Instalaciones Sanitarias y Desagües Pluviales

 Muebles y especificaciones   instalaciones sanitarias: Tienen por objeto retirar de las construcciones en forma segura pero no necesariamente económica las aguas negras y pluviales además de establecer obturaciones o trampas hidráulicas para evitar que los gases y malos olores producidos por la descomposición de la materia orgánica salgan por los muebles o coladeras.   Aguas negras: Las aguas negras o aguas residuales debido a la gran cantidad y variedad de residuos que arrastra o también se les conoce como aguas servidas por el hecho de desecharlas después de usar un servicio. Se dividen por coloración: a) aguas negra: de mingitorios y WC b) aguas grises: vertederos y fregaderos c) aguas jabonosas: lavabos, regaderas, lavadoras etc...

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  Tipos de Muebles 

Porcelana



acero inoxidable



loza



de pedestal



Colgado



inodoro turco

Mingitorio   Accesorios de Muebles 

Bañera: Recipiente utilizado para bañarse. Pieza básica de los artículos sanitarios de los cuartos de baño.



regadera fija



regadera con extensión



tipo lluvia



Lavabo: es un recipiente sobre el que se vierte el agua para el aseo personal. Estas se dividen e Porcelana, Vidrio, Gres y Madera



Llave con sensor



Llave de toque



Llave convencional

  Ventilación sanitaria

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Sus ventajas: a) Equilibran las presiones b) Evitan el peligro de depresiones o sobrepresiones c) impiden la entrada de los gases a las habitaciones. d) Impiden en cierto modo la corrosión

Tipos de ventilación Existen tres tipos de ventilación, a saber: Ventilación primaria

Ventilación secundaria

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Doble ventilación

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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.

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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.

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. ¾ pág. 6



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.

 

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.

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

Cálculo de unidades de descarga

La unidad de medida para valorar el volumen de agua residual evacuada por unidad de tiempo, desde un determinado aparato o conjunto de aparatos sanitarios, es la llamada unidad de descarga o también llamada unidad de desagüe (UD). Este parámetro de medida, aplicable exclusivamente en instalaciones de evacuación de aguas residuales, es equivalente a un caudal de 0,47 l/s (28 l/min). Uno de los principales aspectos a considerar en el diseño de una red de evacuación es la selección de unas pendientes adecuadas a los recorridos horizontales de la red (colectores), así como unas velocidades de circulación en cada tramo, que aseguren una eficaz evacuación de las aguas residuales y/o pluviales, un adecuado nivel de aislamiento acústico, así como la seguridad mecánica y estructural de la propia red. 

Pendiente: Desnivel existente entre los dos extremos de una misma conducción, en instalaciones de evacuación y saneamiento, deben asignarse pendientes en los ramales correspondientes a tramos colectores, ya sean generales o de derivación. Las pendientes se expresaran siempre en porcentaje (%), en cuanto a estos, habrá que pág. 8

tener en cuenta, que deben ser tal que, a caudales bajos no se produzcan sedimentaciones y, por otro lado, a caudales altos, se eviten fuertes velocidades, que con presencia de materias y componentes abrasivos en su arrastre, pudieran deteriorar las conducciones.



Velocidad: Este concepto físico nos expresa la relación existente entre el espacio recorrido y el tiempo invertido para ello. En instalaciones de evacuación y saneamiento, es un factor vital en el que entre otros factores interviene, lógicamente, las pendientes asignadas a los diferentes tramos. El valor de la velocidad vendrá expresado, para este ámbito de las instalaciones, en m/s. Por lo general, y a pesar de que la Normativa referida no contempla el dimensionado mediante el estudio de velocidades, diremos que las velocidades medias mínimas deberían establecerse en torno a los 0,6 m/s, mientras que las máximas ideales se situaran entre 1,5 m/s y 2 m/s.



Sección: La sección de una tubería corresponde por definición, a la superficie circular de un determinado conducto, la relación física de este concepto se relaciona con otros parámetros comentados en apartados anteriores, como la velocidad y el caudal, según la expresión: Q = v x SA la cantidad de lluvia caída o precipitada sobre una cierta zona geográfica a lo largo de una hora. Este dato, permite establecer un valor de referencia aproximada con el que establecer el caudal y, en consecuencia, el diámetro de tubería a instalar en la red de pluviales del edificio.

