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ESPECIFICACIONES TECNICAS -
INSTALACIÓN DE GAS Y CLIMATIZACION
UNIDAD: GLB
Nº DESCRIPCIÓN UNID. CANTIDAD
1 MONTAJE PISOS RADIANTES GLB 1,00
2 TUBERIA FG DE 1 1/4 ML 20,89
3 TUBERIA FG 1" ML 32,25
4 TUBERIA FG DE 3/4" ML 15,23
5 TUBERIA FG DE 1/2" ML 67,03
6 TUBERIA FG DE 2" ML 49,15
7 MATERIALES PARA INSTALACION DE PISOS RADIANTES GLB 1,00
8 CODO FG DE 2" PZA 5,00
9 CODO 1 1/4 FG PZA 9,00
10 CODO DE 1" FG PZA 17,00
11 CODO DE 3/4 PZA 5,00
12 CODO DE 1/2 FG PZA 24,00
13 DERIVACION DE TEE 1 1/4 PZA 20,00
14 DERIVACION TEE 3/4 PZA 2,00
15 TEE DE 1" FG PZA 6,00
16 VALVULA DE MANDO DE 1/2 FG PZA 4,00
17 VALVULA DE MANDO 3/4 PZA 4,00
18 REDUCTOR DE 1" A 1/2" PZA 5,00
19 REDUCCION DE BUJE DE 3/4 A 1/2 PZA 4,00
20 REDUCTOR DE 1 1/4 A 1" FG PZA 1,00
21 ABRAZADERAS DE 1/2" FG PZA 76,00
22 ABRAZADERA DE1" PZA 29,00
23 ABRAZADERA DE 3/4" PZA 21,00
24 ABRAZADERA 1" 1/4" FG PZA 19,00
25 ABRAZADERA DE 2" PZA 42,00
26 PINTURA ANTICORROCIBA DE 1 LITRO L 13,00
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27 BROCHA PZA 100,00
28 TAPÓN PZA 16,00
29 MATERIALES PARA INSTALACION DE GAS GLB 1,00
ESPECIFICACIONES TECNICAS - INSTALACIÓN DE GAS
DESCRIPCION
Este ítem se refiere a la provisión y puesta en servicio del puente de regulación y medición para un y
la instalación interior en el edificio de Plenarias.
El puente de regulación y medición debe cumplir con las especificaciones de los anexos 1, 5 y 6 del
Reglamento de diseño, construcción, operación de redes de gas natural instalaciones internas del
Decreto Supremo N° 28291 del 11 de agosto de 2005.
El contratista deberá portar en todo momento el documento que se indica líneas arriba.
La empresa que se adjudique la ejecución de esta obra presentará el respectivo proyecto a YPFB para
su aprobación. Deberá estar inscrita en el registro de empresa instaladoras de gas natural de la ANH
con categoría industrial vigente
Como el suministro de gas natural está a cargo de YPFB la empresa que ejecute este ítem deberá
trabajar de acuerdo con la supervisión que esta institución realice, no pudiendo argumentar falta de
conocimiento.
Se incluyen las obras civiles de excavación, relleno con tierra bruta y cernida.
La caldera está destinada a alimentar de agua tanto a los lavabos, como al sistema de calefacción,
sistema que se presenta en otro proyecto.
MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPO
Los materiales principales a emplearse en el gabinete son un regulador B40 y un medidor de
desplazamiento positivo G25, ambos tienen la capacidad de entregar hasta 40 m3/h. que cumplen
satisfactoriamente los requerimientos de caudal y con un factor de simultaneidad está apto para este
servicio.
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La instalación interior en su conjunto será de acero negro sch 40, por motivos de seguridad y de más
fácil trabajo en los diámetros que se han calculado.
El gabinete será construido de plancha de espesor de 1,5 mm con su respectivo visor para la lectura
del medidor y del manómetro y pintada de un color que esté en armonía con el entorno.
El equipo de soldadura será del tipo continuo.
Los electrodos a usarse corresponden a las especificaciones AWS E6010.
Los materiales y longitudes de la instalación interior a emplearse están detallados en el plano
isométrico de la instalación.
Los materiales deben ser de primera calidad, eximiéndose aquellos de dudosa preferencia.
La tubería a emplearse deberá ser de acero negro sin costura sch 40 cumpliendo las especificaciones
A106, A53 y API 5L Gr B.
Se colocara en la parte exterior al ambiente de la caldera dos válvulas de corte ANSI 150 de 3” paso
total, para aislar la instalación de la red que se encuentra fuera del recinto, permitiendo efectuar
posibles modificaciones en el futuro.
Estás válvulas estarán en una cámara de hormigos con su respectiva tapa.
La cámara estará a cargo de la constructora de obras civiles que tiene la pericia y los materiales
respectivos, el tamaño debe permitir la maniobrabilidad fácil de las válvulas, poseer un respiradero,
escalera de ingreso además de estar impermeabilizada.
Los espárragos deben ser de acero A193 y sus tuercas de acero A194, no aceptándose los espárragos
de “acero dulce” construidos a partir de varillas de bajo contenido de carbono que se corroen muy
fácilmente.
