1.- Normas: ANSI, ASTM, DIN, NOM. (Para sistemas hidráulicos y sanitarios)

I. NOM. [Norma Oficial Mexicana]

1. Objetivo.

La presente Norma Oficial Mexicana tiene como objetivos:

a. Establecer especificaciones mínimas de desempeño para los productos que integran los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario, para asegurar la hermeticidad de éstos a largo plazo.

b. Establecer las condiciones y métodos de prueba para asegurar una instalación hermética de los productos que integran los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario.

c. Establecer las condiciones de operación y mantenimiento para garantizar una vida útil suficiente de los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario.

2. Campo de aplicación.

Esta norma es de observancia obligatoria en el territorio nacional para:

a. Los fabricantes, importadores o comercializadores de los productos empleados en los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario.

b. Los responsables del diseño, construcción, instalación, operación y mantenimiento de los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario.

3. Referencias.

La presente Norma Oficial Mexicana, se complementa con las siguientes normas vigentes o las que las sustituyan:

NMX-B-1771990, Tubos de acero con o sin costura, negros y galvanizados por inmersión en caliente-especificaciones y métodos de prueba. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 18 de julio de 1990.

NMX-B-229-CANACERO-2011, Industria Siderúrgica. Tubos de acero inoxidable austéntico sin costura y soldados para servicios generales-especificaciones y métodos de prueba. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 17 de octubre de 2011.

NMX-C-012-ONNCCE-2007, Industria de la construcción-Fibrocemento-Tuberías a presión-Especificaciones. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 22 de febrero de 2011.

NMX-C-039-ONNCCE-2004, Industria de la construcción-Fibrocemento-Tubos para alcantarillado-Especificaciones y métodos de prueba. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 27 de julio de 2004.

NMX-C-252-2011, Industria de la construcción-Tubos de concreto presforzado, sin cilindro de acero. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 27 de octubre de 2011.

NMX-C-253-2011, Industria de la construcción-Tubos de concreto presforzado y con cilindro de acero. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 27 de octubre de 2011.

NMX-C-386-1993-SCFI, Industria de la construcción-Tubos y conexiones-Abrazadera para toma domiciliaria de agua-Especificaciones de funcionamiento y métodos de prueba. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 7 de julio de 1993.

NMX-C-387-1993-SCFI, Industria de la construcción-Tubos y conexiones-Conexiones para toma domiciliaria de agua-Especificaciones de funcionamiento y métodos de prueba. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 7 de julio de 1993.

NMX-C-401-ONNCCE-2011, Industria de la construcción-Tubos-Tubos de concreto simple con junta hermética-Especificaciones y métodos de prueba. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 27 de octubre de 2011.

NMX-C-402-ONNCCE-2011, Industria de la construcción-Tubos-Tubos de concreto reforzado con junta hermética-Especificaciones y métodos de prueba. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 27 de octubre de 2011.

NMX-C-412-1998-ONNCCE, Industria de la construcción-Anillos de hule empleados como empaque en las juntas de tuberías y elementos de concreto para drenaje en los sistemas de alcantarillado hermético. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 3 de febrero de 1999.

NMX-C-413-1998-ONNCCE, Industria de la construcción-Pozos de visita prefabricados de concreto-Especificaciones y métodos de prueba. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 3 de febrero de 1999.

NMX-E-018-SCFI-2002, Industria del plástico-Tubos de polietileno de alta densidad (PEAD) para la conducción de agua a presión-Especificaciones. Publicada en el Diario Oficial de la Federación el 19 de marzo de 2002.

4. Definiciones.

Para los efectos de esta Norma Oficial Mexicana se consideran las definiciones contenidas en la Ley de Aguas Nacionales, así como las que a continuación se mencionan:

1. Abrazadera: Elemento de la toma domiciliaria que se coloca sobre el tubo de la red de distribución y que proporciona el medio de sujeción adecuado para recibir a la válvula de inserción.

2. Accesorios: Son estructuras que comunican al sistema de agua potable o alcantarillado con el exterior, permitiendo realizar trabajos de inspección, limpieza y reparación.

3. Acero: Es una aleación de fierro y carbono, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre 0,04% y 0,30%.

4. Acero inoxidable: Tipo de acero que presenta en su composición química cuando menos 10,50% de cromo (Cr).

5. Anillo de hule: Elemento elastomérico que se usa como sello en las juntas o uniones de las tuberías, para conseguir su hermeticidad.

6. Calidad: Conjunto de propiedades y características de un producto o servicio, que le confieren la aptitud para satisfacer los requisitos explícitos o implícitos preestablecidos.

7. Concreto: Se compone de un aglutinante, cemento, agua y agregados (arena y grava) para formar una masa semejante a una roca una vez que la mezcla ha fraguado, debido a la reacción química entre el cemento y el agua.

8. Crucero: Conjunto de piezas especiales, generalmente de fierro fundido y/o plástico y válvulas de seccionamiento, que se unen para formar: intersecciones de conductos, derivaciones, cambios de dirección y de diámetro.

9. Cuadro: Parte de la toma domiciliaria que inicia donde termina el ramal, cuya función es la de permitir la colocación del medidor y otros elementos como válvula limitadora de flujo, la llave de nariz y otras válvulas. Se ubica en los límites del predio, terminando con el tapón instalado.

10.Diámetro nominal: Medida que corresponde a la denominación comercial del tamaño de los componentes usados en los sistemas de agua y alcantarillado.

NOTA: Como aclaración para este proyecto decimos que existen más definiciones y referencias, solo que aquí mencionaremos una para dar un ejemplo de lo que se está hablando.

5. Especificaciones para los productos que integran los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario.

Todos los productos con los que se construyen los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario, deben estar certificados ante un organismo de certificación de producto en los términos que estipula la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento, y cumplir con las especificaciones establecidas en las normas mexicanas correspondientes, cuando tales normas mexicanas hayan tomado como base las normas internacionales, en caso contrario, deberán cumplir con las normas internacionales correspondientes.

NOTA: Véase Apéndice B (informativo), Normas Mexicanas aplicables a los sistemas.

Para los efectos de cumplimiento de especificaciones contenidas en normas mexicanas y en normas internacionales referidas, con propósitos de certificación de productos para construir sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario que se importen al país regidos por tratados de libre comercio, de los que México sea parte, se podrán aplicar las especificaciones pertinentes contenidas en normas del país de origen emitidas por organismos, siempre que éstas se apeguen y cumplan con los objetivos de calidad y seguridad de dichos productos, previstos en las normas mexicanas y normas internacionales mencionadas.

En caso de que no exista norma mexicana con las características previstas en el segundo párrafo de esta disposición o norma internacional para un determinado producto, éste debe demostrar que cumple cuando menos las especificaciones de desempeño de un producto equivalente para el mismo uso, que sí tenga norma internacional.

6. Condiciones de instalación de los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario para asegurar su hermeticidad.

El organismo operador o la dependencia local responsable debe contar con registros de la calificación y del desempeño del personal que realice cualquier actividad relacionada con la instalación del sistema de agua potable, toma domiciliaria o alcantarillado sanitario.

1) Sistema de agua potable. De este punto se van a derivar: Instalación: La instalación de los elementos del sistema, debe efectuarse de

tal manera que se asegure su hermeticidad.

Muestreo: Para valorar el cumplimiento del sistema de agua potable, el organismo operador, la dependencia local o el responsable de su construcción debe verificar la hermeticidad del 100% del sistema.

Equipo y material para realizar la prueba:   

1.-Agua potable.

2.-Cualquier dispositivo que permita alcanzar la presión de prueba, provisto de manómetro con certificado de calibración vigente y trazable a patrones nacionales, con la capacidad apropiada para leer en su segundo tercio la presión de prueba y que cuente con división mínima de escala de 0,1MPa (1,0bar).

3.- Cronómetro.

4.-Termómetro.

5.-Dispositivos para purga de aire.

6.-Tapas.

NOTA: La calibración del manómetro, se debe establecer de acuerdo a la frecuencia de su uso.

Preparación de la Prueba de Hermeticidad : La prueba de tubería, piezas especiales y válvulas deberá efectuarse primero por tramos entre crucero y crucero y posteriormente por circuitos. No deberán probarse tramos menores de los existentes entre crucero y crucero. Una vez que se tenga terminada la instalación de un tramo del sistema de agua potable (generalmente entre dos cruceros), incluyendo piezas especiales y válvulas, se procederá a efectuar la preparación de la prueba de hermeticidad como se indica a continuación: La tubería, instalada en zanja, será anclada provisionalmente, mediante un relleno apisonado de tierra en el centro de cada tubo, dejando al descubierto las juntas para su visualización al efectuar la prueba; asimismo, se deberá anclar en forma definitiva con atraques de concreto u otro elemento que impida el movimiento en la tubería de la forma, dimensiones y calidad que se señale en el proyecto ejecutivo. Los atraques se construirán en los codos, tees y tapas, para evitar desplazamientos de la tubería producidos por la presión hidrostática o por golpes de ariete. Para tubería superficial, o en otras condiciones, ésta debe quedar totalmente asegurada.

Pre-llenado del tramo: La tubería se llenará lentamente con agua, purgando el aire entrampado de manera que el aire acumulado en la parte superior pueda eliminarse, por lo que el llenado se hará a partir del punto más bajo del tramo. La tubería debe ser prellenada con los tiempos especificados en la Tabla 1

Procedimiento de la prueba de presión hidrostática del sistema: Alcanzada la presión de prueba, ésta se sostendrá durante dos horas como mínimo sin presentar fugas o fallas en sus productos y juntas. Cualquier fuga o daño en la tubería, juntas, accesorios, válvulas o piezas especiales, que se detecte durante la prueba de presión, debe ser reparada o el elemento reemplazado, y la prueba debe repetirse hasta obtener resultados satisfactorios. Si el tiempo transcurrido entre la ejecución de una prueba y otra es superior a las 24 horas, la tubería deberá ser saturada (prellenada) nuevamente.

Aceptación de la prueba (cumplimiento): El sistema de agua potable se considera hermético, si después de haber realizado la prueba de presión hidrostática a los tramos y circuitos no se detecta ninguna fuga y la presión de prueba al finalizar, sea mayor o igual al 95% de la presión inicial.

Informe de la prueba: El informe de la prueba debe incluir como mínimo lo siguiente:

a.     Identificación completa del tramo probado.

b.    Identificación completa del circuito probado.

c.     Fecha de ejecución de la prueba, tiempos y temperatura ambiente.

d.    Resultado obtenido de la prueba y comentarios relevantes. En caso de falla reportar cómo y dónde se presenta ésta, incluyendo una descripción breve de la sección que falló y de las acciones correctivas tomadas.

e.     Referencia del método de prueba.

f.     Nombre y firma de los responsables de la ejecución de la obra y del supervisor.

Comprobación del cumplimiento : Para la comprobación del cumplimiento de la prueba de presión hidrostática del sistema, ésta debe ser verificada por una unidad de verificación, acreditada y aprobada o por la Comisión Nacional del Agua en los términos que estipulan la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento.

