Memorias y Calculo de Inst.mecanica 24 02 2012 Final Corregido

GERENCIA REGIONAL DE INFRAESTRUCTURA/ SUB GERENCIA DE ESTUDIOS DE INVERSIÓN “MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD RESOLUTIVA DE LOS SERVICIOS DE SALUD DEL HOSPITAL ANTONIO LORENA NIVEL III-1-CUSCO” - CONTINGENCIA –

MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD RESOLUTIVA DE LOS SERVICIOS DE SALUD DEL HOSPITAL ANTONIO LORENA NIVEL III-1-CUSCO-CONTINGENCIA

MEMORIA DESCRIPTIVA PROYECTO DE INSTALACIONES MECANICAS 1.

INTRODUCCION Los documentos descritos en el presente proyecto se refieren al desarrollo de las Instalaciones Mecánicas para la ejecución de la obra PROYECTO DEL HOSPITIAL DE CONTINGENCIAS ANTONIO LORENA CUSCO-CUSCO El proyecto se ha desarrollado tomando en cuenta los planos del proyecto de Arquitectura, Distribución de Equipos y otras especialidades como Instalaciones Sanitarias y Estructuras. Con fines de una mejor explicación, se ha dividido en los sistemas siguientes, Sistema de Aire Acondicionado y Ventilación Mecánica a. Centro Quirúrgico y Sala de Partos b. UCI c. UCIN 2. Sistema de Gases Medicinales a. Instalaciones de Oxigeno b. Instalaciones de Vacio 3. Sistema de Red de Vapor 4. Sistema de Petróleo Diesel No.2 1.

2.

ALCANCES DE LOS TRABAJOS El proyecto comprende las condiciones necesarias para un correcto suministro, instalación, montaje de materiales y equipos, así como de las instalaciones y otros que se detallan en los planos y demás documentos del expediente. Las Instalaciones Mecánicas comprenden los siguientes trabajos: 2.1 Suministro e Instalación de equipos de Aire Acondicionado, filtros, ductos,

difusores, rejillas y controles.

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Centro Quirúrgico y Sala de Partos: sistema cuya potencia de operación es de 21.03 KW, porque cada uno tiene un volumen de 184.50 m3. 2.1.2 UCI: sistema cuya potencia de operación es de 33.50 KW, porque tiene un volumen de 294.45 m3. 2.1.3 UCIN: sistema cuya potencia de operación es de 33.50 KW, para un volumen de 301.11 m3. 2.2 Desarrollo del Sistema de Gases Medicinales 2.2.1 Instalaciones de Oxigeno, conformado por una Central de Oxigeno, Redes de distribución, cajas de control, alarma y puntos para salida de Oxigeno Medicinal. 2.2.2 Instalaciones de Vacío, conformado por una Central de Vacío con dos bombas de Succión, Tanque de Vacío, Redes de distribución, Válvulas de control, alarma y puntos para salida de Vacío 2.1.1

Sistema de Distribución de red de Vapor, Central de Vapor, línea de vapor hacia central de esterilización, línea de vapor hacia lavandería, línea de vapor hacia nutrición, Controles y válvulas, sistemas de reducción de presión, finales de línea, finales de línea por equipos, y línea de retorno de condensado. 2.3

2.4

2.5

3

Sistema de Distribución de Petróleo Diesel No 2, con tanque de almacenamiento de petróleo D-2, válvulas de control, tuberías de distribución, Bombas de petróleo, Tanques de diario, tuberías de alimentación a casa de fuerza, nutrición. Sistema de tratamiento de agua para caldero, con tanque de almacenamiento, sistema de tratamiento químico para agua dura, sistema neumático para proceso de tratamiento, tubería de distribución hacia tanque de condensado y central de esterilización.

