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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL

DE INGENIERA CIVL

TEMA: SISTEMA INDIRECTO

CURSO: Instalaciones Sanitarias

ALUMNOS:

Castillo Nima, Jhonny

Chapoan Cueva, Jose

Colonia Pumainca, Marco

Dolores Valverde, Deekla

DOCENTE: Ing. Edgar Gustavo Sparrow Alamo

Nvo. Chimbote, Junio de 2015

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Indice

I. DEFINICION: ...................................................................................................................................3

II. PARTES DE QUE CONSTA:..........................................................................................................3

III. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA INDIRECTO....................................................4

A. Ventajas:..................................................................................................................................4

B. Desventajas. ...........................................................................................................................4

IV. CALCULO DE CADA UNA DE SUS PARTES. .........................................................................4

4.1. Ramal Domiciliario o Acometida. .........................................................................................4

4.2. MEDIDOR.................................................................................................................................5

Ejemplo:...............................................................................................................................................7

4.3. Tubera de Alimentacin. ......................................................................................................8

V. DISEO DE LA CISTERNA: ..........................................................................................................9

5.1. CASO DE RESISDENCIAS O EDIFICIOS DE POCA ALTURA: ..........................................9

DISEO DE TANQUES ELEVADOS..............................................................................................9

5.2. CISTERNA PARA GRANDES EDIFICIOS ........................................................................... 11

5.3. CALCULO DE TUBERIA DE IMPULSION ........................................................................... 12

5.4. DEL EQUIPO DE BOMBEO.................................................................................................. 13

VI. DISEO DE TANQUES ELEVADOS ....................................................................................... 15

6.1. Tanques elevados para residencias o edificios de poca altura ..................................... 15

6.2. Tanque elevado para Grandes edificios: .......................................................................... 17

VII. SALIDAS DEL TANQUE ELEVADO ........................................................................................ 19

Calculo de alimentadores de agua en un sistema indirecto.- .......................................................... 19

CALCULO DE LAS PRESIONES EN LOS PUNTOS DE CONSUMO ............................................ 21

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SISTEMA INDIRECTO

I. DEFINICION:

Se llama indirecto porque el suministro de agua a los puntos de consumo (aparatos

sanitarios) no es directamente por la presin de la red pblica.

II. PARTES DE QUE CONSTA:

1. Red pblica de la ciudad o urbanizadora.

2. AB= ramal domiciliar, que viene a sr acometida, o sea la tubera que toma el agua de la

red pblica hacia el edificio.

3. Medidor BC lnea de alimentacin. Comprendida entre el medidor y la entrega en la

cisterna.

4. C =Vlvula a flotador.

5. Cisterna. Abastece 24 horas.

6. E=Tubera de succin.

7. Conjunto motor de la bomba.

8. Lnea de impulsin o tubera de impulsin, que bombea al agua de la cisterna al tanque

elevado.

9. Tanque elevado .Deposito en la parte alta del edificio que almacena agua.

10. Salida o salidas del tanque elevado hasta el piso de la azotea.

11. Alimentador o alimentadores.

12. Ramales de distribucin.

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III. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA INDIRECTO.

A. Ventajas:

1. Permite un cierto almacenamiento de agua.

2. Las presiones que se obtienen en el edificio son ms constantes, siendo

esto muy favorable para el suministro de agua caliente.

B. Desventajas.

1. Es un sistema caro respecto al primero.

2. Hay posibilidad de contaminacin del agua dentro del edificio, sea en la

cisterna o en el tanque elevado.

3. Hay un recargo de esfuerzo estructural dentro del edificio.

IV. CALCULO DE CADA UNA DE SUS PARTES.

4.1. Ramal Domiciliario o Acometida.

Es el tramo de tubera comprendida entre la tubera matriz pblica y la

ubicacin del medidor o dispositivo de regulacin. El dimetro de este ramal

nos proporciona la empresa concesionaria del agua, una vez aprobado los

planos por el organismo encargado de dar licencia de construccin. Este

dimetro es por lo general de 5/8 o y a lo mximo 1.El material puede

ser plstico o fierro fundido.

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4.2. MEDIDOR

4.2.1. Definicin: Es un dispositivo que nos permite aforar la cantidad de agua

que se abastece a un edificio o una casa, parea que mediante una tarifa

especial se page por el consumo de agua.

