CALLE
L.M.
Sentido de circulación
del agua
B.D.T.
No permitido
B.D.A.
No permitido
B.D.T.
Figura 2.5: Restricción en el trazado
8/20
Desagües Pluviales
B) Las cañerías de Condutal y la principal (desagüe cloacal), deben estar separadas entre sí, no
menos de 40 centímetros. No se permite su colocación en forma superpuesta.
C) Para Caños de Lluvia, se aconseja no empotrarlos en medianeras. Las ejecutadas en cinc, no se
permiten su colocación en la misma. Para otros materiales como ser: Hierro Fundido [FF] y Fibro
Cemento [FC], sólo pueden estar embutidos en la medianera 5 centímetro, para diámetros
normales de 0,100 m.
D) Las Canaletas y Embudos, no pueden ir sobre medianeras, aconsejando su colocación a una
distancia de la misma, de 0,60 m.
E) Las Piletas de Piso, artefacto del sistema pluvial que vincula a éste con el sistema cloacal
(primario), no puede desagotar grandes superficies. Su utilización es limitada a balcones o patios
de pequeñas dimensiones.
Las piletas de Piso, por sus características, deben llevar sifón hidráulico, como lo tiene las
Piletas de Patio del sistema cloacal. El motivo es evitar las salidas de gases del sistema primario.
F) El sistema pluvial en Argentina es “Separativo”, lo que indica que la evacuación de aguas de
lluvias es independiente del desagüe cloacal. Por lo tanto, este tema es una de las principales
restricciones a tener en cuenta.
9/20
Desagües Pluviales
CAPACIDAD DE EVACUACION DE ELEMENTOS COMPONENTES DEL SISTEMA
A continuación se detallan las capacidades de evacuación de cada uno de los elementos que
conforman el sistema de desagüe pluvial.
Ellos son:
•
Embudos
•
Caños de lluvia
•
Condutales
Con estos datos se estará en condición de averiguar el número y diámetro de las cañerías y
artefactos en una instalación pluvial cualquiera.
( E.)
( E.)
(C.LL.)
Nivel de piso
B.D.A./B.D.T.
CONDUTAL
Pendiente %
Figura 3.1.: Elementos del Sistema pluvial a dimensionar
10/20
Desagües Pluviales
CAPACIDAD DE EVACUACIÓN DE EMBUDOS Y CAÑERÍAS PLUVIALES
Es práctica corriente en el dimensionado de desagües pluviales en edificios, utilizar las tablas de las “Normas y
Gráficos de instalaciones Sanitarias Domiciliarias e Industriales” de la ex-Empresa Obras Sanitarias de la Nación, y
que actualmente forman parte de el Código de la Edificación de la Ciudad de Buenos Aires (Capítulo 8). Dichas
tablas han sido confeccionadas en base a un “régimen” pluviométrico de 60 mm/hora.
Hoy día, se han producido cambios climáticos debido a fenómenos no naturales (deforestaciones, efecto
invernadero, etc.) y que parece están para quedarse. Las intensas lluvias y que han venido ocurriendo en los últimos
años, son producto de esos fenómenos. No resultan extrañas lluvias de 80, 100, o más mm/hora, muy superiores a
las consideradas en las tablas a la que hacemos referencia.
En nuestro caso se tomará como válida la estimación 180 mm de lluvia en un tiempo de 5 minutos. Esta situación
nos parece adecuada ya que señala con mayor precisión la intensidad/frecuencia de la lluvia “máxima”.
Tomando en cuenta estos criterios se listan a continuación los valores de capacidad de evacuación de agua de lluvia
de los diferentes elementos componentes del sistema pluvial. Los mismos se discriminan en valores de La Ex O.S.N
y los valores corregidos para nuestro caso. Los valores corregidos a ser aplicado se indican entre paréntesis.
Embudos (hierro fundido) capacidad de evacuación.
