DISEÑO HIDROSANITARIO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y LA
CONSTRUCCIÓN
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TEMA:
DESARROLLAR EL DISEÑO HIDROSANITARIO DEL EDIFICIO
ROCAZUL IV
AUTORES:
CAPT. PERALTA ROJAS, RICARDO JAVIER
CAPT. PAREDES VALLE, IVAN SANTIAGO
ANDRES SARANGO
ESTEFANIA ANDRADE
CRISTINA CAMINO
DIRECTOR: ING. CARRERA DAVID Phd.
SANGOLQUÍ
2017
INDICE
CAPITULO 1 ................................................................................................................... 5
1.1.
Antecedentes ...................................................................................................... 5
1.2.
Ubicación ........................................................................................................... 6
1.3.
Utilización .......................................................................................................... 7
1.4.
Informe de factibilidad de la Empresa Pública de Agua ................................... 9
CAPITULO II ................................................................................................................. 10
BASES DE DISEÑO ....................................................................................... 10
2.1
2.1.1
PARÁMETROS ....................................................................................... 10
2.1.2
CONSIDERACIONES DE DISEÑO: ...................................................... 11
2.1.3
UNIDADES MUEBLE: ........................................................................... 12
2.2
DOTACIONES: ............................................................................................... 13
2.3
TIPO DE SUMINISTROS............................................................................... 14
2.3.1
2.4
DIRECTO: ................................................................................................... 14
MATERIALES Y EQUIPOS .......................................................................... 15
2.4.1
MATERIAL ................................................................................................. 15
2.4.2
EQUIPO ....................................................................................................... 15
CAPITULO III ............................................................................................................... 16
3.1
3.1.1
3.2
3.2.1
CÁLCULOS ........................................................................................................ 16
Tubería de agua fría ......................................................................................... 16
TANQUE CISTERNA Y DE RESERVA ........................................................... 17
Tipo hilera ........................................................................................................ 20
3.3
TANQUE HIDRONEUMÁTICO ....................................................................... 22
3.4
Equipo de bombeo ............................................................................................... 29
ANEXOS .............................................................. Ошибка! Закладка не определена.
Especificaciones técnicas ..................................... Ошибка! Закладка не определена.
Especificaciones técnicas del equipo de bobeo .... Ошибка! Закладка не определена.
Especificaciones técnicas del equipo hidroneumático................. Ошибка! Закладка не
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Especificaciones técnicas de la tubería de agua fría .................... Ошибка! Закладка не
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Especificaciones técnicas de la tubería de agua caliente ............. Ошибка! Закладка не
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PLANOS ............................................................... Ошибка! Закладка не определена.
REFERENCIAS ................................................... Ошибка! Закладка не определена.
TABLAS
Tabla 1Diseño de Suministros para edificios(Pérez Carmona, 2010) ............................ 11
Tabla 2 Tipo de Unidades Mueble(Carrera & Carrera) .................................................. 12
Tabla 3Unidades Mueble(Pérez Carmona, 2010)........................................................... 12
Tabla 4 Dotaciones Recomendadas(Carrera & Carrera) ................................................ 13
Tabla 5: Dotaciones (Pérez Carmona, 2010) .................................................................. 13
Tabla 6: Simbología de las unidades mueble ................................................................. 16
Tabla 7: Cálculo de unidades mueble ............................................................................. 17
Tabla 8: Calculo del consumo diario (lt/día) .................................................................. 17
Tabla 9: Distribución del edificio por plantas ................................................................ 20
Tabla 10. Reserva de Agua para incendios..................................................................... 20
Tabla 11. Disposición de la hilera. Elaborado por: David Vinicio Carrera Villacrés ... 21
Tabla 12: Caudales instantáneos (Obtenido del NEC11) ............................................... 22
Tabla 13: Cálculo caudal instantáneo NEC11 ................................................................ 22
Tabla 14. Gastos Máximos Probables Elaborado por: José Luis Carrera Falcón........... 23
Tabla 15: Tabla Método Hunter ..................................................................................... 25
Tabla 16: Resumen del caudal máximo probable ........................................................... 25
Tabla 17. Potencia y Tiempos Recomendados. Elaborado por: José Luis Carrera Falcón
........................................................................................................................................ 28
Tabla 18. Tanque Hidroneumático. Elaborado por: José Luis Carrera Falcón .............. 29
Tabla 19. Coeficientes de fricción: FUENTE: (Pérez, 2010) ........................................ 31
Tabla 20: Especificaciones técnicas de la Bomba centrífuga trifásica. .............. Ошибка!
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Tabla 21: Especificaciones técnicas Válvula Check. .................. Ошибка! Закладка не
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Tabla 22: Especificaciones técnicas Válvula de Esclusas. .......... Ошибка! Закладка не
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Tabla 23: Especificaciones técnicas de la Serie de modelos C2-LITE CAD. .... Ошибка!
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Tabla 24: Tabla de resistencia de la tubería. ........ Ошибка! Закладка не определена.
Tabla 25: Especificaciones técnicas de tubos de abasto para sanitarios y lavamanos.
.............................................................................. Ошибка! Закладка не определена.
TABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1: Ubicación del sector ................................................................................... 6