La Intensidad de precipitación se valora según la relación altura de agua acumulada-tiempo de acumulación, por ello y, entre otras, la unidad de medida a utilizar serán mm/h. Dependiendo del origen o procedencia de las aguas a evacuar así como de la naturaleza o composición de la materia en suspensión de las mismas, las aguas residuales, pueden clasificarse en cuatro grupos: a) b) c) d) e)

Aguas Aguas Aguas Aguas Aguas

pluviales. fecales. usadas. de escorrentía superficial. freáticas.

De esta forma y como conclusión, las aguas a evacuar en el interior de una edificación se clasifican principalmente y en relación al tipo de red que deba provocar dicha evacuación en: 

Aguas pluviales: Si proceden, como se ha dicho, de la recogida de aguas de lluvia sobre la edificación. pág. 9



Aguas residuales: Procedentes de la unión entre la red de aguas fecales y usadas en el propio edificio.



Calculo de gastos de operaciones

Las instalaciones sanitarias, tienen por objeto retirar de las construcciones en forma segura, las aguas negras y pluviales, además de establecer obturaciones o trampas hidráulicas, para evitar que los gases y malos olores producidos por la descomposición de las materias orgánicas acarreadas, salgan por donde se usan los muebles sanitarios o por las coladeras en general. Dentro de la casa podemos tener dos sistemas: 1) Dinámicos (se conectan con la red exterior). 2) Estáticos o semi estáticos.- (los residuos son eliminados dentro de la misma zona de producción de estos). A las aguas residuales o aguas servidas, suele dividirse por necesidad de su coloración como:   

Aguas negras (A las provenientes de mingitorios y W.C. Aguas grises (A las evacuadas en vertedores y fregadero) aguas jabonosas (A las utilizadas en lavabos, regaderas, lavadoras, etc.,)

Como se ha venido mencionando el cálculo del gasto en las instalaciones sanitarias depende en gran medida del cálculo para las instalaciones hidráulicas. Aumentando solamente el desalojo del agua de lluvia.



Calculo de la red de drenaje

El diseño de redes de drenaje se ha realizado tradicionalmente de una manera determinista, definiendo un nivel de seguridad en términos de periodo de retorno asociado a una lluvia de proyecto considerada en el cálculo hidrológico e hidráulico. Sin embargo, la variable de entrada, lluvia, y otros parámetros que forman parte del diseño (por ejemplo, coeficientes de rugosidad de los conductos de la red) tienen una variabilidad y una incertidumbre que no se considera en el proceso de diseño y cálculo. El objetivo de esta tesina es comparar el resultado de un diseño realizado de manera determinista, con un análisis del comportamiento de la red donde se incluyan la variabilidad de la precipitación y la incertidumbre de los parámetros que definen el problema, utilizando el método de simulación de Monte Carlo. pág. 10

Para ello es necesario establecer un desarrollo matemático formal para el contexto del cálculo del nivel de seguridad y riesgo en el diseño de redes de drenaje y aplicar estos conceptos a un caso práctico: la red de drenaje de la cuenca de la Riera Roja en Sant Boi de Llobregat. La consecución este objetivo se explica siguiendo una serie de apartados que forman parte del desarrollo de esta tesina:    

Análisis de la problemática general del drenaje urbano. Presentación de los conceptos de peligrosidad y vulnerabilidad en el contexto del riesgo asumido en el diseño de los sistemas de drenaje urbano. Desarrollo de una metodología basada en el método de Monte Carlo para el cálculo de la vulnerabilidad en una red de drenaje. Aplicación de los desarrollos y concepto anteriores para el cálculo de la probabilidad de fallo de la red de drenaje de la cuenca de la Riera Roja en Sant Boi de Llobregat, teniendo en cuenta la incertidumbre de los parámetros de entrada: o Caracterización la cuenca de la Riera Roja y de su red de drenaje. Presentación de una propuesta de diseño (para su rehabilitación)