Se deben asegurar las entradas de aire de combustión por rejillas en la parte inferior.
Las herramientas a usarse para la construcción del PRM deberán estar en buenas condiciones de uso,
preferentemente se usarán llaves fijas, las tarrajas en lo posible deberán ser fijas y no regulables para
garantizar las dimensiones de las mismas.
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El equipo de soldadura será del tipo continuo.
El contratista deberá tener el probador (holiday detector) de cobertura de protección de la tubería
durante todo el transcurso del tendido de la tubería.
Los electrodos a usarse corresponden a las especificaciones AWS E6010.
FORMA DE EJECUCION
Los cortes deberán ser ejecutados empleando prensas de banco y corta tubos de discos y deben ser
perpendiculares al eje del tubo. Una vez realizado el corte, los bordes deberán ser alisados con lima o
esmeril.
Las soldaduras se realizarán usando equipo de corriente continua con electrodos E6010, el personal
que ejecute las mismas deberá tener actualizado su registro en el momento de realizar el trabajo.
El Contratista deberá contar con un equipo completo para el tarrajado de roscas en todos los
diámetros requeridos, preferentemente fijas y no regulables. La cañería deberá sujetarse mediante
prensas de banco (cuando menos dos, si la longitud es mayor a 2,50 m.) y durante el proceso de
tarrajado, se utilizará aceite para el lubricado del corte.
Todo acople entre tuberías o entre tuberías y accesorios, deberá ser ejecutado limpiando
previamente las limaduras y colocando cinta teflón en el lado macho de la unión no permitiéndose
usar silicona.
Al ejecutar uniones roscadas en piezas de unión deberá garantizarse la penetración de la tubería en
proporciones iguales dentro del acople, la longitud roscada dentro del extremo de la tubería deberá
ser cuando menos el 70 % de la longitud de las piezas de acople.
El personal que realice las soldaduras estará calificado como soldador 6G en el momento de realizar
las obras.
Se pintarán las partes del puente con los colores establecidos en el anexo 6 con dos capas de pintura,
Las soldaduras se realizarán usando equipo de corriente continua con electrodos E6010, el personal
que ejecute las mismas deberá tener actualizado su registro como soldador 6G en el momento de
realizar las obras.
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El Contratista deberá contar con un equipo completo para el tarrajado de roscas en todos los
diámetros requeridos, preferentemente fijas y no regulables. La cañería deberá sujetarse mediante
prensas de banco (cuando menos dos, si la longitud es mayor a 2,50 m.) y durante el proceso de
tarrajado, se utilizará aceite para el lubricado del corte.
Todo acople entre tuberías o entre tuberías y accesorios, deberá ser ejecutado limpiando
previamente las limaduras y colocando cinta teflón en el lado macho de la unión no permitiéndose
usar silicona.
Al ejecutar uniones roscadas en piezas de unión deberá garantizarse la penetración de la tubería en
proporciones iguales dentro del acople, la longitud roscada dentro del extremo de la tubería deberá
ser cuando menos el 70 % de la longitud de las piezas de acople.
Se efectuará la excavación de la zanja donde se alojará la tubería manualmente o a máquina hasta
una profundidad de 1.20 metros.
Se soldará la tubería y se procederá al revestimiento con las cintas de protección mecánica y
anticorrosiva con la respectiva pintura imprimante, previo lijado de la tubería hasta dejarla en el color
blanco, el traslape será como mínimo ¾”.
Una vez terminadas las dos actividades anteriores, se bajará a la zanja en cuya base estarán colocadas
bolsas con tierra cernida a distancias de 2 metros, de tal manera que la tubería quede colgada y se
pueda efectuar dentro de la zanja el control del revestimiento con el holiday detector, con el voltaje
que el supervisor de YPFB indique.
Satisfecho el control de calidad del revestimiento se procederá a la tapada, primero con tierra cernida
hasta 30 cm por encima de la generatriz superior de la tubería , luego compactar con un compactador
canguro, finalmente rellenar la zanja hasta el nivel superior, no olvidándose de la compactación.
Dentro del ambiente de la caldera la tubería estará en elevación y rematará en una válvula esférica.
Los soportes serán realizados con angular de 1 ½”. Esta tubería será pintada con dos manos de
pintura de color amarillo.
El cruce de la tubería de los muros se realizarán usando una funda de PVC evitando que aquella tome
contacto con la pared.
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Se hará una prueba de hermeticidad a la instalación usando aire a una presión de 1.5 bar durante 24
horas. revisando las partes roscadas con agua jabonosa alguna pérdida de aire.
Toda unión roscada de la terminal con la válvula, deberá ser ejecutada limpiando previamente las
limaduras y colocando cinta teflón en el lado macho de la unión no permitiéndose usar silicona.
Las tuberías de gas natural no deben estar en contacto con cualquier otra cañería incluyendo las
eléctricas.
La distancia mínima entre tubería de gas natural y toda otra tubería debe ser de:
3 cm en recorrido en paralelo
1 cm en cruce
Cabe recalcar que se requiere entrada de aire a través de rejilla a una altura menor a 30 cm situada
hacia la calle con un área libre de por lo menos 500 cm2
Salida de los productos de combustión por medio de campanas a una respectiva chimenea que dé al
exterior del edificio.
