DISEÑO HIDROSANITARIO - V1. PRODUCTO 18– FEBRERO DE 2020. ESTRUCTURACIÓN METODOLÓGICA Y FORMULACIÓN DEL PROYECTO- V1. DICIEMBRE 2019 Presentado a: Presentado MUNICIPIO a: DE ARAUCA MUNICIPIO DE ARAUCA SECRETARIA DE INCLUSION SOCIAL SECRETARIA DE INCLUSION Presentado por: Presentado UNIÓN TEMPORAL TEMPORAL ESTUDIOS ESTUDIOS URBANOS URBANOS UNION SOCIAL por: DISEÑO HIDROSANITARIO. Producto No. 18. ESTRUCTURACIÓN METODOLÓGICA Y FORMULACIÓN DEL PROYECTO. MEJORAMIENTO DE VIVIENDA PARA COMUNIDAD AFRODESCENDIENTE EN EL ÁREA URBANA DEL ESTUDIOS Y DISEÑOS DE MUNICIPIO OBRAS DE DE URBANISMO EN EL SECTOR PLAYITAS EN EL ÁREA DE INFLUENCIA ARAUCA, DEPARTAMENTO DE ARAUCA DEL PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE 204 VIVIENDAS EN EL MUNICIPIO DE ARAUCA CONTRO DE DOCUMENTOS OBJETO: ESTUDIOS Y DISEÑOS DE OBRAS DE URBANISMO EN EL SECTOR PLAYITAS EN EL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE 204 VIVIENDAS EN EL MUNICIPIO DE ARAUCA. CONTIENE: PRODUCTO 18. Estructuración metodológica y formulación del proyecto. FECHA: DICIEMBRE 16 DE 2019 VERSIÓN FECHA DOCUMENTO V1 Feb- 28 de 2020 DISEÑÓ: FIRMA Alexander Anduquia García M.P:. DESCRIPCIÓN Contenido 1. GENERALIDADES ...................................................................................................................... 5 1.1 2. CÁLCULO DEL VOLUMEN DE RESERVA ................................................................................ 5 2.1 3. 4. 6. Dotación............................................................................................................................... 5 RED DE SUMINISTRO (ACOMETIDA) ....................................................................................... 6 3.1 Caudal de diseño ................................................................................................................. 6 3.2 Area de la tuberia................................................................................................................. 7 3.3 DIÁMETRO de la tubería ..................................................................................................... 7 3.4 Velocidad de diseño............................................................................................................. 7 RED DE SUMINISTRO (TANQUE) ............................................................................................. 8 4.1 5. Normativa de referencia ....................................................................................................... 5 Caudal de diseño ................................................................................................................. 8 RED DE DESAGÜE SANITARIO ................................................................................................ 9 5.1 diametro ..................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 5.2 Velocidad y pendiente ........................................................................................................ 10 5.3 Caja de inspección............................................................................................................. 10 RED DE DESAGUE DE AGUAS LLUVIAS............................................................................... 11 6.1 IDF ..................................................................................................................................... 11 6.2 cubierta .............................................................................................................................. 11 6.3 Bajante de aguas lluvias .................................................................................................... 13 7. CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 14 8. RECOMENDACIONES .............................................................................................................. 