    

o o

según la metodología determinista tradicional. Uso y manejo del programa SWMM. Caracterización pluviométrica a partir de la serie del Observatorio

o o

Fabra. Cálculo de la peligrosidad mediante el programa BGPE. Cálculo de la vulnerabilidad mediante la técnica de simulación de

o

Monte Carlo. Cálculo de las probabilidades de inundación en la Riera Roja según

sea el volumen de caudal vertido en superficie. Los factores básicos involucrados en el diseño de una red de drenaje se especifican a continuación: o Determinación de la geometría de la red incluyendo: Perfil y trazo en planta. Cálculos de los diámetros y pendientes de cada tramo. Magnitud de las caídas necesarias en los pozos. o

La definición de la geometría de la red se inicia con la ubicación de los posibles sitios de vertido y el trazo de colectores y atarjeas. Se usan normas de carácter práctico, basándose en la topográfica de la zona y el trazo urbano de la localidad, aplicando las reglas siguientes:

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    

Los colectores de mayor diámetro se ubican en las calles más bajas para facilitar el drenaje de las zonas altas con atarjeas o colectores de menor diámetro. El trazo de los colectores y atarjeas se ubica sobre el eje central de las calles, evitando su cruce con edificaciones. El trazo debe ser lo más recto posible procurando que no existan curvas y cuando la calle sea amplia, se pueden disponer dos atarjeas, una a cada lado de la calle. La red de alcantarillado debe trazarse buscando el camino más corto al sitio de vertido. Las conducciones serán por gravedad. Se tratará de evitar las conducciones con bombeo.

 o

Se debe calcular el funcionamiento hidráulico del conjunto de tuberías, con el fin de revisar que los diámetros y pendientes propuestos sean suficientes para conducir el gasto de diseño de

 

cada tramo. Analizar con detalle las consideraciones y restricciones que sirven para disminuir los costos de construcción y evitar tanto fallas por razones estructurales como excesivos trabajos de mantenimiento. Al elaborar el diseño de una red de drenaje, se puede apreciar que el dimensionamiento de las tuberías depende de: tamaño del área por servir; coeficiente de escurrimiento; intensidad de la lluvia; y del periodo de diseño.





          Calculo de bajadas sanitaria

   Unidades de Descarga  Para la descarga de muebles sanitarios es recomendable emplear los diámetros indicados en la tabla No.1, en esta misma también se indican las Unidades

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Mueble

Tabla 1

TIPO DE MU

Be

Colad

L

Lava Lavabo

Fregade

Fregadero

Fregadero

Regadera do

Regadera múltip Tina con

Excusad

Excusado

Lavader

Lavadora de

Sillón dental o escupidera

40mm

1 U.M

Mingitorio pared

50mm

4 U.M

Mingitorio corrido por cada 60 cms.

40mm

2 U.M

Vertedero con fluxómetro (hospital)

75mm

8 U.M

Vertedero de aseo

75mm

3 U.M

Vertedero de aseo con sifón "P"

50mm

2 U.M

Vertedero de crujía

40mm

3 U.M

Baño con: Excusado de tanque Lavabo Tina o regadera Baño con: Excusado de fluxómetro

75 ó 100mm

6 U.M

75 ó 100mm

8 U.M

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Lavabo Tina o regadera Ramales Horizontales Los ramales horizontales son las tuberías que unen los muebles sanitarios a las columnas de bajada. Para seleccionar el diámetro apropiado puede hacerse con auxilio de la tabla No.2. Tabla 2

DIÁMETRO

4

5

7

1

1

2 *Máximo 2 excusados Bajantes o Columnas Son tubos verticales que recolectan las aguas negras y pluviales de los ramales horizontales. Para seleccionar el diámetro adecuado utilice la tabla No. 3 Tabla 3

DIÁM

4

5

7

1

1

2

2

3 **Máximo 6 excusados  

Colector Principal (Albañal)

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Es el ramal al cual se conectan todos los ramales horizontales y bajadas de aguas negras o pluviales. Para la selección del diámetro apropiado así como la pendiente, ver la tabla No.4 Tabla 4

DIÁMETRO mm 50 75 100 150 200 250 300 *No se permiten excusados **No se permiten más de 3 excusados.



