Memoria de Calculo Sistema de Aprovechamiento Pluvial

MEMORIA TECNICO-DESCRIPTIVA DEL PROYECTO DEL SISTEMA DE

APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES

PARA LA OBRA DESTINADA A:

UBICACIÓN:

PROYECTO:

ABRIL DEL 2013

DESCRIPCION GENERAL El proyecto en cuestión contempla la implementación de un sistema de Aprovechamiento de las Aguas Pluviales, dentro de la obra destinada a… Dicho requerimiento obedece a que el predio en comento no contará con el área libre mínima permeable, requerida por la Norma 4 de los Ordenamientos Generales del Programa Delegacional de Desarrollo Urbano para el Distrito Federal, por lo que se implementará un sistema alternativo de aguas pluviales dentro del inmueble, que sustituya los requerimientos del Programa Delegacional antes citado; debidamente aprobado por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX), del Gobierno del Distrito Federal. De acuerdo al estudio de mecánica de suelos, la estratigrafía encontrada en la zona imposibilita la infiltración de las aguas de lluvia hacia el subsuelo; ante tal situación, se requiere la implementación de un sistema pluvial que contemple el Aprovechamiento de las mencionadas aguas en los diferentes usos dentro del inmueble y que no requieran del uso obligatorio de agua potable, para lo cual solicitó que el mencionado sistema se presentara mediante su correspondiente Proyecto Ejecutivo, para su visto bueno correspondiente. Cabe señalar que el sistema solicitado por la normatividad en la materia que permita compensar la sustitución del área libre permeable dentro del predio, le corresponde al Sistema de Aprovechamiento de las Aguas Pluviales; sin embargo, con la finalidad de aprovechar aún mas las aguas pluviales durante la epoca de lluvias y dadas las características propias del inmueble, el cual por tratarse de un Conjunto de Comercios y Oficinas, cumple con las condiciones óptimas para aprovechar las mencionadas aguas en WCs, Mingitorios y para el lavado de automóviles y patios. En términos generales el sistema de aprovechamiento de aguas pluviales a implementarse dentro del Conjunto de Comercios y Oficinas, consiste en captar la totalidad de las aguas pluviales que escurren dentro del predio mediante una red propia, con la finalidad de encausarlas por gravedad, hacia una estructura de almacenamiento y regulación de las mismas, previo proceso de filtrado con la finalidad de evitar al máximo la introducción a la cisterna de basuras o arenas que en el corto y mediano plazo azolven dicha estructura y que puedan originar problemas en su operación y mantenimiento futuros. Por otro lado, por lo que respecta al control de excedencias de las aguas pluviales que no se logren aprovechar en algún momento determinado, la cisterna de almacenamiento contará con una tubería de vertido que a su vez descargue dichas aguas hacia la red general de drenaje sanitario, para su posterior vertido a la red Municipal de Drenaje de la Zona.

OBJETIVO. El objetivo del presente proyecto, es el de realizar el diseño geométrico e hidráulico del sistema de aprovechamiento de las aguas pluviales captadas dentro del predio localizado en …, mediante el diseño del Proyecto a Nivel Ejecutivo, de las instalaciones, redes, obras y detalles complementarios correspondientes, a fin de justificar el funcionamiento de dicha infraestructura y generar la información suficiente para la construcción de las obras correspondientes al propio sistema de aprovechamiento de las aguas pluviales dentro del predio.

MEMORIA DE CALCULO DEL SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES. Como se mencionó anteriormente, el sistema de aprovechamiento de las aguas pluviales consistirá en la captación del total de las aguas que escurran dentro del predio, hasta su conducción y descarga mediante una red propia hacia una cisterna de regularización y almacenamiento de las mismas, para su posterior aprovechamiento en los WC’s y Mingitorios de los servicios sanitarios con que cuenta el Conjunto de Comercios y Oficinas, así como en llaves de manguera para el lavado de automóviles y patios; por otra parte se aclara que el aprovechamiento para el lavado de automoviles y patios, se realizará mediante la instalación de 25 llaves de manguera (5 llaves en cada nivel de sótano), un sistema de distribución independiente que constará de 4 tinacos en la zona de azoteas para la regularización de las aguas pluviales y mediante una red propia de distribución se alimentará a los WC’s y Mingitorios de los servicios sanitarios y a 25 llaves de manguera que a su vez serán alimentados por dichos tinacos; por otra parte se aclara que durante época de estiaje se tiene previsto en la cisterna pluvial una llegada de agua potable de la toma municipal que alimentará a dicha cisterna con un volumen mínimo que a su vez será controlado mediante un flotador de alta presión, a efectos de que la cisterna pluvial cuente durante todo el año con un volumen constante de agua para alimentar a los WC’s, Mingitorios y llaves de manguera, en virtud de la demanda inminente que reclaman los referidos servicios. A fin de contar con los elementos suficientes para el diseño de las estructuras y obras complementarias del sistema de aprovechamiento de aguas pluviales, será necesario primeramente obtener el gasto pluvial que escurrirá dentro del predio, por lo que se procederá al cálculo del mismo de acuerdo con la siguiente secuela:

BASES DE DISEÑO DEL GASTO PLUVIAL. Los datos para la elaboración del proyecto, fueron tomados de las recomendaciones técnicas proporcionadas por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México (Tomos: AL-100-85 y AL-20085) y del Propio Manual de Hidráulica Urbana, Tomo I. Las consideraciones básicas tomadas para la elaboración del proyecto, fueron: a) Aplicar el Método Racional Americano para la evaluación de los gastos pluviales.

b) El coeficiente de escurrimiento para la aplicación del Método anterior, deberá determinarse en base a los diferentes usos del suelo. c) La intensidad de lluvia de diseño deberá obtenerse en base a las curvas de igual altura para el Distrito Federal, según ubicación del predio. d) La velocidad máxima permitida es de 3.0 m/seg y la mínima de 0.6 m/seg, en condiciones normales. e) La profundidad mínima de la tubería será de 0.75 m., considerando un mínimo sobre lomo de tubo de 0.60 m. f) El diámetro mínimo de las tuberías será de 10 cm.

DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO De acuerdo a los valores típicos de escurrimiento, recomendados en la tabla 3.11 del Manual de Hidráulica Urbana, Tomo - I, del SACMEX, y de acuerdo a los diversos usos del suelo en el interior del predio, se obtiene un coeficiente de tipo ponderado de la siguiente forma: U SO DEL SU ELO

AREA

% DE AREA

COEFICIEN TE

%C

Area de Desplante

2,027.44

59.92

0.90

53.93

Area Libre

1,356.03

40.08

0.90

36.07

Area Total del Predio

3,383.47

100.00

TOTAL =

90.00

Por lo que se obtiene un coeficiente ponderado para los diversos usos del suelo dentro del predio de: C = 90 % = 0.90

CALCULO DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA Considerando las recomendaciones de diseño para el alcantarillado del Sistema de Aguas de la Ciudad de México (Tomo: AL-100-85), se determinó la intensidad de lluvia para diseño, aplicando la siguiente expresión:

I

60 Hp Tc

Para aplicar la expresión anterior fue necesario primeramente determinar la duración y el periodo de retorno para la tormenta de diseño, según la importancia de las obras y las duraciones promedio de las tormentas que se presentan en el Valle de México, por lo cual con el apoyo de la Tabla (3.1)

del Manual de Hidráulica Urbana, se determinó que el periodo de retorno recomendado para este tipo de obras es de 5 años y la duración considerada de 60 minutos. Una vez determinados estos parámetros, se procedió a determinar la precipitación pluvial base, con el apoyo de las curvas de igual altura de lluvia en el Distrito Federal, (Figura 3.6), calculada para una duración de 30 minutos y 5 años de periodo de retorno, obteniéndose una lluvia de: Hp (base) = 33 mm De la lámina 1.6 (se anexa al final), se ajustó la precipitación pluvial base, asociada a un periodo de retorno de 5 años y una duración de 60 minutos con la siguiente expresión: Hp (5,60) = (Hp base)(Ftr)(Fd)(Fa) donde: Hp (5,60) = Altura de precipitación para un periodo de retorno de 5 años, duración de 60 minutos y una área determinada, en mm. Hp base = Altura de precipitación para un periodo de retorno de 5 años y una duración de 30 minutos, en mm. Ftr = Factor de ajuste del periodo de retorno, adimensional. Fd = Factor de ajuste que afecta la duración de la tormenta, adimensional. Fa = Factor de reducción por área, adimensional. El factor de ajuste por área se obtendrá mediante la aplicación de la siguiente tabla:

Area (km2) Fa

2

10

20

1.0

0.96

0.87

Sustituyendo los valores de ajuste en la ecuación anterior, se tiene: Hp (5,60) = (33)(1.0)(1.20)(1.0) = 39.60 mm

Aplicando la expresión de la intensidad de lluvia:

I

60 Hp Tc

donde: I = Intensidad de lluvia, en mm/hr Hp = Altura de Precipitación, en mm 60 = Factor para convertir en horas Tc = Tiempo de concentración, en minutos

Sustituyendo el valor de Hp = Hp(5,60) y haciendo la consideración de que la duración efectiva será igual al tiempo de concentración, se tiene:

I

60 Hp (60)(39.60)   39.60 mm hr . Tc 60

CALCULO DEL GASTO PLUVIAL Para calcular el gasto pluvial, el SACM recomienda en el Manual de Hidráulica Urbana la aplicación del Método Racional Americano, propicio para pequeñas cuencas urbanas, su expresión es la siguiente: Q = 2.778 C I A En donde: Q = Gasto Pluvial de Diseño, en L.p.s. I = Intensidad de Lluvia, en mm/hr A = Area drenada en Ha. (la cual corresponderá al área total del predio), es decir A = 3,383.47 m² = 0.338347 ha. 2.778 = Factor de Conversión a L.p.s.

Sustituyendo en la expresión anterior los datos de proyecto, se tiene: Q = (2.778)(0.90)(39.60)(0.338347) = 33.50 L.p.s.

CALCULO DE LA CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE LA CISTERNA DE AGUAS PLUVIALES.

La capacidad de almacenamiento de aguas pluviales esta en funcion del gasto pluvial a captarse dentro del predio y del tiempo de duracion de la tormenta de diseño, que para nuestro caso corresponde a lo siguiente: Gasto Pluvial = 33.50 L.p.s. Duracion de Tormenta de Diseño = 60 minutos = 3600 seg. Cap. de Cisterna = (33.50 L.p.s.)(3600 seg.) = 120,600 Lts. Por tanto ajustando valores, se tiene que:

Cap. Cisterna Pluvial = 121,000 Lts. = 121.0 m³ (Ver detalles constructivos y localización en los planos SA-ALS02 y SA-ALDC).

Dicho Volumen corresponde al volumen mínimo que se requiere para las aguas pluviales dentro del predio.

DETERMINACION DEL DIAMETRO DE LA COLUMNA DE BAJADA DE AGUA PLUVIAL (B.A.P.) Para el diseño de las bajadas de agua pluvial se utilizó una intensidad de 150 mm/hr. con tormentas cuya duración es de 5 minutos. En el reglamento de ingeniería sanitaria relativa a casas, edificios, dice que por cada 100 m² de azotea o de proyección horizontal en techos inclinados, se instalará por lo menos una bajada de 7.5 cm de diámetro o una área equivalente. Bajo esta norma y siguiendo la tabla que a continuación se muestra se determinaron las bajadas pluviales.

CAPACIDAD DE BAJADAS DE AGUA PLUVIAL (EXPRESADA EN METROS CUADRADOS DE AZOTEA) DIAMETRO

INTENSIDAD MEDIA MAXIMA ANUAL

DE LA B.A.P.

DURACION DE LA TORMENTA 5 minutos

(en mm.)

75mm/hr.

100mm/hr.

125mm/hr.

150mm/hr.

200mm/hr.

50

50

38

30

25

19

63

91

68

55

46

34

75

148

111

89

74

56

100

320

240

192

160

120

125

580

435

348

290

217

150

943

707

566

471

354

200

2030

1523

1218

1015

761

En el presente proyecto se tendrán 8 bajadas en todo el conjunto. De acuerdo con la tabla anterior se concluye lo siguiente para las bajadas de agua pluvial del conjunto: COLUMNA

AREA DE AZOTEA m2

DIAMETRO DE B.A.P (en mm).

1

454.43

200

2

416.54

150

3

236.19

150

4

419.52

150

5

591.19

200

6

553.67

200

7

191.55

150

8

520.38

200

Nota: De acuerdo con la tabla de “Capacidad de Bajada de Agua Pluvial”, a cada una de las 8 bajadas le corresponderá un diámetro de acuerdo con la tabla “CAPACIDAD DE BAJADAS DE AGUA PLUVIAL”, con lo cual se cumplen los criterios anteriormente citados.

