Proyecto I Sanitarias
-
Upload
gustavohidalgo -
Category
Documents
-
view
219 -
download
0
description
Transcript of Proyecto I Sanitarias
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER PULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADAUNEFA
NUCLEO ARAGUA
Diseño de la red de distribución de aguas claras
Realizado por:
Escobar Jony
Hidalgo Gustavo. C.I: 19.245.656
León José
Medina Jesús
Rodríguez Yelitza. C.I:19.136.220
Sección: 09CIVN05
Junio de 2012
Tenemos un centro comercial ubicado en la ciudad de Maracay, en el
cual se vende mercancía seca, la presión de agua de la zona es de 11 m.c.a
y se debe diseñar el sistema hidroneumático para abastecer el centro
comercial utilizando tuberías PVC
Para diseñar una red de distribución de aguas claras abastecida con
un sistema hidroneumático comenzamos determinando la capacidad del
estanque bajo.
Para comenzar calculamos la dotación de la edificación. Según la
norma sanitaria (Gaceta oficial de la República de Venezuela número 4.044)
en su capítulo VII, artículo 111 dice:
Los supermercados, casas de abasto y locales comerciales de
mercancía seca tienen una dotación de 20 l/d/m2 del área de
ventas. Primero calculamos el área de ventas sumando el área
de los cubículos.
6 (9,7m2 )+4 (10,5m2 )+8 (6m2 )+24 ( 8,02m2 )+4 (11,55m2 )+2 (15,38m2 )+4 (11,94m2 )→Área=465,4m2
Luego de obtener el área total de la zona de ventas obtenemos la
dotación:
¿̇1=20x 465,4→ ¿̇1=9308 l /d¿¿
Los bares, cervecería, fuentes de soda y similares tienen una
dotación de 60 l/d/m2 del área útil del local. El área del local es
de 20,41 m2, por lo tanto la dotación es:
¿̇2=60x 20,41→¿̇2=1224,6 l /d¿¿
Para continuar con el cálculo de las dotaciones nos vamos al artículo
115 de la norma sanitaria donde se enuncia lo siguiente:
La dotación de agua para riego de jardines y áreas verdes se
calculará a razón de de 2 l/d/m2 y por m2 de área verde ó jardín
a regar.
Primero calculamos el área de los jardines:
A .V Estacionamiento=51,26m2
A .V Lateral derecho=125,06+119,9+84,76=329,72m2
A .V zona central=4 (22 )=88m2
A .V Lateral izquierdo=198,16+72,83+22,9=293,89m2
Sumándolas obtenemos que el área total es: 762,87m2, y por lo
tanto la dotación es:
¿̇3=2 (762,87 )→ ¿̇3=1525,74 l /d¿¿
Con estas tres dotaciones hallamos la dotación total necesaria para el
abastecimiento del centro comercial.
¿̇1+¿̇2+¿̇3=9308+1224,6+1525,74→ ˙¿total=¿12059 l /d ¿¿¿¿¿
Con la dotación obtenida encontramos las dimensiones del estanque
bajo. Si la dotación es de 12059 l/d, el estanque debe almacenar 12,059m3,
por lo cual haciendo es estanque de forma cúbica el tanque sería de
2,5 x2,5 x 2,5
Ahora procedemos a calcular la tubería de aducción que va a llenar el
estanque.
En el capítulo XI, artículo 168 de la norma sanitaria se enuncia lo
siguiente:
La tubería de aducción desde el abastecimiento público, hasta
los estanques de almacenamiento deberán calcularse para
suministrar el consumo total diario de la edificación en un
tiempo no mayor de cuatro horas.
Por lo tanto, tenemos que:
Q=Dotación4hrs
=1205914400
→Q=0,84 l /s
El caudal es de 0,84l/s, y con este dato y la fórmula del caudal
podemos hallar el diámetro de la tubería.