Conductores de Ventilación

La ventilación tiene por objeto permitir la entrada de aire al sistema, facilitando la descarga del mismo. Así como permitir la salida de los gases provocados por la fermentación de materias orgánicas. Tabla 5

UDDIÁ NI ME I ÁTR DM O pág. 15

AEDE DT VE ERNTI SOLA CI MDON UERE E QU BLERI LADA E MA B XI CAMA OJ LO NANG EDITU CA D T DE ADVE DENTI A LA V CI EÓN N(Me T tro I s) L457112 A000050 Cm mm 000 Im mm m m m Ó m m m m N 484 06 mm m. 5126 0231 mm m m.. 5214 0066 pág. 16

mm m m.. 4493 02m 0 m .m m . 71931 50m 08 m .m5 m .m . 73 11 50 85 m m2 m .m . 76 51 50 52 m m2 m .m . 11 173 00 590 00 mm 5 m .m m . 12 172 00 167 00 mm 5 m . .m m . 15 952 00 m51 00 . m 5 m .m m . 13 6163 55 m619 00 . m m 8 m ..m m . pág. 17

16 52 00 m m

933 m 83 .m 6 .m .

19 56 00 m m

733 m 00 .m 5 .m .

11 59 00 m0 m

622 m 11 .m 5 .m .

26 00 00 m m

113 659 m 28 .m m ..

21 04 00 m0 m

113 226 m 26 .m m ..

22 913 02 m 03 00 .76 m0 m m m .. 23 772 06 m 64 00 .m 4 m0 .m m . 21 50 00 m0 m

33 80 m 5 .m .

22

31 pág. 18

55 00 m0 m

05 m 2 .m .

23 58 00 m0 m

21 40 m 7 .m .

25 56 00 m0 m

17 86 m m ..





      Aguas Pluviales En las tablas siguientes se muestra la capacidad de LAS BAJADAS DE AGUAS PLUVIALES, con diferentes precipitaciones, consideradas con un máximo de una hora, así como también la capacidad de las tuberías PLUVIALES HORIZONTALES. Tabla 6

DIÁMETRO DE COLUMNA

50 75 100 150 Tabla 7 DPRE I CIPI ÁTACI MÓN E EN T MM RPE P pág. 19

ND E IE N NT D E I 1% E N T O E 2 % 5711157111 0502505025 050050 ** 71176521187 55061114062 21 537 13211143211 04373192496 08249605563 11643319754 50699343066 00056000005 0 0 22118732111 01405000520 03260421110 005 0000

La ventilación en instalaciones sanitarias es el sistema que permite dar salida a los gases nocivos y malolientes de los albañales y otros conductos. Además favorece las funciones del sifón de la descarga de los muebles sanitarios, facilitando el equilibrio hidrostático y evitando que se pierda el sello hidráulico principalmente en céspoles. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Ensamblaje de tuberías de PVC extremos lisos con conexiones UNICOPLE Uniones cementadas Anclajes Unión de la tubería de PVCcon otro tipo de materiales Recomendaciones Pruebas de instalación pág. 20



Calculo de bajadas pluviales

El sistema pluvial pertenece a las instalaciones sanitarias, y por tal motivo se encuentra reglamentado dentro de las normas de O.S.N. La misión de un sistema de desagüe pluvial es la de evacuar debidamente y sin afectar a las propiedades vecinas, el agua de lluvia que puede recibir una parcela o lote tanto en superficie cubierta o libre. La función de un sistema de desagüe sanitario es la misma, la diferencia radica en que este desaloja las aguas servidas de una edificación. El primer criterio y el más importante es sin duda alguna la el gasto o caudal máximo que se deberá desaloja de una edificación cuando así se requiera. A partir de este criterio se presentan algunos otros que podríamos denominar secundarios, como lo son:    

cantidad de lluvia máxima en el área a desalojar intensidad de la lluvia zona de la lluvia clima de la región