4.2.2. Clases:

1. Velocmetros.-Estn formados de una tubera o especie de hlice que

secciona el turbo de acuerdo a las revoluciones de esta hlice y mediante

aparatos de relojera nos indican el volumen de agua que pasa a travs de l.

Ventajas.

a) Son de bajo costo

b) Permite medir aguas potables con cierto material en suspensin.

c) No interrumpen el flujo de agua en ningn momento.

Desventajas

a) No son muy precisos.

b) Las piezas tienen que ser reparadas constantemente.

2.-Volumetricos.- estn formados de compartimientos que son llenados y

vaciados. Mediante aparatos de relojera nos permite conocer la cantidad de

agua que pasa a travs de ellos.

Ventajas

a) Son de gran precisin.

b) No son de gran mantenimiento.

Desventajas

a) No admiten agua con material en suspensin.

b) Los volumtricos son usados por la mayora de empresas concesionarias

de agua.

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4.2.3. Seleccin y Clculo del medidor: El medidor se selecciona en base al

gasto que circula a travs de la tubera, debiendo tenerse en cuenta que

la mxima prdida de carga en el medidor debe ser el 50% de la prdida

de carga disponible, es decir: = 50%

De la presin en la red pblica, para el punto ms desfavorable del

edificio, despejando tenemos:

= + +

=

Entonces:

=50

100( )

Dnde:

= .

=

= .

= .

= ,.

Con un mismo gasto, se puede seleccionar una variedad de medidores. El Abaco se

muestra en la pgina siguiente nos permite seleccionar el dimetro del medidor.

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Ejemplo:

Supongamos que tenemos un gasto de 15 gal/ min, y una prdida de carga

disponible de 15lb/pulg. Se trata de determinar el dimetro del medidor.

SOLUCION:

Para encontrar el dimetro del medidor, primeramente se encuentra la perdida de

carga que se produce en el medidor, que como se dijo anteriormente es el 50 % de

la perdida de carga disponible.

= 0.515 = 7.5lb/pulg

Una vez encontrado la perdida de carga en el medidor y con el gasto dado se utiliza

el baco titulado PERDIDA DE PRESION EN MEDIDOR TIPO DISCO, saliendo con

el dimetro del medidor, as:

Q=15 gal/min

= 7.5lb/pulg

Con los datos anteriores indicados y para un dimetro de encontramos una

prdida de carga de 4.4lb/pulg.Este es menor que la mxima que acepta el

medidor que es de 7.5lb/pulg.

= 3/4

8

4.3. Tubera de Alimentacin.

4.3.1. Definicin. Es el segmento de tubera comprendida entre el medidor y

la entrega en la cisterna.

4.3.2. Elementos a tomar en cuenta en el Clculo de esta Tubera. Es

necesario tomar en cuenta datos como:

a) Presin en la red pblica.

b) Longitud de esta tubera.

c) Conocer el tiempo de llenado de la cisterna.

Este tiempo se a sume entre 4 y 6 horas, que son comprendidas

entre las 12 y 6 de la maana.

d) El gasto que pasa por esta tubera.

e) Volumen de la cisterna.

f) Presin de salida en la cisterna (Ps) se supone 2lb/pulg o cero.

Ejemplo:

Tenemos una casa de 4 habitaciones y un cuarto de servicio y supongamos 2 personas por habitacin. Calcular el volumen de cisterna y tanque elevado.

Solucin:

4 habitaciones x 2 personas = 8 personas

1 cuarto servicio x 2 personas = 2 personas

Total de 10 personas.

Suponiendo un consumo de 300 litros/pers/da residencias

Por lo tanto: = 30010 = 3000/

Volumen de cisterna =

30002250

Volumen de tanque elevado =

300 = 1000

Nota: el volumen mnimo de una cisterna y tanque debe ser de 1 m3.

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V. DISEO DE LA CISTERNA:

Hay que tomar en cuenta si se trata de residencias o de edificios de poca altura y de

grandes alturas.

5.1. CASO DE RESISDENCIAS O EDIFICIOS DE POCA ALTURA:

Consideraciones a tener en cuenta:

a) Ubicacin:

Pueden estar ubicados en patios interiores, jardines interiores, etc. Se

debe procurar que la cisterna este en un mismo plano que el tanque

elevado.

b) Relacin entre ancho y Largo:

Se recomiendo que sea 1:2 o 1:2 , de ninguna manera de seccin

cuadrada. La altura de succin se recomienda que no sea mayor de 2 o

2.5 m. La cisterna debe ser de materiales resistentes e impermeables y

dotados de los dispositivos necesaria para su correcta operacin,

mantenimiento y limpieza. Se recomienda que sea de concreto armado.