Diámetro/medidas (m)
0,15 x 0,15
0,20 x 0,20
0,25 x 0,25
0,30 x 0,30
Sup. Máxima del desagüe (m2)
30 (10)
80 (26)
130 (43)
150 (50)
Diámetro/medidas (m)
0,20 x 0,20
0,30 x 0,30
0,40 x 0,40
Sup. Máxima del desagüe (m2)
80 (26)
180 (60)
320 (106)
Bocas de Desagüe:
Bocas de Desagüe Tamaño Especial:
Las superficies máximas de desagüe admisibles serán directamente proporcionales a las establecidas para las de 0,20
m. x 0,20 m. con una reducción del 20%. Lado menor 2/5 de su profundidad; mínimo 0,60 m. para profundidades
mayores de 1,20 m.
11/20
Desagües Pluviales
Caños de Lluvia (F°F° - PVC - PP) capacidad de evacuación en m2
Diámetro del caño de
lluvia
Techos planos
(pendiente hasta 5%)
0.60m.(**)
0.100m.
0.125m.
0.150m.
0.175m.
0.200m.
0.225m.
0.250m.
90 (30)
300
(100)
Techos inclinados
65 (22)
220 (74)
450
(150)
320
(106)
750
(250)
550
(183)
900
(300)
620
(206)
1.170
(390)
820
(273)
1.480
(493)
1.040
(346)
1.830
(610)
1.290
(430)
Caños de lluvia
ventilados (caño de
ventilación oreja de
aspiración)
180 (60)
600
(200)
900
(300)
1.500
(500)
1.800
(600)
2.340
(780)
2.960
(986)
3.660
(1220)
(*) Para alcanzar las superficies máximas de desagüe consignadas deberá cumplirse con lo establecido en el inciso:
Embudos.
(**) El empleo de caño de lluvia 0,060 m. tiene carácter restrictivo, no pudiendo en una misma planta recibir una
superficie que exceda los 30 m2 y no debiendo cortar el caño de lluvia con desviación alguna.
Conductales Capacidad de evacuación en m2
Pendiente
Total
Cañería PVC - PPP
mm/m
0,100 m.
0,125 m.
0,150 m.
0,175 m.
0,200 m.
0,225 m
0,250 m
1: 100
10
426(142)
780(260)
1.235(411)
1.883(627)
2672(890)
3.686(1.228)
4.858(1619)
1: 110
9
404(134)
740(246)
1.172(390)
1.786(595)
2.596(865)
3.496(1165)
4.609(1536)
1: 125
8
381(127)
697(232)
1.104(368)
1.684(561)
2.390(796)
3.296(1098)
4.346(1448)
1: 140
7
356(118)
652(217)
1.033(344)
1.575(525)
2.236(745)
3.084(1028)
4.065(1355)
1: 165
6
330(110)
604(201)
957(319)
1.462(487)
2.070(690)
2.855(951)
3.763(1254)
1: 200
5
301(100)
552(184)
873(291)
1.367(455)
1.890(630)
2.606(868)
3.435(1155)
1: 250
4
269(89)
493(164)
777(259)
1.187(395)
1.745(581)
2.331(777)
3.073(1024)
1: 330
3
228(76)
418(139)
706(235)
1.031(343)
1.464(488)
2.019(673)
2.661(887)
1: 500
2
190(63)
349(116)
552(184)
842(280)
1.195(398)
1.648(549)
2.169(723)
1: 1.000
1
134(44)
241(80)
390(130)
596(198)
845(281)
1.170(390)
1.536(512)
A sección llena lluvia de 60 mm/h Valores entre paréntesis lluvia de 180 mm/5 minutos.
12/20
Desagües Pluviales
CIRCULACION POR CANALES
En grandes cubiertas es necesario dimensionar los canales que evacuan las aguas pluviales.
Casos tipos: Estadios cubiertos, Terminales de ómnibus, etc.
Las Normas no dan valores ya que son casos excepcionales.