Ilustración 2: Esquema del Edificio.................................................................................. 7
Ilustración 3: Información general del proyecto............................................................... 8
Ilustración 4: Informe de Factibilidad ............................................................................. 9
Ilustración 5 Esquema Cisterna ..................................................................................... 19
Ilustración 6 Esquema del tanque cisterna en hilera...................................................... 21
Ilustración 7 Tanque Hidroneumatico marca ....... Ошибка! Закладка не определена.
Ilustración 8 Esquema de las partes y medidas del tanque Hidroneumático. ..... Ошибка!
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Ilustración 9 Presentación de la Tubería PVC roscable para agua fría .............. Ошибка!
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Ilustración 10 Especificaciones técnicas de los accesorios para acople de la tubería de
agua fría. ............................................................... Ошибка! Закладка не определена.
Ilustración 11 Conformación de las capas de una tubería Cuatritubo. ............... Ошибка!
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Ilustración 12 Especificaciones técnicas de los accesorios para acople de la tubería de
agua caliente. ........................................................ Ошибка! Закладка не определена.
Ilustración 13 Especificaciones técnicas para los complementos de las tuberías de agua
fría y caliente. ....................................................... Ошибка! Закладка не определена.
Ilustración 14 Instalación de un tubo de abasto para sanitarios y lavamanos. ... Ошибка!
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CAPITULO 1
1.1. Antecedentes
“El suministro de Agua Potable es requisito indispensable para la vida y progreso de
la humanidad”
Según (Carmona, 2010) el agua es un elemento básico para la vida, por eso los
asentamientos humanos se han situado próximos a los ríos, lagos o fuentes. Las
primeras tuberías para canalizar el agua se utilizaron en el actual Pakistán hace unos
4000 años y eran de terracota. En Egipto se ha encontrado una tubería de cobre de 7
cm de diámetro y 360 m de longitud fechada hacia el 2750 A.C. Las obras de
abastecimiento de agua potable más famosas son los acueductos romanos. Las villas
romanas disponían de un completo sistema de distribución de agua, con depósitos en
las colinas próximas y cañerías hasta las fuentes y casas de ciudadanos acaudalados.
El presente proyecto está determinado a realizar el diseño de la red de instalaciones
Hidrosanitarias del Edificio “Rocazul IV” que debe satisfacer las demandas
máximas de sus residentes, como las propias de mantenimiento y de su personal, la
calidad de servicio constituirá un punto clave para el éxito de tal proyecto, por lo
cual el sistema hidrosanitario debe ajustarse a normativas y parámetros de máxima
exigencia.
El proyecto se encuentra dirigido para la población de la ciudad de Quito y del país,
de acuerdo a las características e inversión el nivel económico del futuro comprador
es medio – alto en la zona de construcción.
Especificaciones generales del proyecto:
El proyecto se desarrolla en 5 pisos dentro de un terreno de 1000 m2, y consta de 19
bienes inmuebles repartidos en 15 departamentos de 3 dormitorios y 4 suits de 2
dormitorios. Además cuenta con 2 subsuelos de estacionamientos y bodegas. Cuenta
también con un área comunal en mezanine, loft y un Roof Garden en la terraza. El
proyecto tiene una duración de 22 meses. Se divide en 4 meses de planificación, 17
meses de construcción y 2 meses de cierre del proceso de ventas. Simultáneamente
desde el 3er mes se inicia la fase de marketing y ventas. El proyecto es
financieramente viable lo cual fomenta la motivación del promotor y se convierte en
un atractivo proyecto de inversión. Entre sus características destaca:
Sala comunal
Área recreativa
Terraza comunal con área de B.B.Q. - Loft a doble altura
Estacionamiento de visitas
Los criterios de diseño aplicados en este trabajo están basados a la Norma
Ecuatoriana de la Construcción, NEC-11 Capítulo 16 "Norma Hidrosanitaria",
debido a que la actualización NEC – 15, Normas de Diseño de Sistemas de
Alcantarillado EMAAP-Q.
El presente trabajo constituye una acumulación de investigaciones bibliográficas y
recomendaciones prácticas por parte del Dr. David Vinicio Carrera para obtención
de unidades muebles, caudales instantáneos entre otros parámetros. A la vez el
trabajo toma como criterios de diseño los expuestos en el libro Instalaciones
Hidrosanitarias y de gas para edificaciones. (Carmona, 2010)
1.2. Ubicación
El Edificio Rocazul IV es un proyecto inmobiliario de residencias en altura ubicado
al centro norte del Distrito Metropolitano de Quito, en la calles Gonzalo Endara y
Antonio Salguero, predio número 661178 del barrio Las Bromelias parroquia
JIPIJAPA. Su exclusiva ubicación brinda cercanía a los servicios educativos,
deportivos, financieros, de salud, de recreación, de entretenimiento y dependencias
públicas.
En la Imagen 1 se puede ver la ubicación gráfica del proyecto Rocazul IV
Ilustración 1: Ubicación del sector
1.3. Utilización
ESC
1:100
Ilustración 2: Esquema del Edificio
El Esquema de distribución vertical nos muestra de lo general a lo particular cómo
se desarrollan las áreas útiles a lo largo de su altura. De esta manera, se puede
apreciar como el Edificio Rocazul se encuentra compuesto de 4 pisos, 2 subsuelos
de parqueaderos y una terraza accesible. Desde la planta baja se puede diferenciar la
existencia de áreas útiles al ubicar un local comercial y un importante desarrollo de
accesos con un lobby de doble altura distinguido por la riquísima decoración
interior. En la segunda planta se encuentra el salón comunal y el primer
departamento de dos dormitorios. Desde la tercera hasta la décima planta se
desarrolla un sistema compartido de vivienda: de tres dormitorios hacia el frente del
terreno, y de dos dormitorios hacia la parte posterior del terreno. En las plantas
novena y décima se desarrolla la misma planta tipo de pisos anteriores, pero con un
desarrollo muy importante de vista panorámica hacia el sur y hacia el norte de la
ciudad. Finalmente, la terraza accesible posee áreas comunales que lo convierten en
un proyecto donde la vista es un factor clave para su desarrollo. (Herrera, 2014)
En la ilustración 3 se puede ver los servicios del proyecto, productos que ofrece el
edificio “Rocazul IV”, etc…
Ilustración 3: Información general del proyecto
Fuente: (Herrera, 2014)
1.4. Informe de factibilidad de la Empresa Pública de Agua
En la siguiente ilustración se puede ver el informe de factibilidad emitido por la
EPMAPS.
:
Ilustración 4: Informe de Factibilidad
Fuente: (EPMAPS, 2013)
CAPITULO II
2.1 BASES DE DISEÑO
2.1.1
PARÁMETROS
La infraestructura interior para el suministro de agua en edificaciones debe
cumplir con los siguientes requisitos:





Caudal, presión y diámetro en viviendas: Para el funcionamiento adecuado
de los aparatos sanitarios, se deberá dimensionar la red interior tal que, bajo
condiciones normales de funcionamiento, provea los caudales instantáneos
mínimos.
Incrementar el caudal instantáneo 1.67 veces cuando el aparato sanitario
seleccionado se diseñe para uso público.
Considerar como caudal instantáneo mínimo de agua caliente el 67% del
caudal instantáneo mínimo de agua fría, en aquellos aparatos que
corresponda uso de agua caliente (Tixi, 2014).
Toda unidad de consumo y muebles sanitarios deberán proveerse por lo
menos de una llave de corte. Deben instalarse las llaves de corte necesarias
para facilitar las reparaciones en el sistema.
El diámetro del tubo que abastece a un nudo de consumo, grifo u aparato
sanitario, no debe ser menor al calculado (Tixi, 2014).
SISTEMA DE AGUA POTABLE
Para calcular el diámetro de la tubería de servicio, se debe establecer con
exactitud dos cosas: primero, la demanda máxima de agua para las necesidades
de los aparatos; segundo la demanda de punta o pico, o sea la máxima a la cual
estará sometido el sistema, debido a la simultaneidad de los aparatos.

Respecto a las presiones:
Si la presión disponible en la red de suministro es insuficiente, debe proveerse
de un sistema de bombeo con tanque bajo y tanque alto o de un sistema de
bombeo mediante un equipo de presión (Romo, 2015).

Respecto de las velocidades:
La velocidad del agua, comúnmente, está comprendida entre 0.60 𝑚⁄𝑠 y
2.0 𝑚⁄𝑠 hasta 3¨. Para diámetros mayores de 3¨ se puede utilizar hasta
2.5 𝑚⁄𝑠. (Romo, 2015)

Respecto a los depósitos de almacenamiento:
Los depósitos de agua deberán diseñarse y construirse de tal manera que
garanticen la potabilidad del agua en el tiempo y no permita el ingreso de ningún
tipo de contaminante. Cabe en este caso la posibilidad de incluir condensadores
hidráulicos (depósitos de almacenamiento presurizados). (Romo, 2015)
El cálculo de volúmenes mínimos de los depósitos de almacenamiento en
edificaciones e inmuebles destinados a usos específicos, se hará tomando en
consideración las dotaciones expuestas en la Tabla 8. (José Luis Carrera Falcón,
David Vinicio Carrera Villacrés)
DISEÑO DEL SISTEMA DE AGUA PARA EL PROYECTO.
La red de agua fría para el edificio de residencias considerara el siguiente orden:




2.1.2


La toma domiciliaria
Sistema de Almacenamiento
Sistema de Bombeo
Análisis de Tuberías
CONSIDERACIONES DE DISEÑO:
La distribución de las redes debe hacerse buscando la ruta más directa y con
el menor número de accesorios que sea posible entre la fuente y los aparatos.
Se debe procurar que el ramal sea localizado de tal forma que pase por el
centro de gravedad del grupo de aparatos a servir, lo cual produce recorridos
y diámetros menores (Cadena, 2015).
Una vez realizado el esquema de distribución de la red, es necesario localizar
el aparato crítico y numerar los accesorios de la ruta crítica (ruta desde el
aparato crítico hasta la fuente de suministro)
El procedimiento de diseño anteriormente detallado se encuentra esquematizado
en la Tabla 1
Tabla 1 Diseño de Suministros para edificios(Pérez Carmona, 2010)
1
Se debe determinar el número potable de personas
2
Se determina el volumen de reserva. De acuerdo con el sistema escogido
gravedad o presión, se diseña el o los tanques. Si el sistema es por
gravedad se recomienda fraccionar el volumen en un 60 o 70% para
tanque bajo y un 40 o 30% para un tanque elevado. Si se va emplear
presión, solo se diseñara el tanque bajo con el 100% del volumen de
reserva, que en ambos casos será para mínimo 24 horas.
Acometida: Esta puede ser calculada según el caso, para gravedad o para
presión.
3
4
Asignación de caudales por aparato y red de diseño.
5
Calculo de la altura de impulsión.
6
Calculo de la succión e impulsión.
7
Potencia de la bomba, volumen de regulación, volumen del tanque,
volumen de la bolsa corregido.
2.1.3
UNIDADES MUEBLE:
Tabla 2 Tipo de Unidades Mueble(Carrera & Carrera)
TIPO DE MUEBLE
SANITARIO
Lavabo
UNIDAD
MUEBLE
1
Inodoro de Tanque
Tina de Baño (con o sin
regadera)
Regadera
Fregadero de Cocina
Lavadero
Lavadora
3
Llave de Manguera
4
2
2
2
3
3
Tabla 3 Unidades Mueble(Pérez Carmona, 2010)
PÚBLICO
APARATOS
Fría
Ducha o Tina
2.00
Bidé o Lavamanos
Lavaplatos
Lavaplatos Eléctrico
3.00
Lavadora
2.00
Inodoro con Fluxómetro 10.00
PRIVADO
Caliente Total Fría Caliente Total
2.00
3.00
2.00
4.00
1.50
1.00
1.50
6.00 2.00
4.00 2.00
10.00 6.00
1.50
1.00
1.50
2.00
1.00
2.00
2.00
2.00
3.00
3.00
6.00
Inodoro de Tanque
5.00
5.00
3.00
3.00
Orinal de Fluxómetro
Orinal de Llave
Lavamanos de Llave
Fregadero uso hotel
Lavadero
10.00
2.00
4.00
4.00
10.00
2.00
4.00
4.00 1.00
2.00
1.00
2.00
2.2 DOTACIONES:
Para el análisis de dotaciones se consideraron dos fuentes bibliográficas siendo las a
continuación expuestas en la Tabla 4 y Tabla 5.
Tabla 4 Dotaciones Recomendadas(Carrera & Carrera)
TIPO DE EDIFICACIÓN
DOTACIÓN
Edificio tipo popular
150
l/hab x día
Edificaciones interés social
200
l/hab x día
Residencias y Departamentos
250-500
l/hab x día
Hospitales
500-1000
l/cama x día
Oficinas: (en función de los empleados)
70
l/empleado x día
Oficinas
10
l/ m² de área rentable
Oficinas: (en función de los empleados)
60*
l/empleado x día
Oficinas
7*
l/ m² de área rentable
Hoteles Primera Categoría
300-500
l/hab x día
Hoteles Segunda Categoría
200
l/hab x día
Hoteles Tercera Categoría
150
l/hab x día
Cines
2
l/espectador x función
Fábricas (Sin consumo Industrial)
70**
l/obrero x día
Baños Públicos
500
l/bañista x día
Restaurantes
15-30
l/comensal x día
Lavanderías de Ropa
40***
l/kg de ropa seca
Hospitales
500-1000
l/cama x día
Escuelas
100
l/alumno x día
Cuarteles
300
l/ persona x día
Presiones
50
l/hab x día
*
Estudios Realizados en Ecuador
**
Si trabajan 2 a 3 turnos se determinará esta situación
*** Agregar 60% para agua caliente
Tabla 5: Dotaciones (Pérez Carmona, 2010)
EDIFICACIÓN
CONSUMOS
Comercio
20 l/m2 -min 400 l/día
Industrias
Universidades
Internados
Hoteles (a)
Hoteles (b)
Oficinas
80 l / trabajador día
50 l / est. / día
250 l/pers./día
500 l/hab/día
250 l/cama/día
90 l/pers./día
Cuarteles
350 l/pers./día
Restaurantes
Hospitales
Prisiones
Lavanderías
Lavado de carros
W.C públicos
W.C intermitentes
Consultorios Médicos
Clínicas dentales
Hipódromos, Velódromos
4 l/com/día
600 l/cama/día
600 l/pers./día
48 l/kg./ropa
400 l/por carro
50 l/h
150 l/h
500 l/consul./día
1000 l/unidad
1 l/espectador
Casinos, salas de baile
30 l/m2
Cine, teatros
3 l/silla
Los cuadros anteriormente concuerdan con la dotación necesaria para residencias por lo
cual se adopta para el diseño del suministro 250 l/hab/día.
2.3 TIPO DE SUMINISTROS
2.3.1
DIRECTO:
Zona urbana donde se cuenta con servicios municipales que proporcionan el
abastecimiento de agua potable mediante redes de distribución, las mismas que
poseen las presiones necesarias para alimentar de manera suficiente la demanda
de la población, las mismas que varían por la hora, zona entre otros factores
(Romo, 2015).
Tipos de abastecimiento de agua según Rafael Pérez Carmona:
TANQUE BAJO:
o
o
o
o
Acometida a tanque bajo
Volumen del tanque igual al 100% del consumo diario.
Suministro con equipo de presión.
Utilización para multifamiliares, centros comerciales, oficinas,
hoteles e industrias.
o Más eficiente y utilizado en la actualidad
Dentro del sistema hidrosanitario del presente proyecto se considera:

Tanque Cisterna (Sistema de Abastecimiento)
Almacenar el volumen de agua necesario tanto como para distribución como
en situaciones emergentes, en caso de interrupción de servicio (Pérez
Carmona, 2010) .

Tanque de Reserva (Sistema de Almacenamiento) *Diseño Propuesto
Almacenar una cantidad de agua recibida por parte de la bomba, a fin de que
después se distribuya por gravedad (Pérez Carmona, 2010).

Tanque Hidroneumático (Sistema de Bombeo)
La función de estos aparatos es mantener presurizada la red y satisfacer
presurizada la red y satisfacer el suministro en momentos de poca demanda,
tiempo durante el cual el equipo permanece apagado (Pérez Carmona, 2010).

Bomba
2.4 MATERIALES Y EQUIPOS
2.4.1 MATERIAL








Tubería y Accesorios
o Tubería de PVC - Agua Fría
o Tubería roscable PP cuatritubo – Agua Caliente
Válvula de Compuerta
Válvula Check
Válvula TEE PDL
Válvula T
Codo 90°
Accesorio Cruz
Tes
2.4.2



