- Caudal mínimo del medio de impulsión (de 1 hora tal como lo establece la

norma covenin 1331):

Debe ser de 12.6 L/s para sistemas clase I con una misma fuente común

de aguara para un proceso de simultaneidad.

Por lo cual

Q=12.6Lts/ seg

T (tiempo que establece la norma 1331)= 1 HORA O 3600 seg.

Ri= 12.6 Lts/ seg* 3600 seg = 45360 Lts

El sistema fijo debe tiene las siguientes características: Q = 12,6 l/s y 6.5 l/s dependiendo del diámetro de tubería para sistemas de una misma fuente común de agua P= 65 PSI

Tabla de longitudes equivalentes

Según Norma COVENIN 823

Longitud Equivalente de Accesorios Según Diámetro de Tubería Tubería de succión 4pulg Es el tramo de tubería que va desde el suministro de agua, hasta la bomba o sistema de impulsión. Tipo de tubería= Hierro Galvanizado Diámetro= 4”

Longitud= 5,0 m Tubería matriz o Tubería de Descarga 4 pulg Es la tubería, que parte del medio de impulsión y conduce el caudal de ésta hasta la primera derivación. Tipo de tubería=Hierro Galvanizado Diámetro=4” Longitud=10,40 m

Accesorios

Tipo Símbolo Cantidad

T 4”paso recto

1

T en bifurcación

1

Codos 4”

5

Reductor de 4”

1

Válvula de compuerta

1

Válvula de retención t/clapeta

1

Total LE 30,55 m

Tubería principal 2 1/2 pulg Es una tubería continua, horizontal o vertical, conectada a la tubería matriz y que alimenta los ramales. Tipo de tubería= Hierro Galvanizado

Accesorios

Tipo Símbolo Cantidad

Reductor de 4”

1

Codo de 4”

1

Total LE 4,15 m

Diámetro= 2 1/2 “ Longitud= 108,09 m

Accesorios

Tipo Símbolo Cantidad

T 2 ½”paso recto

3

T en bifurcación

3

Codos 2 ½”

5

Reductor de 2 ½”

1

Total LE 22,79 m

Tubería de Boca de Agua 1 ½ pulg Es un tramo de tubería conectado a la tubería principal y que alimenta a las bocas de agua Tipo de tubería= Hierro Galvanizado Diámetro= 1 ½ “ Longitud= 0,5 m

Accesorios

Tipo Símbolo Cantidad

Válvula Compuerta 1 ½”

1

Total LE 0,3 m

CUADROS DE TRANSFORMACIONES

Los caudales para los diámetros de tubería son los siguientes teniendo en cuanta

que los caudales son los siguientes teniendo en cuanta el principio de

simultaneidad que establece la norma COVENIN 1331:

Q para los diámetros 2 ½” y 1 ½” = 6.5l/s

Q para el diámetro 4”= 12.6 l/s

CAUDALES DE 2 ½” y 1 ½”= 6,5 l/s (según COVENIN 1331)

m3/s Q = 6,5l/s x 1m3

1000L

6.5 x 10-3 m3/s

l/min Q = 6.5L/s x 60s

1 min

390 l/min

m3/h Q = 6,5E-03 m3/s x 3600 s

1 h

23.4 m3/h

CAUDALES DE 4” =12,6 l/s (según COVENIN 1331)

m3/s Q = 12.6l/s x 1m3

1000L

12.6x 10-3 m3/s

l/min Q = 6.5L/s x 60s

1 min

756 l/min

m3/h Q = 12.6 E-03

m3/s x 3600 s

1 h

45.36 m3/h

PRESIÓN 65 Psi (según COVENIN 1331)

KPa 65 Psi x 101,325 KPa

14,7 Psi

448, 03 Kpa = 448 KN/m2

DIAMETROS DE TUBERIA (según COVENIN 823)

DIAMETRO Pulg. mm M

1 ½” 41,3 41,3 x 10-3

2 ½” 68,8 68,8 x 10-3

4” 105,3 105,3 x 10-3

ECUACIONES APLICADAS

ECUACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA

0 0 0

Dónde:

= Presión 1 = 0, se encuentra a nivel de la presión atmosférica.

= Altura 1= 0, el tanque esta a nivel del piso y es donde comienza el sistema (0)

= velocidad 1 = 0, la velocidad del agua a este nivel es cero porque es el punto

de partida.

= presión de bombeo ó energía añadida por algún dispositivo (bomba).

= Perdida de fricción en la tubería.

= 65 PSI = 454,21 KN/m² Tomando Presión residual según Norma COVENIN

1331-2001, Sistemas Clase IA

= 9,8 KN/m³ Peso Específico del agua.

= Altura del edificio.

2g = 2(constante) x gravedad = 2 x 9,8 m/seg²

: Pérdidas totales por fricción. = J x Lt

Donde Lt = Longitud total de tubería y J

ECUACIÓN HAMZEN Y WILLIAMS

Dónde:

J = Resistencia por fricción

Q = Caudal

C = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla

1 de la Norma COVENIN

843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).

D = Diámetro de la tubería

= J x Lt

Dónde: J: ecuación de Hazen – Williams. Lt= longitud de tubería.

OTRAS ECUACIONES

APLICADAS

Dónde:

Q= caudal

V= velocidad.

A= área.

Q= V x A

V = Q

A

Dónde:

Q= caudal V= velocidad. A= área.

