DISEÑO DE LA ALIMENTACIÓN DE AGUA DE UN EDIFICIO

Diseño con tinacos y muebles normales

Las características del edificio son:

Número de pisos: 100

Función: Oficinas

Superficie por planta: 1000 m2

Superficie total: 100000 m2

Por persona se deben suministrar 75 litros por día

Suministro total de 750 000 litros por día (750 m3)

Consideraciones:

1 Persona por cada 10 m2

Número total de personas: 10000

60% del total de las personas Hombres

40% del total de las personas Mujeres

Tiempo que deben trabajar las bombas: 16 horas

La presión mínima de la calle es de 10 [m] y la máxima de 40 [m]

Cálculo de la cisterna y tinacos:

La cisterna almacena como máximo 2/3 del suministro de agua por día:

Volc = (2/3)x750 = 500 m3

Las zonas de presión serán:

Zpresión = (100 x 4)/40 = 10

10 zonas, una cada 10 pisos

Los tinacos en su conjunto almacenarán como máximo 1/3 del suministro por día:

Volt = [(1/3)x750]/10 = 25 m3

Las características del tinaco son:

Altura = 3.5 metros

Ancho = 3 metros

Largo = 3 metros

El gasto de agua será:

Q = (750 000 l)/(16 x 3600 s) = 13 [l/s]

Para efectos prácticos y de cálculo se toma 12.5 [l/s]

Cálculo de la tubería de bombeo y pérdidas:

La tubería que se utilizó para llevar el agua a los diferentes pisos fue de hierro galvanizado, además se usaron en cada tramo dos codos estándar de 90° y las pérdidas ocasionadas por estos se obtuvieron en tablas.

Pérdidas = Porcentaje de pérdidas obtenido con el gasto de cada tramo de tubería.

Pérdidas expresadas en metros

Pérdidas debidas a accesorios

Total de pérdidas

Cálculo de las bombas para subir el agua:

Altura total

Pérdidas debidas a la tubería y a los accesorios

Gasto en cada tramo de tubería

Potencia necesaria para subir el agua sin tomar en cuenta las pérdidas

Potencia incluyendo pérdidas

Para el cálculo de las pérdidas se tomo una eficiencia de 50% por cada bomba y las pérdidas debidas a los codos se calcularon con el diámetro de la tubería.

Las bombas aquí empleadas son de la potencia de 5 y 2.5 HP, porque son los valores de las bombas comerciales, que nos permiten cubrir con los requerimientos de potencia en nuestra instalación.

Existen una capacidad instalada mayor a la requerida para cubrir fallas eventuales y cubrir de esta manera la demanda de agua en todo momento.

Cálculo de las unidades mueble:

Mueble que se utiliza de acuerdo a los requerimientos marcados por las tablas de en relación con el número de hombres y mujeres por piso

H = Se refiere a los hombres por piso y los requerimientos de muebles y la suma al final.

M = Se refiere a las mujeres por piso y los requerimientos de muebles y la suma al final.

H UM = se refiere a los muebles convertidos a Unidades Mueble de los hombres

M UM = se refiere a los muebles convertidos a Unidades Mueble de las mujeres

Total = representa el producto del numero de muebles por las unidades mueble para cada uno de los casos.

Cálculo de la tubería de descarga:

La tubería que se va a utilizar es de cobre, y los diámetros para los diferentes pisos vienen en la tabla. Cada piso lleva una conexión estándar en T en la tubería, y cada que se cambia de diámetro la tubería, en el piso donde comienza el cambio se añaden una válvula y una conexión estándar en T.

Piso = Piso desde el cual se manda el agua

Nivel = Metros entre un piso y otro

UM = Unidades Mueble

UM acum. = Unidades mueble acumuladas

Q = Caudal [litros /segundo]

D = Diámetro de la tubería

Hf = Pérdidas [%]

Leq = Longitud equivalente de los accesorios [m]

L = Longitud de cada piso

(10)LT = Longitud total

(11)hf = Pérdidas de carga en cada piso [m]

(12)hf acum. = Pérdidas acumuladas.

(13)Hest = Carga estática [m]

(14)Hdin = Carga dinámica [m]

Podemos ver que no hay pérdidas muy fuertes en la presión, y que está llega de una forma adecuada en cada piso.