Área ocupada
por el agua
L.
Perímetro
mojado (Pm)
FH
FN
FR
FR
Figura 4.1: Canales (Definición de los elementos que condicionan la evacuación)
FN
= Fuerza normal al fondo del canal, componente del peso del sector de fluido en estudio.
FP
= Fuerza equivalente al peso del sector del líquido en estudio
FH
= Fuerza en el sentido de la circulación del fluido, componente del peso del sector del
líquido en estudio.
α
= Angulo relacionado o representativo de la pendiente
FR
= Fuerza de roce que se opone al movimiento
L
= Longitud tomada para el estudio
S
= Area transversal que ocupa el fluido.
P
= Perímetro mojado
13/20
Desagües Pluviales
ECUACION PRÁCTICA PARA EL CÁLCULO DE VELOCIDAD MEDIA
CHEZY
Velocidad media (m/seg)
1
C=
Vm
= C
R * i
6
R
n
*El valor de (C), lo define MANNING Siendo n, un coeficiente que depende de la naturaleza y
aspereza de las paredes.
VALORES DE 1/N
SITUACION
VALORES DE 1/n (*)
Canales con enduido de cemento
Canales con revoque o mortero de cemento
Canaletas de chapa (Galv)
De Hormigón Premoldeado
Hormigón moldeado en el ligar
Canales de piedra (revestidos)
100
90
90
71,4
62,5
43,5
(*)Fuente de referencia – Facorro Ruiz, L.H. “Hidráulica y máquinas hidráulicas – Bs. As. Mellier
1975.
14/20
Desagües Pluviales
EJEMPLO DE CÁLCULO DE UN CANAL
Se desarrolla a continuación un ejemplo de cálculo de una canaleta de chapa galvanizada,
dándose variación de pendiente y forma. Siendo el mismo procedimiento en cualquier otro material y/o
situación del canal.
PASOS A SEGUIR
•
Forma del Canal y Sección (S)
•
Valores de (C), en función del radio hidráulico, y material
•
Pendientes previstas.
•
Velocidades medias (Cálculos).
•
Caudales del canal según pendientes.
•
Superficie de techo que se puede desaguar con dicha canaleta.
DESARROLLO
CANAL SELECCIONADO
-
Material chapa Hº Gº
S
a
2
-
S = 0,01 m
-
a y b, variables
b
Figura 4.2: Forma del canal, material y sección (S).
VALORES DE (C) EN FUNCION DEL RADIO HIDRAULICO
S (m2)
a (m)
b (m)
0,01
0,01
0,01
0,01
0,1
0,05
0,02
0,2
0,1
0,2
0,5
0,05
Perímetro
Mojado (m)
0,3
0,3
0,54
0,45
S/Pm
R (m)
0,033
0,033
0,018
0,022
1/n
C
90
90
90
90
51
51
46
47
PENDIENTES PREVISTAS – (TG α)
VARIABLES
1 : 75
1 : 100
1 : 150
1 : 200
i
0,0133
0,0100
0,0066
0,0050
15/20
Desagües Pluviales
VELOCIDADES MEDIAS
A) VELOCIDADES MEDIAS SEGÚN VARIACION DE (R) Y (C) MANTENIMIENTO CONSTANTE
PENDIENTE (i) Y SUPERFICIE (S)
S (m2)
0,01
0,01
a (m)
0,1
0,2
b (m)
0,1
0,5
R
0,033
0,018
C
51
46
i
0,01
0,01
V (m/s)
0,92
0,61
La velocidad se incrementa cuando el Radio Hidráulico es mayor
B) VELOCIDADES MEDIAS
COEFICIENTE (C).
S (m2)
0,01
0,01
0,01
0,01
CALCULADAS
a (m)
0,5
0,5
0,5
0,5
b (m)
0,20
0,20
0,20
0,20
VARIANDO
R
0,033
0,033
0,033
0,033
PENDIENTE.