CALCULO DEL SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES El sistema de aprovechamiento de aguas pluviales consistirá en alimentar a 38 WC (5 en planta baja, 5 en piso 1, 3 en piso 2, 3 en piso 3, 3 en piso 4, 3 en piso 5, 3 en piso 6, 2 en piso 7, 3 en piso 8, 3 en piso 9, 3 en piso 10 y 2 en piso 11), 10 Mingitorios (2 en planta baja, 2 en piso 1, 3 en piso 7 y 3 en piso 11) y 25 llaves de manguera para el lavado de automóviles y patios; dicho sistema contará con una red propia para tal abastecimiento, con tanques elevados propios y un sistema de bombeo independiente. Cabe aclararse, que dicho sistema funcionará en forma independiente al sistema de agua potable; para la epoca de estiaje se tiene previsto una interconexión en la toma domiciliaria de agua potable del inmueble, donde con un tirante mínimo de operación en la cisterna de agua pluvial será alimentada con agua potable a partir de dicha toma, con la finalidad de que durante la epoca de lluvias la cisterna pluvial cuente con la capacidad suficiente para que sea provista de este tipo de líquido (vease esquema de funcionamiento en los planos correspondientes). Una vez aclarado lo anterior, se procederá al diseño de las obras de infraestructura involucradas para el sistema de aprovechamiento pluvial, de acuerdo con la siguiente secuela:

ALIMENTACION DE AGUA PLUVIAL A LOS MUEBLES SANITARIOS El cálculo de diámetros para tuberías, se basa en el tipo y cantidad de muebles sanitarios, de tal manera que el sistema empleado para determinar dichos diámetros, es mediante la Unidad Mueble desarrollada por HUNTER. - Para esto se determina el total de unidades mueble de los muebles sanitarios de los departamentos del conjunto. - Con el total de unidades mueble de consumo se determina la demanda de agua (en L.p.s.) para satisfacer a la totalidad de WC’s, Mingitorios y 25 llaves de manguera para el lavado de autos y patios y con esto se determina el diámetro de la tubería general de alimentación requerida a partir de los Tinacos Elevados de alimentación pluvial hacia los mencionados servicios. - Debido a que el Conjunto de Comercios y Oficinas contará con 38 WC’s (10 WC´s con fluxómetro, los cuales se ubican en planta baja, primero y segundo nivel y 28 WC’s con tanque, ubicados del piso 2 al 11), 10 Mingitorios (4 con fluxómetro, los cuales se ubican en planta baja y primer nivel y 6 con llave de resorte, ubicados en los pisos 7 y 11), así como 25 llaves de manguera para el lavado de autos y patios del inmueble; por tanto la determinación de caudales de alimentación de agua pluvial corresponde a:

U.M. ALIMENTACION PLUVIAL (FLUXÓMETRO) MUEBLE

CANTIDAD

U.M./MUEBLE

U.M.-TOTAL

WC

10

3

30

MINGITORIO

4

3

12 42 U.M./ALIM.

Según R.B. Hunter (Tabla No. 4, se anexa al final), 42 U.M., equivalen a 2.96 L.p.s.

U.M. ALIMENTACION PLUVIAL (TANQUE) MUEBLE

CANTIDAD

U.M./MUEBLE

U.M.-TOTAL

WC

28

1

28

MINGITORIO

6

2

12

LLAVE DE MANGUERA

25

1

25 65 U.M./ALIM.

Según R.B. Hunter (Tabla No. 4, se anexa al final), 65 U.M., equivalen a 2.18 L.p.s.

Gasto total del Conjunto = U.M. Alimentación Pluvial (fluxómetro) + U.M. Alimentación Pluvial (tanque) = 2.96 L.p.s. + 2.18 L.p.s = 5.14 L.p.s. Debido a que el sistema de aprovechamiento pluvial esta destinado a WC’s, Mingitorios y llaves de manguera para el lavado de automóviles y patios, se optó por considerar al 80% la probabilidad de empleo del total de los servicios. El gasto total demandado por los servicios de WC’s, Mingitorios y llaves de manguera del Conjunto de Comercios y Oficinas corresponde a 5.14 L.p.s., pero debido a que únicamente se empleará el 80% de este gasto, como gasto de diseño, se tiene Q = (5.14 L.p.s.) (0.80) = 4.11 L.p.s. Por lo tanto, el gasto de bombeo que demandará el conjunto será: Qbombeo = 4.11 L.p.s.

CALCULO DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA PRINCIPAL DE ALIMENTACION A LOS MUEBLES SANITARIOS (A PARTIR DE LOS TINACOS ELEVADOS DE AGUA PLUVIAL). Debido a que se tendrá un ramal independiente de alimentación de agua a partir de los tinacos elevados, dicho conducto deberá ser capaz de alojar el gasto máximo instantáneo demandado por los WC´s, Mingitorios y las llaves de manguera, es decir un gasto de 4.11 L.p.s. Por tanto: D=

4Q V

La velocidad “V” se considerará de 1.5 m/seg., con la finalidad de evitar pérdidas por fricción importantes en la tubería; por tanto:

D

4Q (4)(0.00411)   59.07 mm. V (3.1416)(1.5)

Por lo que el ramal de alimentación de agua pluvial a los muebles sanitarios, a partir del tanque elevado, será de un diámetro comercial próximo al teórico obtenido, de 64 mm (2½").

De la tabla de Unidades Mueble, se determinó el gasto para cada mueble sanitario y así sucesivamente la acumulación de estas unidades por tramo, de tal manera de obtener los diámetros como se indica en el plano correspondiente.

SELECCION DE LOS EQUIPOS DE BOMBEO A EMPLEAR. En el cuarto de maquinas (Ver ubicación en plano SA-ALS05), se ubicará la cisterna general de almacenamiento, así como los propios equipos de bombeo, con todos sus accesorios y equipamiento en general. A partir de dicho equipo de bombeo se elevará el agua hacia los tanques elevados de aguas pluviales, donde a partir de éste y mediante gravedad, se distribuirá el agua a cada uno de los 38 WC’s, 10 Mingitorios y 25 llaves de manguera ubicadas para el lavado de automóviles y patios.

SELECCION DE LOS EQUIPOS. 1.- GASTO DE DISEÑO Como se señaló anteriormente, corresponde al 80% del gasto total de aguas a suministrar en todo el conjunto, para este caso será: Gasto de Diseño = 4.11 L.p.s.