DISEO DE TANQUES ELEVADOS

INSPECCION

10

=3

4

= =

=

=

=

=

c) Conexiones de la cisterna:

1.- Debe tener una vlvula de interrupcin entre dos uniones universales,

esta llave deber estar ubicada preferentemente cerca de la cisterna.

2.-Tuberia de Succin.- Debe ser menos de 2 m y su dimetro debe ser

superior a la de impulsin.

3.-Rebose.-Se coloca al nivel de agua mxima, para que en caso de

malograrse la vlvula flotador, el agua tenga sitio donde ir. El dimetro

mnimo del tubo de rebose a instalarse deber estar de acuerdo a la tabla

siguiente .El agua proveniente de los tanques, deber dispersarse al sistema

de desage

Del edificio en forma indirecta mediante brecha o interruptor de aire de 5 cm de

altura sobre el fijo, techo u otro sitio de descarga.

CAPACIDAD DEL ESTANQUE DIAMETRO DEL TUBO DE REBOSE

Hasta 5000 litros 2

5001 a 6000 litros 2

6001 a 12000 litros 3

12001 a 20000 litros 3

20000 a 30000 litros 4

Mayores de 30000 litros 6

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5.2. CISTERNA PARA GRANDES EDIFICIOS

Consideraciones a tener en cuenta.

a) Ubicacin:

Cuando el edificio es de ms de 4 pisos, se coloca en stanos, zonas de

estacionamiento bajo cajas de escalera, cerca de la caja de ascenso; de

preferencia en el mismo plano vertical al tanque elevado.

b) Diseo:

La dimensin de la cisterna depende del rea disponible que se tenga.

Una relacin recomendable es:

A/L =2/3

Se debe tratar de lograr la menos altura de succin.

=

Dnde:

= .

= .

=

=

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La tapa de la cisterna debe ser del tipo sanitaria y de dimensin de 0.60 x 0.60,

que nos permite la inspeccin. Al costado de la cisterna, deber ir a un cuarto

de bombas; as mismo una caja de desages con su correspondiente bomba de

desage, para impulsar los desechos a la red pblica. Las dimensiones del pozo

de desage, se disea de tal manera que los desechos no se detengan ms de

15 min y las tuberas de desages son de fierro fundido o de plstico pesado

(SAP).

5.3. CALCULO DE TUBERIA DE IMPULSION

DEFINICION.- Es la tubera que extrae agua de la cisterna y lo lleva al tanque

elevado. Debe ser lo ms corto posible para evitar prdidas de carga.

CALCULO DE LA TUBERIA DE IMPULSION:

= /

Dnde:

=

= .

= (2)

= =

4

Despejando D, encontramos el dimetro de la tubera de impulsin.

El reglamento nacional de edificaciones, proporciona dimetros de las

tuberas de impulsin, en funcin del gasto a bombearse; de esta manera nos

ahorramos clculo del dimetro por la formula anterior.

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Gasto de Bombeo en Lit/ seg Dimetro de tubera de impulsin

Hasta 0.5

Hasta 1.00 1

Hasta 1.600 1

Hasta 3.00 1

Hasta 5.00 2

Hasta 8.00 2

Hasta 15.00 3

Hasta 25.00 4

Se puede estimar que el dimetro de la tubera de succin es igual al dimetro

inmediatamente superior al de la tubera de impulsin indicada en la tabla anterior.

5.4. DEL EQUIPO DE BOMBEO

5.4.1. Recomendaciones:

1. Los requisitos de bombeo de los sistemas de distribucin de agua

instalados dentro de los edificios, deber ubicarse en ambientes que

satisfagan los siguientes requisitos: altura mnima de 1.60 m; espacio

libre alrededor de la bomba lo suficiente para su fcil reparacin o

remocin, piso permeable con pendiente no menor de 2 % hacia

desages previstos; puerto de acceso al local. Los equipos que se

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instalan en el exterior, debern de ser protegidos adecuadamente

contra la intemperie.

2. Los equipos de bombeo, deber instalarse sobre fundaciones de

concreto adecuadamente proyectadas para absorber vibraciones. La

altura mnima de estas fundaciones, deber ser de 0.15 m sobre el

nivel del piso. Los equipos se fijaran sobre las fundaciones mediante

pernos de anclaje, de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

3. Para el bombeo de agua en los edificios se recomienda

preferentemente la utilizacin de bombas centrifugas.