A = π x D2

4

Dónde:

A= área

D= diametro

Z2= Alt. edif. + Prof. tanque

Datos: P2 = 65 Psi = 448 KN/m2

γ = 9,8 KN/m2

g = 9,81m/s2

Altura del sistema Z2 = 6 m + 2,5 m = 8,5 m Velocidad Tubería 1 ½” con caudal puntual por gabinete 6,5 l/s

V = 6,5 X 10-3 m3/s

= 4,88m/s π x (41,3 x 10-3 m)2

4

Según la Norma COVENIN 1331-2001, para determinar la V2, la presión

mínima residual debe ser de 4,57 kg–f/cm2 (65 lb-f/pulg2), en la boca de agua

hidráulicamente más desfavorable con el caudal requerido. En los sitios de presión

mayor de 7 kg-f/cm2 (100 lb-f/pulg2), por lo cual se selecciona la Velocidad

calculada en la tubería de 1 ½”.

Calculo de velocidad

para aplicar en ecuación de la energía

⁄

⁄

Diámetros para tubos de acero

DIAMETRO NOMINAL

DIAMETRO EXTERIOR

ESPESOR DE

PARED

TUBO 6,40 m

MAXIMO MINIMO GALV. R/A

NEGRO LISO

pulg mm mm mm Kg Kg

3/8 17,50 16,30 2,31 5,70 5,41

½ 21,70 20,50 2,77 8,51 8,13

¾ 27,10 25,90 2,87 11,33 10,82

1 33,80 32,60 3,38 16,70 16,00

11/4 42,60 41,40 3,56 22,59 21,70

11/2 48,70 47,50 3,68 26,88 25,92

2 60,90 59,70 3,91 36,03 34,82

2 ½ 73,80 72,30 5,16 56,77 55,23

3 89,80 88,00 5,49 74,11 72,26

4 115,40 113,20 6,02 105,28 102,85

6 170,00 166,60 7,11 184,45 180,86

Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones

Industriales Norma COVENIN 843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)

Calculo de diámetros interiores

Diámetro 2 ½ ” Diámetro 1 ½”

Dext = 73.8 mm Dext = 48.7mm

Espesor = 5.16 mm Espesor = 3.68 mm

Dint = Dext – 2 S Dint = Dext – 2 S

Dint = 73.8 – (2*5,16) Dint = 48.7 - (2*3.68)

Dint = 63.48 mm Dint = 41.34 mm

Calculamos las pérdidas totales por fricción. hf= J x Lt

J = (

)X 6.05x

D ext. D int.

Diámetro 4”

Dext = mm

Espesor = 6 mm

Dint = Dext – 2 S

Dint = 115.40– (2*6.02)

Dint = 103.36 mm

D ext. D int.

Tabla De la NFPA 13. Valores C de Hazen – WilliamsPor tabla de Valores C de Hazen – Williams

C= 120 (Hierro Galvanizado)

J para la Tubería 1 ½”

J 1 ½” =

m

J para la Tubería 2 ½” ”

J 2 ½” =

m

J para la Tubería 4”

J 4” =

m

Longitud (Lt) para la Tubería 4” (Tuberías de succión, descarga)

Lt = 5,00m + 4,15m + 10,40 m + 30,55 m = 50.1 m

Longitud (Lt) para la Tubería 2 ½” (Tubería principal)

Lt = 108,09 m + 22,79 m = 130.88 m

Longitud (Lt) para la Tubería 1 ½” (Tubería de ramal)

Lt = 0,3 m + 0,5 = 0,8 m Hf para la Tubería 4” (Tubería matriz o descarga)

Hf = 0.025 Bar/m x 50,1 m = 1.25 Bar

Hf para la Tubería 2 ½” (Tubería principal)

Hf = 8,91 x 10 -3 Bar/m x 130.88 m = 1.16 Bar

Hf para la Tubería 1 ½” (Tubería Ramal)

Hf = 0,072 Bar/m x 0,8 m = 0,058 Bar

Calculamos el Hf(total)

∑

Hf(total) = 1.25 Bar + 1.16 Bar + 0,058 Bar = 2.47 Bar Transformando Hf(total) de Bar a m

2.47 Bar x 10,33 m = 25.18 m

1,01325 Bar

Calculamos Ha (presión de bombeo ó energía añadida “bomba”). Sustituimos en la ecuación:

Por lo cual decimos

Ha = 45,71 m + 8,5 m + 1,21 m + 25.18 m = 68,32 m Transformando Ha de m a Psi

80.06 m x 14,5 Psi = 114.35 Psi

10,22 m

Calculo de Potencia de bombeo

45

HQHP

Q bombeo = 12.6 l/seg

H bombeo = 80.06 m

22 HP

Por lo cual la bomba requerida por el sistema es una bomba de 25 hp

Almacenamiento de Agua

El volumen de la reserva de agua para incendio deberá ser tal que

garantice el caudal requerido por un tiempo mínimo de una (01) hora tal como lo

estable la norma COVENIN 1331.

Vr = Qt * 3600 s

Vr = 12.6 l/s * 3.600 s

Vr =45.360,00 litros

Dimensionamiento del tanque:

La Norma COVENIN 1331 establece que se debe asegurar el suministro

exclusivo de agua durante una hora si ocurre cualquier eventualidad que según

cálculos matemáticos es igual a unos

Que en :

Entonces establecemos la ecuación:

6

6

√

Por lo cual la construcción del tanque debe ser de la siguiente forma:

Profundidad: 2,5 m

Ancho: 4.1 m

Largo: 4.1 m