EQUIPO
Medidor
Tanque Hidroneumático HIDROPACK.
Bomba
CAPITULO III
3.1 CÁLCULOS
3.1.1 Tubería de agua fría
Se realizó el cálculo de las unidades mueble únicamente como un procedimiento
referencial de cálculo, ya que este método aplica para edificaciones pequeñas. Se
basará en la simbología del plano como se muestra en la Tabla 1 y se analizará el
número de unidades por piso y subsuelo como se indica en la Tabla 6.
Tabla 6: Simbología de las unidades mueble
Accesorio
Inodoro
Lavamanos
Ducha
Fregadero
Lavadora
Piedra de lavar
Simbología
Tabla 7: Cálculo de unidades mueble
TIPO DE
MUEBLE
NÚMERO DE
APARATOS
UNIDADES
MUEBLE POR
APARATO
UNIDADES
MUEBLE
TOTAL
Lavabo
71
1
71
Inodoro
70
3
210
Ducha
40
3
120
Fregadero
28
2
56
Lavadora
27
3
81
Piedra de lavar
27
3
81
SUMATORIA
619
3.2 TANQUE CISTERNA Y DE RESERVA
Parámetros para el diseño:
a) Considerar las instalaciones presentes dentro del proyecto que necesitan del
suministro de agua.
b) Determinar las dotaciones por habitante como por ocupación.
c) Incluir dentro del diseño el volumen de incendios necesario de acuerdo al
número de plantas y área de las mismas.
Tabla 8: Calculo del consumo diario (lt/día)
N° Piso
(Nivel)
S-2
(-3.52 m)
S-1
(-0.46 m)
Uso
Área
(m2)
1 Parqueadero
600.00
Grifería
Dotación
Cantidad
Agua (lt/día)
2
lt/m2
1200.00
10
lt/m2 x a. rentable
761.60
1 Llave manguera
1 Bodega
76.16
1 Parqueadero
600.00
1 Llave manguera
2
lt/m2
1200.00
1 Bodega
76.16
1 Ducha
10
lt/m2 x a. rentable
761.60
1 Baño (4 hab)
600.00
1 Inodoro, Lavabo
150
lt/hab*día
600
300
lt/hab*día
3600.00
300
lt/hab*día
600.00
2 Baños completos
1/2 Baño
PB
(2.60 m)
3 Departamentos
(4 hab/dep)
300.00
Cocina
Cuarto de
Maquinas
1 Departamento
70.00
1 Baños completos
(2hab/dep)
1/2 Baño
Cocina
Cuarto de
Maquinas
2 Baños completos
1/2 Baño
2 Departamentos
(2 hab/dep)
160.00
Cocina
300
lt/hab*día
2400.00
300
lt/hab*día
1800.00
300
lt/hab*día
4800.00
300
lt/hab*día
3600.00
300
lt/hab*día
1200.00
300
lt/hab*día
2400.00
Cuarto de
Maquinas
P1
(6.56 m)
1 Baños completos
1/2 Baño
3 Departamento
(2hab/dep)
200.00
Cocina
Cuarto de
Maquinas
2 Baños completos
1/2 Baño
4 Departamentos
(2 hab/dep)
320.00
Cocina
Cuarto de
Maquinas
P2 y P3
(9.80 m
y 13.04
m)
1 Baños completos
1/2 Baño
6 Departamento
(2hab/dep)
400.00
Cocina
Cuarto de
Maquinas
1 Baños completos
1/2 Baño
2 Departamentos
tipo Loft
67.00
Cocina
Cuarto de
Maquinas
P4
(16.28
m)
1 Baños completos
2 Departamentos
(4 hab/dep)
160.00
1/2 Baño
Cocina
Cuarto de
Maquinas
1 Baños completos
1/2 Baño
1 Departamento
(5 hab/dep)
120.00
Cocina
300
lt/hab*día
1500.00
300
lt/hab*día
2400.00
300
lt/hab*día
1500.00
Cuarto de
Maquinas
1 Baños completos
1/2 Baño
2 Departamentos
(4 hab/dep)
160.00
Cocina
Cuarto de
Maquinas
P5
(19.52
m)
1 Baños completos
1/2 Baño
1 Departamento
(5 hab/dep)
120.00
Cocina
Cuarto de
Maquinas
Terraza
(22.76
m)
Terraza accesible
270.88
2 - 1/2 Baños
10
lt/m2 x a. rentable
2708.80
Jardín Terraza
141.54
2 Cocina
5
lt/m2 sup. Césped
707.70
Consumo diario (lt/dia)
Esquema del Tanque Cisterna:
Ilustración 5 Esquema Cisterna
Volumen:
𝑉𝑇𝐶 = 𝑎 × 𝑏 × ℎ
Volumen Tanque Cisterna mínimo
33739.70
𝑉𝑇𝐶 (𝑀𝑖𝑛) =
2
𝐶𝐷 + 𝑉𝑖
3
𝐶𝐷: Consumo Diario
𝑉𝑖 : Volumen de Incendios
Tabla 9: Distribución del edificio por plantas
Distribución de pisos por planta
Área (m2)
Planta
355.00
PB
325.00
P1
325.00
P2
325.00
P3
325.00
P4
⇒ Edificio de 4 pisos - Superficie por planta hasta 355.00 𝑚2
Tabla 10. Reserva de Agua para incendios
Número de Plantas Superficie por planta Reserva de agua
Hasta 12 plantas
13 000 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
hasta 600 𝑚2
2
De 13 a 20
15 000 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
hasta 600 𝑚
2
Hasta 12
18 000 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
> 600 𝑚
De 13 a 20
24 000 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠
> 600 𝑚2
𝑉𝑖 = 13 𝑚3 ⁄𝑑𝑖𝑎 = 13000 𝑙 ⁄𝑑𝑖𝑎
𝑉𝑇𝐶 (𝑀𝑖𝑛)
2
𝑚3
𝑚3
= [( × 22.275
) + 13
]
3
𝑑í𝑎
𝑑í𝑎
𝑉𝑇𝐶 (𝑀𝑖𝑛) = 27.85 𝑚3 ⁄𝑑í𝑎
3.2.1 Tipo hilera
Se considera el diseño de dos hileras debido a actividades de manteniendo, a fin
de tener una hilera que abastezca o funcione a la capacidad completa necesaria
en el caso anteriormente expuesto, o por corte de servicio. Por funcionalidad del