Se considera que después de un cierto tiempo comenzada la lluvia máxima (unos pocos minutos), el agua caída sobre la cubierta, piso o superficie alcanza los diferentes elementos de evacuación tanto lineales (canaletas) y verticales (caños de bajada). El valor del caudal es S=área de la superficie recogida (m2) I max= intensidad máxima de precipitación (mm/h) e= coef. de escorrentía que se puede establecer igual a 1 para superficies impermeables. El cálculo de bajadas sanitarias se vuelve complicado desde el momento en el que se debe tomar en cuenta que no todos los muebles sanitarios desalojan la misma cantidad de aguas servidas. A tomar en cuenta también está el hecho de que no trabajan al mismo tiempo. Por esa y otras razones es recomendable tener tantas bajadas sanitarias como muebles sanitarios existan en la edificación, variando el diámetro de dichas bajadas según el tipo y la capacidad o cantidad de agua que estos muebles consumen y posteriormente desalojan.

 El tratamiento

Tratamiento de aguas residuales de

aguas

residuales consiste

en

una

serie

de

pág. 21

procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. La tesis fundamental para el control de la polución por aguas residuales ha sido tratar las aguas residuales en plantas de tratamiento que hagan parte del proceso de remoción de los contaminantes y dejar que la naturaleza lo complete en el cuerpo receptor. Para ello, el nivel de tratamiento requerido es función de la capacidad de auto purificación natural del cuerpo receptor. A la vez, la capacidad de auto purificación natural es función, principalmente, del caudal del cuerpo receptor, de su contenido en oxígeno, y de su "habilidad" para re oxigenarse. El objetivo del tratamiento de las aguas residuales es producir efluente reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado bio sólido o lodo) convenientes para su disposición o reutilización.    Generación de aguas residuales Éstas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías - y eventualmente bombas a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recolectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetos a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado. De donde provienen las aguas residuales provienen de diferentes partes como industrias y zonas habitacionales, por lo que están compuestas de partículas variadas, tanto en tamaños como en composición, refiriéndome solo al agua proveniente de una casa esta trae consigo un sin número de materia orgánica e inorgánica que es desalojada, para esto es necesario hacer una división de procesos de limpieza. 



Como se reconocen los tratamiento para las aguas de desecho pueden reconocerse en el proceso de limpieza, y se reconocen como primarios, secundarios y avanzados. Tratamiento Primario. Son los más sencillos en la limpieza del agua y tienen la función de preparar el agua, limpiándola de aquellas partículas cuyas dimensiones puedan obstruir o dificultar los procesos consecuentes. Estos tratamientos son, el cribado o las mallas de barreras, la flotación o eliminación de grasas y la sedimentación. o

mayas o barreras es importante remover la materia flotante que trae consigo el agua .Ya que si no se eliminan pueden causar pág. 22

daños a los mecanismos o bloquear las tuberías. Estas mallas también llamadas cribas tienen que ser diseñadas de un material anticorrosivo para evitar el desgaste con la fricción del paso del o

agua. eliminación de aceite y grasas es importante tener presente que llegan a la planta de tratamiento aceites y grasas provenientes de la basura producida por el hombre, estas pueden causar daños en los

procesos

de

limpieza

por

su

viscosidad.

Para solucionar este problema se colocan trampas para aceite, que pueden ser tan sencillas como tubos horizontales abiertos en la parte superior dispuestos en la superficie de los tanques con el fin de captar la película de aceite que flota en el agua. 

tratamiento secundario tiene el objetivo de limpiar impurezas cuyo tamaño es menor a las que se pueden captar por la decantación o rejillas, se basan en métodos mecánicos y biológicos. Estos sistemas al manejar aspectos biológicos son afectados por factores externos, por lo que se tienen que estudiar sus características y adaptación al sitio del proyecto para poder hacer una elección adecuada. o

Sistema de percolación estos sistemas pueden variar en diseño pero trabajan de la misma manera. Los filtros de escurrimiento son un modelo de percolador que se puede usar como referencia

o

para estudiar este sistema. Tratamiento anaeróbico son un poco más complejos que los antes mencionados, por ello considero pertinente comenzar con la descripción del concepto digestión anaeróbica, es el proceso mediante el cual los organismos catabolízan y asimilan sus alimentos en ausencia de oxígeno, e implícitamente de aire.

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