Diseño y Calculo de Instalaciones de Agua Potable_GUIA 1

DISEÑO Y CALCULO DE INSTALACIONES DE AGUA POTABLE SEGÚN EL RIDAA Procedimiento para diseño y cálculo de instalaciones de agua potable domiciliarias:

Para ejecutar el diseño y calculo de una instalación, se recomienda seguir el siguiente procedimiento y con ello lograr un dimensionamiento que asegura un correcto funcionamiento.

1.- Antecedentes del proyecto o construcción. Se requiere conocer el máximo de antecedentes tales como: - La planta de arquitectura o un croquis de la construcción. - Numero de habitantes de la vivienda. - Nivel socioeconómico de la vivienda según el número de baños, cocina, etc. Para determinar el gasto por dotación de la vivienda, utilizamos la siguiente tabla: Tipo de vivienda Casa con un baño y cocina Casa con un baño y medio, cocina y lavadero Casa con dos baños y medio, cocina y lavadero Casa con tres baños, cocina y lavadero

Dotación Lts/hab./día 200-250 300 350 400-450

- Determinar la superficie de jardines y prados los cuales gastan 10Lts/M2/Día. - Determinar si existen otros gastos de AP como por ejemplo piscinas. El gasto de piscinas se calcula con la siguiente formula: Gasto de piscina Lts/Día.= Volumen piscina (Lts) · cambios al mes / 30 días.

2.- Calcular el consumo máximo diario (CMD) de la vivienda. El CMD se expresa en Lts/Día. Y en M3/Día. Se obtiene al sumar el gasto por dotación, el gasto de riego y los otros gastos. CMD (Lts/Día)= (Nº Hab. · Dotación) + (M2Jardín · 10Lts/M2) + gasto piscina Lts 30 días. 3.- Calcular el gasto instalado (QI) de la vivienda. El QI se expresa en Lts/Min. Para calcularlo se suman todos los gastos de la vivienda y son: 1

- Gasto de artefactos sanitarios en AF Lts/Min. - Gasto de llaves de riego Lts/Min. - Gasto de piscina Lts/Min. Para obtener este gasto se debe aplicar la formula: Gasto de piscina (Lts/min.) = gasto mensual piscina / minutos de llenado. - Gasto de calefón. Para determinar el gasto de agua caliente hay que sumar el gasto de los artefactos sanitarios y considerar solo el 70% del volumen total del agua caliente. 4.- Calcular el gasto máximo probable (QMP). El QMP se mide en Lts/Min., para obtenerlo se debe conocer previamente el QI de la vivienda y se calcula con formula y ábaco. Para calcular el QMP se usa la formula: QMP (Lts/Mín.) = 1.7391 · QI^0.6891. = ¿? Lts/min 5.- Determinar el diámetro del medidor de agua potable (MAP) para la vivienda. Para determinar el diámetro del MAP se debe considerar los valores calculados para el: -CMD en M3/Día. -QMP en Lts/min. Conociendo estos valores y la tabla de medidores se puede determinar el medidor adecuado. Capacidad máxima de medidores. Diámetro del medidor. mm. 13 19 25 38 50 75 100 150

Consumo máximo diario. M3/Día (C). 3 5 7 20 100 275 450 1000

Gasto máximo probable (QMP) 50 80 117 333 -

- El medidor seleccionado debe ser capaz de alimentar el CMD y el QMP de la vivienda. Si resultan diámetros diferentes se debe usar el MAP de mayor diámetro. - Generalmente el diámetro del medidor y la cañería del arranque domiciliario son del mismo diámetro. 2

- También es posible usar un medidor que tenga el arranque con cañería de menor diámetro.

6.- Calcular la pérdida de carga o pérdida de presión en el medidor (JMAP) La perdida de presión se mide en MCA, habiendo determinado el medidor a usar en la vivienda. Se debe calcular la pérdida de presión en el medidor con la formula: JMAP = 0.036 · (QMP (real) / C (tabla)) ^2= ¿? MCA Si la JMAP resulta superior a 5MCA, se puede usar un medidor de un diámetro mayor, pero manteniendo el arranque domiciliario calculado en el punto anterior. 7.- Presión inicial en la instalación (Pi). - Se debe consultar a la empresa de agua potable de la zona la presión que hay antes del medidor. - En general la presión inicial es de 14MCA a la entrada del medidor. - Siempre la Pi se debe expresar en MCA. 8.- Trazar la instalación y determinar tramos. - Se debe dibujar una planta de la vivienda a escala 1:100 (Como escala de referencia), marcar la ubicación de los artefactos del medidor y trazar la trayectoria de las cañerías. Los puntos de los tramos de la instalación se ubican en: - Punto (0), se ubica antes del medidor. - Punto (1), se ubica después del medidor. Estos puntos originan el tramo 0-1. Los demás puntos se ubican en: - Cambios de diámetro de cañerías. - En los puntos de alimentación de artefactos. - En otros puntos de consumo de agua. ÷Los tramos se identifican con dos números, tramos (0-1) y/o con dos letras, tramo (a-b). 9.- Calcular la presión disponible (P.Disp.) después del medidor. La P. Disponible se mide en MCA, se calcula restando a la presión inicial (Pi) punto (0) la pérdida de carga producida en el medidor JMAP, se usa la formula: P. Disp. = Pi – JMAP

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La presión disponible así calculada equivale a la presión que hay en el punto (1) ubicado después del medidor. La presión en el punto (1) tiene una doble interpretación: - En el tramo 0-1: en este tramo equivale a al presión final en el tramo. - En el tramo 1-2: en este tramo equivale a la presión disponible al inicio del tramo. La presión final en cualquier punto de consumo debe ser igual o superior a 4MCA.