sistema se cada hilera trabajara con la mitad del volumen requerido. Se adoptará
el diseño de dos hileras.
Ilustración 6 Esquema del tanque cisterna en hilera
𝑉 =𝐴∗ℎ
ℎ = 2.00 𝑚
𝐴=
𝐴=
𝑉
ℎ
27.85 𝑚3
= 13.93 𝑚2
2.00 𝑚
Tabla 11. Disposición de la hilera. Elaborado por: David Vinicio Carrera Villacrés
CISTERNA DISPOSICIÓN HILERA
n
a
b
1
1
1
2
3
4
3
2
3
4
5
8
5
3
5
𝑎 3
=
𝑏 4
𝑎=
3
𝑏
4
[1]
𝑎 × 𝑏 = 𝐴 (𝑚2 )
[2]
Reemplazo (1) en (2):
3
13.93 𝑚2
𝑏 ×𝑏 =
4
2
𝑏 = 3.05 𝑚
𝑎 = 2.29 𝑚
Medidas adoptadas:
𝑎 = 2.5 𝑚
{
⇒ 𝐴 = 7.50 𝑚2
𝑏 = 3.0 𝑚
Área Tanque Cisterna (Planta):
𝐴 = 2 ℎ𝑖𝑙𝑒𝑟𝑎𝑠 × (𝑎 ∗ 𝑏)
𝐴 = 2 (2.50 ∗ 3.00)𝑚2
𝐴 = 15.00 𝑚2
Volumen de agua almacenado:
𝑉𝑇𝐶 = 𝐴 ∗ ℎ
𝑉𝑇𝐶 = 15.00 𝑚 ∗ 2.00 𝑚
𝑉𝑇𝐶 = 30.00 𝑚3
El volumen de agua almacenado supera en un 7.72 % del requerido:
𝑉𝑇𝐶
𝑉𝑇𝐶 (𝑀𝑖𝑛)
=
30.00
= 7.72 %
27.85
3.3 TANQUE HIDRONEUMÁTICO
Su función es mantener presurizada la red y satisfacer el suministro en momentos de
poca demanda. Se realiza el cálculo de caudales instantáneos mediante la Tabla 11.
Tabla 12: Caudales instantáneos (Obtenido del NEC11)
Artefacto
Inodoro
Baño con tina y ducha
Lavamanos
Ducha sola
Bidet
Urinario
Lavaplatos
Lavaderos y Lavadoras
Llave de jardín
Caudales Instantáneos
(lt/min)
12
20
10
10
10
10
15
15
10
Entonces se calcula el caudal máximo probable de acuerdo al número de
aparatos
Tabla 13: Cálculo caudal instantáneo NEC11
Tipo de mueble
Número de
aparatos
Caudal instantáneo
(lt/min)
Caudal total
(lt/min)
Lavabo Privado
Inodoro Privado
Ducha Privada
71
70
40
10.00
12.00
10.00
710
840
400
Fregadero
Lavadoras
Lavaderos
Llave de manguera
28
27
27
3
15.00
15.00
15.00
10.00
SUMATORIA
420
405
405
30
3180.00
a) Método Americano
El valor del Caudal máximo probable fue obtenido tomando el valor más cercano en
la tabla de Gastos Máximos Probables.
Tabla 14. Gastos Máximos Probables Elaborado por: José Luis Carrera Falcón
A: Gasto Instantáneo (l/min)
B: Gasto máximo probable (l/min)
(𝑦 − 𝑦1 ) = 𝑚 (𝑥 − 𝑥1 )
(𝑦 − 260) = 0.10 (𝑥 − 1400)
𝑦 = 0.10 𝑥 + 135
Si x = 3180, entonces:
𝑦 = 0.10 ∗ 3180 + 135
𝑦 = 453
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜: 453 𝑙𝑡/𝑚𝑖𝑛 (7.55 𝑙𝑡/𝑠)
b) Método NEC11
𝑄𝑀𝑃 = 𝑘𝑠 × 𝛴𝑞𝑖
𝑞𝑖 = 𝑄𝑇 = 3180
𝑙𝑡
1 𝑚𝑖𝑛
×
𝑚𝑖𝑛 60 𝑠𝑒𝑔
𝑄𝑇 = 53,0 𝑙𝑡/𝑠
𝑘𝑠 =
1
√𝑛 − 1
+ 𝐹[0.004 + 0.04 × 𝑙𝑜𝑔(𝑙𝑜𝑔(𝑛))]
Dónde:
𝑘𝑠 = Coeficiente de simultaneidad
𝑛 = Número de aparatos servidos
𝑞𝑖 = caudal minimo de los aparatos suministrados
F = factor que toma los siguientes valores
F = 1; Edificios de oficinas y semejantes
F = 2; Para edificios habitacionales
F = 3; Hoteles, Hospitales y semejantes
F = 4; Edificios academicos, cuarteles y semejantes
F = 5; Edificios inmuebles con valores de demanda superiores
𝑛 = 266
𝑘𝑠 =
1
√266 − 1
+ 2[0.04 + 0.04 × log(log(266))]
𝒌𝒔 = 𝟎. 𝟏𝟎𝟎𝟐
Para varias viviendas se calcula el Kss
𝑘𝑠𝑠 =
19 + 𝑁
10( 𝑁 + 1)
𝑘𝑠𝑠 =
19 + 266
10( 266 + 1)
𝒌𝒔𝒔 = 𝟎. 𝟏𝟎𝟔𝟕
Entonces,
𝑄𝑀𝑃 = 0.1002 × 53.0 𝑙/𝑠
𝑄𝑀𝑃 = 5.3106
𝑙𝑡
≈ 318.636 𝑙/𝑚𝑖𝑛
𝑠
c) Método Hunter
En la Tabla 2, se calculó el número total de unidades mueble que dio como resultado:
𝑈𝑀𝑇 = 619
Tabla 15: Tabla Método Hunter
Q Probable
#UM
Tanque
Válvula
600
9.02
9.72
620
9.24
9.89
619
9.229
9.882
𝑄𝑀𝑃 = 9.229 𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔
𝑄𝑀𝑃 = 553.74 𝑙𝑡/𝑠𝑒𝑔
Tabla 16: Resumen del caudal máximo probable
Caudal máximo probable
Método
Americano (lt/seg)
Método
Hunter
(lt/seg)
Método
NEC11 (lt/seg)
7.550
9.229
5.311
Se decide trabajar con los datos del Método Americano puesto que arroja un caudal
promedio.
Diseño tanque hidroneumático
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜: 453 𝑙𝑡 ⁄ 𝑚𝑖𝑛
a) Pérdidas
1.85
𝑄 × 𝐿0.54
ℎ𝑓 = (
)
0.28 × 𝐶 × 𝑑 2.63
Dónde:
𝑄 = Caudal (𝑚3 /𝑠)
𝐶 = Coeficiente de fricción
𝐷 = Diámetro (m)
ℎ𝑓 = Perdidas de carga
𝐿 = longitud de la tuberia
𝑄 =𝐴×𝑣
𝐴 = Área de la sección de la tubería
𝑣 = Velocidad de caudal (𝑚/𝑠)
Velocidades Recomendadas (Instalaciones Hidrosanitarias):𝑣 = 2.00 − 3.00 𝑚⁄𝑠
𝐶 = 140 𝑃𝑉𝐶 (Presión Roscable)
4𝑄
𝐷=√
𝑣𝜋
𝑣 = 2 𝑚⁄𝑠
𝑄𝑀𝑃 𝑎𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 = 7.550 𝑙𝑡 ⁄ 𝑠 ≈ 0.00755 𝑚3 ⁄𝑠
4 × 0.00755 1/2
D=(
)
2.00 × π
𝐷 = 0.069𝑚 ≈ 6.9 𝑐𝑚 ≈ 2 3⁄4 𝑝𝑢𝑙𝑔
𝐿𝑇 = 27.28 m
1.85
0.00755 × 24.180.54
ℎ𝑓 = (
)
0.28 × 140 × 0.0692.63
ℎ𝑓 = 1.587 𝑚 ≈ 2 𝑚