2) Sistema de toma domiciliaria. De este punto se van a derivar: Diseño de la toma: El organismo operador o la dependencia local

responsable, debe verificar físicamente el arreglo de la instalación, de acuerdo a los planos del proyecto aprobados. Además, se deberá supervisar la ejecución de las obras, con base en un procedimiento específico de instalación de la toma domiciliaria.

Instalación de los elementos: El organismo operador o la dependencia local responsable deben contar con los registros de que la ejecución de los trabajos fue realizada de acuerdo al plano aprobado. Los registros deben contener como mínimo la siguiente información:

a.     Evidencias que demuestren que la instalación se realizó conforme a planos aprobados.

b.    Certificados de los elementos seleccionados.

c.     Uso de herramientas apropiadas.

d.    Calificación del personal.

Prueba de hermeticidad: La evaluación de la hermeticidad de las tomas domiciliarias requiere, por su construcción, que se realice en dos etapas: - La primera consiste en verificar el conjunto abrazadera y válvula de

inserción, acoplados sobre la tubería de la red de distribución.- la segunda etapa consiste en verificar el ramal y el cuadro.

La prueba de hermeticidad, se puede realizar una vez instaladas las tomas domiciliarias en la red de distribución, cuando las condiciones del proceso de construcción y topográficas lo permitan y el organismo operador o dependencia local lo apruebe, tomando en cuenta que la presión de prueba de la red 0,75MPa (7,5bar) sea uniforme, de acuerdo al procedimiento descrito en 6.2.5 y 6.2.6. Cuando la prueba de hermeticidad se realice en tomas domiciliarias individuales, se deberá contar con lo mencionado en el punto siguiente.

Aparatos y equipo: Se debe de contar con un banco de prueba universal constituido por:

1.-Bomba de prueba

2.-Manómetro con certificado de calibración vigente y trazable a patrones nacionales, con la capacidad apropiada para leer en su segundo tercio la presión de prueba y que cuente con división mínima de escala de 0,01MPa (0,1bar).

3.-Accesorios tales como válvulas de cierre y de retención horizontal (check), preparación para la instalación del manómetro, manguera flexible, llave de purga y las conexiones adecuadas para su acoplamiento, tanto a la bomba como a la toma domiciliaria.

NOTA: La calibración del manómetro, se debe establecer de acuerdo a la frecuencia de su uso.

Procedimiento. -Prueba de abrazadera/silleta y válvula de inserción: Una vez instalado el conjunto abrazadera-válvula de inserción sobre el tubo de distribución, el cual no debe haber sido perforado (en caso de pruebas de tomas domiciliarias individuales), continuar con los siguientes pasos:

a.     Abrir la llave o válvula de inserción.

b.    Conectar el cabezal alimentador a la válvula de inserción en el punto A de la Figura 2.

c.     Con la bomba llenar la válvula con agua, purgando el sistema a través de la válvula de nariz del cabezal alimentador.

d.    Presurizar gradualmente la toma en un intervalo de 60 a 90 segundos, hasta alcanzar la presión mínima de prueba de 0,75MPa (7,5bar).

e.     Cerrar gradualmente la válvula de inserción para independizarla del cabezal alimentador.

f.     Mantener la válvula y la abrazadera/silleta presurizadas por tres minutos y corroborar que no existan fugas y fallas.

g.    Proceder a realizar la perforación de la tubería de la red, a través de la válvula de inserción con ayuda de la herramienta adecuada.

ELEMENTOS QUE COMPONENLA FIGURA ANTERIOR

1. Abrazadera2. Válvula de inserción con conector3. Conector4. Tuerca Unión5. Manómetro6. Válvula de seccionamiento7. Válvula de nariz8. Válvula de retención9. Bomba de prueba10.Soporte de la bomba11.Válvula de pie12.Depósito de agua

Expresión de resultados : Informar si la toma domiciliaria presenta fugas y fallas en cualquier etapa de la prueba.

Materiales de los elementos: Todos los elementos que integran la toma domiciliaria deben cumplir con las siguientes especificaciones de material y verificarse en laboratorio cuando menos una vez por año.

Muestreo: Para valorar el cumplimiento de la toma domiciliaria el organismo operador o la dependencia local responsable debe verificar la hermeticidad del 100% de las tomas.

Comprobación del cumplimiento: Para la comprobación del cumplimiento de la prueba hidrostática del sistema, ésta debe ser realizada por una unidad de verificación, acreditada y aprobada o por la Comisión Nacional del Agua en los términos que estipula la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento.

3) Sistema de alcantarillado sanitario. De este punto se van a derivar: Instalación: La construcción de la red de alcantarillado sanitario se iniciará

con el emisor, continuando con los colectores, subcolectores, atarjeas, albañales y pozos de visita o cajas. La instalación de la tubería se hará de aguas abajo hacia aguas arriba. El organismo operador o la dependencia local que tenga a su cargo la construcción, operación y mantenimiento de los sistemas de alcantarillado sanitario, son los responsables de la correcta aplicación de las especificaciones de construcción que se hayan establecido en el contrato para asegurar la hermeticidad del sistema de alcantarillado y su correcta funcionalidad. Terminada la instalación de un tramo y sus pozos de visita o cajas extremos, se procederá a realizar las pruebas de hermeticidad como se

indican a continuación. Cuando el residente del organismo operador y el responsable de la instalación del sistema de alcantarillado sanitario consideren factible la ejecución de la prueba neumática, ésta se podrá aplicar para diámetros nominales que no excedan de 1500mm considerando una presión neumática de 0,03MPa (0,3bar) siguiendo el método descrito en el Apéndice A de esta norma.

Prueba hidrostática en tubería. La prueba se debe llevar a cabo en la tubería y en tramos comprendidos entre dos pozos de visita, o cajas, asegurando su posición, esto es, cubriéndola con material de relleno de manera suficiente para evitar movimientos y deslizamientos de la tubería y accesorios, al aplicarle la presión de prueba.

Equipo y material. Se debe contar como mínimo con el equipo y material siguiente:

- Agua (de preferencia no potable).

- Tapones herméticos para los extremos del tubo a probar, del diámetro adecuado.

- Bomba de prueba.

- Manómetro con certificado de calibración vigente y trazable a patrones nacionales, con la capacidad apropiada para leer en su segundo tercio la presión de prueba y que cuente con división mínima de escala de 0,001MPa (0,01bar).

- Cronómetro.

- Dispositivo para medir volumen (división mínima de escala de 0,1 litros).

- Dispositivo para purga de aire.

NOTA: La calibración del manómetro, se debe establecer de acuerdo a la frecuencia de su uso.

Prueba hidrostática en pozos de visita y cajas : La prueba se debe llevar a cabo en pozos de visita y cajas construidos o instalados (prefabricados) en obra y con la conexión de las tuberías que se unen al pozo.

Prueba hidrostática en descargas domiciliarias: La prueba se debe llevar a cabo en las descargas domiciliarias individualmente, seccionando en tramos o entre dos pozos de visita cuando esto sea posible, asegurando la posición del albañal exterior y dejando descubiertas sus juntas y la junta albañal-atarjea.

Muestreo: Para el sistema de alcantarillado se aplicará el siguiente plan de muestreo; la longitud total del sistema alcantarillado se dividirá en 10 sectores (la longitud mínima de prueba será la existente entre dos pozos de visita o cajas) que sea aproximado al 10% de la longitud total instalada.

a.- Se comienza aplicando la prueba al primer sector en su totalidad (aproximadamente el 10% de la longitud total de la red), cuantificando el porcentaje de rechazo, en función del número de juntas o tubos fallados.

b.- El siguiente sector se prueba de acuerdo a los resultados obtenidos de las pruebas realizadas en el sector anterior, como se indica a continuación:

- Si en el sector anterior el rechazo fue menor del 5% del total de las pruebas, éstas se reducen a un 50% en el siguiente sector.

     - Si en el sector anterior el rechazo fue mayor del 5% del total de las pruebas, se probará el 100% de la longitud del siguiente sector.

c.- En los siguientes sectores se continúa con el muestreo descrito en el inciso b.

NOTA: En cada una de las muestras se debe llevar la cuantificación del porcentaje de rechazo.

7. Condiciones de operación y mantenimiento de los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario.

Con el fin de que los responsables del diseño, construcción, instalación, operación y mantenimiento de los sistemas de agua potable, toma domiciliaria y alcantarillado sanitario, fomenten y establezcan las condiciones mínimas de mantenimiento que garantice la vida útil de los sistemas, se pueden consultar los documentos correspondientes en el Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento, editado por la CONAGUA.

8. Evaluación de la conformidad.

La evaluación de la conformidad de los productos, que se utilizarán para la construcción de los sistemas de agua potable, toma domiciliaria o alcantarillado sanitario, será realizada por los organismos de certificación de productos acreditados y aprobados o la CONAGUA en los términos que estipula la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento.

Para verificar la conformidad de la instalación de los sistemas de agua potable, toma domiciliaria o alcantarillado sanitario, ésta será realizada por las Unidades de Verificación Acreditadas y Aprobadas o la CONAGUA en los términos que estipula la Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento, en cuyo caso el organismo operador o la dependencia local responsable deberá contar con las actas y/o dictámenes que garanticen el cabal cumplimiento de esta norma.

Para ambos casos, se seguirá el procedimiento para evaluar la conformidad de productos y sistemas sujetos al cumplimiento de normas oficiales mexicanas con siglas CONAGUA que carezcan de procedimiento de evaluación de la conformidad específico, que para tal efecto establece la Comisión.

II. ANSI [Instituto Nacional de Normalización Estadounidense]

Los materiales peligrosos fluyen por millas de tuberías en muchas instalaciones industriales, comerciales e institucionales. Tal como sucede con los materiales peligrosos en otras situaciones, los sistemas de tuberías deben estar adecuadamente etiquetados para que la gente sepa los materiales que transportan. Las versiones anteriores (1981 y 1996) de la norma ANSI (Instituto Nacional de Normalización Estadounidense) A13.1 se unificaron en el Esquema para la Identificación de los Sistemas de Tuberías del ANSI/ASME (Sociedad Estadounidense de Materiales y Pruebas) A13.1. Esta norma unificada de ANSI/ASME A13.1, hace referencia al marcado de tuberías y brinda un método de etiqueta común para el uso en las instalaciones industriales, comerciales e institucionales y en edificios utilizados para reuniones públicas. Esta norma de marcado de tuberías de ANSI no se aplica para tuberías enterradas o canalización eléctrica.

Requisitos de Etiqueta

Las etiquetas de marcado de tuberías deben comunicar de forma efectiva el contenido de las tuberías y brindar información adicional si existieran peligros especiales (como por ejemplo temperaturas extremas o presiones). La leyenda debe ser breve y fácil de comprender. Por ejemplo, la leyenda "Steam 100 PSIG" especifica el contenido como también el peligro de tensión adicional. Junto con la

leyenda, se debe usar una flecha para mostrar la dirección en la que fluye el material. Si el flujo puede ser en ambas direcciones, se deben mostrar las flechas en ambas direcciones.