CALCULO DE LA CARGA DINAMICA TOTAL. (C.D.T.) Esta se define como: C.D.T. = H + Hs + hfs + hfd + hv Siendo:

H = 66.60 m Hs = 3.37 m Para el cálculo de pérdidas en la succión y descarga (hfs y hfd), se utilizará la fórmula de Manning de acuerdo a lo que establecen las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Ejecución de Obras e Instalaciones Hidráulicas (publicadas en la Gaceta Oficial del Distrito Federal, Tomo II, de Fecha 06 de Octubre del 2004, página 127), sección 2.6.3, inciso A. Para calcular las pérdidas hfs y hfd primeramente obtendremos los diámetros para la descarga y para la succión respectivamente del equipo de bombeo. Qbombeo = 4.11 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00411)   59.07 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo que el diámetro comercial será de 64 mm (2½") en la descarga y para la succión el diámetro será de 76 mm (3"). (Cabe aclararse que los diámetros comerciales en la descarga y en la succión, con que cuentan los equipos de bombeo por seleccionarse cuentan con un diámetro de 64 mm (2½") a 76 mm (3") respectivamente). Nota: El cálculo de velocidad para este diámetro se realiza en la sección de cálculo de pérdidas en la descarga (hfd).

Calculo de "hfs" empleando tubería de cobre cuya n = 0.009 Tubería de 76 mm (3") de Ø __________________________________ 3.37 m Pichancha de 76 mm (3") de Ø ________________________________ 20.00 m Conector cuerda exterior de 76 mm (3") de Ø ____________________ 1.60 m Tuerca unión de 76 mm (3") de Ø (2 pzas) ______________________ 3.20 m Codo de 90° de 76 mm (3") de Ø ______________________________ 2.10 m Conector cuerda interior de 76 mm (3") de Ø ____________________ 1.60 m Total = 31.87 m Calculando las pérdidas mediante la fórmula de Manning, cuya expresión es la siguiente: hfs = KLQ²

donde: 10.3 n² (10.3) (0.009)² K = -------------- = ----------------------- = 776.81 D16/3 (0.076) 16/3 Por tanto: hfs = (776.81) (31.87) (0.00411)² = 0.42 m Y la velocidad será: Q 0.00411 V = ------ = --------------------- = 0.91 m/seg. A 4.54 x 10-3

- Calculo de "hfd" considerando tubería de Cobre tipo "M" cuya n = 0.009 Conector cuerda exterior de 64 mm (2½”) de Ø ______________________ 1.30 m Tuerca unión de 64 mm (2½") de Ø (3 pzas) ________________________ 3.90 m Tee de 64 mm (2½") de Ø (2 pzas) ________________________________ 8.60 m Válvula check de 64 mm (2½") de Ø ______________________________ 5.20 m Válvula de compuerta de 64 mm (2½") de Ø (2 pzas) _________________ 0.80 m Codo de 90° de 64 mm (2½") de Ø (11 pzas) ________________________ 18.70 m Tubería de 64 mm (2½") de Ø ____________________________________ 117.75 m Total = 156.25 m

Calculando las pérdidas: hfd = KLQ² Donde 10.3 n² (10.3) (0.009)² K = -------------- = ----------------------- = 1942.51 D16/3 (0.064) 16/3

Por tanto hfd = (1942.51) (156.25) (0.00411)² = 5.13 m Y la velocidad será: Q 0.00411 V = ------ = --------------------- = 1.28 m/seg. A 3.22 x 10-3

- Cálculo de "hv" considerando la velocidad de la descarga que resulta ser la más crítica Por tanto: V2 (1.28)2 hV = ------ = -------------- = 0.08 m. 2g 2 (9.81)

Por lo que la Carga Dinámica Total será: C.D.T. = 66.60 + 3.37 + 0.42 + 5.13 + 0.08 = 75.60 m

SELECCION PRIMARIA DE LA BOMBA. Una vez determinadas la carga dinámica total y el gasto de bombeo, se hará una selección primaria de la bomba mas pequeña y/o eficiente, en las curvas de selección rápida, que cumplan con "CDT" y "Qbombeo". Por consiguiente para la selección primaria de la bomba, utilizaremos los siguientes datos:

CDT = 75.60 m Qbombeo = 4.11 L.p.s. Por lo que se selecciona el siguiente equipo: Bomba marca = Sistemas de Bombeo, S.A. de C.V. (o similar) Modelo = 2 – ½ H Capacidad = 15.0 H.P. R.P.M. = 3450

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DEL TANQUE ELEVADO DE AGUAS PLUVIALES La capacidad de almacenamiento del tanque de almacenamiento de aguas pluviales está en función de la capacidad de almacenamiento de la estructura de regulación de agua pluvial, es decir: Vol. Alm. = 121,000 Lts. (Ajustado). Dicho volúmen quedará alojado en la estructura general de almacenamiento. Por lo que respecta a la capacidad del Tanque Elevado se adoptará la recomendación del Instituto de Ingeniería de la UNAM, el cual recomienda que las capacidades de almacenamiento dentro del predio que fluctúen desde un quinto a una tercera parte del volúmen total se almacenen en los depositos elevados (Tanque). Cabe Señalar que dicha recomendación implica servicios para satisfacer necesidades de consumo humano, sin embargo los volúmenes que arroja son demasiado grandes, razón por lo que para este caso en especifico y por tratarse de agua pluvial para consumo no humano y eventual, se emplearán 4 (cuatro) tinacos comerciales de 2,500 lts. c/u, de acuerdo a las capacidades existentes en el mercado. Finalmente para la geometría de la cisterna y Tinacos Elevados, ver detalle en planos

CALCULO DE LA RED DE APROVECHAMIENTO PLUVIAL La red de aprovechamiento pluvial, consiste en una línea general de alimentación que partirá de los Tanques Elevados en el interior del conjunto, del cual se derivarán las acometidas a cada uno de los niveles que cuentan con servicios sanitarios, así como a 25 llaves de manguera (5 en cada nivel de sótano), donde se realizará el aprovechamiento; por tratarse de un Conjunto de Comercios y Oficinas, se realizarán ocho cálculos generales: el primero donde se defina el diámetro de la línea de alimentación general (la cual conservará un solo diámetro con la finalidad de conservar y equilibrar la presión de la misma). El segundo cálculo consiste en calcular el diámetro de la línea de alimentación por nivel (por Nivel Tipo) para el aprovechamiento del agua pluvial, debido a que dicho cálculo resulta ser similar para los niveles restantes. El tercer cálculo consiste en determinar

el diámetro del ramal de distribución para todos los niveles. El cuarto cálculo determina los diámetros de la línea de distribución para WC´s y Mingitorios de fluxómetro. El quinto cálculo determina los diámetros de la línea de distribución para WC´s y Mingitorios de tanque. El sexto cálculo determina los diámetros de la línea de distribución para WC’s de tanque. El séptimo cálculo determina los diámetros de los ramales de distribución para las llaves de manguera. El octavo y último cálculo determina los diámetros de la línea de distribución de llaves de manguera y así sucesivamente la acumulación de éstas, de tal manera de obtener los diámetros como se indica en el plano correspondiente.