4. Las conexiones de la bomba a la tubera de succin e impulsin,

debern tener los siguientes requisitos.

a) Las uniones entre la bomba y las correspondientes tuberas deben

ser del tipo universal o brida.

b) Las juntas inmediatamente adyacentes en las tuberas de impulsin

de 1 y mayores ser del tipo flexible.

c) Las tuberas de succin e impulsin debern descansar sobre

soportes independientes de las fundaciones con el menos nmero

posible de codos.

5. En la tubera de impulsin inmediatamente despus de la bomba,

deber instalarse una vlvula de retencin y una vlvula de compuerta.

6. Salvo en caso de viviendas unifamiliares el equipo de concreto deber

instalarse por duplicado, mantenindose ambos equipos en

condiciones adecuadas de operacin.

7. La capacidad del equipo de bombeo debe ser equivalente a la mxima

demanda de la edificacin y en ningn caso inferior a 2 horas la

necesaria para llenar el tanque elevado.

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8. En lugares donde se disponga de energa elctrica, se recomienda que

la bomba sea accionada por motor elctrico de induccin debidamente

seleccionada de acuerdo con las caractersticas de la bomba .Este

caso los motores deber ser para corrientes del voltaje de la ciudad.

9. Los motores debern tener su alimentacin independiente derivada del

tablero de control. Los circuitos debern estar dotados de la proteccin

suficiente.

10. Todo motor elctrico deber identificarse por una placa fija en el cual

figure grabados de forma indeleble, los datos y caractersticas del

mismo o sea potencia, de corriente, voltaje, marca y nmero de serie u

cualquier otro dato que se considere de importancia.

11. Los equipos de bombeo para trabajo combinado con las cisternas,

tanques elevados, sistemas hidroneumticos y extincin de incendios,

deber estar dotados de interruptores automticos que garanticen su

adecuado funcionamiento.

12. Se recomienda la instalacin de interruptores alternadores para

garantizar el funcionamiento alternativo de las unidades de bombeo.

VI. DISEO DE TANQUES ELEVADOS

Puede clasificarse de la siguiente manera:

6.1. Tanques elevados para residencias o edificios de poca altura

Consideraciones a tomar en cuenta:

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a) Ubicacin.-Deben ubicarse en la parte ms alta del edificio y debe armonizar

con todo el conjunto arquitectnico. De preferencia estar en el mismo plano

vertical de la cisterna, para que sea ms econmico.

b) Diseo.-Para el diseo existen dos criterios:

Prefabricados.- Que pueden ser de plstico o de asbesto cemento .Hay de

diferentes capacidades desde 250 litros a 2000 litros.

De concreto armado o albailera.- Debe ser de seccin cuadrada y se debe

almacenar como mnimo 1 m3 o 1/3 del volumen de consumo diario, es decir:

=1

3 13

=

=

:

= .

= .

= .

c) Conexiones

1.- Tubera de impulsin a descarga libre debe llevar flotador.

2.-Tuberia de rebose, que se le hace descargar a una desage indirecto, con

una brecha de aire de 5 cm.

3.- Tubera de Limpieza.

4.- Alimentador o Alimentadores.

5.- Interruptor elctrico.

6.-Vlvula de compuerta.

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6.2. Tanque elevado para Grandes edificios:

Consideraciones a tomar en cuenta.

a) Ubicacin.- para edificios de 8 a 14 pisos la ubicacin est definido por

cuestiones arquitectnicas. Se ubica de preferencia sobre la caja de

ascensores o de la caja de escaleras. Siempre en la parte ms alta de la

edificacin no muy altos o en pisos intermedios cuando los edificios son

muy elevados.

b) Diseo.- par el edificio el volumen de este tanque debe contemplar el

volumen de agua contra incendios.

=

+ =

:

= .

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c) Agua contra incendios.-El clculo se hace considerando que 2 mangueras

estn funcionando simultneamente a una velocidad de 3 lit/seg. Durante

30 minutos; el tiempo en el cual arrojan aproximadamente 11 m3, volumen

considerando el diseo de edificios de oficinas o departamentos. Para

zonas industriales la velocidad que se considera es de 8 litros/seg.

Arrojando un volumen aproximado de 2x8x30x30= 28 m3

Como se tiene bloques de edificio, para calcular el volumen de agua contra

incendio se pone 2 mangueras.