Las versiones anteriores (1981 y 1996) de la norma de marcado de tubería de ANSI A13.1 separaba a los materiales transportados en los sistemas de tuberías sobre el suelo en tres categorías:

Materiales altamente peligrosos: Incluye varias áreas peligrosas como los materiales corrosivos y cáusticos; sustancias que son tóxicas o que pueden generar gases tóxicos; materiales inflamables o explosivos; sustancias radioactivas; y materiales que, si se liberan, podrían ser peligrosos debido a temperaturas o presión extremas.

Materiales poco peligrosos: Materiales que no son peligrosos por naturaleza y tienen poca posibilidad de dañar a los empleados en temperatura moderada y baja presión.

Materiales para la contención de incendios: Los materiales para la protección contra incendios como por ejemplo espuma, dióxido de carbono(CO2), Halón y agua.

Las tres clases de peligro tienen etiquetas de código de color asociadas con ellas. Todos los materiales altamente peligrosos usan caracteres negros en un fondo amarillo. La clase de materiales poco peligrosos está dividida en dos esquemas de color diferente: los líquidos o las mezclas de líquidos usan caracteres blancos en un fondo verde; los gases o mezclas gaseosas usan caracteres blancos sobre un fondo azul. La clase de contención de incendios usa letras blancas en un fondo rojo. Las letras en las etiquetas de las tuberías deben tener una altura de 1/2" como mínimo, y deben aumentar el tamaño a medida que aumenta el diámetro de la tubería; (Tabla 3).

La edición 2007 de ANSI/ASME A13.1 cambió los requisitos del esquema de colores para las etiquetas. En esta nueva edición de la norma de marcado de tubería, existen 6 colores estándares en lugar de 4. Los nuevos requisitos de color de las etiquetas se establecen en función de los peligros característicos del contenido.

Consulte la Tabla 2 a continuación para conocer los nuevos requisitos de color.

Colocación de Etiquetas

Las etiquetas se deben colocar en las tuberías para facilitar la lectura. La ubicación correcta de la etiqueta es en la parte inferior de la tubería si el empleado debe mirar la tubería desde abajo, en la parte superior de la tubería, si el empleado debe mirar la tubería desde arriba, o directamente al frente si el empleado está a la misma altura que la tubería. Las etiquetas se deben colocar cerca de las válvulas, los ramales, donde haya un cambio de dirección, en los puntos de entrada/reentrada a través de puertas o pisos y en segmentos rectos con espacio entre las etiquetas para permitir una fácil identificación.

III. ASTM

Nuestro enfoque principal sobre esta norma es la de la aplicación de esta en términos HIDRAULICOS y SANITARIOS, así que en términos generales hablaremos de materiales de construcción de tuberías y de piezas especiales que se utilizan para realizar algunas de las aplicaciones mencionadas anteriormente.

Los requisitos o características que debe cumplir una cañería (su diámetro nominal es distinto de su diámetro real) o un tubo (su diámetro, nominal coincide con su diámetro real) están determinados por su aplicación o uso. Estos requisitos consisten fundamentalmente en reunir ciertas propiedades mecánicas y tener ciertas características de resistencia al medio al que serán expuestas, lo que está determinado, fundamentalmente, por el material, método de fabricación y tratamiento térmico de éste. Con el fin de ordenar, uniformar y asegurar la calidad, se han establecido normas que, como las ASTM, se preocupan de estos aspectos. Dado que no es económico imponer exigencias de fabricación que produzcan características no necesarias en una aplicación particular, no existe una norma única y se han desarrollado normas específicas para cada tipo de aplicación. De aqui que el número de normas ASTM existentes para cañerias y tubos es muy grande.

ASTM ha organizado las múltiples normas en grupos separados. Todas aquellas que se refieren a metales ferrosos (hierro y aceros), llevan el prefijo A( ejemplo A312). Las que se refieren a metales no ferrosos, llevan el prefijo B (ejemplo, B622). Aquellas que Ilevan una doble designación como A789/A789M-99, contemplan unidades de medidas tanto imperiales como métricas (los, dígitos después del guión se refieren al año de publicación de la norma). Al momento de especificar una cañería o tubo para una aplicación particular se debe tener presente que puede haber varios materiales, contemplados dentro de una norma, que cumplen con los requisitos particulares. Por otro lado, un mismo material, puede estar incluido en varias normas.

Hay dos normas generales para cañerías y para tubos, que son aplicables a una serie de normas particulares por lo que forman parte implícita de cada una de ellas:

A530: Especificación estándar de los requisitos generales para cañerías especializadas de aceros al carbono y aceros aleados.

A450: Especificación estándar de los requisitos generales para tubos de aceros al carbono aceros aleados ferriticos y aceros aleados austenitlcos.

A continuación se indican los aspectos de los cuales se preocupa especificar estas normas.

ASTM A530 (cañerías)

Proceso de fabricación Composición química (métodos de análisis y muestreo A751, análisis de

colada, análisis de producto) Requisitos mecánicos (métodos de Pruebas mecánicas A370, temperatura

de prueba, muestras de tamaño menor. Requisitos de tensión Variabilidad de peso Variabilidad de espesor Variabilidad de diámetro interno Variabilidad de diámetro externo Variabilidad de largo Peso estandar Kg/m Terminación extremos Linealidad Reparaciones por soldadura Reensayos Retratamientos Muestras para ensayo Pruebas de aplastamiento Pruebas hidrostáticas Certificado de calidad Inspección Rechazo Rotulación del producto Empaque, rotulación y carga Requisitos gubernamentales Tabla espesores de pared mínimos

Todos estos puntos mencionados anteriormente son los puntos principales de los cuales esta norma se ocupa, aclaramos que la norma ASTM se enfoca en muchos otros aspectos, no solo en las cañerías, pero como se mencionó al inicio de este apartado, nuestro principal interés de esta norma es su aplicación en los sistemas hidráulicos y sanitarios, por eso la razón de que nos enfoquemos solo en esto.

ASTM A450 (tubos)

Proceso de fabricación Composición química(métodos de análisis y muestreo A751,Análisis de

colada, Análisis de producto) Requisitos de tensión Peso estándar Kg/m Variabilidad de peso Variabilidad de espesor Variabilidad de diámetro externo Variabilidad de largo Variabilidad altura de Costura en tubos soldados eléctricamente Lineabilidad y acabado Reparaciones por soldadura Reensayos Retratamientos Muestras para pruebas mecánicas A370 Muestras para ensayo Pruebas de aplastamiento Pruebas de aplastamiento reverso Prueba de desbocado Prueba de enflanchado Prueba de dureza Pruebas hidrostáticas Prueba nemática bajo agua Exámenes no destructivos Certificado de calidad Inspección Rechazo Rotulación del producto Empaque, rotulación y carga Requisitos gubernamentales (USA)

A modo de ejemplo comentaremos la norma A213: Especificación estándar para tubos sin costura de aceros aleados ferríticos y austeniticos para uso en calderas, supercalentadores e intercambiadores de calor.

Análisis de producto: Especifica la cantidad de tubos que se debe analizar según dimensión.

Requerimientos de tensión: Especifica los valores mínimos requeridos para la Tensión de ruptura, Límite elástico y Elongación. Requerimientos de dureza: Especifica los valores máximos de dureza, según el grado del acero del tubo

Ensayos mecanicos y determinación de tamaño de grano: Especifica número de ensayos por lote que se debe realizar y tipo de ensayos(ensayo de tensión, de aplastamiento, de desbocado, de dureza, prueba hidrostatica y tamaño de grano).

Operaciones de formado: Especifica los tipos de operaciones de formado que el tubo debe soportar durante su uso.

Condición de la superficie: Especifica para los grados ferriticos y austeniticos las caracteristicas de la superficie del tubo, requeridas.

Rotulacidn del producto: Ademas de las indicadas en la norma general A450. especifica otras(acabado en frío o en caliente, número de colada y de tratamiento termico etc.).

Requisitos suplementarios: Especifica requisitos adicionales que puede pedir el comprador tales como: recocido para liberar tensiones, tratamiento térmico estabilizante, limite elastico diferente para tubos no rectos(enrrollados). ensayos de corrosión intergranular ( ensayo según norma A262, práctica E) y posible tratamiento térmico estabilizante.

La principal idea de ejemplificar una norma, es que se puda observar d en una manera clara algunos de los paso y especificaciones que las normas ASTM tienen.

A continuación, se inciuye un listado de los titulos originales de fas normas ASTM para cañerias y tubos. El uso se desprende en algunos casos directamente del titulo y en otros es necesario ir al texto de la norma en la introducción en el primer punto llamado objetivo (Scope). Para los materiales no ferrosos hay normas diferentes para grupos de aleaciones diferentes, por lo que las normas con prefijo B son más numerosas que las con prefijo A.

- A53/A53M-99b Standard Specification for Pipe, Steel, Black and Hot-Dipped, Zinc-Coated, Welded and Seamless

- A106-99e1 Standard Specification for Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Servrce

- A179/A179M-90a (96)e1 Standard Specificatian for Seamless Cold-Drawn Low-Carbon Steel HeatExchanger and Condenser Tubes

- A200-94 Standard Specification for Seemless Intermediate Alloy-Steel Still Tubes for Refinery Service

- A213/A213M-99a Standard Specification for Seamless Ferritic and Austenitic Alloy-Steel Boiler, Superheater, and HeatExchanger Tubes

- B163-98a Standard Specification for Seamless Nickel and Nid~el Alloy Condenser and Heat-Exchanger Tubes

- B165-96 Standard Specification for Nickel-Copper Alloy (UNS N04400)* Seamless Pipe and Tube

- B167-98 Standard Specification for Nickel-Chromium-lron Alloys (UNS N06600, N06801, N06603, N06690, N06025, and N06045)* Seamless Pipe and Tube

- B337-95 Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Pipe- B338-99 Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium AIloy

Tubes for Condensers and HeatExchangers- B804-96 Standard Specification for UNS N08367 and UNS N08926 Welded Pipe - B829-99 Standard Specification for Generar Requirements for Nickel and Nickel Alloys

Seamless Pipe and Tube - B861-99 Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Seamless Pipe - B862-99 Standard Specification for Titanium and Titanium Alloy Welded Pipe- B891-98e1 Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy

Condenser and Heat Exchanger

2.- Reglamento de instalaciones Hidráulicas y Sanitarias (Estatal, municipal, y Federal)

Instalación hidráulica

Generalidades: El agua debe purificarse para el uso humano por medio de algún proceso de purificación. Una vez purificada se conduce a las comunidades por medio de equipo de bombeo y sistemas de tuberías, dependiendo de cómo sea el suministro, si es por gravedad, por bombeo o una combinación de ambos. En la Figura 1 podemos observar cuatro puntos principales del sistema de abastecimiento de agua potable, estos son: fuente de captación y extracción del agua, sistema de potabilización y regulación, conducción y red municipal.

Cuando el agua llega a la red municipal, el suministro de agua a las edificaciones se logra mediante un sistema de abastecimiento diseñado de acuerdo con el uso que se le va a dar al inmueble. Dentro del diseño está la parte del suministro de agua fría y agua caliente, cuyo propósito es brindar a los ocupantes confort en el aseo personal y doméstico. A este sistema se le llama instalación hidráulica en una edificación. Por tanto, una instalación hidráulica se puede definir como el conjunto de tubos, muebles, accesorios (válvulas, codos y conexiones) y equipo (calentadores, bombas, hidroneumáticos) unidos para llevar en forma adecuada el suministro de agua fría y caliente a una edificación.