CALCULO DEL DIÁMETRO DE LA LINEA DE ALIMENTACIÓN GENERAL: Gasto de Diseño: Como se señaló anteriormente, corresponde al 80% del gasto total de aguas a suministrar en todo el conjunto, para este caso será: Q = 4.11 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00411)   59.07 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación general del aprovechamiento pluvial corresponde a 64 mm (2½”).

CALCULO DEL DIÁMETRO DE LA LINEA DE ALIMENTACIÓN POR NIVEL: Gasto de Diseño: Corresponde al 80% del gasto total de aguas a suministrar, para este caso será:

Nivel tipo, con 2 WC’s de tanque y 3 Mingitorios con llave de resorte (pisos 7 y 11). U.M. (Sanitarios) = (2 wc)*(1 U.M.) + (3 ming.)*(2 U.M.) = 8 U.M. De acuerdo a lo anterior, según R.B. HUNTER 8 U.M., equivalen a un gasto instantáneo de 0.49 L.p.s., por lo que el gasto de diseño será:

Q = (0.49 * 0.80) = 0.39 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00039)   18.19 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a cada piso del aprovechamiento pluvial corresponde a 19 mm (¾”) Nivel tipo, con 3 WC’s de tanque (pisos 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 y 10). U.M. (Sanitarios) = (3 wc)*(1 U.M.) = 3 U.M. De acuerdo a lo anterior, según R.B. HUNTER 3 U.M., equivalen a un gasto instantáneo de 0.20 L.p.s., por lo que el gasto de diseño será:

Q = (0.20 * 0.80) = 0.16 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00016)   11.65 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a cada piso del aprovechamiento pluvial corresponde a 13 mm (½”) Nivel tipo, con 5 WC’s de fluxómetro y 2 Mingitorios de fluxómetro (planta baja y piso 1). U.M. (Sanitarios) = (5 wc)*(3 U.M.) + (2 ming.)*(3) = 21 U.M. De acuerdo a lo anterior, según R.B. HUNTER 21 U.M., equivalen a un gasto instantáneo de 2.25 L.p.s., por lo que el gasto de diseño será:

Q = (2.25 * 0.80) = 1.80 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.0018)   39.09 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a cada piso del aprovechamiento pluvial corresponde a 38 mm (1½”)

CALCULO DE DIÁMETROS DEL RAMAL DE DISTRIBUCIÓN PARA TODOS LOS NIVELES. Con el propósito de simplificar en lo sucesivo el cálculo, se hará la siguiente consideración: 1 WC = 1 MINGITORIO = 1 LLAVE DE MANGUERA = 1 MUEBLE

A continuación se muestra a detalle la cantidad de muebles de cada nivel. No. NIVEL Sótano 5 Sótano 4 Sótano 3 Sótano 2 Sótano 1 Planta Baja Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Nivel 5 Nivel 6 Nivel 7 Nivel 8 Nivel 9 Nivel 10 Nivel 11

No. MUEBLES 5 5 5 5 5 7 7 3 3 3 3 3 5 3 3 3 5

U.M. 5 5 5 5 5 21* 21* 3 3 3 3 3 8 3 3 3 8

* Unidades Mueble para fluxómetro

Puesto que el diámetro del ramal de distribución depende de la cantidad de niveles a los que tiene que alimentar, entonces a medida que éstos disminuyan también disminuirá el diámetro; es decir, primero se tendrán que alimentar 17 niveles, después 16, 15 y así sucesivamente hasta

1; por tanto la acumulación de Muebles, Unidades Mueble, su conversión a L.p.s. de acuerdo con R.B. Hunter, queda así: No. NIVELES 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5

NIVELES S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3,4,5,6,7,8,9 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3,4,5,6,7,8 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3,4,5,6,7 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3,4,5,6 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3,4,5 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3,4 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2,3 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1,2 S5,S4,S3,S2,S1,PB,1 S5,S4,S3,S2,S1,PB S5,S4,S3,S2,S1

No. MUEBLES 73 68 65 62 59 54 51 48 45 42 39 32 25

U.M. TOTAL 107* 99* 96* 93* 90* 82* 79* 76* 73* 70* 67* 46* 25

L.P.S.** TOTAL 4.11 3.96 3.90 3.83 3.76 3.58 3.52 3.46 3.40 3.32 3.23 2.66 0.86

NOTA: Se considera que la acumulación de unidades mueble de cada nivel se hace de los pisos inferiores hacia los superiores, de tal manera que el diámetro mayor para este ramal será en el piso 11, y el menor será el del sótano 5. * Incluye Unidades Mueble para fluxómetro ** Gasto de diseño al 80%

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 17 Niveles Gasto de Diseño: Q = 4.11 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00411)   59.07 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 17 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 16 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.96 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00396)   57.98 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 16 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 15 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.90 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.0039)   57.54 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 15 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 14 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.83 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00383)   57.02 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 14 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 13 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.76 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00376)   56.49 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 13 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 12 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.58 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00358)   55.13 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 12 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 11 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.52 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00352)   54.66 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 11 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 10 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.46 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00346)   54.19 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 10 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 9 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.40 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.0034)   53.72 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 9 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 8 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.32 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00332)   53.09 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 8 niveles corresponde a 64 mm (2½”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 7 Niveles Gasto de Diseño: Q = 3.23 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00323)   52.36 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 7 niveles corresponde a 51 mm (2”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 6 Niveles Gasto de Diseño: Q = 2.66 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00266)   47.52 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 6 niveles corresponde a 51 mm (2”).

Cálculo del Diámetro del Ramal de Distribución para 5 Niveles Gasto de Diseño: Q = 0.86 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00086)   27.02 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro del ramal de distribución a 5 niveles corresponde a 32 mm (1¼”).

Resumiendo se tiene: No. NIVELES 17 16 15 14 13

DIÁMETRO (MM) 64 64 64 64 64

DIAMETRO (PULG.) 2½ 2½ 2½ 2½ 2½

12 11 10 9 8 7 6 5

64 64 64 64 64 51 51 32

2½ 2½ 2½ 2½ 2½ 2 2 1¼

CALCULO DE DIÁMETROS DE LA LINEA DE DISTRIBUCIÓN PARA WC´s Y MINGITORIOS (DE FLUXOMETRO) El aprovechamiento pluvial de la red se hará en ramales de 2 MINGITORIOS y 5 WC’s c/u. Se hará el cálculo para un ramal en el entendido que el cálculo para el otro ramal es similar. Las Unidades Mueble de alimentación para el WC y Mingitorio son iguales por lo que se les considerará indistintamente como muebles: 1 WC = 3 U.M. = 1 MUEBLE 1 MINGITORIO = 3 U.M. = 1 MUEBLE Puesto que el diámetro de la línea de alimentación depende de la cantidad de muebles a los que tiene que alimentar, entonces a medida que éstos disminuyan también disminuirá el diámetro; es decir, primero se tendrán que alimentar 7 muebles, después 6 y así sucesivamente hasta llegar a 1; por tanto la acumulación de Unidades Mueble y su conversión a L.p.s. de acuerdo con R.B. Hunter, queda así:

No. MUEBLES 7 4 3 2 1

U.M./MUEBLE 3 3 3 3 3

U.M. TOTAL 21 12 9 6 3

* Gasto de diseño al 80%

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 7 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 1.80 L.p.s.