DESCRIPCION DE LOS SISTEMAS Estas especificaciones definen los trabajos a ejecutarse de las instalaciones correspondientes del Centro de salud 3.1 Sistema de Aire Acondicionado Se considera la instalación de unidades de aire acondicionado del tipo Split ducto con instalación en forma independiente para cada uno de los ambientes Centro Quirúrgico, Salas de Parto, UCI y UCIN, considerando el suministro de aire de 100 % de renovación de aire exterior y con filtros

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especiales de 99.99% de efectividad para las salas de operaciones del tipo hospitalarios. Los equipos inyectaran aire con difusores instalados por la parte superior de los ambientes y la extracción se realizará con extractores centrífugos y rejillas instaladas a 0.30 m SNPT de las salas de operaciones y de partos. Los equipos deberán disponer de los accesorios que permitan su funcionamiento óptimo con controles de regulación de temperatura, manómetros diferenciales indicadores de saturación de filtro

3.2 Sistema de Gases Medicinales 3.2.1 Instalaciones de Oxigeno Las instalaciones de Oxigeno son diseñadas para cubrir las demandas de los servicios Centro Quirúrgico, Centro Obstétrico, UCI, UCIN, Neonatología, Observaciones y Emergencia. Para esto se ha considerado una central de Oxigeno compuesta por un manifold duplex de 2 baterías de 5 balones por lado según el diseño, con válvula automática de transferencia que desconecta la batería de balones vacíos, alarma audiovisual, válvulas de control y redes de distribución, así mismo las tuberías irán colgadas y soportadas distanciadas adecuadamente. La Central de Oxígeno se ha ubicado en un lugar de servicios como figura en el plano de planta, de donde se distribuirá en forma colgada, sobrepuesta y/o empotrada hacia los diversos servicios mencionados anteriormente, cada servicio llevará su correspondiente válvula de seccionamiento. Se utilizará tubería de cobre tipo K, las salidas serán del tipo acoplamiento rápido y para empotrar.

3.2.2

Instalaciones de Vacío Estas instalaciones se realizan similarmente y en forma paralela a la red de oxigeno, la red de vacio cubre la demanda de Centro Quirúrgico, Centro Obstétrico, UCI, UCIN, Neonatología, Observaciones y Emergencia, se considera un sistema

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centralizado mediante una central de vacío compuesta por dos bombas de vacío y un tanque de almacenamiento. La Central de Vacío se ubica en ambientes diseñados para tal fin, de donde se suministrarán mediante una tubería matriz y luego se distribuirá en forma colgada, sobrepuesta y/o empotradas hacia los diversos puntos de salida en los servicios. Las redes de Oxígeno y Vacío corren paralelas por los servicios del establecimiento Las tuberías a utilizar serán de cobre tipo K, las salidas serán similares a las de Oxígeno. 3.3 Sistema de Distribución de Vapor

Las líneas de vapor parten de dos calderas que están ubicadas en la casa de fuerza desde donde se distribuirá mediante un cabecero o distribuidor (manifold) hacia los diferentes servicios que requieren vapor presurizado para su funcionamiento. Una de estas líneas será conducida hacia la central de esterilización con una presión inicial de 100psi, hasta una reductora de presión hasta los 40 psi de donde se alimentara vapor para los equipos de esterilización, que luego de usar el poder calorífico del vapor , este retornara hacia un tanque de condensado ubicado en la casa de fuerza. Una segunda línea de vapor será destinada para lavandería donde se reducirá de presión hasta 50 psi y será utilizada en lavadoras, secadoras, y planchadoras, para luego de su uso retornaran al mismo tanque de condensado en casa de fuerza. Una tercera línea estará dirigida hacia la cocina donde se reducirá hasta 10 psi para ser utilizada en dos marmitas de cocción, de donde retornara al mismo tanque de condensado ubicado en casa de fuerza. Se conducirá aéreamente a una altura entre 2.50 metros y 3.0 metros hacia nutrición y lavandería soportado en estructura angular que luego de reducida la presión deberá arremeter a cada equipo que se requiera. La línea que va hacia central de esterilización se conducirá por el piso en canal de concreto desde casa de fuerza hasta la central de esterilización de donde luego de reducida la presión y ser usada por los equipos de esterilización, retornara por el mismo canal hasta la casa de fuerza.