Características que debe cumplir una instalación hidráulica: El diseño de una instalación de agua fría y caliente está en función del gasto y la presión que se requiere en cada mueble.

En la Tabla 2 se da la cantidad de agua y una presión media mínima que debe llegar a los distintos muebles, con estos valores podemos determinar si el diseño de la instalación cumple con el gasto mínimo que debe llegar a cada mueble. Para

tener un buen funcionamiento en una instalación hidráulica es necesario cumplir con los siguientes requisitos (NTCIH, 2004, del Departamento del D. F.).

a) El diseño: Diseñar las tuberías para que no sean ruidosas y no tengan excesiva presión, además de que tampoco se reduzca el gasto cuando se utilice otro mueble.

b) Tuberías y válvulas: Evitar el contacto con otra instalación, sobre todo la de drenaje. Lo recomendable es que la tubería de alimentación general tenga cuando menos una separación con las líneas de drenaje de 1 m; además, éstas tendrán que colocarse en zonas de fácil acceso para su mantenimiento.

Después de la toma de la red municipal, más adelante del medidor, deben instalarse una llave de globo y otra de nariz. Por otro lado, las tuberías de agua fría y agua caliente deben tener una separación de 20 cm; las salidas del agua caliente siempre se colocan del lado izquierdo y por consecuencia, las de agua fría del lado derecho.

Es recomendable que todos los muebles cuenten con una llave de paso para que en un futuro, si llegase a haber una fuga o se requiera cambiar el mueble, no se tenga que cerrar la llave general de la instalación, sino sólo la llave de paso del mueble en cuestión. Las alturas estándar de los tubos que alimentan a los muebles a partir del nivel de piso terminado son: lavabo, 79 cm; excusado (W. C.), 38 cm; llave de regadera, 137 cm; salida de regadera, 200 cm; lavadero, 90 cm. El baño y la cocina deben construirse cercanos entre sí, para que toda la tubería corra en la misma trayectoria. Esto evitará mayores gastos, pérdidas de energía y ahorro de material.

c) Sobre los elementos de almacenamiento

El tinaco debe colocarse cuando menos a 50 cm del piso de la azotea para facilitar su instalación y cuando menos a 2 m de alto del mueble de uso para lograr una presión adecuada en la instalación.

d) El calentador El calentador de agua debe instalarse en un lugar abierto, nunca dentro de la habitación; además, debe tener una válvula de seguridad o jarro de aire.

e) Validación de la instalación Al finalizar la instalación se hace una prueba de presión para comprobar si no hay fugas o si existe la presión adecuada, para confirmarlo se realizan las pruebas de hermeticidad que se establecen en la norma citada.

Abastecimiento de agua fría y caliente : En los predios urbanos se cuenta con los servicios municipales que proporciona el servicio de abastecimiento de agua potable por redes de distribución, lo que hace estudiar los siguientes tipos de abastecimientos tanto para agua fría como para agua caliente dentro de una edificación.

a) Sistemas de abastecimiento de agua fría.

Una instalación de agua fría se realiza de acuerdo con los requisitos del proyecto; además, el proyectista es quien decidirá qué sistema de distribución empleará. Existen tres sistemas de distribución de agua fría que a continuación se describen:

Sistema directo: Consiste en suministrar agua a los inmuebles con la presión de agua que llega en la red municipal. Este sistema se aplica para llevar el agua con la presión de la red municipal a todos y cada uno de los muebles de la edificación, siempre y cuando la presión del agua sea suficiente para alimentar adecuadamente los servicios que se requieren. Para que éste pueda ser usado el agua deberá tener una presión mínima de 0.2kg/cm2 . Generalmente se emplea en inmuebles de dos a tres niveles.

Sistema por gravedad: Cuando la presión de la red municipal no tiene la presión requerida, se recurre a este sistema, que consiste en subir por medio de una o más bombas, agua a un tanque elevado, generalmente colocado en la azotea del inmueble para que a partir de éste descienda el agua por gravedad; para lograr el suministro por este método debe preverse la construcción de cisternas y tanques elevados. Este sistema se emplea en edificios de gran altura.

Sistema por presión: Es cuando se requiere dar mucho más presión para algunos muebles, entonces se recurre a un hidroneumático o un equipo de bombeo programado. Este sistema de abastecimiento se diseña de acuerdo con las características de abastecimiento de los edificios y muebles.

b) Sistemas de abastecimiento de agua caliente

Los servicios de agua caliente se logran por medio de dos sistemas de distribución y la elección entre uno y otro depende de la cantidad de muebles que vayan a colocarse en la edificación.

El Sistema directo: éste no se emplea cuando el agua debe recorrer largas distancias desde el calentador a los muebles. Este sistema da buenos resultados y es más barato para pequeñas instalaciones muy agrupadas, sin largos recorridos. Las tuberías van directamente desde el calentador, o deposito a la tubería general, a los distintos muebles. En la Figura 2 tenemos que el suministro empieza en el depósito del calentador y va hacia la tubería general, la cual contiene un sifón para evitar un cierre hidráulico, y de la tubería general se alimentan los muebles. Su funcionamiento es mejor cuando se emplean tubos de cobre de mínimas dimensiones admisibles, ya que así se disminuye la corrosión.

Sistema por termosifón: para éste existen dos métodos de acuerdo con el número de inmuebles por alimentar.

- El primer método consiste en líneas de alimentación y de retorno. El agua circula para alimentar a los muebles, ya sea desde los conductos de ida o por los de retorno. La circulación de agua caliente se mantiene por la diferencia de peso entre la columna de agua contenida en las tuberías que salen del calentador, y la de agua ligeramente más fría contenida en las de retorno. En la Figura 3 se pueden observar en términos generales los elementos de este método, el cual consta de dos canalizaciones horizontales y dos verticales. Una de las horizontales alimenta al montante de alimentación vertical que se conecta a los muebles y la otra es en la que desagua el montante vertical de retorno.

- Este método se aplica a residencias de tamaño mediano, donde el número de montantes de alimentación es reducido; se recomienda que las tuberías de retorno no sean menores de 3/4 de pulgada de diámetro.

- El otro método se indica también en la Figura 3; consiste en disponer un montante que alimenta una tubería horizontal de distribución en lo alto del edificio, de la cual parten los bajantes que aumentan las distintas hileras verticales de muebles. Los extremos inferiores de estos bajantes se reúnen en una canalización horizontal de retorno que conduce el agua al calentador nuevamente.

- Una modificación al sistema por termosifón es el que se presenta en la Figura 4; el agua del calentador se conduce por una canalización horizontal y ésta alimenta a los montantes verticales que van a los muebles de los cuartos de baño, y los montantes de retorno a las cocinas. Una vez que el agua retorna se vuelve a llevar al depósito del calentador y puede ser mediante la misma energía con la que regresa o por medio de una bomba accionada por un termostato.

Dotaciones, unidades mueble de agua fría y caliente

a) Dotaciones y unidades muebles de agua fría

El diseño de una instalación hidráulica de agua fría en un edificio comprende la cantidad de agua necesaria para alimentos, servicios sanitarios, calefacción, aire acondicionado, fabricación y protección contra incendio.

Una vez conocida la cantidad total requerida, se procede a determinar la capacidad de tanques, cisternas, bombas, tuberías y accesorios. La cantidad de agua necesaria se determina por medio del consumo promedio que requiere una

persona al día, el valor que se le da incluye: aseo personal, alimentos y demás necesidades.

La Tabla 1 contiene la cantidad de agua promedio que gasta una persona de acuerdo con el tipo de construcción.

En la Tabla 2 tenemos las características mínimas (diámetros, presión y gastos) más apropiadas para cada uno de los muebles. En los edificios, casas unifamiliares, construcciones con pocos servicios instalados, son admisibles los datos dados. En consecuencia, esto nos puede servir de referencia para juzgar en términos generales si la instalación está bien diseñada.

Por otra parte, a cada mueble se le asigna un término llamado “unidad mueble”, el cual se define como la cantidad de agua necesaria que requiere cada aparato para su buen funcionamiento, en términos generales cada unidad mueble equivale a unos 4 a 5 litros por minuto. Este concepto se emplea para el diseño de las tuberías, ya que de acuerdo con el número de unidades muebles que se estimen será el diámetro de la tubería.

En la Tabla 3 se muestran las unidades muebles de acuerdo con el tipo de muebles y en la Tabla 4, el gasto probable de acuerdo con las unidades muebles y siendo válido para edificios pequeños.

b) Dotaciones y unidades muebles de agua caliente

Siempre será cómodo disponer de agua caliente cuando se necesite o simplemente cuando se desee. La instalación está formada por una serie de tuberías que conducen el agua caliente a los lugares o puntos de uso, con sus llaves correspondientes.

Es de observar que la instalación de agua fría y de la caliente sólo difieren en algunos aspectos, entre los más importantes son: el volumen de agua que se consume y el sistema para elevar la temperatura. El agua caliente generalmente para el uso domestico se suministra a 60 grados; para restaurantes y otros casos especiales se requieren temperaturas de 80 grados.

Por lo que para lograr estas temperaturas se requiere de un calentador, caldera o cualquier otro dispositivo que tenga la capacidad de elevar la temperatura a 80 grados. Para conocer la cantidad de agua caliente que se debe suministrar a los muebles, se puede calcular como 1/3 del consumo total de agua fría debido a que no son muchos los muebles que requieren agua caliente, para las viviendas el consumo máximo diario de agua caliente se considera entre 75 y 150 litros por persona, para oficinas, fabricas, restaurantes y otras clases de edificios se deben hacer los cálculos de acuerdo con el proyecto del edificio.

En consecuencia, es necesario determinar la capacidad del depósito de almacenamiento de agua caliente y el gasto que debe suministrar el calentador, mediante la cantidad de agua por calentar al día, consumo máximo por hora, duración del consumo máximo y la posibilidad de calentar y almacenar agua con relación al consumo diario.

La capacidad del calentador puede calcularse a partir del número de muebles, obteniéndose el máximo consumo probable por medio de la Tabla 6 multiplicando el número de litros correspondientes a los distintos muebles por el coeficiente de consumo máximo.

La capacidad del calentador debe ser igual al máximo consumo probable, y el depósito de almacenamiento está dado por el máximo consumo probable multiplicado por un coeficiente de almacenamiento.

Las Tablas 5 y 6 proporcionan en forma general la demanda de agua caliente por mueble y por tipo de edificación, y con esto se puede predeterminar, junto con lo descrito en el párrafo anterior, la capacidad del calentador y del depósito de almacenamiento.

Acometida y tanques de almacenamiento

a) Acometida

En cualquier proyecto de construcción se debe incluir el suministro de agua de la red municipal hacia el inmueble acondicionado de acuerdo con las necesidades del usuario y el material debe cumplir con las mejores condiciones higiénicas para la conducción del agua. Algunos factores que deben considerarse para elegir la trayectoria de la acometida son: resistencia mecánica, resistencia a la corrosión, capacidad de flujo, flexibilidad, conexiones y accesorios, métodos y costos de instalación.