Q=A x V↔ A=QV
Asumiendo una velocidad de 1,5m/s, basándonos en el artículo 301
donde se especifica que la velocidad recomendada se encuentra en el
siguiente parámetro: 0,6ms<V <3
ms
, con estos datos nos vamos a la fórmula
del área:
A=8,4 x10−4
1,5→A=5,6 cm≈2
Para asegurarnos que este diámetro de tubería es correcto
verificamos las perdidas.
Haciendo un despiece de la posible tubería de aducción obtenemos
esto:
Pérdidas por conexiones:
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x
pérdida
Pérdida
total
1 Medidor 11/4” 1 x 16,5 16,5m
1 Ampliación De 11/4” a
2”
1 x 1,07 1,07 m
1 Válvula de paso 2” 1 x 17,7 17,7m
1 Válvula de
retención
2” 1 x 4,5 4,5 m
2 Codos de 90º 2” 2 x 1,68 3,36 m
Longitud total de conexiones 43,13 m
Longitud real: LR=63+29,47+0,3→LR=92,77m
Longitud equivalente: Le=Lc+LR→Le=43,13+92,77→Le=135,9m
Para terminar de calcular las perdidas utilizamos la fórmula de Hazen
y Williams
J=10,76 x Le xQ
1,852
C1,852 x D4,87 =10,76 x135,9 x (8,4 x10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0568)4,87 →J=0,363
Dado que la presión de agua en la zona es de 11 m.c.a y la pérdida es
de 0,363 la tubería si puede ser de 2”.
Ahora que tenemos las dimensiones del estanque y el diseño de la
tubería de aducción, procedemos a diseñar y calcular la bomba
hidroneumática. Para calcular el caudal de la bomba utilizamos la siguiente
fórmula:
QB=Dotación x10
24h=12059 x10
86400→QB=1,4 l / seg
Para realizar el diseño de la bomba comenzamos por calcular la
potencia requerida, utilizando la fórmula dada en la norma sanitaria en el
artículo 192. La fórmula es la siguiente:
Hp=hx QB
75 x EfiDonde :h=H S+H I+hf s+hf i+H m
En la siguiente figura se muestran las distancias y las disposiciones de
lo que son los ductos de impulsión y succión entre el estanque la bomba.
En base al grafico anterior calculamos la altura de succión
H S=0,3+0,2+2,5→H S=3m
Usando el caudal de la bomba calculamos las pérdidas por impulsión y
succión.
Impulsión, en la norma en el artículo 184 nos dice que el
diámetro de la tubería de impulsión de las bombas se
determinara en función del gasto de bombeo, así, con el caudal
vamos a la tabla número 22 de la norma sanitaria para
determinar el diámetro de la tubería de impulsión, dado que
nuestro caudal es de 1,4 l/s, en la tabla dice que con un caudal
de 0,86 a 1,5 el diámetro es de 2,54 cm≈1 , y con este diámetro
podemos calcular las perdidas.
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x
pérdida
Pérdida
total
1 Válvula de retención 1” 2 2m
1 Llave de compuerta
abierta
1” 0,16 0,16m
Longitud total de conexiones 2,16m
LR=0,5m
Le=0,5+2,16→Le=2,66m
Ahora usamos la fórmula de Hazen y Williams calculamos las pérdidas
de impulsión
J=10,67 x2,66 x ( 1,4
1000)
1,852
(140)1,852 x (0,0254)4,87 →J=0,92
Succión, en la norma sanitaria en el artículo 184 dice que
puede estimarse que el diámetro de la tubería de succión sea el
diámetro inmediatamente superior al de la tubería de impulsión.
Así que siendo la tubería de impulsión de 1”, la tubería de
succión será de 11/4 “.
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x
pérdida
Pérdida
total
1 Válvula de
retención
11/4” 3 3m
1 Llave de paso 11/4” 11,6 11,6m
1 Codo de 90º 11/4” 1,16 1,16m
Longitud total de Conexiones 15,76m
LR=0,3+2,7→LR=3m
Le=3+15,76→Le=18,76m
Usando la Fórmula de Hazen y Williams:
J=10,67 x18,76 x ( 1,4
1000)
1,852
(140)1,852 x (0,0318)4,87 →J=2,16
Con estos datos sustituimos en la fórmula de la carga que debe
vencer la bomba:
h=3+0,5+0,92+2,16+10→h=16,58m
H P=16,58x 1,475x 0,75
→H P=0,4 hp
Por lo tanto vamos a trabajar con una bomba hidroneumática de 4 hp.