Las ventanas que dan hacia la calle o patio deben ser batientes, de tal manera que permitan una
aireación rápida. El instalador debe asegurase que se cumplan estos requisitos.
El presente proyecto está destinado a la dotación de gas natural mediante la instalación interna de
tuberías de gas natural al Edificio de Plenarias, ubicado en el Municipio de San Benito de la provincia
Punata del departamento de Cochabamba.
El EDIFICIO DE PLENARIAS consta de 3 bloque, el primer bloque y el segundo bloque consta de 4
niveles el tercer bloque de 3 niveles. (Ver planos de planta), además del edificio destinada para
reuniones.
Para una mejor calidad de vida y satisfacer las necesidades de los usuarios, el requerimiento para la
alimentación con el energético es el siguiente: Calefacción por pisos radiantes.
Existe aislamiento de techo y de piso.
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El proyecto tiene los siguientes alcances, distribución de GAS NATURAL a una presión de 19 mbar a
cada nivel de los usuarios del EDIFICIO DE PLENARIAS.
DATOS METEOROLOGICOS
PRESIÓN
ATMOSFERICA TEMPERATURA ANUAL MEDIA TEMPERATURA AGUA FRIA
564,76 mm Hg 17,92°C 13°C
Fuente: español. Weather.com (Presión)
Fuente: SERVICIO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA (SENAMHI)
Instituto Nacional de Estadística (temperatura)
CONSIDERACIONES PRELIMINARES.
La acometida de gas está contemplada para medidor y el regulador, que se encuentra en la parte baja
del estacionamiento del primer en un local técnico y desde ahí alimentara gas natural a cada
ambiente de los diferentes bloques.
UBICACIÓN DE MEDIDORES O REGULADORES PRINCIPALES DE TODO EL EDIFICIO
El gabinete y el puente de regulación estarán ubicados en el local técnico de propiedad (área de
mantenimiento), en un recinto ventilado, que lo proteja de choques y las inclemencias del medio
ambiente.
Se instalará un regulador que reducirán la presión de 4 bares a 1bar (MPB/BP), el regulador estará
precedido de un órgano de corte que permita interrumpir el suministro en caso de presentarse
alguna emergencia y un medidor 100 a 1200 m3/h. Este sistema alimentara a la montante principal
del Edificio UNASUR.
La tubería montante es de 1” de diámetro y ascenderá hasta el último nivel del edificio a través de
los espacios (conducto vertical) en cada uno de los bloques destinado para la instalación tomas de
aparatos de gas ubicado en los depósitos de los ambientes. Esta tubería alimentará de gas a los
aparatos desde el primer piso, segundo piso, tercer piso y cuarto piso de los bloques 1,2 y el primero,
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segundo y tercer piso del bloque 3. También existe una válvula de corte antes del ingreso de gas a
cada aparato (caldero).
UBICACIÓN DE APARATOS A GAS
La Ubicación de los aparatos es de acuerdo al requerimiento de edificio UNASUR
CALEFACCIÓN
El requerimiento del cliente, es que se realice una instalación de calefacción central a todos los
ambientes del edificio.
INSTALACIÓN DE GAS A APARATOS DE USO COMÚN
Ambiente ubicación Cantidad [u] aparato Potencia [KW] Ubicación
Bloque 1
Piso1 1 caldero 55 kw depósito
Piso2 1 caldero 55 kw depósito
Piso 3 1 caldero 55 kw depósito
Piso4 1 caldero 55kw depósito
Bloque 2
Piso1 1 caldero 55 kw depósito
Piso2 1 caldero 55 kw depósito
Piso 3 1 caldero 55 kw depósito
Piso4 1 caldero 55kw depósito
Bloque 3
Piso1 1 caldero 55 kw depósito
Piso2 1 caldero 55 kw depósito
Piso 3 1 caldero 55 kw depósito
Piso 4 1 caldero 55 kw depósito
Salón de
reuniones Local técnico 5 caldero 55 kw depósito
EVACUACIÓN DE PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN
Para el caldero la evacuación de los productos de combustión se realizará por medio de su propio
conducto de evacuación al conducto vertical de ventilación ubicado en pared que da al depósito
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utilizado como colector colectivo de gases para los tres pisos de los bloques 1 -2 y el cuarto piso del
bloque 3, como muestra el plano tipo a una altura superior a 1,80 metros.
AIREACIÓN DEL AMBIENTE
En los depósitos donde se ubicarán los aparatos la aireación será por medio de una rejilla abierta
colocada en la parte del conducto vertical ubicado en el depósito ya que es un ambiente central y
para cumplir la normativa de YPFB que exige para dotar de gas natural.
Todos los ambientes poseen aireación mayor a 0,40 m. (Ventanas).como se muestra en el plano de
planta.
ALIMENTACIÓN DE AIRE
En el depósito se realizará la apertura de un conducto de aire en la parte baja del muro para la
alimentación directa de aire del exterior alimentado por el shaft, ubicado a una altura menor a 0.30 m
del piso, con una sección libre mayor a 100cm2, para una buena combustión de los aparatos.