En la Figura 5 podemos observar las características generales del suministro de agua de la red municipal al inmueble, de las cuales podemos enunciar los siguientes elementos: la tubería de acometida; ésta parte desde la red pública hasta el medidor de agua, el medidor; aparato que sirve para medir la cantidad de agua que se gasta en la edificación, llaves de paso; se colocan tres, una al inicio, una intermedia entre la red y el medidor, la otra antes de éste para efectos de mantenimiento y el punto de toma, que es en dónde se hace la unión de la red pública y la acometida.

Una vez que se realizó la acometida, se distribuye el agua al interior del edificio por medio de algún sistema de distribución que ya mencionados anteriormente; sin embargo, en algunos tipos de distribución se requieren tanques de almacenamiento; por tanto, es recomendable la construcción de un elemento en el cual se pueda almacenar agua suficiente para aquellas ocasiones en que se escasee el agua o por cuestiones de mantenimiento.

b) Tanques de almacenamiento

Los tanques comúnmente se les denominan de la siguiente manera: cisternas y tanques elevados.

o Cisternas: Estas pueden construirse mediante ladrillos, tabiques de concreto, etc., y la

losa de concreto; sin embargo, lo más común construirlas de concreto armado. Para su construcción se recomienda que sea a 3 m cuando menos de cualquier tubería de aguas negras y a 1 m con colindancias; asimismo, deben contar con registros de cierre hermético de 60 x 60 cm como mínimo y de 20 a 30 cm de lecho inferior de la losa al nivel máximo del agua con una pendiente hacia la pichancha o tubería de succión, la cual estará interconectada a la bomba. Por reglamento, la altura total del agua que contendrá la cisterna ocupará como máximo el 75% del volumen total calculado. En la Figura 6 podemos observar las características generales de una cisterna. Existen en el mercado cisternas prefabricadas de plásticos o cemento; y su forma de instalación la proporciona el fabricante.

o Tanques elevados: la capacidad de un tinaco está en función de la cantidad

de agua demandada diariamente, se recomienda entre un 30 y 40 por ciento del consumo diario y, las formas, capacidades y materiales de los tanques elevados son muy variadas, pueden ser de fabricación de línea de materiales como: asbesto, cemento, fibra de vidrio, plástico, etc., o bien, construidos en sitio, generalmente de concreto armado.

Principales tipos de tuberías, muebles y accesorios

a) Principales tipos de tuberías

La elección del material depende de las características del lugar, la capacidad de flujo y los costos, entre otros. En la Tabla 7 se describen algunas tuberías con ciertas características y se dan algunas recomendaciones para su uso.

b) Principales tipos de válvulas

Existe un sinnúmero de válvulas, grifos, y accesorios para realizar una instalación hidráulica; sin embargo, se debe determinar mediante el estudio técnico-económico adecuado para escoger el mejor material. En la Tabla 8 se describen de forma somera los principales tipos de válvulas utilizados en las instalaciones de agua

c) Principales muebles

- Fregadero: los más usados en la actualidad son los de acero inoxidable;

sin embargo, también pueden ser de otras aleaciones. Las medidas son desde 0.40 m hasta 0.60 m de ancho y hasta 1.85 m de largo.

- Excusados: se fabrican generalmente de porcelana vidriada, y deben estar

constituidos por un sifón, vaso y borde. Los W. C. de depósito por norma deben descargar 6 litros, éstos generalmente tienen medidas estándar de aproximadamente 35 a 38 cm de ancho y de 60 a 75 cm de alto. En edificios de oficinas y otros, los W. C. que se emplean son de fluxómetro de palanca o eléctricos.

- Lavabos: se fabrican de porcelana esmaltada y otros materiales. Pueden

suspenderse en la pared con elementos de sujeción o apoyados en el piso por medio de algún soporte. En el mercado hay un gran número de modelos y marcas. Sus medidas estándar son de aproximadamente 45 a 60 cm de ancho y de 50 a 70 cm de largo.

- Regadera: es un pulverizador que descarga lluvia fina siendo el extremo

una pieza llamada regadera redonda de aproximadamente 10 cm de diámetro con varios orificios pequeños.

- Mingitorios: se fabrican generalmente en porcelana de una sola pieza sin

juntas, existen tres tipos de mingitorios: el suspendido, el apoyado y el de pedestal. El primero es suspendido fijándolo en el muro, además los hay de fluxómetro de pedal y eléctrico; el segundo es apoyado sobre el piso y tiene 1.10 m de alto; el tercero se asienta mediante un soporte a una altura de 50 a 55 cm.

d) Principales tipos de accesorios para uniones

Las conexiones para unir las tuberías, grifos y válvula (codos, Tee, Y, reducciones, tapones, etc.), los hay en distintos materiales y pueden ser soldables o roscadas.

En la Figura 7 se muestran codos de 90, 60, tee, tapones y accesorios fundamentales para lograr cambios de dirección en la instalación; los materiales pueden ser de P.V.C, cobre, acero al carbón, acero inoxidable, acero galvanizado, etcétera.

Tipos de calentadores y su localización

En el mercado existen varias marcas de calentadores para aumentar la temperatura del agua y sus características varían de acuerdo con cada fabricante; sin embargo, se pueden rescatar algunos elementos en general que más adelante se describen. Por otro parte, por norma todos los calentadores y calderas deben estar en un lugar bien ventilado y abierto.

a) Calentadores de gas

Hay dos tipos de calentadores de gas: los instantáneos y los que tienen depósito, los cuales constan principalmente de los siguientes elementos: tubo de desfogue, válvula de drenado, válvula de alivio, válvula de paso en la línea de alimentación de agua fría, salida de agua caliente, tuerca unión en la línea de salida de agua caliente y termostato, además deben contar con jarros de aire. Una diferencia entre un calentador de paso y el de depósito es el tanque de almacenamiento que tiene éste último. Para estos calentadores es necesario contar con una buena presión de agua y suministro de gas uniforme. En las Figuras 8 y 9 se muestra la forma de instalación de un calentador de paso y uno de depósito.

Instalación Sanitaria

Generalidades: La instalación sanitaria la podemos definir como un conjunto de elementos mediante los cuales se desalojan las aguas residuales de una edificación hacia los lugares apropiados, cómo fosas sépticas y/o a la red pública. El propósito es desalojar de forma segura las aguas residuales, de tal manera que se cubran los requisitos de las normas y reglamentos correspondientes del lugar en donde se esté realizando la instalación.

Las especificaciones las encontramos en las memorias descriptivas, en los planos y en las memorias de cálculo, desde luego que éstas deben cumplir con las normas correspondientes y los reglamentos de la región; en el caso de la ciudad de México es el Reglamento de Construcciones del D. F. y las Normas Técnicas Complementarias de Instalación Hidráulica (NTCCIH)

Características que debe cumplir una instalación sanitaria

El diseño de la instalación sanitaria está en función del gasto y la presión de descarga de cada mueble. Para tener un buen funcionamiento en una instalación

sanitaria es necesario cumplir con los siguientes requisitos (NTCIH, 2004, del Departamento del D. F.):

a) Materiales

En los cuartos sanitarios Los cuartos sanitarios deberán tener pisos, muros impermeables y antiderrapantes.

b) Canalizaciones

El material para las tuberías de desagüe de los muebles sanitarios deberán ser de fierro galvanizado, PVC, o cualquier material que aprueben las autoridades competentes y/o se dicte en la norma. El diámetro de las tuberías de desagüe no podrá ser menor a 32 mm, ni inferior a la boca de desagüe de cada mueble; además, se tienen que instalar con una pendiente mínima de 2%.

Las tuberías de desagüe que conducen aguas residuales hacia el exterior de un predio deberán ser de 20 cm de diámetro como mínimo y contar con una pendiente de 2%. Los albañales deberán estar provistos en su origen de un tubo ventilador de 5 cm de diámetro como mínimo y cuando menos 1.5 m arriba del nivel de la azotea. La conexión de tuberías de desagüe con albañales se debe realizar por obturadores hidráulicos fijos y provistos de ventilación directa.

Los albañales deberán tener registros colocados a distancias no mayores de 10 m entre cada uno y entre cada cambio de dirección del albañal. Los registros deben ser: 40 x 60 cm para profundidades de hasta 1 m; 50 x 70 cm para profundidades de hasta 1 a 2 m y 60 x 80 cm para profundidades mayores a 2 m.

c) Descargas

A las fosas sépticas sólo se descargarán aguas negras que provengan de excusados y mingitorios. La descarga de fregaderos que conduzcan a pozos de absorción o terrenos de oxidación deberán contar con trampas de grasas.

En las edificaciones de habitación unifamiliar de hasta 500 m2 y consumos máximos de agua de 1000 m3 bimestrales, ubicadas en zonas donde exista el servicio público de alcantarillado de tipo separado, los desagües deben ser separados; es decir, el agua pluvial deberá contar con su propio sistema de desalojo y las residuales con el suyo. El material de la tubería para el desalojo de aguas residuales podrán ser de concreto, P.V.C. o fierro negro. Las bajadas de aguas pluviales y servidas, siempre descargarán a un registro rompedor de presión. Es recomendable que exista una instalación para aguas residuales y otra para disponer aguas pluviales.

Cuando el diámetro de la conducción de desalojo del predio de agua pluvial sea mayor que la existente en la red municipal, será necesaria la construcción de un tanque regulador de tormentas. Los desagües verticales de los muebles y de las coladeras con diámetros iguales o menores a 50 mm serán de tubería de cobre tipo M.

d) Los registros

En las coladeras con diámetro mayor a 50 mm se usarán niples de fierro galvanizado y los tubos horizontales o verticales que forman la red de desagüe serán de fierro fundido con pendiente de 2%. En zonas externas o en planta baja se colocarán registros a cada 10 m cuando se tenga tubería de 15 cm de diámetro, a cada 20 m para tubos de 20 cm, a cada 30 m para tubos de 25 cm y a cada 40 m para tubos mayores.

Elementos de una instalación sanitaria y sus características

La instalación comprende diversos elementos, tanto si se trata de una casa sencilla como de un edificio, algunos pueden o no ser construidos como el caso de la fosa séptica, pues ésta se utiliza sólo cuando no se tiene red de drenaje municipal cercano a la edificación.

El diseño de la instalación está en función del tipo de inmueble, ya sea de uso privado o público; sin embargo, podemos pensar e imaginar que constan de los siguientes elementos:

a) Acometida

La canalización que une la red interior con el alcantarillado de la red municipal puede ser de tubo de ferrocemento, de fundición u otro material. La acometida suele tener una pendiente del 2% y no menos de 10 cm de diámetro, según el tipo de material. Para grandes edificios se adopta por el mismo diámetro que tiene el albañal horizontal. Además, la acometida puede o no llevar un sifón general, esto dependerá de las normas que se estén aplicando para el diseño de la instalación, pues en algunos reglamentos y normas lo consideran innecesario.