14 Índice de ilustraciones Ilustración 1 Corte caja de inspección .............................................................................................. 10 Ilustración 2 Curva Intensidad - Duración - Frecuencia ................................................................... 11 Ilustración 3 Planta cubierta habitación ............................................................................................ 12 Índice de Tablas Tabla 1 Dotación neta máxima por habitante ..................................................................................... 5 Tabla 2 Parámetros de diseño ............................................................................................................ 8 Tabla 3 Caudales mínimos de operación ............................................................................................ 8 Tabla 4 Diámetro de sifón y tubería de desagüe ................................................................................ 9 Tabla 5 Intensidad de lluvias ............................................................................................................. 12 Tabla 6 Parámetros de diseño .......................................................................................................... 12 Tabla 7 Diámetro de tubería desagüe aguas lluvias ......................................................................... 13 1. GENERALIDADES El proyecto consiste en el mejoramiento de viviendas, mediante la construcción de habitaciones, cocinas y unidades sanitarias compuestas por ducha, sanitario de tanque y lavamanos. Las unidades, buscan ser una alternativa para suplir las necesidades de saneamiento básico. Así como contribuir a la protección ecológica y a el derecho a la igualdad de acceso a vivienda digna en el municipio de Arauca. 1.1 NORMATIVA DE REFERENCIA Norma Técnica Colombiana NTC 1500: Código Colombiano de Fontanería. En esta norma se establecen los requisitos básicos necesarios para garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas de agua potable, aguas residuales y aguas lluvias. Dentro de los requisitos se incluyen lo relacionado con la protección de la salud, seguridad y bienestar de los usuarios de los servicios. Resolución 0330 de 2017: Reglamenta los requisitos técnicos que se deben cumplir en las etapas de planeación, diseño, construcción, puesta en marcha, operación, mantenimiento y rehabilitación de la infraestructura relacionada con los servicios públicos domiciliarios de acueducto, alcantarillado y aseo. 2. CÁLCULO DEL VOLUMEN DE RESERVA El suministro de agua se deriva de la red pública o comunitaria de acueducto y se lleva a un tanque elevado que estará localizado en la parte superior de la unidad sanitaria, desde allí y por gravedad, se suministra el agua a cada uno de los tres aparatos. Aparatos para los cuales se debe suministrar caudal mínimo para su funcionamiento. 2.1 DOTACIÓN La dotación de agua para las unidades sanitarias, depende directamente de la cantidad de personas que habitan la vivienda y la altura sobre el nivel del mar de la misma. Para establecer la dotación, se tiene en cuenta la Tabla 1 de la resolución 0330 de 2017 (Ver Tabla 1). (Resolución 0330, 2017) “Articulo 43. 4. Dotación neta máxima. Se deberá utilizar un valor de dotación que no supere los máximos establecidos en la tabla 1”. Tabla 1 Dotación neta máxima por habitante ALTURA PROMEDIO SOBRE EL NIVEL DEL MAR DE LA ZONA ATENDIDA > 2000 m.s.n.m DOTACIÓN NETA MÁXIMA (L/HAB*DÍA) 120 ALTURA PROMEDIO SOBRE EL NIVEL DEL MAR DE LA ZONA ATENDIDA 1000 – 2000 m.s.n.m < 1000 m.s.n.m DOTACIÓN NETA MÁXIMA (L/HAB*DÍA) 130 140 Fuente: Resolución 0330 de 2017 Según la tabla 1, se establece el volumen requerido para el tanque de reserva de agua. Asegurando el suministro por un mínimo de 24 horas. El municipio de Arauca, se encuentra a 126 metros sobre el nivel del mar. Indicando la dotación máxima de 140 L/hab*día. Según datos del DANE, el promedio de personas por hogar en el municipio de Arauca es de 4,2. 