CARACTERÍSTICAS DEL ACERO.-
Las características químicas del acero, serán las siguientes.
- Tenor mínimo en azufre : 0.05%
- Tenor mínimo en fósforo 0.06%
Las características mecánicas del acero serán las siguientes:
- Límite elástico mínimo 185 Mpa
- Resistencia de ruptura 320 Mpa
- Alargamiento transversal mínimo 18%
0.12
0.07 Sbruta= 84 cm2
Sutil= 50cm2
15
15 Sup. Bruta 225 cm2
Sup. Útil 100 cm2
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ACCESORIOS
Accesorios de Acero negro y galvanizado para la conexión de agua al caldero.
TUBERÍA DE ELEVACIÓN.
Protegida con pintura anticorrosiva amarilla y fijada con soportes por medio de abrazaderas.
ENSAMBLADURA:
La tubería en general tendrá ensambladura soldada con latón.
Para la montante con arco eléctrico de corriente continua
TUBERÍA EMPOTRADA:
Protegida con doble capa de pintura asfáltica.
TUBERÍA EMERGENTE:
Protegida con funda PVC. (El doble al diámetro requerido)
TUBERÍA ENTERRADA.-
La tubería enterrada recubierta con pintura imprimante y cinta poliken con una sobre posición del 50%.
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ALIMENTACIÓN CON GAS NATURAL.
PRESIÓN ANTES DEL REGULADOR : 4 bar
PRESIÓN DESPUÉS DEL REGULADOR : 1 mbar
PRESIÓN PARA LOS APARATOS : 1 9mbar
POTENCIA DE DISEÑO : 55Kw
CAUDAL INSTALADO : 5,09 m3/h para aparato de cada nivel
REGULADOR B : 6 (de cada aparato)
MEDIDOR G (si YPFB exige) : 4 (para cada aparato)
El medidor y regulador principal deberán controlar una capacidad de 100-1200m³/h.y será de
pistones rotativos para trabajar en conformidad con el puente de regulación.
El regulador calculado en este acápite es para instalar a la salida de la montante antes de la toma y
conexión de cada aparato para seguridad de corte en cada nivel además sirve para determinar el
consumo de gas en cada nivel y también se le instalara un órgano de corte de ingreso de gas al
aparato.
El regulador y medidor por norma debemos tener en cuenta la presión que YPFB pueda dotar desde
la red secundaria.
RECOMENDACIONES.-
Para Salón de plenarias se recomienda habilitar un ambiente como local técnico para alojar a los
calderos que estará en servicio de circulación de agua para los serpentines de nuestro sistema de
suelo radiante.
Se recomienda que el sistema sea instalado tomando en cuenta la normativa de YPFB ya que es un
requisito indispensable para la dotación de gas a un inmueble.
Se instalará bombas de recirculación si es necesario para trabajar paralelamente con los calderos
como está previsto si fuera necesario.
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ESPECIFICACIONES TECNICAS - CLIMATIZACION
UNIDAD: GLB
ANTECEDENTES
El Edificio de Plenarias cuenta con tres bloques y un salón de eventos, en el cual se realizarán diversas
actividades. Durante las temporada húmedas y frígidas se ve dificultada por las temporada otoño -
invierno, debido a la necesidad de contar con un sistema de calefacción que proteja de las bajas
temperaturas de la zona.
Es por esta razón, que surge la necesidad de diseñar un sistema de calefacción que permita la
utilización del recinto en esta temporada, para así tener un calendario de eventos que ya no solo
contemple la temporada primavera-verano, sino que se puedan realizar eventos durante todo el año.
Dada la gran superficie y altura que presentan los diferentes bloques que componen el Edificio de
Plenarias, la calefacción más adecuada para este tipo de recinto es el piso radiante, debido a que con
otros sistemas de calefacción el aire caliente tiende a estratificarse cerca del techo, cuando la mayor
necesidad térmica se encuentra en la parte inferior de las habitaciones (piso).
Calentando la superficie del piso se cubre esta necesidad, sin tener que calentar innecesariamente el
aire del techo, lo cual conlleva a un ahorro de energía. Al distribuirse el calor por el suelo, se consigue
un gradiente de temperatura ideal para el confort humano, manteniendo los pies calientes y la
cabeza fría a una altura promedio de 3 metros. Esto da una sensación de comodidad a la persona ya
que el aire no es tan pesado a la altura de la cabeza (Esak, 2007).
Por las razones ya explicadas se pretende realizar en esta propuesta el diseño de un proyecto de
calefacción por piso radiante para el salón de plenarias UNASUR con todas las estipulaciones que se
deberá considerar teniendo en cuenta toda la normativa que rige en nuestro país supervisada por
YPFB. Como una institución encargada de dotar de gas natural a nivel departamental y nacional.
PISO RADIANTE
El piso radiante es un sistema de calefacción que está constituido por una red de tuberías
uniformemente esparcidas que se introducen en el mortero, el cual absorbe la energía térmica
disipada por las tuberías y las cede al pavimento o losa, que a su vez, emite esta energía al local
mediante radiación y en menor grado por convección natural.