10.- Calculo del gasto instalado QI y el QMP del tramo. El QI y el QMP se miden en Lts/Mín. el Qi es la suma de los gastos de los artefactos que son alimentados por la cañería de distribución del tramo. Se consideran todos funcionando. El QMP del tramo se calcula de igual forma en lo indicado en el punto 4 de esta misma guía. Es decir, se puede realizar con formula y con el ábaco.

11.- Determinar el diámetro interior (Di) en las cañerías de distribución. Para conocer el D de las cañerías debemos conocer: - El gasto máximo probable QMP del tramo en Lts/Min. - Que la velocidad del agua en el interior de las cañerías (V) debe ser igual o menor a 2,5 Mts/seg. Se recomienda usar una velocidad de 2 Mts/seg. - El diámetro de una cañería se calcula con la formula: D m/m = RAIZ DE (21,22 x QMP) V Simbología: D = Diámetro interior (Di) de cañería en mm. V = Velocidad del agua mt/seg. QMP = Gasto max. Probable en Lts/Min.

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D nominal (Dn) en Cu D interior (Di) en Cu 13 mm o ½” 13.84 mm 19 mm o ¾” 19.94 mm 25 mm o 1” 26.04 mm Otras formulas son: V = 21,22 x (QMP) (D2) QMP = D2 x V 21,22

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GASTO INSTALADO DE ARTEFACTOS SANITARIOS EN Ltrs/Min Inodoro Baño lluvia Baño tina Lavatorio Lavaplatos Lavadero Llave jardín de ½” Llave jardín de ¾”

= Wc = 10 Ltrs/Min = Bll = 10 Ltrs/Min = B° = 15 Ltrs/Min = L° = 8 Ltrs/Min = Lp = 12 Ltrs/Min = Lv = 15 Ltrs/Min = LLJ 13 mm= 20 Ltrs/Min = LLJ 19 mm= 50 Ltrs/Min

12.- Determinar el largo del tramo “L”. - El largo de cada tramo, se obtiene desde un croquis a escala o desde un plano, se mide usando el escalímetro, se expresa en metros. 13.- Determinar el largo total “LT” del tramo. El largo total o de cálculo de un tramo esta formado por: - El largo de la cañería del tramo “L”. - El largo de la cañería para considerar los fittings y griferías, con ello se estima le pérdida de presión que producen estos elementos. Para considerar los fittings y griferías en metros de cañería existen los siguientes métodos: A- Método del 50%: Este método estima que se debe aumentar el largo del tramo “L” en un 50%, es decir 50% x L y se anota en la columna correspondiente. LT = LT (L + 50%)

LT = L x 1,5

De acuerdo con el reglamento, este método es apropiado hasta medidores de 13 mm. Por ser poco exacto. B- Método de longitud equivalente por accesorios: Este método utiliza el cuadro anexo Nº 4 del RIDAA. El cual indica a cuantos metros de cañería equivalen a cada fittings o grifería que tiene el tramo, estos metros de cañería se deben sumar y anotarse en la columna “+L. eq” columna.

14.- Calcular la pérdida de presión “J” en cañerías. -

La perdida de presión o carga se presenta en las cañerías y en los accesorios. Para calcular “J” se usan: ábacos, formulas y tablas.

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Simbología: J = Pérdida de presión en M.C.A. QMP = Consumo Máximo Probable del tramo en Lts/Min. D = Diámetro interior efectivo de la cañería en mm.

I.- Calcular pérdida de presión en cañerías “J”.

A- Calcular “J” con ábacos: Se debe usar el ábaco correspondiente al tipo de material de la cañería y al tipo de agua fría o caliente. Usar los ábacos que están en el RIDAA.

B- Calcular ”J” con fórmulas: Se utilizan las siguientes fórmulas según el tipo de agua:

Agua Fría:

J = 676,745 x QMP ^1,751 Di ^4,753

Agua Caliente:

J = 545,045 x QMP ^1,751 Di ^4,573

C- Calcular “J” con tablas: Estas tablas se obtienen al tabular los resultados de las fórmulas, son muy prácticas, se usan solo en agua fría.