𝑉𝑟𝑒𝑠 = 140𝐿 ∗ 4,2ℎ𝑎𝑏 ∗ 1𝑑í𝑎 = 588 𝐿 ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑í𝑎 Se aproxima el resultado al volumen del tanque comercial más similar en capacidad. En este caso 500 L. 3. RED DE SUMINISTRO (ACOMETIDA) El diámetro de la acometida que surte el tanque elevado, se calcula con base en el volumen antes calculado y considerando el tiempo de llenado en 1 hora (3600 segundos). (NTC 1500, 2017) “6. Suministro y distribución de agua. 6.9 Diseño de la tubería de agua potable. La velocidad máxima de diseño debe ser de 2 m/s para tubería de diámetro inferior a 76,2 mm; para diámetros de 76,2 mm o mayores, la velocidad máxima debe ser de 2,50 m/s”. 3.1 CAUDAL DE DISEÑO 𝑄= ∀ 𝑡 Donde: 𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 ∀= 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 𝑡 = 𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑄= 500 𝐿 𝐿 = 0,14 3600 𝑠 𝑠 3.2 ÁREA DE LA TUBERÍA Para optimizar el diseño, se busca el área de tubería mínimo que pueda cumplir la restricción de la velocidad. 𝐴= 𝑄 𝑉 Donde: 𝐴 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑜 𝑡 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑚3 1,4 ∗ 10−4 𝑠 𝐴= = 7 ∗ 10−5 𝑚2 𝑚 2 𝑠 3.3 DIÁMETRO DE LA TUBERÍA 𝜋 ∙ ∅2 𝐴= 4 ∅=√ 4∙𝐴 𝜋 Donde: 𝐴 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 ∅ = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 ∅=√ 4 ∙ 7 ∙ 10−5 𝑚2 = 9,44 ∙ 10−3 𝑚 𝜋 ∅ = 0,94 𝑐𝑚 3.4 VELOCIDAD DE DISEÑO Con el diámetro mínimo de la tubería cumpliendo la restricción de velocidad de suministro, se aproxima al siguiente diámetro comercial de tubería en PVC. ∅= 1 𝑝𝑢𝑙𝑔 2 1 𝑝𝑢𝑙𝑔 = 0,0254 𝑚 𝑉= 1,4 ∙ 10−4 2 1 𝜋 ∙ (2 𝑝𝑢𝑙𝑔 ∙ 0,0254 𝑚) 4 = 1,11 𝑚 𝑠 Tabla 2 Parámetros de diseño ACOMETIDA 𝑡𝐿𝑙𝑒𝑛𝑎𝑑𝑜 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 1 𝑄 𝐿 𝑠 0,14 ∅ 𝑝𝑢𝑙𝑔 𝑉 𝑚 𝑠 1 2 1,11 Fuente: Elaboración propia 4. 4.1 RED DE SUMINISTRO (TANQUE) CAUDAL DE DISEÑO La Norma Técnica Colombiana 1500 define en la Tabla 7 los caudales mínimos de operación para aparatos sanitarios. Tabla 3 Caudales mínimos de operación Aparato sanitario Duchas Sanitario tanque Lavamanos Caudal mínimo L/s 0,32 0,19 0,19 Unidades de consumo 2 3 1 Fuente: NTC 1500 Teniendo en cuenta que el tanque solo suministra el fluido a la batería sanitaria, y que solo se utiliza un aparato sanitario a la vez, el caudal máximo de suministro es de 0,32 L/s. 𝑄 = 0,32 𝐿 𝑠 Donde: 𝑄 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 El tanque suministra agua a los aparatos mediante una tubería de 1pulg. La cual se reduce en la entrada de la unidad sanitaria a ½ pulg, para aumentar la presión y a su vez, la velocidad en el sistema. 5. RED DE DESAGÜE SANITARIO Las aguas residuales domésticas provenientes de los aparatos se llevarán a través del colector hasta la caja de inspección proyectada en la zona externa de la unidad, donde se entregarán a la red pública de alcantarillado o al sistema de tratamiento y disposición final. 5.1 DIÁMETRO (NTC 1500, 2017) “8. Sistema de desagüe. 8.2 Equivalentes de unidades de instalaciones fijas. Las cargas máximas para trampa sifón de un tamaño máximo de 102 mm son las siguientes”. Tabla 4 Diámetro de sifón y tubería de desagüe Tamaño de sifón (mm – pulg) 32 mm - 1 38 mm – 1½ pulg 51 mm -2 pulg 76 mm – 3 pulg 102 mm – 4 pulg Unidades 1 3 4 6 8 Fuente: NTC 1500 Teniendo en cuenta la carga máxima en unidades de descarga para la trampa sifón de cada aparato sanitario, se obtiene que: Aparato sanitario Inodoro de tanque Ducha Lavamanos Lavaplatos Unidades de desagüe 3 2 1 2 Tamaño sifón – Tubería de desagüe 102 mm – 4 pulg 51 mm -2 pulg 51 mm -2 pulg 51 mm -2 pulg 5.2 VELOCIDAD Y PENDIENTE (NTC 1500, 2017) “8. Sistema de desagüe. 