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Estas tuberías además del piso, pueden ser distribuidas en paredes o techos por lo cual el nombre
que lleve el sistema de calefacción dependerá del lugar de ubicación de las tuberías, como por
ejemplo piso radiante o techo radiante. Este sistema puede ser utilizado durante todo el año, ya que
se puede emplear como sistema de refrigeración incluso en temporadas frias. (Blansol, 2007).
Sin embargo este sistema no es nuevo, sino que resulta ser la evolución de un sistema ya ocupado en
la antigüedad. Los primeros sistemas antiguos por superficies radiantes datan de unos 3000 años,
fueron los romanos en el siglo I antes de Cristo los que importaron esta técnica de la actual Turquía,
los romanos la llamaban Hipocasus y en la España medieval recibía el nombre de Glorias, el cual
utilizaba la misma técnica de los romanos. Este sistema de suelo radiante rudimentario consistía en
hacer circular aire y gases calientes por unos canales situados debajo del pavimento. Estos gases eran
producto de la combustión en un hogar situado a un nivel inferior al de la zona a calefactar (Ortega,
2001).
Con la calefacción por piso radiante según Esak (2007) se puede obtener una sensación de bienestar
térmico que no se consigue con los otros sistemas de calefacción, ya que se ha demostrado mediante
estudios que la curva de calefacción por piso radiante es la que más se aproxima a la curva ideal de
distribución de calor (figura N° 1). Es por esto, que el sistema correctamente dimensionado
proporciona al cuerpo humano una sensación de confort y bienestar superiores a otros sistemas de
calefacción.
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Figura N° 1.- Curvas de distribución de temperatura según el tipo de calefacción utilizada
(fuente: Sapje, 2009).
El propósito de este sistema es brindar un ambiente en que la temperatura, humedad, la pureza y
velocidad del aire, puedan garantizar las condiciones óptimas de confort para los ocupantes del
recinto.
Según Ortega (2001), la temperatura de circulación del agua debe estar entre 40°C y 50°C.
Debido a las bajas temperaturas de funcionamiento se eliminan los rápidos movimientos convectivos
del aire que provocan los cambios de temperatura en el cuerpo humano. Su uso no reseca el aire lo
que permite crear un ambiente natural. Al no existir corrientes no se levanta el polvo, evitando de
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esta forma los problemas para las personas alérgicas y asmáticas, por lo cual es el único sistema de
calefacción recomendado por la Organización Mundial de la Salud (Soliclima. 2007).
Según Giacomini (2006) la temperatura que el cuerpo efectivamente percibe no es únicamente la del
aire, si no la media entre éste y la radiante de las superficies que lo rodean. Así, si se calienta una de
las superficies como el suelo, su temperatura radiante será mayor, y por lo tanto, con una menor
temperatura del aire ambiente, 20°C, se obtiene la misma sensación térmica que con un sistema
convectivo, que lo hace a 22°C, eliminando la sensación de pesadez que se advierte en los entornos
sobrecalentados.
La diferencia de 10°C de la temperatura ambiente se obtiene con la utilización del piso radiante para
mantener el mismo grado de confort frente a otros sistemas, implica un importante ahorro de
energía. Una disminución de la temperatura ambiente de 2°C representa ya un ahorro de energía del
5% al 7%. Al tener una reducción de 2°C se permite un ahorro energético de un 10 a un 14% del
consumo total.
En los sistemas de calefacción basados en el fenómeno de transferencia de calor por convección, gran
parte del calor suministrado queda acumulado en el techo a una temperatura elevada de 24 a 26°C,
para obtener en la zona de ocupación una temperatura de confort de 22°C. Por otra parte, con el
sistema de piso radiante se mantiene el calor en la parte inferior del local, que es la zona donde
realmente se requiere, alcanzando así, tan solo 16°C en la parte superior
VENTAJAS DEL PISO RADIANTE SEGÚN ORKLI (2008):
Estética:
Al encontrarse los tubos empotrados en el piso, se puede utilizar todo el espacio interior
para su decoración, ya que se eliminan los radiadores, convectores u otros equipos.
Libertad de Elección de pisos:
Con el piso radiante se puede elegir cualquier tipo de revestimiento para pisos, pero siempre
hay que tener en cuenta su conductividad térmica a la hora de realizar el cálculo de la
instalación, ya que esta no se comportara de la misma manera con un tipo u otro de
pavimento.
Temperatura uniforme en toda la vivienda:
Con la calefacción por piso radiante se obtiene una temperatura constante y homogénea en
toda la superficie de la vivienda, desapareciendo así las zonas frías y calientes que se
producen con otros sistemas de calefacción.
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Calefacción de Grandes Volúmenes:
Como se puede ver en la figura N° 2, la distribución de temperatura en el suelo radiante a
diferencia de otros sistemas, el calor se distribuye hasta los 2 – 2,5 metros de altura, por lo
que resulta ideal para calefaccionar grandes volúmenes. El piso radiante es ideal para
calefaccionar polideportivos, iglesias, hospitales, etc.