L.P.S. TOTAL* 1.80 1.49 1.37 1.25 1.21

Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.0018)   39.09 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 7 Muebles corresponde a 38 mm (1½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 4 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 1.49 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00149)   35.56 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 4 Muebles corresponde a 38 mm (1½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 3 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 1.37 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00137)   34.10 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 3 Muebles corresponde a 38 mm (1½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 2 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 1.25 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00125)   32.57 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 2 Muebles corresponde a 32 mm (1¼”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 1 Mueble: Gasto de Diseño: Q = 1.21 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00121)   32.05 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 1 Mueble corresponde a 32 mm (1¼”) Resumiendo se tiene: No. MUEBLES 7 4 3 2 1

DIÁMETRO (MM) 38 38 38 32 32

DIAMETRO (PULG.) 1½ 1½ 1½ 1¼ 1¼

CALCULO DE DIÁMETROS DE LA LINEA DE DISTRIBUCIÓN PARA WC´s Y MINGITORIOS (DE TANQUE) El aprovechamiento pluvial de la red se hará en ramales de 3 MINGITORIOS y 2 WC’s c/u. Se hará el cálculo para un ramal en el entendido que el cálculo para el otro ramal es similar. Las Unidades Mueble de alimentación para el WC y Mingitorio, son: 1 WC = 1 U.M. 1 MINGITORIO = 2 U.M. Puesto que el diámetro de la línea de alimentación depende de la cantidad de muebles a los que tiene que alimentar, entonces a medida que éstos disminuyan también disminuirá el diámetro; es decir, primero se tendrán que alimentar 5 muebles, después 4 y así sucesivamente hasta

llegar a 1; por tanto la acumulación de Unidades Mueble y su conversión a L.p.s. de acuerdo con R.B. Hunter, queda así:

No. MUEBLES 3 MING., 2 WC 2 MING., 2 WC 1 MING., 2 WC 1 MING., 1 WC 1 MING. 1 WC

U.M./MUEBLE 2, 1 2, 1 2, 1 2, 1 2 1

U.M. TOTAL 8 6 4 3 2 1

L.P.S. TOTAL* 0.39 0.34 0.21 0.16 0.12 0.08

* Gasto de diseño al 80%

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 3 Mingitorios y 2 WC: Gasto de Diseño: Q = 0.39 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00039)   18.19 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 3 Mingitorios y 2 WC corresponde a 19 mm (¾”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 2 Mingitorios y 2 WC: Gasto de Diseño: Q = 0.34 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00034)   16.99 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 2 Mingitorios y 2 WC corresponde a 19 mm (¾”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 1 Mingitorio y 2 WC: Gasto de Diseño: Q = 0.21 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00021)   13.35 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 1 Mingitorio y 2 WC corresponde a 13 mm (½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 1 Mingitorio y 1 WC: Gasto de Diseño: Q = 0.16 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00016)   11.65 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 1 Mingitorio y 1 WC corresponde a 13 mm (½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 1 Mingitorio: Gasto de Diseño: Q = 0.12 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00012)   10.09 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 1 Mingitorio corresponde a 13 mm (½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 1 WC: Gasto de Diseño: Q = 0.08 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00008)   8.24 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 1 WC corresponde a 13 mm (½”) Resumiendo se tiene: No. MUEBLES 3 MING., 2 WC 2 MING., 2 WC 1 MING., 2 WC 1 MING., 1 WC 1 MING. 1 WC

DIÁMETRO (MM) 19 19 13 13 13 13

DIAMETRO (PULG.) ¾ ¾ ½ ½ ½ ½

CALCULO DE DIÁMETROS DE LA LINEA DE DISTRIBUCIÓN PARA WC´s (DE TANQUE) El aprovechamiento pluvial de la red se hará en ramales de 3 WC’s c/u. Se hará el cálculo para un ramal en el entendido que el cálculo para los otros ramales es similar. Las Unidades Mueble de alimentación para el WC, son: 1 WC = 1 U.M. Puesto que el diámetro de la línea de alimentación depende de la cantidad de muebles a los que tiene que alimentar, entonces a medida que éstos disminuyan también disminuirá el diámetro; es decir, primero se tendrán que alimentar 3 muebles, después 2 y así sucesivamente hasta llegar a 1; por tanto la acumulación de Unidades Mueble y su conversión a L.p.s. de acuerdo con R.B. Hunter, queda así:

No. MUEBLES 3 2 1 * Gasto de diseño al 80%

U.M./MUEBLE 1 1 1

U.M. TOTAL 3 2 1

L.P.S. TOTAL* 0.16 0.12 0.08

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 3 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 0.16 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00016)   11.65 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 3 muebles corresponde a 13 mm (½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 2 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 0.12 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00012)   10.09 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 2 muebles corresponde a 13 mm (½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 1 Mueble: Gasto de Diseño: Q = 0.08 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00008)   8.24 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 1 mueble corresponde a 13 mm (½”)

Resumiendo se tiene: No. MUEBLES 3 2 1

DIÁMETRO (MM) 13 13 13

DIAMETRO (PULG.) ½ ½ ½

CALCULO DE DIÁMETROS DE LOS RAMALES DE DISTRIBUCIÓN PARA LLAVES MANGUERA. Con el propósito de simplificar en lo sucesivo el cálculo, se hará la siguiente consideración: 1 LLAVE DE MANGUERA = 1 MUEBLE En primera instancia consideraremos que un ramal de llaves de manguera consta de 5 elementos o muebles

A continuación se muestra a detalle la cantidad de ramales a alimentar. No. RAMALES 5 3 2 1