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3.4

Sistema de Petróleo Diesel No 2 Se considera la instalación de un sistema de petróleo para el abastecimiento de combustible a los equipos de casa de fuerza y nutrición, conformado por una central en un ambiente con tanque de almacenamiento, bombas de petróleo y redes de distribución así como la instalación de tanques diarios. El suministro de combustible esta conformado por un tanque de acero para combustible diesel nº 2, ubicados en un área libre al costado del cuarto de maquinas alejado, El combustible es impulsado mediante dos electrobombas (una en stand by) a los tanques de diario de combustible, el mismo que es transportado en tuberías metálicas con recorrido dentro de una canaleta con tapa de concreto.

3.5 Tratamiento de Agua Para Calderas Se considera para el tratamiento del agua dura de un estanque de 20 m3 ubicado exteriormente, la que se conduce mediante dos electrobombas hacia el filtrado y ablandamiento de agua mediante una instalación de tratamiento que funciona bajo presión neumática de un compresor ubicado en casa de fuerza, la que se deberá usar para la alimentación de los calderos previa a un almacenaje en un tanque de condensado.

4.

CONSIDERACIONES DE CÁLCULO

4.1

AIRE ACONDICIONADO Y VENTILACION a. Datos Geográficos - Altitud

: 3,000 msnm

- Latitud

: 13º 18’ Sur

- Longitud

: 72º 06’ Oeste

b. Condiciones Climatológicas En Verano Temperatura máx. prom.

72º F 22ºC

Temperatura min. Prom.

57º F 14ºC

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Humedad Relativa

40 %

En Invierno Temperatura máx. pro. Temperatura min. Prom. Humedad Relativa

68º F 20ºC 45º F 07ºC 60 %

c. Condiciones de diseño Cantidad de aire mínimo

: 2 cfm/p2 de techo

Aire exterior

: 100 %

Calidad de aire filtrado

: 85%

Condiciones interiores: Temperatura Humedad Relativa

72º F 55 %

(22ºC)

Máximas fluctuaciones consideradas ± 2º C ± 5%

Temperatura. Humedad d. Ventilación Cantidad de aire mínimo : 15 ren/h Aire exterior

: 100 %

Calidad de aire filtrado

: 85 %

e. Diseños de Ductos Máxima caída de presión: 0.08” por cada 100 pies. f. Velocidades Máximas - Ducto Principal - Ducto de Derivación - Ducto de Descarga - Filtro de Aire - Cara de Serpentín - Rejillas de descarga y

370 245 150 150 185 150

M/min M/min M/min M/min M/min M/min.

:

60 PSI

1200 800 500 500 600 500

FPM FPM FPM FPM FPM FPM

extracción 4.2

RED DE OXÍGENO Presión de trabajo

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Máxima caída de presión

:

8%

Material de tubería

:

Cobre tipo K

Central de Oxigeno

:

Central con Manifold

CALCULO DE CENTRAL DE O2 Consumo de Oxigeno

:

0.6 m3/dia/cama

Consumo diário 39c

:

23.4 m3/d

Numero de Cilindros

:

2.93 cilindros de 8m3

una central de manifold y cilindros de capacidad para consumo mínimo de 1 día Apoyo y distribución de emergencia conformada por un manifold duplex de 2 bancadas de 5 cilindros cada uno 4.3 RED DE VACIO

Presión de trabajo

:

19 pulg. de c.a.