Figura N° 2.- Distribución de temperaturas en edificios altos (Esak, 2007)
Seguro:
Todos los circuitos del piso radiante comienzan y terminan en colectores colocados por
encima del piso. No hay empalmes y la alta calidad de las tuberías asegura la ausencia de
averías y las fugas.
Limpio:
Cuando se tiene un emisor de calor, se queman las partículas de polvo que hay a su
alrededor y el movimiento de aire que se genera las va depositando en la pared de la parte
superior de dicho emisor, creando manchas en las paredes. Sin embargo al no existir tal
circulación de aire en el sistema radiante, desaparece este problema.
Permite varias alternativas de fuentes de energía:
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El piso radiante se puede adaptar tanto a fuentes de energía convencionales como
alternativas, por ejemplo: gasoil, gas, electricidad, bombas de calor, energía solar, energía
geotérmica y calderas de biomasa.
DESVENTAJAS DEL PISO RADIANTE SEGÚN ORKLI (2008):
Elevación del piso:
El espesor del suelo aumenta debido a las tuberías y el aislamiento que se aloja dentro de él.
Inercia térmica:
El piso radiante calienta la masa del piso de la estancia, por lo que el calentamiento y
enfriamiento del sistema es más lento que en los sistemas por aire, inclusive puede tardar un
par de horas en alcanzar la temperatura ambiente deseada.
Mayor Costo de instalación:
La instalación del piso radiante tiene un costo alto más cara que un sistema de calefacción
tradicional, pero dependerá de los materiales que se utilicen en su construcción.
OBJETIVOS
El objetivo principal de este diseño de un proyecto de calefacción por piso radiante para el salón de
plenarias UNASUR, determinando tanto las características del piso radiante como las características
técnicas de la instalación además de realizar el estudio económico correspondiente.
METODOLOGÍA
En primer lugar para lograr los objetivos propuestos, se recopilará y procesará información de libros,
sitios web, manuales de instalación, especificaciones técnicas del recinto y la normativa que se aplica
y es recomendada por YPFB en este tipo de proyecto, esta información será de gran ayuda para tener
presente todos los factores que se deben considerar a la hora de llevar a cabo un proyecto y
propuesta de este tipo.
Luego se harán visitas a terreno, para finalmente recopilar información de precios de accesorios en
nuestro mercado, el cual se hará recurriendo a los proveedores de los materiales y equipos para
pisos radiantes.
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EL PISO RADIANTE
Composición del Piso Radiante
Para la realización del proyecto de este tipo es indispensable conocer los elementos que lo
constituyen y los factores que se deberán tener en cuenta para su correcto funcionamiento, dado que
cualquier omisión de cálculo, de instalación o puesta en marcha puede desencadenar en una pérdida
de las cualidades que presenta la calefacción de este tipo.
Figura N° 3.- Composición del piso radiante (fuente: Esak, 2007)
Constructivamente el piso radiante se ve representado mediante corte en la figura N° 3, donde se
puede apreciar la composición y distribución de los elementos que componen este sistema de
calefacción. En ella se puede observar que en la zona inferior de los muros exteriores va instalada una
banda de material aislante flexible de no más de 1 cm de espesor, que llega hasta el nivel del piso
terminado. Sobre el radier son colocadas planchas de aislamiento con densidad suficiente para
soportar cargas de presión a las que estará sometido el piso, ya sea para uso habitacional o industrial.
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Cuando la humedad pueda penetrar por el radier y ser absorbida por el aislante, se debe colocar una
capa delgada de plástico como barrera antivapor.
Sobre el aislamiento se distribuyen las tuberías, cuyas características se detallarán más adelante. El
mortero formado por la mezcla de cemento, arena, agua y un aditivo especial las envuelve quedando
una capa por encima de ellas. Por último se sitúa el pavimento, que puede ser de cualquier material
de los usados habitualmente. Lo que no se debe realizar por ningún motivo es colocar una tarima que
deje una cámara de aire entre el mortero y el tipo de pavimento que se instale (Ortega, 2001).
CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN EL PISO RADIANTE
Generación de calor
Para esta acción se requieren 20 calderos los mismos que generaran la suficiente cantidad de
agua caliente como para que funcione correctamente el piso radiante.
Aislamiento
Para evitar que el calor se propague hacia el suelo es necesario colocar un aislante entre el
radier y el mortero que cubre las tuberías, generalmente este aislante es de polietileno
expandido ya que conjuga favorablemente una excelente característica aislante, facilidad de
conformado, resistencia mecánica y bajo costo (Alb, 2009).
En la actualidad existen dos presentaciones de estas planchas: lisas y con tetones (nopas).
Esta última según Aislapol (2004), presenta un diseño conformado por una serie de
protuberancias moldeadas, distribuidas sobre la totalidad de la placa lo que las hace
adecuadas para sistemas por piso radiante ya que permite guiar las tuberías a las distancias
adecuadas y recibir estas solo por presión sin la necesidad de utilizar algún sistema de
sujeción o agarre mecánico adicional (aunque a veces es necesario la utilización de fijaciones
debido a la tensión que presenta el tubo después de desenrollado).