No. MUEBLES 25 15 10 5

U.M./MUEBLE 1 1 1 1

U.M. TOTAL 25 15 10 5

L.P.S. TOTAL* 0.86 0.58 0.46 0.30

* Gasto de diseño al 80%

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 5 Ramales: Gasto de Diseño: Q = 0.86 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00086)   27.02 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 5 ramales corresponde a 32 mm (1¼”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 3 Ramales: Gasto de Diseño: Q = 0.58 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00058)   22.19 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 3 ramales corresponde a 25 mm (1”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 2 Ramales: Gasto de Diseño: Q = 0.46 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00046)   19.76 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 2 ramales corresponde a 19 mm (¾”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 1 Ramal: Gasto de Diseño: Q = 0.30 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.0003)   15.96 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto, el diámetro de la línea de alimentación a 1 ramal corresponde a 19 mm (¾”)

Resumiendo se tiene: No. RAMALES 5 3 2 1

DIÁMETRO (MM) 32 25 19 19

DIAMETRO (PULG.) 1¼ 1 ¾ ¾

CALCULO DE DIÁMETROS DE LA LINEA DE DISTRIBUCIÓN PARA LLAVES MANGUERA. El aprovechamiento pluvial de la red se hará en ramales de 5 Llaves de Manguera c/u. Se hará el cálculo para un ramal en el entendido que el cálculo para los otros ramales es similar. Las Unidades Mueble de alimentación para la Llave de Manguera, son: 1 LLAVE DE MANGUERA = 1 U.M.

Puesto que el diámetro de la línea de alimentación depende de la cantidad de muebles a los que tiene que alimentar, entonces a medida que éstos disminuyan también disminuirá el diámetro; es decir, primero se tendrán que alimentar 5 muebles, después 4 y así sucesivamente hasta llegar a 1; por tanto la acumulación de Unidades Mueble y su conversión a L.p.s. de acuerdo con R.B. Hunter, queda así:

No. MUEBLES 5 4 3 2 1

U.M./MUEBLE 1 1 1 1 1

U.M. TOTAL 5 4 3 2 1

* Gasto de diseño al 80%

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 5 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 0.30 L.p.s. Por tanto:

L.P.S. TOTAL* 0.30 0.21 0.16 0.12 0.08

D

(4)(Q) (4)(0.0003)   15.96 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 5 muebles corresponde a 19 mm (¾”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 4 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 0.21 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00021)   13.35 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 4 muebles corresponde a 13 mm (½”)

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 3 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 0.16 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00016)   11.65 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 3 muebles corresponde a 13 mm (½”) Cálculo del Diámetro de Alimentación a 2 Muebles: Gasto de Diseño: Q = 0.12 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00012)   10.09 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 2 muebles corresponde a 13 mm (½”) Cálculo del Diámetro de Alimentación a 1 Mueble: Gasto de Diseño: Q = 0.08 L.p.s. Por tanto:

D

(4)(Q) (4)(0.00008)   8.24 mm ( )(V ) (3.1416)(1.5)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación a 1 mueble corresponde a 13 mm (½”) Resumiendo se tiene: No. MUEBLES 5 4 3 2 1

DIÁMETRO (MM) 19 13 13 13 13

DIAMETRO (PULG.) ¾ ½ ½ ½ ½

DETERMINACION DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA GENERAL DE CAPTACIÓN DE AGUAS PLUVIALES Para determinar el diámetro general de la tubería de captación general, será necesario considerar la condición mas desfavorable que se pueda presentar y esta será considerando como gasto de diseño el gasto máximo pluvial calculado, esto es considerando una situación crítica. Qp = Qdis = 33.50 L.p.s. Las condiciones hidráulicas de la tubería de descarga se revisarán a través de la fórmula de Manning cuya expresión es: A Q = ___ R2/3 S1/2 n

Donde: Q = Gasto de diseño en m³/s A = Área de la tubería en m² R = Radio hidráulico S = Pendiente en milésimas n = Coeficiente de rugosidad = 0.009 (PVC) Se tiene contemplado un diámetro interior de la tubería de 20 cm, una pendiente mínima de 10 milésimas y considerando un funcionamiento a tubo lleno de la tubería, tendremos:  D² (0.20)²  A = ------- = ------------- = 0.031415927 4 4

D 0.20 R = ___ = ______ = 0.05 4 4 Sustituyendo valores: (0.031415927) Q = ________________ (0.05)2/3 (0.010)1/2 = 0.04738 m³/seg. (0.009) Q = 47.38 L.p.s.

Revisando las velocidades: V = Q/A 0.04738 m3/s _________________ V Tubo lleno = = 1.51 m/seg. 0.031415927 m²

Del análisis anterior, se comprueba que se tiene un gasto mayor al de diseño y la velocidad está dentro del límite permitido por el Sistema de Aguas de la Ciudad de México - SACMEX

CALCULO DE EQUIPO DE BOMBEO DE ACHIQUE TIPO SUMERGIBLE PARA DESALOJO DE AGUAS PLUVIALES EXCEDENTES DE LA CISTERNA. Este tipo de equipo será utilizado exclusivamente en situaciones críticas de lluvias en exceso donde la cisterna pluvial se encuentre llena y se corra el riesgo de un desbordamiento de la cisterna del gasto pluvial calculado. Ante tal situación, el gasto de bombeo de achique corresponderá al gasto pluvial de captación; es decir, 33.50 L.p.s.

Siendo el gasto de bombeo el gasto de demanda de las aguas pluviales del inmueble, es decir: Q = 33.50 L.p.s. La velocidad “V” se considerará de 1.5 m/seg., con la finalidad de evitar pérdidas por fricción importantes en la tubería; por tanto:

Por tanto: D

4Q

V



4(0.0335) (3.1416)(1.5)

 168.63 mm.

Por lo que el diámetro comercial de la descarga de la bomba de achique será de 200 mm (8").

La potencia de bombeo será:

BHP 

QH (33.50)(49.05)   39.31 H.P. 76 (76)(0.55)

Por lo tanto la potencia de bombeo será: BHP = 39.31 H.P. ≈ 40.0 H.P. NOTA: Cabe señalar que la carga “H”, corresponde a la Carga Dinámica Total que a su vez involucra el desnivel topográfico a vencer, carga de velocidad en la descarga y pérdidas por fricción a lo largo de las tuberías de descarga.

DIMENSIONAMIENTO DEL CÁRCAMO DE BOMBEO PARA DESALOJO DE AGUAS SERVIDAS El proyecto contempla la instalación de 25 llaves de manguera, distribuidas en 5 niveles de estacionamiento (5 en cada nivel), las cuales se utilizarán para aprovechar el agua pluvial en el lavado de automóviles. Por lo que será necesario recolectar dichas aguas jabonosas en una red que las conduzca hasta un cárcamo y éste a su vez, las bombee hacia la red de drenaje público. Para tal efecto se considera un gasto de acuerdo al número de unidades mueble que corresponden a las 25 llaves de manguera (valor tomado de la tabla 2-14 Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Ejecución de Obras e Instalaciones Hidráulicas, publicadas en la Gaceta Oficial del Distrito Federal, Tomo II, de Fecha 06 de Octubre del 2004, página 126, sección 2.6.2.). MUEBLE

CANTIDAD

U.M./MUEBLE

U.M.-TOTAL

25

1

25

LLAVES MANGUERA

25 U.M./ALIM. Según R.B. Hunter (Tabla No. 4, se anexa al final), 25 U.M., equivalen a 1.08 L.p.s. Gasto de Diseño: Como se señaló anteriormente, corresponde al 80% del gasto total de aguas a suministrar en todo el conjunto, para este caso será: Q = 0.864 L.p.s.