Diseño con tanques hidroneumáticos y fluxómetro

En este caso se conservan las características del edificio señalas en el diseño anterior, así como las consideraciones hechas.

En este diseño se utilizarán tanques hidroneumáticos, además de que los mingitorios y excusados serán de fluxómetro.

Como se esta usando fluxómetro es necesario dar una carga adicional a la tubería de 7 m, además se debe dar otra de 7 m, ya que sin este colchón, el control del tanque hidroneumático se estaría activando constantemente.

Las zonas de presión serán:

P = ((7x4)+7+7)x1.1= 46.2 m

Zpresión = (100 / 7) = 14.2

14 zonas, 13 de 7 pisos y 1 de 9 pisos

Cálculo de las bombas por cada zona de presión:

Zp = zona de presión

Altura total

Porcentaje de pérdidas debidas a la tubería y a los accesorios

Gasto suministrado al último piso de cada zona de presión

Potencia incluyendo pérdidas

Las bombas aquí empleadas son de la potencia de 15 y 50 HP, porque son los valores de las bombas comerciales, que nos permiten cubrir con los requerimientos de potencia en nuestra instalación.

Existen una capacidad instalada mayor a la requerida para cubrir fallas eventuales y cubrir de esta manera la demanda de agua en todo momento.

Cálculo de las unidades mueble:

Mueble que se utiliza de acuerdo a los requerimientos marcados por las tablas de en relación con el número de hombres y mujeres por piso

H = Se refiere a los hombres por piso y los requerimientos de muebles y la suma al final.

M = Se refiere a las mujeres por piso y los requerimientos de muebles y la suma al final.

H UM = se refiere a los muebles convertidos a Unidades Mueble de los hombres

M UM = se refiere a los muebles convertidos a Unidades Mueble de las mujeres

Total = representa el producto del numero de muebles por las unidades mueble para cada uno de los casos.

Cálculo de la tubería de descarga:

La tubería que se va a utilizar es de hierro galvanizado, y los diámetros para los diferentes pisos vienen en la tabla. Cada piso lleva una conexión estándar en T en la tubería, y cada que se cambia de diámetro la tubería, en el piso donde comienza el cambio se añaden una válvula y una conexión estándar en T.

Piso = Piso desde el cual se manda el agua

Nivel = Metros entre un piso y otro

UM = Unidades Mueble

UM acum. = Unidades mueble acumuladas

Q = Caudal [litros /segundo]

D = Diámetro de la tubería

Hf = Pérdidas [%]

Leq = Longitud equivalente de los accesorios [m]

L = Longitud de cada piso

(10)LT = Longitud total

(11)hf = Pérdidas de carga en cada piso [m]

(12)hf acum. = Pérdidas acumuladas.

(13)Hest = Carga estática [m]

(14)Hdin = Carga dinámica [m]

Comentarios:

En el desarrollo del presente proyecto nos dimos cuenta que el desarrollo de las instalaciones hidráulicas resulta muy lógico y comprensible si se sigue un orden y una estructura basada en los supuestos adecuados.

Cabe señalar que el desarrollo y los cálculos efectuados en este trabajo pueden aplicarse en lo subsecuente a diversos inmuebles de características diversas, ya que las bases se encuentran bien establecidas en este.

Además el uso de las tablas nos brinda una certeza en los cálculos debido a la gran precisión y fiabilidad que estas presentan, ya que están basadas en parámetros internacionales.

Una parte importante fue el notar la conveniencia de instalar tinacos frente a los tanques hidroneumáticos, que utilizan una mucho mayor potencia, y resultan una opción nada conveniente para edificios, frente a la gran ventaja que representan las bombas con tinaco.

También notamos la inconveniencia de usar fluxómetro ya que aumenta la potencia que necesitamos, su mantenimiento y reparación son muy caras, en comparación con un sistema normal.

La realización de este proyecto ha sido de gran utilidad, debido a que nos ha permitido visualizar de una manera más practica lo que se hace en la vida profesional.

3.5 m

Notación

PCI: Protección contra incendios

nama: nivel de agua máximo

namin: nivel de agua mínimo

bombas

PCI

12 m

16 m

2.6 m

namin

nama

Cisterna

3 m

3 m