Este modelo de aislante permite distancia entre tubos de 5, 10, 15, 20, 25 y 30 centímetros.
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Figura N° 4.- Placas nopas (Aislapol, 2004)
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Si bien la placa nopa ofrece cierta ventaja en el tendido del tubo presenta el inconveniente que una
parte no despreciable de la superficie del tubo queda en contacto con los tetones, lo que produce
que se reduzca la superficie eficaz de intercambio térmico (Alb, 2009).
Los aspectos positivos de este tipo de placas según Aislapol (2004), es que gracias a que poseen una
superficie térmicamente aislada no absorben el agua del mortero de la sobrelosa, lo que es ideal para
un correcto fraguado. Otro aspecto importante, es que debido al diseño que posee permiten ahorrar
hormigón de una sobrelosa armada sin afectar su resistencia. Por cada 100 m2 de sobrelosa
ejecutada sobre estas placas se ahorran 0,57 m3 de hormigón. Además este sistema lleva unas bandas
salientes que sobresalen de la base para que el tubo quede separado del aislamiento unos
milímetros, con el objeto que el mortero lo envuelva completamente y presentan un diseño de
ensamble lateral entre ellas, lo que asegura la continuidad de la capa de aislación térmica, lo que
facilita su instalación.
Debido al bajo coeficiente de conductividad térmica λ= 0,0384 Watt/m x °K (NCh 853) que posee,
asegura que el calor entregado por la cañería radiara hacia el piso y se evitarán pérdidas hacia la losa
inferior o para este caso el terreno.
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Por otra parte la plancha lisa permite tender el tubo en la orientación más conveniente para la
instalación. En este caso se debe colocar una lamina de polietileno sobre la superficie de la plancha
que servirá de barrera antivapor y evitara que se produzca un puente térmico durante el vertido del
motero. Opcionalmente se puede colocar una lámina de reflexión en la superficie, la cual tendrá
como principal función actuar como difusor y reflector térmico ya que la cara superior de aluminio
que posee facilita una difusión más homogénea del calor cedido por los tubos al mortero. Y por
último se colocará una malla que servirá de fijación para los tubos (Alb, 2009).
Sin embargo, según Ortega (2001) esta última técnica va en desuso, ya que algunos fabricantes no
garantizan el tubo si este va fijado a la malla puesto que se pueden ocasionar daños al momento de
asentarlos, y por el contrario, el sistema de placa base con tetón es el más usado en la actualidad.
Debido a estas razones se optará por la placa nopa para el proyecto, ya que en el caso de verse
dañada la tubería puede ocasionar una pérdida de las cualidades de este sistema de calefacción.
Tuberías de Polietileno Reticulado
Por muchos años las tuberías utilizadas para sistemas por piso radiante fueron metálicas, hierro
primero y cobre después, actualmente estas tuberías se han remplazado por tuberías de plástico
resistentes a altas temperaturas y presiones de trabajo, denominadas tuberías termoplásticas, entre
las cuales se encuentran las tuberías de polietileno reticulado. Según Orkli (2008), el polietileno al ser
un termoplástico es un material muy flexible pero con poca resistencia al calor y sometiéndolo a un
proceso de reticulación se obtiene un material capaz de soportar temperaturas de hasta 95° C.
Figura N° 5.- Composición de tubería Pex( Rehau, 2008)
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Mortero
Según la norma UNE EN 1264 de suelo radiante, el espesor mínimo de la capa de mortero debe ser de
30 recomendable una sección de espesor de 4 a 5 cm de mortero por sobre la generatriz de la tubería
(Giacomini, 2006).
Según Blansol (2007), una losa de mortero demasiado fina podría originar zonas frías y calientes en el
suelo, así como la aparición de grietas. Por encima de estos valores se aumenta considerablemente la
inercia del sistema lo que es un inconveniente para este tipo de calefacción.
Es recomendable agregar un aditivo al mortero para aumentar su fluidez. Con una mayor fluidez del
mortero, se requerirá una menor cantidad de agua para el mesclado y producirá que se reduzca la
porosidad una vez fraguado, mejorando así las características de resistencia a la compresión y
maleabilidad. De esta forma el mortero envolverá perfectamente el tubo sin dejar burbujas de aire
que dificultarían la transmisión del calor.
Luego de realizada la sobrelosa de mortero se requiere que la temperatura ambiente no sea inferior a
5°C durante un mínimo de 3 días a partir del momento del hormigonado y se eviten los excesos de
calor así como las corrientes de aire a fin de limitar lo máximo posible las contracciones del mortero
durante el secado.
Banda Perimetral
Según Rehau (2008), es una banda de aislamiento que separa la losa de mortero con la
pared,logrando que esta sea una losa flotante, cuya función es evitar la formación de puentes
acústicos y permitir la dilatación térmica del mortero de calefacción. Según DIN 18560 la cinta debe
permitir un movimiento del mortero de calefacción de cómo mínimo 5 milímetros.
El material para la banda perimetral puede ser espuma de polietileno, poliestireno expandido o algún
otro material aislante. Su espesor no suele ser superior a 10 mm.