El reglamento nacional de edificaciones nos dice que el agua contra incendios

deber estar en el tanque elevado.

d) Conexiones.-La siguiente figura representa un esquema de las diferentes

conexiones a tomarse en cuenta en un tanque elevado para edificios.

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VII. SALIDAS DEL TANQUE ELEVADO

Recomendaciones.-

En tanques de edificios altos, es conveniente que sean varios alimentadores.

Representa un esquema donde se indican la salida o salidas del tanque elevado.

Calculo de alimentadores de agua en un sistema indirecto.-

Se reduce a calcular la presin de salida mnima en el punto de consumo ms

desfavorable. Las presiones en los puntos de consumo ms desfavorable. Las

presiones en los puntos de consumo como este, se supone que van a ser mejores,

por lo tanto, el diseo se simplifica teniendo en cuenta que los dimetros que se

deben seleccionar, se hade solamente en funcin de la velocidad. Esto significa que

no deben ser mayores de 3 m/seg, los cuales estn especificados en el reglamento

nacional de edificaciones y se la en la siguiente tabla.

Dimetro en pulgadas Lmite de velocidad en m/ser

1.9

2.2

1 2.48

1 2.85

1 y mayores 3.05

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a) Punto ms desfavorable.- es el que se encuentra ms alejado del tanque elevado

horizontalmente y ms cerca verticalmente

b) Calculo de la presin en el punto de consumo mximo desfavorable.-

Se debe proceder de la siguiente manera:

1. Determinar la mxima gradiente hidrulica disponible Max, considerando el

ramal de distribucin que abastece el punto de consumo ms desfavorable.

La mxima gradiente hidrulica, representa el coeficiente entre la altura

disponible y la longitud equivalente.

SMax=He/L

He= Altura Equivalente.

L=Longitud Equivalente

Altura disponible.-Representa el resultado obtenido de descontar la presin

mnima requerida a la altura esttica entre el punto de consumo ms

desfavorable y el nivel mnimo en el tanque elevado.

Longitud equivalente.-Este dado por la longitud real de tubera a la que se

aumenta un determinado porcentaje de carga de accesorios. Se puede

estimar este porcentaje en 20%, como primer tanteo y para simplificada de los

clculos.

2. Obtener con la mxima eficiencia hidrulica y el gasto correspondiente los

dimetros para cada tramo; estos dimetros son tericos, por lo que se deben

considerar los dimetros comerciales.

3. Con ambos dimetros conocidos y los gastos respectivos en cada tramo, a

calcular gradiente hidrulica real.

4. Calcular la perdida de carga real, multiplicando la longitud equivalente por la

gradiente hidrulica real.

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5. Calcular la presin en el punto de consumo ms desfavorable, descontando a

la altura esttica total la perdida de carga en todos los tramos.

6. Tener en cuenta que cuando aumenta la altura esttica de un piso inferior,

tambin aumenta la presin, debiendo cumplirse cualquiera de las siguientes

condiciones:

Que la presin en un punto x en el nivel del piso inferior, deben ser igual a la

altura esttica del punto x menos la suma de prdidas de carga hasta el

punto x.

7. Verificar que la presin obtenida en el punto ms desfavorable sea mayor que

la presin mnima requerida. De lo contrario, ser necesario reajustar los

dimetros obtenidos.

CALCULO DE LAS PRESIONES EN LOS PUNTOS DE CONSUMO

Se debe tener en cuenta que habiendo se obtenidos la mxima presin en los puntos ms

desfavorables, el resto de los tramos requerirn de dimetros menores siempre que

cumplan con las condiciones lmites de velocidades y gastos. Se recomienda lo siguientes:

a) A partir del punto ms desfavorable, es necesario determinar la nueva gradiente

hidrulica, debiendo cumplir cualquiera de las dos condiciones expuestas

anteriormente .En ambos casos la longitud equivalente ser la que corresponda a la

trama que se est calculando.

b) A repetir el proceso de clculo anterior en los tramos subsiguientes, Se nota que a

medida que aumenta la altura esttica disponible, tambin la velocidad va

incrementndose, tambin la velocidad va incrementndose hasta calcular valores

superiores al mximo recomendable de 3m/seg, por ello el clculo se simplifica

seleccionando dimetros en funcin de la velocidad limite.

c) Proceder el llenado de las hojas de clculo a fin de ir verificando los resultados.