C
51
51
51
51
CONSTANTE
i
0,0133
0,0100
0,0066
0,0050
(R)
Y
V (m/s)
1,06
0,92
0,75
0,65
CAUDALES QUE EVACUA EL CANAL SEGÚN PENDIENTE. (C), (S) Y (R), CONSTANTES.
S (m2)
0,01
0,01
0,01
0,01
i
1 : 75
1 : 100
1 : 150
1 : 200
V (m/s)
1,06
0,92
0,75
0,65
Q = S . V (m3/seg)
0,0106
0,0092
0,0075
0,0065
SUPERFICIE DE TECHO QUE SE PUEDE DESAGOTAR CON DICHA CANALETA – LLUVIA
120 mm/h.
Por metro cuadrado se reciben 120 (lts/h) ó 0,12 (m3/h). Lo que quiere decir que para la
pendiente de :
puede evacuar 318 m2
•
1: 75
•
1 : 100
“
“
276 m2
•
1 : 150
“
“
225 m2
•
1 : 200
“
“
195 m2
De lo que se concluye que:
-
A mayor pendiente mayor evacuación
-
A mayor perímetro mojado menor evacuación
16/20
Desagües Pluviales
MATERIALES POSIBLES A SER UTILIZADOS EN DESAGUES PLUVIALES
En este tema sólo mencionaremos brevemente los materiales que pueden ser utilizados en
caños de lluvia
Los materiales para estos casos se definen de acuerdo a sus alturas. Es así que para el CINC,
se puede ubicarlo hasta los 5 metros.
De 5 a 15 metros puede utilizarse el PVC o el PP (plástico), se recomienda no utilizarlo al
exterior por su deterioro producido por la radiación solar salvo de aquellos productos específicos con
protección ultravioleta..
El Hierro Fundido, semi-liviano se puede utilizar también en alturas mayores a 15 metros.
También se puede mencionar al HIERRO GALVANIZADO en casos especiales
17/20
Desagües Pluviales
POZO DE BOMBEO PLUVIAL
Cuando existen superficies como patios, fondos, rampas de acceso vehicular, en el predio del
edificio, que estén por debajo del nivel de vereda, se debe prever un sistema de bombeo, para lo
cual es necesario contar con un pozo impermeable, que mediante bombas, eleve el agua hasta
una boca de desagüe, ubicada a nivel de la vereda. A partir de allí, el agua, por simple
gravitación llega hasta la calle.
Figura 1: Esquema de pozo de bombeo pluvial.
Según Normas de Ex – Obras Sanitarias de la Nación, las características de estos pozos son las
que se enumeran a continuación:
•
•
•
•
•
Distancia mínima entre pozo y pared medianera, 1,00 m.
Distancia mínima entre equipo de bombeo y pared medianera, 0,80 m.
El pozo y el equipo de bombeo, deben ubicarse en un lugar de propiedad común y de
libre acceso al encargado.
Llevará una reja de aspiración a 2,50 m como mínimo del piso, no exigible si el pozo
cuenta con reja propia.
Para superficies de hasta 20 m2, es permitido el bombeo a mano. Para superficies
mayores, se exige bombeo automático, aunque es conveniente colocar en ambos casos
bombeo automático.
18/20
Desagües Pluviales
DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD
Para determinar su capacidad, se toma en cuenta:
•
•
•
La lluvia máxima, la cual depende del lugar en donde se implanta la obra.
La superficie a evacuar.
El tiempo de funcionamiento de las bombas.
En las viejas normas de OSN se establecía para pozo de bombeo pluvial, un volumen máximo de
1000 litros.
19/20
Desagües Pluviales
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
EX OBRAS SANITARIAS DE LA NACIÓN. NORMAS DE INSTALACIONES DOMICILIARIAS E
INDUSTRIALES
INDUSTRIAS PLÁSTICAS SALADILLO. CATALOGOS
20/20