Máxima caída de presión

:

5%

Material de tubería

:

Cobre tipo K

4.5 RED DE VAPOR Para el cálculo de las dimensiones de de tubería que se empleara e las instalaciones se recalcula con el uso de los equipos actualmente en uso, cabe decir que solamente se realizara el cambio de tubería de conducción y retorno de vapor, por tanto las dimensiones originales no cambien en su dimensión pese a ser calculados nuevamente. 4.4.1. CONSIDERACIONES DE CÁLCULO - Los rangos de velocidades recomendadas para vapor en tuberías serán Para vapor saturado seco 50-600 psi --- 6000 – 10 000 ppm. - La caída de presión debida a la fricción por tubería será aproximadamente 0.50% cada 30 metros aproximadamente. - Se calculara la dimensión de la tubería partiendo de los consumos aproximados de cada equipo mediante la siguiente formula: d2 = (( 3.056 * Ve * W) / V)

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Donde: Ve

:

volumen especifico (Pi e3/ Lb)

W

:

Caudal (Lb/hr)

V

:

Velocidad de flujo (ppm)

4.5.1. CALCULO DE DIAMETRO DE TUBO DE VAPOR HACIA NUTRICION:

Servicio

Equipo

Capacidad

Cantid.

Consumo

Cons. de vapor

Autoclave

150 Litros

02

87 Kg., /h.

174 Kg./ H

Total

174 Kg./ H Cocina

Consumo Total de vapor:

174 Kg. / H.

P. de Saturación = 10 PSI. Temperatura de Saturación = 239ºF. (115ºC). , V. especifico = 16.50 p³/ lb. V. del Fluido = 6,888 pie/ minuto. (35 m / seg.). Caudal de vapor considerado en régimen = 174 Kg. /hora ó 383.6 libras/ hora, Ø tubo salida = 1.00” ø , SCH 40

DIMENSIONAMIENTO DE TUBERIAS DE RETORNO DE CONDENSADO

COCINA

LONGITUD

CAUDAL EN MARCHA

75 metros

350 Kg./h

RESISTENCIA POR ROZAMIENTO

80 Pa. / m

DIAMETRO DE FLUJO

32mm

FLUJO DE AGUA

PERDIDA DECARGA

RESISTENCIA

420 Kg./h

72 Pa/m

5.40KPa.

Resistencia por válvulas y accesorios: 15%

0.80 KPa

Diferencia de nivel entre la Trampa de Purga y el punto de descarga ò drenaje al tanque principal de condensado: 2.5 metros

25.00 KPa

Total de Resistencia Nota: Factor de seguridad dado para condiciones de flujo condensado: 2

30.90 KPa

Resistencia: 30.90 KPa = 4.48 PSI. Presión Diferencial = Presión a la salida de la Válvula Reguladora – Presión de la Línea de Nota: 0.50 PSI es pérdida de carga por 30 m. de tubería de circulación de vapor Retorno = 10 PSI – (1.0 + 4.48) PSI = 4.52 PSI, Línea de retorno. Trampa de Vapor Seleccionada para línea de drenaje principal: De Flotador Termostático FT 14 – 4.5

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de ¾”” Ø de 1,850 Libras / hora (227 Kg./ h), para un diferencial de presión de 4.52 PSI.

4.5.2. CALCULO DE DIAMETRO DE TUBO HACIA CENTRAL DE ESTERILIZACION Servicio

Equipo

Capacidad

Cantid.

Consumo

Cons. de vapor

AutoC. MM A C. Fin Aqua

300 Litros 150 Litros

01 02

55 Kg., /h. 40 Kg./ h.

55 Kg./ H 80 Kg. / h

Central de Esterilización

Consumo Total de vapor:

Total

135 Kg./ H

135 Kg. / H.

P. de Saturación = 40 PSI. Temperatura de Saturación = 286ºF. (141ºC). , V. especifico = 7.82 p³/ lb. V. del Fluido = 5,900 pie/ minuto. (30 m / seg.). Caudal de vapor considerado en régimen (2/3) = 105 Kg. /hora ó 231.5.6 libras/ hora, Ø tubo salida = 1.25 ” ø (1 ¼” ø) , SCH 40

DIMENSIONAMIENTO DE TUBERIAS DE RETORNO DE CONDENSADO

CENTRAL DE ESTERILIZ ACION

LONGITUD

CAUDAL EN MARCHA

60 metros

270 Kg./h

RESISTENCIA POR ROZAMIENTO

80 Pa. / m

DIAMETRO DE FLUJO

32mm

FLUJO DE AGUA

PERDIDA DECARGA

RESISTENCIA

324 Kg./h

58 Pa/m

3.480KPa.