Gasto de diseño = 0.864 L.p.s. Duracion de Tormenta de Diseño = 60 minutos = 3600 seg. Cap. de Cisterna = (0.864 L.p.s.)(3600 seg.) = 3,110.4 Lts. Por tanto ajustando valores, se tiene que: Cap. Cárcamo de Bombeo = 3.110.40 Lts. = 3.11 m³ ≈ 3.2 m³

CALCULO DE EQUIPO DE BOMBEO DE ACHIQUE TIPO SUMERGIBLE PARA DESALOJO DE AGUAS SERVIDAS. Este equipo será utilizado para llevar el agua jabonosa que se capta en el cárcamo ubicado en el sótano 5, hacia la red de aguas negras. El gasto de bombeo de achique corresponderá al gasto de captación; es decir, 0.864 L.p.s.

Siendo el gasto de bombeo el gasto de demanda de las aguas pluviales del inmueble, es decir: Q = 0.864 L.p.s. La velocidad “V” se considerará de 1.5 m/seg., con la finalidad de evitar pérdidas por fricción importantes en la tubería; por tanto:

Por tanto: D

4Q

V



4(0.000864) (3.1416)(1.5)

 27.08 mm.

Por lo que el diámetro comercial de la descarga de la bomba de achique será de 32 mm (1"1/4).

La potencia de bombeo será:

BHP 

QH (0.864)(28.45)   0.77 H.P. 76 (76)(0.42)

Por lo tanto la potencia de bombeo será: BHP = 0.77 H.P. ≈ 1.0 H.P. NOTA: Cabe señalar que la carga “H”, corresponde a la Carga Dinámica Total que a su vez involucra el desnivel topográfico a vencer, carga de velocidad en la descarga y pérdidas por fricción a lo largo de las tuberías de descarga.

DATOS DE PROYECTO SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES

DATOS GENERALES TIPO DE OBRA

CONJUNTO COMERCIOS OFICINAS.

DE Y

SISTEMA PROYECTADO

APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES EN LOS WC’s, MINGITORIOS Y LLAVES DE MANGUERA PARA LAVADO DE AUTOMÓVILES Y PATIOS.

SUPERFICIE TOTAL DEL PREDIO SUPERFICIE TOTAL DE CAPTACION DE AGUA PLUVIAL COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO PERIODO DE RETORNO DE PROYECTO DURACIÓN DE TORMENTA DE DISEÑO TIEMPO DE CONCENTRACION INTENSIDAD DE PRECIPITACIÓN GASTO PLUVIAL DE CAPTACIÓN

3,383.47 m² 3,383.47 m² 0.90 5 años 60 minutos 60 min. 39.60 mm/hr 33.50 L.p.s.

DATOS DEL SISTEMA DE APROVECHAMIENTO PLUVIAL

APROVECHAMIENTO PLUVIAL

No. DE UNIDADES MUEBLE DE ALIMENTACION CON AGUA PLUVIAL (A TODO EL CONJUNTO) GASTO MAXIMO INSTANTANEO DE ALIMENTACION PLUVIAL GASTO DE DISEÑO CAPACIDAD DE TINACO DE ALMACENAMIENTO DE AGUA PLUVIAL EN AZOTEA CAPACIDAD DE CISTERNA DE ALMACENAMIENTO DE AGUA PLUVIAL CAPACIDAD DE EQUIPO DE BOMBEO DIÁMETRO DE LINEA PRINCIPAL DE CAPTACIÓN DE AGUA PLUVIAL CAPACIDAD DE EQUIPO DE BOMBEO DE ACHIQUE METODOLOGIA EMPLEADA

APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES EN 38 WC’s, 10 MINGITORIOS Y EN 25 LLAVES DE MANGUERA PARA LAVADO DE AUTOMÓVILES Y PATIOS.

107 U.M. 5.14 L.p.s. 4.11 L.p.s. 4 de 2,500 Lts. 121,000 Lts. (121.0 m³) 15.0 H.P. (dúplex) 20 cm. (8”) 40.0 H.P. METODOS RACIONAL AMERICANO Y MANNING

TABLAS Y ANEXOS DE APOYO

Diagrama de Instalaciones (Llaves Manguera)

5

4 3 6

7

2

1

Tramo 1–2 2–3 3–4 4–5 2–6 6–7 6–8

U. M. 25 10 10 5 15 5 5

Gasto (l.p.s.)* 0.86 0.46 0.46 0.30 0.58 0.30 0.30

* Gasto de diseño al 80%

Diámetro (mm) 32 19 19 19 25 19 19

8

Llaves manguera

Diagrama de Instalaciones (WC y Mingitorios) Tanques Elevados Cap. total: 10,000 Lts.

Tramo 1–2 2–3 3–4 4–5 5–6 6–7 7–8 8–9 9 – 10 10 – 11 11 – 12 12 – 13 2 – 14 3 – 15 4 – 16 5 – 17 6 – 18 7 – 19 8 – 20 9 – 21 10 – 22 11 – 23 12 – 24 13 – 25

U. M. 107* 99* 96* 93* 90* 82* 79* 76* 73* 70* 67* 46* 8 3 3 3 8 3 3 3 3 3 21* 21*

Gasto (l.p.s.)** 4.11 3.96 3.90 3.83 3.76 3.58 3.52 3.46 3.40 3.32 3.23 2.66 0.39 0.16 0.16 0.16 0.39 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 1.80 1.80

* Incluye Unidades Mueble para fluxómetro ** Gasto de diseño al 80%

Diámetro (mm) 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 51 51 19 13 13 13 19 13 13 13 13 13 38 38

2

1

14 (Nivel 11)

3

15 (Nivel 10)

4

16 (Nivel 9)

5

17 (Nivel 8)

6

18 (Nivel 7)

7

19 (Nivel 6)

8

20 (Nivel 5)

9

21 (Nivel 4)

10

22 (Nivel 3)

11

23 (Nivel 2)

12

24 (Nivel 1)

13

25 (Planta Baja)

WC y Mingitorios