Pérdidas locales:
Se toma de 10 a 15% de las pérdidas continuas
𝜆 = 0.15 ∗ 2 𝑚 = 0.3 𝑚

Cálculo de presiones:
a) Altura Geométrica: Obtenida por medio de los planos arquitectónicos
Alturas Geométricas = 27.28 𝑚
b) Presiones necesarias:
Presiones Necesarias = 10 𝑚𝑐𝑎
𝑃𝑎 = 𝛴 (Alturas Geométricas + Perdidas de Carga + Presiones Necesarias)
𝑃1
= 10 𝑚𝑐𝑎
𝛾
𝑃𝑎 = (27.28 + 1.5 + 0.3 + 10)𝑚
𝑃𝑎 = 39.08 𝑚𝑐𝑎
c) Presión de desconexión
𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 (10 − 20)𝑚𝑐𝑎
𝑃𝑏 = 𝑃𝑎 + Rango
Rango: 10 − 20 𝑚𝑐𝑎 ; Se asume un rango de 15
𝑃𝑏 = 39.08 + 15
𝑃𝑏 = 54.08 𝑚𝑐𝑎
d) Caudal de entrega de líquido por la bomba a la presión Pa
𝑄𝑎 = 7.55 𝑙𝑡/𝑠 → Valor Asumido
e) Caudal de entrega del líquido por la bomba a la presión Pb
Condiciones:
𝑄𝑏 < 0.24𝑄𝑎
𝑄𝑏 = 0.24 × 7.55 𝑙𝑡⁄𝑠
𝑄𝑏 = 1.812 𝑙𝑡⁄𝑠
f) Caudal promedio:
𝑄𝑚 =
𝑄𝑚 =
𝑄𝑎 + 𝑄𝑏
2
7.550 + 1.812
2
𝑄𝑚 = 4.68 𝑙𝑡⁄𝑠
g) Potencia:
𝑃=
𝑄𝑎 × 𝐻
𝜀
Donde:
𝐻 = 𝑃𝑎 = 39.08 𝑚𝑐𝑎
𝜀 = 75%; para Quito
𝑃=
7.55 × 39.08
75
𝑃 = 3.93 𝐻𝑃 ≈ 4 𝐻𝑃
Selección del Tiempo T:
Tabla 17. Potencia y Tiempos Recomendados. Elaborado por: José Luis Carrera Falcón
HP
T (min)
1-3
1.2
3-5
1.5
5-7.5
2.0
7.5-15
3.0
15-30
4.0
>30
6.0
Dónde:
𝑇 = 1,5 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠
a) Volumen de Reserva:
𝑉𝑅 =
𝑉𝑅 =
𝑄𝑚 × 𝑇
4
4.68 × 1.5 × 60
4
𝑉𝑅 = 105.3 𝑙𝑡
b) Volumen del Estanque:
𝑉𝐸 =
𝑉𝑅 (𝑃𝑏 + 1)
𝑃𝑏 − 𝑃𝑎
Donde 𝑃𝑎 y 𝑃𝑏 deben estar en atm:
𝑉𝐸 =
𝑃𝑎 = 39.08 𝑚𝑐𝑎 ×
1 𝑎𝑡𝑚
= 3.91 𝑎𝑡𝑚
10 𝑚𝑐𝑎
𝑃𝑏 = 54.08 𝑚𝑐𝑎 ×
1 𝑎𝑡𝑚
= 5.41 𝑎𝑡𝑚
10 𝑚𝑐𝑎
105.3 × (5.41 + 1)
= 449.98.518 𝑙𝑡 ~ 450𝑙𝑡
5.41 − 3.91
Tabla 18. Tanque Hidroneumático. Elaborado por: José Luis Carrera Falcón
CAPACIDAD DE
TRABAJO
(l)
Balón - Estanque - Hidropack
1
40
1 – 80
2
80
2 – 160
3
160
3 – 310
4
200
4 – 460
5
300
5 – 740
6
400
6 - 980
7
500
7 - 1370
MODELO
Unidad Completa
RESULTADOS TANQUE HIDRONEUMATICO:
Modelo: C2B-450LV MARCA GLOBAL WATER
Tiempo: 1.5 minutos
Potencia: 4 HP
Capacidad de trabajo: 450 lt
Dimensiones 183.16 cm (A) x 5.70 cm (B) x 61.77 cm (C) x 34.04 cm (D)
3.4 Equipo de bombeo
Para calcular la potencia de estos equipos debemos contar con la siguiente
información:





Altura de Bombeo
Líquido que se desea elevar,
Revoluciones por minuto que se debe trabajar
Potencia
Eficiencia
Principios fundamentales de una instalación:
En la succión:









Se procurara diseñar la succión lo más corta posible.
Hermetismo en la instalación.
Instalar el menor número de accesorios.
El diámetro de la succión debe ser igual o mayor al de la succión de la
bomba.
Es conveniente una inclinación de 2 grados de la bomba hacia el sitio de
la succión.
No se deben permitir formas que impidan la libre salida del aire al
momento del cebado.
Se debe usar válvula de pie cuando la bomba no es autocebante y
coladera cuando la bomba es autocebante.
La succión no debe llegar al fondo del tanque, ni debe quedar pegada a la
pared lateral.
Cuando el diámetro de la succión es mayor que la succión de la bomba,
se debe instalar una conexión excéntrica.
En la descarga

El diámetro debe ser igual o mayor al de la descarga de la bomba.