Resistencia por válvulas y accesorios: 15%

0.520 KPa

Diferencia de nivel entre la Trampa de Purga y el punto de descarga ò drenaje al tanque principal de condensado: 2.5 metros

25.00 KPa

Total de Resistencia 28.90 KPa Nota: Factor de seguridad dado para condiciones de flujo condensado: 2 Resistencia: 28.90 KPa = 4.19 PSI. Presión Diferencial = Presión a la salida de la Válvula Reguladora – Presión de la Línea de Nota: 0.50 PSI es pérdida de carga por 30 m. de tubería de circulación de vapor Retorno = 30 PSI – (1.0 + 4.19) PSI = 24.81 PSI, Línea de retorno aceptable. Trampa de Vapor Seleccionada para línea de drenaje principal: De Balde Invertido, NPT de 1” Ø modelo horizontal cuerpo de fierro fundido, Modelo B2-30, para un diferencial de presión de 24.81 PSI.

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4.5.3. CALCULO DE DIAMETRO DE TUBO HACIA LAVANDERIA

Servicio

Equipo

Capacidad

Cantid.

Consumo

Cons. de vapor

Total

Lavador Horiz. Secador Secador

50 Kg 20 Kg 50 Kg

03 02 01

50 Kg., /h. 50 Kg./ h. 100 Kg. /h

150 Kg./ H 100 Kg. / h 100 Kg / h

490 Kg./ H

02

20 Kg / h

40 Kg / h

Central de Esterilización

Plancha

Consumo Total de vapor:

490 Kg. / H.

P. de Saturación = 100 PSI. Temperatura de Saturación = 338ºF. (170ºC). , V. especifico = 3.89 p³/ lb. V. del Fluido = 7400 pie/ minuto. (38 m / seg.). Caudal de vapor considerado en régimen (3/4) = 367 Kg. /hora ó 810.2 libras/ hora, Ø tubo salida = 1.50 ” ø (1 1/2” ø) , SCH 40

DIMENSIONAMIENTO DE TUBERIAS DE RETORNO DE CONDENSADO

LAVANDE RIA

LONGITUD

CAUDAL EN MARCHA

45 metros

734 Kg./h

RESISTENCIA POR ROZAMIENTO

80 Pa. / m

DIAMETRO DE FLUJO

32mm

FLUJO DE AGUA

PERDIDA DECARGA

RESISTENCIA

980 Kg./h

43 Pa/m

1.94 KPa.

Resistencia por válvulas y accesorios: 15%

0.290 KPa

Diferencia de nivel entre la Trampa de Purga y el punto de descarga ò drenaje al tanque principal de condensado: 2.5 metros

25.00 KPa

Total de Resistencia Nota: Factor de seguridad dado para condiciones de flujo condensado: 2

27.93 KPa

Resistencia: 27.93 KPa = 3.95 PSI. Presión Diferencial = Presión a la salida de la Válvula Reguladora – Presión de la Línea de Nota: 0.50 PSI es pérdida de carga por 30 m. de tubería de circulación de vapor Retorno = 70 PSI – (0.75 + 3.95) PSI = 65.3 PSI, Línea de retorno aceptable. Trampa de Vapor Seleccionada para línea de drenaje principal: De Balde Invertido, NPT de 1” Ø modelo horizontal cuerpo de fierro fundido, Modelo B2-30, para un diferencial de presión de 65.3 PSI.