Utilizando el catálogo comercial de bombas Rowa, seleccionamos el modelo
2500C. (Ver anexo 1).
Ya seleccionada la bomba vamos a calcular los requerimientos del
estanque a presión. Vamos a trabajar con dos presiones, una mínima y una
máxima, que se calculan de la siguiente manera:
hmin=H S+HE+H fs+H fi+hm=3+11,25+0,76+1,82+10
hmin=26,83m
hmax=hmin+hd=26,83+14→hmin=40,83
*Hd es obtenida del artículo 205 de la norma
Con estas dos presiones nos vamos al gráfico de presiones y
volúmenes en tanques hidroneumáticos ubicada en el apéndice 17 de la
norma sanitaria, y de allí obtenemos los porcentajes a los que va a trabajar el
estanque del hidroneumático. Los porcentajes son los siguientes:
25% Agua
75% Aire
∀Totaldel agua=25 %−10 %→ ∀Util=15 %
El porcentaje necesario para cubrir la demanda es del 15%
El artículo 203 de la norma sanitaria recomienda que los intervalos de
reposo entre paradas y arranques estén en un promedio de 4 a 6 por hora,
en base a esto nos vamos al gráfico de factor para el cálculo de las
capacidades de tanques hidroneumáticos (figura 18 de la norma sanitaria),
utilizando 6 arranques por hora, y el 15% de agua tenemos que el factor de
multiplicación es de: Fm=1000
Capacidad del estanquedel hidroneumático=Q x Fm=1,4 x 1000
Estanque=1400 l ≈308gal
Evaluamos la Cavitación de la bomba (NPSH=Carga neta de succión
negativa):
NPSH=Ha−Hv−He−Hf−Hs
Si Maracay se encuentra a 473 m sobre el nivel del mar, y su
temperatura más alta en el año 2012 ha sido de 32,6ºC (ver anexo 2).
Tenemos que:
NPSH=8,6−0,572−1−2,16−3→NPSH Disponible=1,86
NPSH Disponible=1,86>NPSH Fabricante=0,35
Por lo tanto la bomba no Cabita.
Con los datos ofrecidos por el catálogo de la bomba sabemos que la
presión que nos ofrece el hidroneumático es: 85,3 psi≈60m .c .a
Para finalizar con lo relacionado a la bomba hidroneumática,
utilizaremos 2 hidroneumáticos, basándonos en el artículo 201 de la norma
sanitaria que nos enuncia lo siguiente: El equipo de bombeo deberá
instalarse por duplicado salvo el caso de viviendas unifamiliares.
Ahora en base al siguiente bosquejo de la línea de distribución sacada
del plano anexo, calcularemos los caudales, los diámetros y las presiones de
cada tramo de la tubería.
Para facilitar los cálculos utilizaremos la siguiente tabla.
Tramo
Tipo
de
Agua
Pieza Sanitaria
Total
UG
Qp m3/s Área (m2) Ø
cmØ ”
F C C Pieza UG c/u
C2-C3 X 1 Chorro ¾” 3 3 2X10-4 1,3 X10-4 1,29 3/4
C2-C X 1 Chorro ¾” 3 6 4,2X10-4 2,8 X10-4 1,89 3/4
C1-C X 1 Chorro ¾” 3 3 2X10-4 1,3 X10-4 1,28 3/4
B-C X 3 Chorros ¾” 3 18 8,3X10-4 5,5 X10-4 2,52 1
B-B1 X 1
1
Chorro ¾”
Lavamopas
3
3
24 10,4X10-4 6,9 X10-4 2,96 11/4
D1-D X 1 Fregadero 4 4 2,6X10-4 1,7 X10-4 1,47 3/4
D-B X 8 Lavamanos 2 20 8,9X10-4 5,9 X10-4 2,74 11/4
A-B X - - - 44 16,3X10-4 10,9 X10-4 3,73 11/2
A2-A1 X 1
5
Chorro ¾”
Excusados
3
10
13 19,9X10-4 13,3 X10-4 4,12 2
A1-A3 X 4 Urinarios 5 20 22,2X10-4 14,8 X10-4 4,34 2
A1-A X 3 Excusados 10 63 35,2X10-4 23,5 X10-4 5,47 2
A-M X - - - 107 43,9X10-4 29,3 X10-4 6,11 21/2
Para calcular las unidades de gasto utilizamos la tabla 34 de piezas
sanitarias de uso público y la tabla 35 para las unidades de gasto de los
chorros de las áreas verdes, tomando el diámetro como de 3/4. Todas estas
tablas pertenecientes a la norma sanitaria.