Se debe proveer el tapón de cebado.

Es necesario colocar válvula de cheque para prevenir daños en la
bomba cuando el agua regresa debido al apagado de la bomba
Consideraciones:
La presión disponible seleccionada debe ser ligeramente mayor a la requerida a
fin de que la bomba opere con éxito.
Es recomendable una inclinación de 2 grados de la bomba hacia el sitio de la
succión.
𝑄 = 0.28 𝐶 𝐷2.63 𝐽0.54
Dónde:
𝑄: Caudal(𝑚3 ⁄𝑠𝑒𝑔)
𝐶: Coeficiente de Fricción
𝐷: Diámetro de la tubería (𝑚)
𝐽: Pérdida de Carga ( 𝑚⁄𝑚 )
Tabla 19. Coeficientes de fricción: FUENTE: (Pérez, 2010)
Coeficiente de Fricción
Según catalogo
Según catalogo
Hierro Galvanizado y Acerado
Hierro Fundido
Asbesto Cemento
Cobre y Fibra de Vidrio
PVC
C
80
90
100
120
130
140
150
𝑄𝑀𝑃 = 453.00 𝑙𝑡⁄𝑚𝑖𝑛 ≈ 0.00755 𝑚3 /𝑠
𝑣 = 2 𝑚⁄𝑠
𝐴=
𝑄
𝑣
0.00755 𝑚3 /𝑠
𝐴=
= 0.003775 𝑚2
2 𝑚⁄𝑠
𝜋𝐷2
𝐴=
4
Donde:
4𝐴
𝐷=√
𝜋
𝐷=√
4 × 0.003775 𝑚2
= 0.0693 𝑚
𝜋
⇒ 2 3⁄4 Pulgadas
𝐷𝐴𝑆𝑈𝑀𝐼𝐷𝑂 = 2 3⁄4 ′′ (6.985 𝑐𝑚)
Elevación estática de succión[𝑎] = 0.40 𝑚
Columna estática de descarga[𝑐]
= 27.28 (Altura Total Edificación) − 0.20(Nivel del Eje Bomba)
Columna estática de descarga[𝑐] = 27.08 𝑚
Columna estática total[𝑑] = 27.48 𝑚
FUENTE: (Pérez, 2010)
1. SUCCIÓN:
Accesorios:
Reducción Excéntrica : 𝑘 = 0.15
Válvula de compuerta : 𝑘 = 0.20
Entrada normal de tubería : 𝑘 = 0.50
𝑘𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = 0.85 𝑚
1.1.- Perdidas por Longitud
ℎ𝑓𝑠 = 𝐿 × 𝐽
𝐿 = 2.00 𝑚
𝑄 = 0.28 × 𝐶 × 𝐷2.63 𝐽0.54
0.00755 = 0.28 × 150 × 0.069852.63 𝐽0.54
𝐽 = 0.0494 𝑚⁄𝑚
ℎ𝑓𝑠 = 2.00 𝑚 ∗ 0.0494 = 0.0988 𝑚
1.2.- Perdidas Locales:
ℎ𝐿𝑠
𝑣2
=Σ𝑘
2𝑔
ℎ𝐿𝑠 = 0.85 ∗
22
2 × 9.81
ℎ𝐿𝑠 = 0.347
𝑒𝑠 = ℎ𝑓𝑠 + ℎ𝐿𝑠
𝑒𝑠 = 0.0988 + 0.347 = 0.446 𝑚
2. DESCARGA:
2.1.- Perdidas por Longitud:
ℎ𝑓𝑑 = 𝐿 × 𝐽
𝐽 = 0.0494 𝑚
ℎ𝑓𝑑 = 27.28 × 0.0494 = 1.348 𝑚
2.2.- Perdidas Locales:
Accesorios:
Válvula de Check : 𝑘 = 1.50
Válvula de Compuerta : 𝑘 = 0.20
Codo : 𝑘 = 0.40
𝑘𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 = 2.10
ℎ 𝐿𝑑 = Σ 𝑘
ℎ𝐿𝑑 = 2.10 ×
𝑣2
2𝑔
22
2 × 9.81
ℎ𝐿𝑑 = 0.428
𝑒𝑑 = ℎ𝑓𝑑 + ℎ𝐿𝑑
𝑒𝑑 = 1.194 + 0.428 = 1.622 𝑚
3. ALTURA DE VELOCIDAD
ℎ𝑣𝑑 =
ℎ𝑣𝑑 =
𝑣2
2𝑔
22
= 0.2038 𝑚
2 × 9.81
4. ALTURA DE CARGA TOTAL
𝐻 = 𝑎 + 𝑒𝑠 + 𝑐 + 𝑒𝑑 + ℎ𝑣𝑑
𝐻 = 0.40 + 0.446 + 27.08 + 1.622 + 0.2038 = 29.752 𝑚
5. POTENCIA:
𝑃=
𝑃=
𝑄. 𝐻
𝜀
7.55 × 29.752
= 2.99 𝐻𝑃 ≈ 3.0 𝐻𝑃
75
RESULTADOS DE LA BOMBA:
Modelo: CP700B MARCA PEDROLLIO
Potencia: 3 HP
Capacidad de trabajo: 3 lt/seg
Consideraciones:
RED INTERNA: El agua llega al tanque de reserva a través de la acometida.
Del tanque es extraída mediante equipos de presión y es conducida a la red de
tuberías de distribución o red interior.