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4.6 RED DE COMBUSTIBLE Para este efecto, al ser reinstalado los equipos existentes, tales como bombas Tanques principal y auxiliares, se reemplazara los accesorios externos de conducción tales como tuberías uniones válvulas filtros trampas, etc. 4.6.1. LINEA DE TANQUES AUXILIARES A CADA CALDERA Teniendo las características de diseño de cada caldero, con un consumo de 12.00Gl/Hr, y un uso de 6 horas diarias en promedio. Tendremos un consumo diario de casa de fuerza aproximado de 72.00 Gl / Día, considerando el uso a toda la capacidad de cada caldero, mayor a: 272.50 litros, (0.27 m3) . dicho consumo será efectuado por una caldera de vapor a la vez. El dimensionamiento de la tubería de alimentación es como sigue. Q : 12 Gl/h (45.42 Lt/hr) V: 95 m/hr Resultando un diámetro de alimentación D: 1.25mm (1/2” diámetro) Las caídas de presión son mínimas al estar el tanque elevado a una altura superior a los 2.00 metros de altura y no mayor a 10 de distancia Se tendrá entonces un tubo negro de ½” de diámetro de ida y retorno para cada caldero. 4.6.2. LINEA DE TANQUES AUXILIARES A CADA COCINA Teniendo un sistema similar al de los calderos, esta cocina opera a tiro forzado mediante un quemador de petróleo similar al de los calderos por tanto consumo similar de 12.00Gl/Hr, y un uso de 6 horas diarias en promedio. Tendremos un consumo diario de cocina de 72.00 Gl / Día, considerando el uso a toda la capacidad, mayor a: 272.50 litros, (0.27 m3) . Dicho consumo será efectuado por una cocina de tiro forzado a la vez. El dimensionamiento de la tubería de alimentación es como sigue. Q : 12 Gl/h (45.42 Lt/hr) V: 95 m/hr

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Resultando un diámetro de alimentación D: 1.25mm (1/2” diámetro) Las caídas de presión son mínimas al estar el tanque elevado a una altura superior a los 2.00 metros de altura y no mayor a 10 de distancia Se tendrá entonces un tubo negro de ½” de diámetro de ida y retorno hasta el quemador de la cocina de tiro forzado. 4.6.3. LINEA DE TANQUE PRINCIPAL HACIA TANQUES AUXILIARES. Teniendo las características de las electrobombas, de alimentación, ubicadas en la salida de tanque principal, se tiene: Q: 20 Gl/min H: 15 m de diseño L: 70 m, como máxima distancia de bombeo Perdida por tendido: 15% aproximadamente Perdida de potencia por altura: 30% V: 0.257 m/s como velocidad de fluido. Para tales consideraciones de tiene un diámetro de tubería aproximado de 25.4mm de diámetro ( 1” diámetro.). con características similares sch 40 Dicha tubería se deberá emplear en doble circuito de llenado independiente para casa de fuerza y nutrición partiendo desde el tanque principal hasta los tanques auxiliares. 4.7 RED DE TRATAMIENTO DE AGUA PARA CALDERAS. Puesto que el equipo a emplear será el mismo únicamente se realizara el cambio de tuberías existentes, para ser remplazadas en este circuito que posee las siguientes características: 02 Electrobomba de

: 5.7 hp

Diámetro de salida

: 1. ½”

RPM

: 3500 rpm

Presión de trabajo

: mayor 60.00 psi

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Caudal de trabajo

: 20 gl /min.

Por tanto se usara tubería galvanizada pesada de : 1 ½” de diámetro hasta el sistema de tratamiento de agua. Los accesorios y componentes tales como válvulas, acoples, uniones, etc., según se requiera. 4.7.1 AIRE PRESURIZADO PARA TRATAMIENTO DE AGUA. Se usara un compresor de aire existente para ser alimentado en el tanque neumático del sistema de ablandamiento, que alimentara a su vez a la central de esterilización y lavandería. Dicho tanque posee las siguientes características Presión de trabajo

: 100 psi.

Manifol de distribución existente

: con tres salidas y un acceso y desfogue.

Tubería de cobre

: tipo k de ½” de diámetro

La tubería deberá ser soldada de manera similar a la línea de oxigeno, considerando que se usara aire sin tratamiento.

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