II.- Cálculo de la pérdida de presión en accesorios “J.SING” El método exacto utiliza para calcular la pérdida de presión en accesorios la formula: J sing = K x (V2) (2 x g) J sing = K x (V2) (19,62)

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Simbología: K = Coeficiente de perdida singular según tabla, ver RIDAA. V = Velocidad del agua en la cañería en Mts/Seg. G = Aceleración de gravedad 9,81 Mts/Seg. J sing = Perdida de presión en M.C.A. 15.- Calcular la pérdida de presión en el tramo “J Tramo” en M.C.A. Este valor se obtiene de la siguiente forma: - Al multiplicar el largo total del tramo “LT” por la pérdida por metro de cañería “J”: J Tramo = LT x J - Al multiplicar el largo del tramo “L” por la pérdida por metro de cañería “J” y sumando las pérdidas singulares del tramo “J sing”: J Tramo = (L X J) + J sing

16.- Diferencia de cota “DC” MTS. En esta columna se anota la diferencia de altura, que hay entre el medidor y el punto de consumo. Se expresa en metros. La DC puede ser positiva o negativa.

DC 0

1

Cota 0,00

DC +

2

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17.- Presión disponible “P.D” Es la presión que existe en el inicio del tramo, se mide en M.C.A. Ejemplo: En el tramo 4 – 5. La “P.D” es la presión que existe en el punto 4.

18.- Presión Final “P.F” Es la presión que existe en el Punto Final de un tramo. Se mide en M.C.A. En el ejemplo anterior, la “P.F” es la presión que hay en el punto 5.

19.- Columna Punto. En esta columna se anota el Punto Final del tramo.

20.- Columna Observación. En ella se anota cualquier dato importante como ser fittings y llaves considerados en el tramo, etc.

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Ejemplo del Cuadro de gastos de una vivienda tipo

CUADRO DE GASTOS ARTEFACTOS Tipo WC Lº LP Bo LLJ

Cantidad 1 1 1 1 1

TOTAL L/Minuto

L / MINUTO Unitario 10 8 12 15 20

Total 10 8 12 15 20

Q Instalado 65

Q Probable 30.87 L/Minuto NOTA: Calculo (Q.I.) Según gastos de N.CH. 2485 Of. 2000 AREA VERDE Nº 1 2

SUPERFICIE M2 205 123.74

DOTACIÓN (LTS/M2/DÍA) 5 5

CONSUMO (M3 / DÍA) 1.025 618.7

DIAMETRO (mm) ADOTADO DE MAP 15 15

CALCULO DE MEDIDORES PARA AREAS VERDES +

TRAMO

Q.I.

QMP

DIAMETRO

VEL

LARGO

L

M-MAP

65

30.87

25.00

1.05

5.50

8.25

50 %

J (100)

JxL

J AC

6.23

0.51

0.51

Ejemplo de tabla de cálculo de Diámetros de cañerías:

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ANALISIS DE LA TABLA DE CÁLCULO: Ahora que está todo listo para iniciar el cálculo de los diámetros de las cañerías se analizara la tabla columna por columna: Tramo: Corresponde al par de puntos que se toman como referencia para separar por tramos la instalación. Longitud equivalente: El método utilizado para los cálculos es el método de longitud equivalente el cual sólo toma en cuenta las pérdidas de presión producidas por el roce entre la cañería y el agua, dejando de lado otros elementos, es por esa razón que al largo real del tramo se le debe sumar un 50%, o sea el largo del tramo se debe multiplicar por 1.5. Diámetro: Es el diámetro de cañería que intentaremos para la instalación; es sólo una tentativa ya que la tabla nos indicará si nuestra elección fue la correcta o debemos cambiar el diámetro de la cañería. QI: Es el gasto instalado de cada tramo, se debe poner especial atención en los artefactos que se están alimentando en cada tramo para no cometer errores. QMP: Es el gasto máximo probable de cada tramo se calcula de acuerdo al QI del tramo pero se puede obtener de la tabla de pérdidas de presión, debe tener siempre claro que el QMP es el mismo que el QI en tramos donde se tiene 1 solo artefacto. Velocidad: Se debe calcular en cada tramo, se calcula para estar seguros que no se sobrepasen los 2.5M/seg en tramos exteriores y los 2M/seg en los tramos interiores. Por acuerdo se ocupara una velocidad promedio de 2 M/seg. La J: es la pérdida obtenida por la tabla y/o formula. J Tramo: Es la pérdida J (de la tabla), multiplicada por la longitud equivalente, es la pérdida de presión que tendrá el tramo calculado. J Acumulada: Es la pérdida acumulada en los tramos anteriores, está no puede exceder el valor establecido de J. Además, debe tener cuidado de sumar la pérdida anterior a la actual sólo en los tramos que corresponde, en la tabla es aconsejable que estén separados por colores los tramos que deben ser sumados, pero como recomendación debe fijarse en las letras y/o números de los tramos. Cota Piezometrica: Son las cotas de las instalaciones, como cuando sube la cañería a un nivel de la casa o a un 2º piso. Cota Artefacto: Se refiere a la cota del artefacto. Presión: Es la presión del punto final del tramo, se obtiene restando la presión inicial del tramo menos la pérdida del tramo menos la cota cuando exista y siempre que el agua vaya subiendo, en esta columna debe tener el mismo cuidado que en la columna de la J acumulada.

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