El propósito de éste es oponer un cierre hidráulico a la entrada de gases procedentes del alcantarillado en las canalizaciones domiciliarias. En la Figura 14 se muestra una acometida del interior de un edificio hacia la red de drenaje.

b) Albañal

Es el conducto horizontal en el cual desembocan los bajantes. Se deben emplear para éste, tubos de fundición, además debe tener una pendiente del 2% como mínimo y empalmarse directamente a la acometida.

c) Conductos de ventilación

El objetivo de instalar tuberías de ventilación es para igualar las presiones y evitar el llamado golpe de ariete; además con éstas se evita un cierre hidráulico.

Cabe señalar que existen tres tipos de ventilación para la canalización de muebles:

Ventilación Primaria: la ventilación general de la instalación sanitaria tiene

por objeto dar entrada al aire exterior en el sistema de evacuación para facilitar la circulación en el mismo y procurar una salida a los gases por encima del techo. El tubo suele tener un diámetro igual a la mitad del diámetro del albañal del edificio y no debe descender de un mínimo de 10 cm.

Ventilación Secundaria: la ventilación a los ramales a los muebles de baño

tiene por objeto facilitar la circulación del agua de manera eficiente.

Doble ventilación: es la combinación de la ventilación primaria y secundaria.

d) Bajadas de aguas negras y servidas

Se emplean generalmente los tubos de hierro fundido, cobre, acero galvanizado, entre otros. Las bajadas de los edificios se apoyan sobre un pilar de mampostería o sobre un grueso poste de fierro y se sujetan al muro a intervalos de 3 m por

medio de abrazaderas. Las bajadas deben ser lo más rectas posible, sin cambios de dirección bruscos. Los empalmes con los ramales y con el albañal horizontal deben realizarse con ángulos de 45°. Por razones de economía, el número de bajadas de aguas sucias debe ser lo más reducido posible; por tanto, es recomendable la superposición de baños, lavabos y otros servicios sanitarios en los pisos sucesivos, para que puedan ser servidos por el mismo bajante.

e) Canalización de los muebles

La canalización entre los muebles y las bajadas de aguas negras pueden ser de fundición, latón, cobre o acero galvanizado. Se empalman al sifón de cada mueble y tienen una pendiente de 1 a 4%. Los ramales de ventilación deben dotarse de pendiente para que las condensaciones vuelvan al ramal del mueble. Es importante que las descargas de aguas sucias no puedan invadir los tubos de ventilación para que no los ensucien ni obstruyan interceptando la entrada de aire. Si el ramal se dobla formando ángulo recto, el conducto del aire toma la dirección del brazo vertical del empalme y si la conexión no está debajo de la pendiente hidráulica, el conducto de ventilación no se cerrará.

En la Figura 15 se muestra la pendiente hidráulica de la conexión de un lavabo y la B.A.N., y en las Figuras 16, 17 y 18 se muestra un ejemplo práctico de la conexión de muebles de baño a la red de drenaje.

Unidades de descarga

El objetivo de las siguientes tablas es mostrar en forma general cómo se pueden obtener los diámetros de las distintas tuberías que constituyen la descarga de aguas residuales para corroborar que los diámetros especificados son correctos. La Tabla 9 encontramos el número de unidades de descarga en función del mueble, de acuerdo con el sector donde se empleará.

Los diámetros que pueden llegar a tomar las bajadas de aguas pluviales para una precipitación de 100 mm/hora, están dados por la Tabla 10. Es recomendable que para edificios de gran altura se tenga un colector sólo para aguas pluviales.

Cuando se tiene una edificación de hasta tres niveles se puede hacer uso de la Tabla 11, para determinar el diámetro de los tubos de acuerdo con las unidades de descarga por ramal y por bajante.

En la Tabla 12 se presenta el número de muebles de acuerdo con el diámetro del ramal que se pueden considerar para un circuito de ventilación.

El albañal debe tener igual o menor diámetro que cualquier tubería de desagüe, el diámetro mínimo es de 10 cm. Si el edificio es de gran altura es recomendable que se tenga un albañal para aguas pluviales, por lo que el diámetro del albañal será estimado por la Tabla 13.

Cuando se tienen edificios de varios pisos se proporciona el número de unidades por bajadas y con esto queda limitado el número de muebles o ramales con el fin de evitar excesivas velocidades. La Tabla 14 contiene las unidades por bajante.

En los conductos de ventilación su diámetro está determinado en relación con las bajadas. El factor determinante es la capacidad de circulación del aire. A mayor diámetro del bajante mayor es el diámetro del tubo de ventilación. En la Tabla 15 se proporciona el diámetro de las bajadas de aguas negras con relación en las unidades de descarga, así como la relación entre éstos con el diámetro de la tubería de ventilación y su longitud máxima.

Los ramales pueden elegirse de acuerdo con la Tabla 16. El diámetro está relacionado con la capacidad de los ramales.

Principales tipos de tuberías, muebles y accesorios

a) Principales tipos de tuberías

En las instalaciones sanitarias los tubos comúnmente empleados son los siguientes: de cemento, tubo de barro vitrificado, acero galvanizado, canal de asbesto-cemento, tubo de fierro fundido, tubo de PVC y de cobre. Los diámetros varían de acuerdo con el tipo de material.

b) Muebles y accesorios sanitarios

Existe un sinnúmero de muebles sanitarios con sus aditamentos de diferentes marcas y modelos. Las características generales se dieron en la instalación hidráulica. Estos pueden ser: ¾ Evacuadores: mingitorios, vertedores ¾ Limpieza de objetos: fregaderos de cocina, lavaplatos y lavaderos ¾ Higiene corporal: lavabos, baños, duchas

c) Accesorios

En las instalaciones sanitarias los cambios de dirección deben realizarse por medio de curvas suaves. Los accesorios normalizados son: Y, T, codo de 45º, codo de 90º, TY, curva de 1/6, 1/8 y 1/16. Las T nunca deben usarse en conductos de aguas sucias, sólo en tubos de ventilación. En la Figura 21 se muestran algunos accesorios utilizados en un sistema de desalojo de aguas residuales.

3.- Diseño de líneas y redes hidráulicas y sanitarias (Edificios, Comunidades Urbanas, Comunidades Rurales, Procesos Industriales, Agrícola)

El creciente compromiso al incremento de la eficiencia energética, la elevada demanda de proyectos de redes hidráulicas en el país, debido al mal estado de las redes existentes y la carencia en la actualidad de una metodología que satisfaga el sistema de preferencias de un potencial decidor, es decir, que aporte un compromiso razonable entre los diferentes indicadores de eficiencia de la red hidráulica.La novedad científica consiste en elaborar y validar los principios teóricos que permitan enfrentar la determinación de soluciones suficientemente racionales al problema del diseño de redes hidráulicas al nivel de considerar el conjunto de criterios generalmente aceptado como importantes para decidir sobre el diseño de la red incluyendo la racionalidad del trazado y aspectos de tipo subjetivo.

RED DE DISTRIBUCIÓN

La red de distribución es la parte de la red que conduce el agua a todos los puntos donde se requiere el servicio. Se diseña para satisfacer los requerimientos máximos de agua que pueden ser de tipo doméstico, comercial, industrial y público. La red de distribución deberá satisfacer el régimen variable de demandas de agua con las presiones máximas y mínimas adecuadas en cualquier momento.Las partes que integran la red de distribución son: la línea de alimentación, la red primaria, y la red secundaria.

Línea de alimentación: La línea de alimentación es el tubo que parte del tanque de regulación y termina en la conexión con la primera derivación de la red. Normalmente es el tubo de mayor diámetro de la red de distribución.

Red primaria: La red primaria son también los tubos de diámetros más grandes de la red de distribución, donde se conectan los tubos de la red secundaria. La función de la red primaria es mantener las presiones por arriba del valor mínimo recomendado, así como transportar los mayores gastos dentro del área de servicio. Se recomienda que las mallas de estos tubos se coloquen a distancias de separación entre 400 y 600 m.

Red secundaria: La red secundaria son los tubos que conducen el agua al área de servicio de agua que requiere la ciudad. A estos tubos se conectan las tomas domiciliarias

Tomas domiciliarias: Las tomas domiciliarias son los tubos de menor diámetro de la red de distribución, cuya función es proporcionar el servicio domiciliario.

DISEÑO DE LA LÍNEA O RED DE CONDUCCIÓN

En los tanques bidireccionales o multidireccionales pueden conectarse varios tubos de la línea o red de conducción, es necesario conocer en ellos los gastos que ingresan al tanque, con los cuales se diseña la línea o red de conducción.Para el diseño de la línea o red de conducción es importante definir algunos aspectos geométricos de la misma, como son:

a) la localización de los abastecimientos o plantas potabilizadoras, b) elevaciones del nivel del agua de los abastecimientos o plantas potabilizadoras, c) curvas de aforo de los pozos profundos,d) curvas características de bombas existentes.

Los datos geométricos anteriores deben ser los existentes y los nuevos que se proponen.

A. COMUNIDAD RURAL Y URBANA

Una red de agua potable se conforma de un conjunto de elementos que proveen de agua a los habitantes de una población en forma satisfactoria, cumpliendo con varios requisitos, como son presiones adecuadas, disponibilidad de agua en cada punto de la red, costo mínimo y calidad del agua, todo ello durante un periodo razonable de tiempo. Una red de agua potable normalmente tiene un funcionamiento hidráulico complejo, conservando una estrecha relación entre los elementos y parte fundamentales que la componen.

Las partes que integran una red de agua potable son:

1. Abastecimiento o planta potabilizadora

2. Línea de conducción

3. Tanques

4. Red de distribución

Alcances:

La utilización del presente documento será de aplicación obligatoria en los Centros Poblados Rurales con poblaciones concentradas o dispersas de hasta 2000 habitantes.

Diseño.

Consideraciones generales: Para el diseño de redes de distribución se deben considerar los siguientes criterios:

- La red de distribución se deberá diseñar para el caudal máximo horario.

- Identificar las zonas a servir y de expansión de la población.

- Realizar el levantamiento topográfico incluyendo detalles sobre la ubicación de construcciones domiciliarias, públicas, comerciales e industriales; así también anchos de vías, áreas de equipamiento y áreas de inestabilidad geológica y otros peligros potenciales.

- Considerar el tipo de terreno y las características de la capa de rodadura en calles y en vías de acceso.

-Para el análisis hidráulico del sistema de distribución se podrá utilizar el método de Hardy Cross, seccionamiento o cualquier otro método racional.

- Para el cálculo hidráulico de las tuberías se utilizará fórmulas racionales. En el caso de aplicarse la fórmula de Hazen William se utilizaran los coeficientes de fricción establecidos a continuación:

Fierro galvanizado 100

PVC 140

- El diámetro a utilizarse será aquel que asegure el caudal y presión adecuada en cualquier punto de la red. Los diámetros nominales mínimos serán:

25mm en redes principales, 20mm en ramales y 15mm en conexiones domiciliarias.

- En todos los casos las tuberías de agua potable deben ir por encima del alcantarillado de aguas negras a una distancia de 1,00 m horizontalmente y 0,30 m verticalmente. No se permite por ningún motivo el contacto de las tuberías de agua potable con líneas de gas, poliductos, teléfonos, cables u otras.