Para los gastos probables (Qp) se utiliza la tabla 37, para calcular el
área despejamos la fórmula del caudal, donde A=Qv , asumiendo la
velocidad de 1,5 basándonos en el artículo 301 de la norma sanitaria, y por
último para calcular el diámetro utilizamos la fórmula del área del círculo
despejando el diámetro: ∅=√ 4 x Aπ
Ahora a partir de los diámetros obtenidos en la tabla anterior
calculamos las pérdidas de las tuberías por tramos:
TRAMO M-A
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x
pérdida
Pérdida
total
1 Válvula de
retención
21/2” 5 5m
1 Llave de
Compuerta
21/2” 0,43 0,43m
1 Tee 21/2” 1,31 1,31m
Longitud total de conexiones 6,74m
LR=0,8m
Le=0,8+6,74→Le=7,54m
J=10,67 x7,54 x(43,9 x10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0635)4,87 →J=0,23
TRAMO A-A1
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
1 Reducción 21/2” a 2” 0,37 0,37m
4 Tees 2” 4 x 1,07 4,28m
3 Reducciones 2” a 1/2” 3 x 0,34 1,02m
3 Codos de
90º
1/2” 3 x 0,46 1,38m
Longitud total de conexiones 7,05m
LR=5,41 x3 (0,3 )→LR=6,31m
Le=6,31+7,05→Le=13,36m
J=10,67 x13,36 x (35,2 x10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0568)4,87 →J=0,5
TRAMO A1-A3
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
3 Tees 2” 3 x 1,07 3,21m
1 Codo de 90º 2” 1,68 1,68m
4 Reducciones 2” a 1/2” 4 x 0,34 1,36m
4 Codos de
90º
1/2” 4 x 0,46 1,84m
Longitud total de conexiones 8,09m
LR=2,03 x 4 (0,6 )→LR=4,43m
Le=4,43+8,09→Le=12,52m
J=10,67 x12,52 x (22,21 x10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0568)4,87 →J=0,2
TRAMO A1-A2
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
5 Tees 2” 5 x 1,07 5,35m
5 Reducciones 2” a 1/2” 5 x 0,34 1,7m
5 Codos de
90º
1/2 ” 5 x 0,46 2,3m
1 Reducción 2” a 3/4” 0,4 0,4m
1 Codo de 90º 3/4” 0,64 0,64m
Longitud total de conexiones 10,39m
LR=19,25 x6 (0,3 )→LR=21,05m
Le=21,05+10,39→Le=31,44m
J=10,67 x31,44 x(19,9x 10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0568)4,87 →J=0,41
TRAMO A-B
1Tee112
→ {L} rsub {C} =0,85
LR=3,5m
Le=3,5+0,85→Le=4,35m
J=10,67 x 4,35 x (16,3x 10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0381)4,87 →J=0,28
TRAMO B-D
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x
pérdida
Pérdida total
8 Tees 11/4 ” 8 x 0,73 5,84m
1 Codo de 90º 11/4 ” 1,16 1,16m
8 Reducciones 11/4 ” a 1/2 ” 8 x 0,34 2,72m
8 Codos de
90º
1/2 ” 8 x 0,46 3,68m
Longitud total de conexiones 13,4m
LR=10,92+8 (0,6 )→LR=15,72m
Le=15,72+13,4→Le=29,12m
J=10,67 x29,12 x (8,9 x10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0317)4,87 →J=1,47
TRAMO D-D1
Cantida
d
Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
1 Codo de 90º 3/4 ” 0,64 0,64m
1 Reducción 3/4 ” a 1/2 ” 0,18 0,18m
1 Codo de 90º 1/2 ” 0,46 0,46m
Longitud total de conexiones 1,28m
LR=6,44+0,6→LR=7,04m
Le=7,04+1,28→Le=8,32m
J=10,67 x 8,32x (2,6 x 10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0191)4,87 →J=0,51
TRAMO B-B1
Cantida
d
Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
2 Tees 11/4 ” 2 x 0,73 1,46m
1 Codo de 90º 11/4 ” 1,16 1,16m
1 Reducción 11/4 ” a 1/2 ” 0,34 0,34m
1 Reducción 11/4 ” a 3/4 ” 0,24 0,24m
1 Codo de 90º 1/2 ” 0,46 0,46m
1 Codo de 90º 3/4 ” 0,64 0,64m
Longitud total de conexiones 4,3m
LR=11,78+0,6+0,3→LR=12,68m
Le=12,68+4,3→Le=16,98m
J=10,67 x16,98 x (10,4 x 10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0317)4,87 →J=1,15
TRAMO B-C
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
4 Tees 1” 4 x 0,52 2,08m
3 Reducciones 1” a 3/4 ” 3 x 0,15 0,45m
3 Codos de
90º
3/4 ” 3 x 0,64 1,92m
Longitud total de conexiones 4,45m
LR=52,54+3(0,3)→LR=53,44m
Le=53,44+4,45→Le=57,89m
J=10,67 x57,89 x (8,3 x10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0254)4,87 →J=7,56
TRAMO C-C1
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
2 Codos de
90º
3/4 ” 2 x 0,64 1,28m
Longitud total de conexiones 1,28m
LR=25,79+0,3→LR=26,09m
Le=26,09+1,28→Le=27,37m
J=10,67 x27,37 x (2 x10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0191)4,87 →J=1,03
TRAMO C-C2
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
2 Codos de
90º
3/4 ” 2 x 0,64 1,28m
1 Tee 3/4 ” 0,4 0,4m
Longitud total de conexiones 1,68m
LR=9,94+0,3→LR=10,24m
Le=10,24+1,68→Le=11,92m
J=10,67 x11,92 x (4,2x 10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0191)4,87 →J=1,77
TRAMO C2-C3
Cantidad Conexión Diámetro Cantidad x pérdida Pérdida total
2 Codos de
90º
3/4 ” 2 x 0,64 1,28m
Longitud total de conexiones 1,28m
LR=49,62+0,3→LR=49,92m
Le=49,92+1,28→Le=51,2m
J=10,67 x51,2 x (2 x10−4)1,852
(140)1,852 x (0,0191)4,87 →J=1,92
Para finalizar el diseño del trazado de la red, realizamos otra tabla
donde evaluaremos las presiones de cada tramo, iniciando en 60 m.c.a que
es la presión proporcionada por la bomba.
Tram
o
J H h=(H-J) Cota Presión
M-A 0,23 60 59,77 0 59,77
A-A1 0,5 59,77 59,27 0 59,27
A1-A3 0,2 59,27 59,07 0 59,07
A1-A2 0,41 59,27 58,86 0 58,86
A-B 0,28 59,77 59,49 0 59,49
B-D 1,47 59,49 58,02 0 58,02
D-D1 0,51 58,02 57,51 0 57,51
B-B1 1,15 59,49 58,34 0 58,34
B-C 7,56 58,34 50,78 0 50,78
C-C1 1,03 50,78 49,75 0 49,75
C-C2 1,77 50,78 49,01 0 49,01
C2-C3 1,92 49,01 47,09 0 47,09
Anexo 1
Anexo 2