8.8 Pendiente de la tubería sanitaria horizontal. La pendiente de la tubería sanitaria debe ser tal que garantice su capacidad para evacuar el caudal de diseño, con una velocidad comprendida entre 0,60 m/s y 5 m/s. 5.3 CAJA DE INSPECCIÓN Estructura para la conexión de desagües subterráneos con posibilidad de inspección. Debe estar provista de cañuelas en mortero que garanticen el flujo, y de tapa removible. Sirve para recoger las aguas residuales provenientes de las unidades, la caja de inspección mínima será de 0.60 por 0.60, la profundidad de la caja no debe ser menor de 0.60 m en zonas verdes o 0.90 m en zonas vehiculares medido a partir de la cota de entrada de la tubería. Ilustración 1 Corte caja de inspección Fuente: Elaboración propia 6. 6.1 RED DE DESAGÜE DE AGUAS LLUVIAS IDF Ilustración 2 Curva Intensidad - Duración - Frecuencia 6.2 CUBIERTA (NTC 1500, 2017) “12. Desagüe de aguas lluvias. Desagües de cubiertas. Todas las áreas de cubierta de un edificio deben ser evacuadas por la red de desagües de aguas lluvias. Para el cálculo de caudales de sistemas de aguas lluvias se considerará una intensidad de precipitación obtenida a partir de las curvas de intensidad - frecuencia propias de la zona, para un período de retorno mínimo de 15 años y una duración de 30 min, suministradas por la entidad competente. Tabla 5 Intensidad de lluvias Fuente: IDEAM – Estación Apto Arauca Ilustración 3 Planta cubierta habitación Tabla 6 Parámetros de diseño Coeficiente de escorrentía 0,9 Área m2 12,16 Intensidad mm/hr 106,2 m/s 0,0000295 Q Q m3/s 0,0003228 L/s 0,32 𝑄 = 0,9 ∙ 12,16 𝑚2 ∙ 2,95 ∗ 10−5 𝑄 = 0,32 6.3 𝑚 𝐿 = 3,2 ∗ 10−4 𝑠 𝑠 𝐿 𝑠 BAJANTE DE AGUAS LLUVIAS Se define el diámetro de la bajante, con el caudal calculado en el punto anterior. Tabla 7 Diámetro de tubería desagüe aguas lluvias Fuente: NTC 1500 El diámetro de la tubería para drenar las aguas lluvias de la cubierta, es de 75mm o 3 pulg 7. CONCLUSIONES La velocidad máxima en cada tramo de tubería de suministro de agua potable debe ser menor a 2 m/s. El volumen útil del tanque de reserva garantiza el abastecimiento de agua para un día de servicio. El desagüe de todos los artefactos y aparatos sanitarios se descargará por gravedad, a través de la caja de inspección, que entrega al sistema de alcantarillado a través de la conexión domiciliaria. Para el calculo de el desagüe de la cubierta, se utilizaron las curvas IDF de la estación del aeropuerto Santiago Pérez Quiroz del municipio de Arauca. 8. RECOMENDACIONES La tubería de desagüe debe ser de materiales aprobados con diámetro interno liso y uniforme, fabricadas para tal fin y que cumplan con las especificaciones establecidas en las normas técnicas para cada material. Los tanques de almacenamiento de agua potable deben estar debidamente protegidos, ser herméticos e impermeables y estar provistos de ventilación. El área mínima de la conexión de ventilación debe ser mayor o igual a cuatro veces el área de la conexión de la acometida Las uniones de las tuberías subterráneas deben ser de tipo mecánico o con sello elastomérico. Llevar a cabo las pruebas y ensayos de estanqueidad y flujo definidos en la Norma Técnica Colombiana 1500. La conexión de la bajante de aguas lluvias, descarga sobre el terreno. Por ningún motivo se debe conectar a la red de desagüe sanitario. Se recomienda la limpieza del tanque con periodicidad de 6 meses máximo, para mantener el sistema en optimas condiciones y evitar la proliferación de patógenos.