- En cuanto a la presión del agua, debe ser suficiente para que el agua pueda llegar a todas las instalaciones de las viviendas más alejadas del sistema. La presión máxima será aquella que no origine consumos excesivos por parte de los

usuarios y no produzca daños a los componentes del sistema, por lo que la presión dinámica en cualquier punto de la red no será menor de 5m y la presión estática no será mayor de 50m.

- La velocidad mínima en ningún caso será menor de 0,3 m/s y deberá garantizar la auto limpieza del sistema. En general se recomienda un rango de velocidad de 0,5 – 1,00 m/s. Por otro lado, la velocidad máxima en la red de distribución no excederá los 2 m/s.

- A fin de que no se produzcan pérdidas de carga excesivas, puede aplicarse la fórmula de Mougnie para la determinación de las velocidades ideales para cada diámetro. Dicha fórmula aplicable a presiones a la red de distribución de 20 a 50mca está dada por:

V = 1.5 * (D+0.05)0.5

Donde:

V = Velocidad (m/s)

D = Diámetro de la tubería (m)

- El número de válvulas será el mínimo que permita una adecuada sectorización y garantice el buen funcionamiento de la red. Las válvulas permitirán realizar las maniobras de reparación del sistema de distribución de agua sin perjudicar el normal funcionamiento de otros sectores.

Materiales:

Para la selección de los materiales de las tuberías se deberá tomar en cuenta los siguientes factores: - Resistencia a la corrosión y agresividad del suelo.

- Resistencia a los esfuerzos mecánicos producidos por las cargas, tanto externas como internas.

- Características de comportamiento hidráulico del proyecto (presiones de trabajo, golpe de ariete).

- Condiciones de instalación adecuadas al terreno.

- Resistencia contra la tuberculización e incrustación.

- Vida útil de acuerdo a la previsión del proyecto. Los materiales más comunes son:

1.- Policloruro de Vinilo (PCV)

2.-Polietileno

3.-Fierro Galvanizado

4.- Fierro Fundido

5.-Fierro Dúctil

6.- Acero

Por otro lado, se pueden distinguir dos tipos de tuberías: las tuberías de unión flexible y las de unión rígida.

Tuberías de unión rígida

- A simple presión, con espiga y campana; las uniones son ensambladas con pegamento. - Roscadas, las uniones requieren de uniones simples para el empalme entre tuberías.

Tuberías de unión flexible

- A causa de las características especiales del anillo y campana de la unión flexible, se minimiza las operaciones de ensamble, esto facilita el centrado y conexión de los tubos, sin recurrir a mucha fuerza.

Procedimientos de cálculo:_ El diseño hidráulico podrá realizarse como redes abiertas, cerradas y combinadas. Los cálculos deben realizarse tomando en cuenta los diámetros internos reales de las tuberías.

a) Redes abiertas

El Dimensionamiento de las redes abiertas o ramificadas se realizará de acuerdo con los siguientes criterios:

- Se admitirá que la distribución del caudal sea uniforme a lo largo de la longitud de cada tramo.

- La pérdida de carga en el ramal será determinada para un caudal igual al que se verifica en su extremo.

- Cuando por las características de la población se produzca algún gasto significativo en la longitud de la tubería, éste deberá ser considerado como un nudo más. Se recomienda el uso de un caudal mínimo de 0,10 lps para el diseño de los ramales.

b) Redes cerradas

El flujo de agua a través de ellas estará controlado por dos condiciones:

- El flujo total que llega a un nudo es igual al que sale.

- La pérdida de carga entre dos puntos a lo largo de cualquier camino, es siempre la misma.

Estas condiciones junto con las relaciones de flujo y pérdida de carga, nos dan sistemas de ecuaciones, los cuales pueden ser resueltos por cualquiera de los métodos matemáticos de balanceo.

En sistemas anillados se admitirán errores máximos de cierre:

- De 0,10mca de pérdida de presión como máximo en cada malla y/o simultáneamente debe cumplirse en todas las mallas.

- De 0,01lps como máximo en cada malla y/o simultáneamente en todas las mallas Se recomienda el uso de un caudal mínimo de 0,10 lps para el diseño de los ramales. Las redes cerradas no tendrán anillos mayores a 1km por lado.

Métodos para determinación de caudales

a) Redes cerradas

Para el cálculo de los caudales se puede disponer de los siguientes métodos:

Método de las Áreas: Consiste en la determinación del caudal en cada nudo considerando su área de influencia. Este método es recomendable en localidades con densidad poblacional uniforme en toda la extensión del proyecto. El caudal en el nudo será: Qi = Qu * Ai Donde el caudal unitario de superficie se calcula por: Qu = Qt / At Donde: Qu : Caudal unitario superficial (L/s/Ha) Qi : Caudal en el nudo “i” (L/s) Qt : Caudal máximo horario del proyecto (L/s) Ai : Área de influencia del nudo “i” (Ha) At : Superficie total del proyecto (Ha)

Método de Densidad Poblacional: Este método considera la población por área de influencia de cada nudo. Para la aplicación de este método se deberá definir la población en cada sector del área del proyecto. El caudal por nudo será: Qi = Qp * Pi Donde el caudal unitario poblacional se calcula por: Qp = Qt / Pt Donde: Qp : Caudal unitario poblacional (L/s/hab) Qt : Caudal total o caudal máximo horario para la totalidad de la población (L/s) Qi : Caudal en el nudo “i” (L/s) Pt : Población total del proyecto (hab) Pi : población del área de influencia del nudo “i” (hab)

B. EDIFICIOS Y PROCESOS INDUTRIALES

SISTEMAS DE ABASTO DE EDIFICIOS: Los sistemas que se utilizan para abastecer a un edificio, se pueden clasificar de la siguiente forma:

Sistemas de abastecimiento directo Sistemas de abastecimiento por gravedad Sistemas de abastecimiento combinado Sistemas de abastecimiento por presión Sistemas de abastecimiento directo.

Se dice contar con un sistema de abastecimiento directo, cuando la alimentación de agua fría a los muebles sanitarios de las edificaciones se hace en forma directa de la red municipal sin estar de por medio tinacos de almacenamiento, tanques elevados, etc.

Para efectuar el abastecimiento de agua fría en forma directa a todos y cada uno de los muebles de las edificaciones particulares, es necesario que éstas sean en promedio de poca altura y que la red municipal se disponga de una presión tal, que el agua llegue a los muebles de los niveles más elevados con la presión necesaria para un óptimo servicio, aun considerando las pérdidas por fricción, obstrucción, cambios de dirección, ensanchamiento o reducción brusca de diámetros, etc.

Para estar seguros de que el agua va a llegar a los muebles más elevados con la presión necesaria para que trabajen eficientemente, basta medir la presión manométrica en el punto más alto de la instalación o abrir la válvula del agua fría de este mueble y que la columna de agua alcance a partir del brazo o en una tubería paralela libremente una altura de 2.00 m.

Sistemas de abastecimiento por gravedad.

En este sistema, la distribución del agua fría e realiza generalmente a partir de tinacos o tanques elevados, localizados en las azoteas en forma particular por edificación o por medio de tinacos o tanques regularizadores construidos en terrenos elevados en forma general por población.A partir de tinacos de almacenamiento o de tanques elevados, cuando la presión del agua en la red municipal es la suficiente para llegar hasta ellos y la continuidad del abastecimiento es efectiva durante un mínimo de 10 horas por día.A partir de tinacos o tanques regularizadores, cuando de la captación no se tiene el suficiente volumen de agua ni continuidad en el mismo, para poder abastecer

directamente a la red de distribución y de ésta a todas y cada una de las edificaciones, pero si se tiene por diferencia de altura de los tinacos o tanques regularizadores con respecto a las edificaciones, la suficiente presión para que llegue a una altura superior a la de las instalaciones por abastecer.A dichos tinacos o tanques regularizadores se le permite llegar al agua por distribuir durante las 24 horas, para que en las horas en que no se tenga demanda del fluido, ésta se acumule para suministrarse en las horas pico. A dichos tinacos o tanques regularizadores se conecta la red general, con el fin de que la distribución del agua a partir de éstos se realice 100% por gravedad.

Sistema de abastecimiento combinado.

Se adopta un sistema combinado, cuando la presión que se tiene en la red general para el abastecimiento de agua fría no es la suficiente para que llegue a los tinacos o tanques elevados, como consecuencia principalmente de las alturas de algunos inmuebles, por lo tanto, hay necesidad de construir en forma particular cisternas o instalar tanques de almacenamiento en la parte baja de las construcciones.A partir de las cisternas o tanques de almacenamiento ubicados en la parte baja de las construcciones, por medio de un sistema auxiliar, se eleva el agua hasta los tinaco o tanques elevados, para que a partir de éstos se realice la distribución del agua por gravedad a los diferentes niveles y muebles en forma particular o general según el tipo de instalación y servicio lo requiera.Cuando la distribución del agua fría ya es por gravedad y para el correcto funcionamiento de los muebles, es necesario que el fondo del tinaco o tanque elevado esté como mínimo a 2.00 m sobre la salida más alta, ya que esta diferencia de altura proporciona una presión igual a 0.2 kg/cm²., que es las mínima requerida para un eficiente funcionamiento de los muebles de uso doméstico.

Sistema de abastecimiento por presión

El sistema de abastecimiento por presión es más complejo y dependiendo de las características de las edificaciones, tipo de servicio, volumen de agua requerido, presiones, simultaneidad de servicios, número de niveles, números de muebles, características de estos últimos, etc., puede ser resuelto mediante:

A. Equipo hidroneumático

B. Equipo de bombeo programado

Cabe hacer notar que cuando las condiciones de los servicios, características de estos, número y tipo de muebles instalados por instalar y altura de las construcciones así lo requieran, se prefiere el sistema de abastecimiento por las siguientes ventajas.

1) Continuidad del servicio2) Seguridad de funcionamiento3) Bajo costo4) Mínimo mantenimiento

Una desventaja que tiene el sistema de abastecimiento por gravedad y muy notable por cierto, es que los últimos niveles la presión del agua es muy reducida y muy elevada en los niveles más bajos, principalmente en edificaciones de considerable altura.Puede incrementarse la presión en los últimos niveles, si se aumenta la altura de los tinacos o tanques elevados con respecto al nivel terminado de azotea, sin embargo, dicha solución implica la necesidad de construir estructuras que en ocasiones no son recomendables por ningún concepto.

Elaboración y lectura de planos y dibujos.

Uno de los elementos importantes para el diseño y construcción de instalaciones hidráulicas y sanitarias es la elaboración, lectura y comprensión de los planos y especificaciones, que son los trabajos de dibujo y las instrucciones escritas que indican como los ingenieros que intervienen desean que se hagan una construcción.

Los planos, para la mayoría de grandes construcciones se dividen en tres grupos: Planos Estructurales Planos Arquitectónicos

Planos Mecánicos

Planos Estructurales.- Muestra la estructura de soporte de un edificio o de una casa, incluye en la cimentación, los muros de carga, columnas, trabes, así como los refuerzos del piso.

Planos Arquitectónicos.- Son los planos completos de una construcción, muestran las dimensiones generales, indicación de áreas en una casa, clóset, detalles del garaje, jardín y dimensiones de muros.

Planos mecánicos.- Estos planos, se muestran los sistemas de plomería, de aire acondicionado y calefacción y los sistemas eléctricos de alguna casa o edificio.

En el caso de los dibujos, se pueden identificar los siguientes tipos de dibujos:

Dibujos de vista en planta Alta Dibujos esquemáticos Dibujos isométricos

Dibujos de vista en planta alta.- Sobre los planos mecánicos se pueden encontrar vistas en planta de los accesorios de plomería o instalación hidráulica, mostrando la forma cómo van a ser instalados, así como dibujos esquemáticos e isométricos de las trayectorias de las de la tubería.

Dibujos esquemáticos.- Un dibujo esquemático o diagrama de un sistema de tubos o tubería, es el dibujo de un sistema completo de tuberías sin hacer referencia a una escala o localización exacta de los conceptos o elementos que muestra el dibujo.

Dibujos isométricos.- Un dibujo isométrico de tubería o dibujo isométrico de 30/60 grados para tubería, es un dibujo tridimensional. Sobre el dibujo isométrico, todos los tubos que se van a instalar en posición horizontal, se dibujan con líneas a 30º, mientras que todos los tubos verticales se dibujan con líneas verticales.

Gastos de Diseño.

Gasto medio diario ( Q m ).- Es el volumen de demanda diaria (V.D.D.), entre los segundos que tiene un día, siendo el volumen de demanda diaria el número de personas (N Pers.) por la Dotación (Dot.), entre 86,400 segundos que tiene el día, es decir:

Gasto máximo diario ( Q MD ).- Es el gasto medio multiplicado por el coeficiente devariación diaria (CVd):

Gasto máximo horario ( Q MH ).- Es el gasto máximo diario multiplicado por el coeficiente de variación horaria (CVh):

Cálculo de diámetros.

Es conveniente, a partir de ésta parte de los apuntes, realizar una diferenciación entre el diseño de instalaciones a casas habitación y a edificios para una casa habitación no es necesario tomar en cuenta los coeficientes en el cálculo de la capacidad de cisternas y tinacos, pero si es fundamental en el cálculo de dichos elementos en edificaciones; de la misma forma para la determinación del diámetro de las tuberías en casas habitación existen las llamadas “reglas de dedo”, para resolver problemas de alimentación de agua, las cuales establecen lo siguiente:

A) Tubos de 15 a 25 mm de diámetro en la alimentación principal.

B) Tubos de 22 a 28 mm de diámetro para la tubería de distribución de agua fría y caliente.

En cada caso el tamaño más largo se selecciona dependiendo de si existen muchos puntos de salida, ya que los tubos se pueden reducir gradualmente de tamaño de acuerdo a las necesidades de alimentación a cada accesorio.Para sistemas más grandes, donde se requieren muchas salidas, en áreas mayores o bien en edificios de varios pisos, el diámetro de la tubería de alimentación y la principal de distribución requieren ser dimensionadas en forma correcta, para garantizar suficiente presión y caudal en los puntos de salida, evitando al máximo los problemas de ruidos.En general, se puede establecer que cuando se calcula una instalación hidráulica nueva para un edificio, es necesario tener los conceptos básicos para determinar o dimensionar las instalaciones, en particular el diámetro de las tuberías, en función del gasto a conducir, siendo importante tomar en cuenta algunas de las siguientes reglas simples, que permitirán tener ahorros de dinero en el diseño, sin sacrificar la funcionalidad.

a) Localizar los accesorios nuevos tan cerca como sea posible de los otros, de esta forma se requiere menos tubería y menor número de herrajes y conectores.

b) Una de las instalaciones de mayor costo es el tubo de descarga en el suelo, de modo que es recomendable localizar los accesorios (W.C., lavabo, tarja, cespol de la regadera, etc., sobre un sistema de descarga lo más corta y lineal posible.

c) Cuando se tenga que instalar una línea larga, sin muebles en su trayecto, es conveniente agregar conectores T (tee) estratégicamente, con la finalidad de que si llega a presentarse a futuro, modificaciones en la distribución de los espacios en los edificios, no sea necesario seccionar las tuberías.

d) Localizar el calentador lo más próximo que se pueda a las salidas de agua caliente, con el objeto de reducir lo más posible las pérdidas de calor.

e) Asegurar que no se tengan fugas de agua, sobre todo en el drenaje, ya que resulta difícil de detectar en el corto tiempo.

f) Evitar la instalación de tinas, instalando regaderas.

g) Planear instalaciones espalda-espalda (back to back) siempre que sea posible, es decir, que se puedan usar las mismas líneas de suministro y drenaje para cocinas y baños.

h) En edificaciones de más de 15 pisos, es conveniente calcular la presión máxima a la que estarán expuestos los muebles, ya que puede darse el caso de que la presión sea excesiva para la presión de diseño del mueble y provoque daños en el aparato y se presenten fugas de agua. Por lo anterior, siempre deberá de verificarse las presiones de trabajo recomendadas por el fabricante de cada aparato, tanto las máximas, como las mínimas.

i) No olvidar verificar o consultar las normas, reglamentos, códigos o disposiciones vigentes, relativos al tema, de cada entidad federativa de la República Mexicana, para evitar cometer errores en el proyecto, por no atender alguna especificación especial.

INSTALACIONES HIDRAULICAS EN AGRICOLAS

Cada vez más se tiende a dimensionar las instalaciones de riego colectivo para que trabajen a la demanda, por lo que supone de ahorro de agua y de comodidad de manejo.En este trabajo se analiza la repercusión de los distintos criterios de diseño y de manejo de las zonas de riego a la demanda en la determinación de la dotación de las tomas en parcela y en el grado de libertad de uso de la misma por el agricultor, mostrando una aplicación en una zona semiárida de riego por aspersión. En estos casos, un criterio que parece adecuado es fijar una pluviosidad media del sistema igual para toda la zona regable como base para el diseño. Los resultados indican que el uso de válvulas hidráulicas con pilotos reguladores de caudal son, hoy en día, dispositivos imprescindibles en este tipo de instalaciones para cubrir los objetivos de facilidad de diseño y manejo de la red, repercutiendo además en una disminución del coste de la instalación al reducirse los caudales de diseño por línea po rajustar las dotaciones al tamaño exacto de cada parcela, desapareciendo las holguras de caudal que conlleva el uso de un número reducido de limitadores con un valor fijo del caudal.

El primer paso en todos los casos es calcular el caudal ficticio continuo (q) de la alternativa de cultivos adoptada para la zona regable. Éste es el caudal que habría que derivar de forma continua y permanente para satisfacer las necesidades

brutas de la alternativa de cultivos (ya sean máximas o con un cierto déficit hídrico justificado económicamente) durante el periodo punta. Su cálculo se realizará, pues, como:

donde: q = caudal ficticio continuo (1 s -1 ha-1); Nr = necesidades brutas de riego de la alternativa de cultivo en periodo punta (1 m-2 día-1); 10000(m2/ha); 24 (h/día) y 3600 (s/h). En realidad, las instalaciones de riego colectivo sólo van a estar funcionando un cierto número de horas al día (normalmente 16 a 18 h), que es lo que se denomina jornada efectiva de riego (JER). Llamamos rendimiento de la red a r= JER/24. El caudal ficticio continuo que consideraremos en adelante será pues qr = q/r

En realidad, las instalaciones de riego colectivo sólo van a estar funcionando un cierto número de horas al día (normalmente 16 a 18 h), que es lo que se denomina jornada efectiva de riego (JER). Llamamos rendimiento de la red a r= JER/24. El caudal ficticio continuo que consideraremos en adelante será pues qr = q/r Además de esto, debe tenerse en cuenta los días libres de riego (dl) durante el intervalo entre riegos (Ir ). Éstos no suelen ser más de uno de cada siete ya que, además de lo que supone de encarecimiento de la instalación, fuera del periodo punta sobrarían días en los que no es necesario regar al ser menores las necesidades hídricas de los cultivos.

El método de riego a utilizar en la parcela condiciona el caudal que es preciso derivar a ésta para su correcto funcionamiento. Un aspecto importante en este sentido es que todas las parcelas deben dividirse en un número entero de sectores o subunidades de riego (Ns) en función de su tamaño. Otro aspecto a considerar es que la duración del riego de cada subunidad (tr) debe ser similar para una adecuada planificación y diseño de las instalaciones. Después, durante el manejo de las instalaciones, evidentemente en un riego a la demanda, cada agricultor puede variar su tiempo de riego (dosis aplicada), pero siempre dentro de la JER. Siguiendo a Monserrat et al. (1997), el caudal de suministro o dotación de agua a la parcela (d) puede calcularse fácilmente con sólo establecer la igualdad entre el volumen de suministro y el volumen de necesidades, resultando:

donde: d = dotación (1/s); JER = jornada efectiva de riego (h/día); qr = caudal ficticio continuo durante la JER (1 s-1 ha-1); Ir= intervalo entre riegos (día); tr = tiempo de riego de un sector o subunidad de riego en una parcela (h); Ns = número de subunidades de riego por parcela; S = superficie de la parcela (ha); y GL = grado de libertad asignado a la parcela. La ecuación (4) pone de manifiesto que el GL representa la relación entre el caudal real derivado a la parcela y el que debería derivarse de formar permanente y continua durante la JER. Es, pues, un indicador del exceso de caudal aportado a la parcela para reducir su tiempo de riego. Ésta es precisamente la razón por la cual suele darse un GL mayor cuanto menor es el tamaño de la parcela. Así, Granados (1990) y otros autores consideran que el GL debe variar entre 1,5 y 6 según sea el tamaño de la parcela. Como veremos en los ejemplos que vamos a desarrollar más adelante, estos valores pueden ser absolutamente insuficientes en muchos casos y conducir a errores importantes cuando se utilizan procedimientos que fijan de antemano estos GL para calcular la dotación. En realidad, la dotación (d) no depende de la JER ya que de (3) se tendrá:

Pero se ha preferido mantener qr en todo el planteamiento para destacar que el manejo del riego está siempre ligado a la JER. Tanto es así que el GL lo hemos referido a la JER y no a 24 h, como en los planteamientos clásicos, por entender que de esta manera está más adaptado a las condiciones de funcionamiento de la red.

BIBLIOGRAFIAS:

Reglamento técnico de diseño de proyectos de agua potable para poblaciones menores a 5000 hab. Ministerio de Vivienda y Servicios Básicos - Dirección General de Saneamiento Básico – Bolivia.

Redes de distribución – Manual de diseño de agua potable, alcantarillado y saneamiento. Comisión Nacional del Agua – México.

Nom: http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5234380&fecha=17/02/2012 ANSI:http://espanol.grainger.com/content/qt-safety-ansi-pipe-marking-standard-203 DIN: http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/32509/1/gomezrosas.pdf Reglamento de redes hidraulicas:

http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/556/A4.pdf?sequence=