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Sistema de Distribución
Según Orkli (2008), su misión es distribuir el agua caliente recibida de la caldera a cada uno de los
circuitos de tuberías y permitir la regulación de las temperaturas de cada habitación según sean sus
necesidades caloríficas. Está compuesto de dos tuberías horizontales paralelas sujetas a la pared
mediante un soporte, a estas tuberías también llamadas colectores se les pueden acoplar válvulas,
detentores, purgadores, termómetros, llaves de vaciado, caudalímetro y adaptadores para tubos.
Según Caloryfrio (2007) en el mercado se pueden encontrar tipos de kit de colectores.
La ventaja que poseen los colectores es que se pueden realizar una gran cantidad de combinaciones.
Sin embargo tiene diversas desventajas.
La primera de ellas es que existe un mayor riesgo de fuga, ya que el número de uniones puede ser
elevado. La segunda desventaja estriba en el hecho, que es el instalador especialista el que tiene que
realizar el montaje de los diferentes módulos, lo cual repercutirá en el aumento de la mano de obra.
Por último hay que mencionar que al ser el propio instalador el que realiza las uniones, no garantiza
que estas puedan soportar las presiones de trabajo de la instalación por que dependerá de la calidad
y garantía de los productos.
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Por otro lado las ventajas que poseen los colectores son diversas ya que todo el montaje se realiza en
fábrica, de este modo se asegura que no existen fugas ya que se realizan pruebas de estanqueidad. Se
comprueba que los colectores soportaran las pruebas de trabajo a las que estará sometido y además
el instalador solo tendrá que colocar el kit que vendrá ya armado, lo cual se traduce en un ahorro de
tiempo y dinero en la instalación. Si se busca alguna desventaja de este sistema, podría ser que en el
caso de querer muchas combinaciones, sea necesario disponer de un amplio espacio para su
instalación.
A modo de ejemplo se puede apreciar en la figura N° 7, que en el colector inferior del distribuidor, el
cual se conectará a la matriz de alimentación del circuito, se puede disponer de válvulas
termostatizables que permitan aislar cada circuito de la instalación.
En el colector superior, el que será de retorno, se puede utilizar un detentor(llave que controla el
caudal) que puede ir acompañado por un caudalímetro o un regulador de caudal, este último con la
ventaja de actuar como detentor(llave que controla el caudal) y caudalímetro en una única pieza, sin
embargo esta no es la única combinación que se puede realizar en los colectores.
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Figura N° 7.- Tubos colectores con válvulas termostatizables y reguladores de caudal 16 (Orkli,
2008)
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Uno de los mecanismos imprescindible que debe incorporar el distribuidor son los purgadores.
Figura N° 8.- Purga automática Figura N° 9.- Purga manual (Anwo, 2008b)
La función de los purgadores es permitir la evacuación del aire de las instalaciones, facilitando la
circulación del agua a través de los serpentines y pueden ser manuales o automáticos: debe situarse
uno en el colector de ida y el otro en el colector de retorno, o al menos uno en el tubo colector que
este situado más alto.
Es posible incorporar termómetros en los colectores que permitan comprobar el salto térmico entre
la ida y el retorno. Se puede instalar un termómetro en el colector de ida y otro en el de retorno, en
este caso el termómetro indica la media de temperaturas del agua que circulan por el colector de
retorno. Otro caso es instalar un único termómetro en el colector de ida y un 17 termómetro en cada
vía de retorno.
De esta forma se conocerá la temperatura de retorno en cada vía, lo que permitirá al instalador
conocer el salto térmico por cada serpentín, pudiendo actuar sobre los detentores (llave que controla
el caudal) de modo que, al disminuir el caudal el salto térmico aumenta, o a la inversa.
Para no dejar el sistema de distribución a la vista se dispone de una caja metálica donde se alojaran
los colectores.
Sistema de Regulación de Temperatura
El sistema de regulación controla el funcionamiento del sistema de calefacción, en función de las
necesidades de mantener un grado de confort optimo dentro del local, regulando que la temperatura
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no sobrepase la admisible, que el local se pueda calefaccionar en el momento adecuado y que
minimice el consumo energético, apagándolo cuando sea necesario (Orkli, 2008).
Control en función de la temperatura exterior
Según Orkli (2008), la regulación ideal del piso radiante es un control en función de la temperatura
exterior, ya que permite disminuir el efecto de la inercia térmica manteniendo una temperatura
interior constante. Este control recibe el nombre de calefacción centralizada.
Modos de Distribución de Tuberías en el Piso
Según Ortega (2001), la distribución de los tubos no debe ser en forma aleatoria, dado que se debe
conseguir un reparto uniforme del calor en toda la superficie del local a calefactar. Esto se consigue
determinando la separación entre tubos y el espesor de la losa de hormigón.
El tubo se puede distribuir de 3 formas básicas: distribución en serpentín simple, distribución en
doble serpentín y distribución en espiral. Para cualquiera de los tipos de distribución se comienza
alineando los tubos a una separación de 10 a 15 cm del límite del circuito.
A la hora de decidir el tipo de distribución se debe tener en cuenta que las necesidades caloríficas no
son uniformes en toda la superficie, sino que en la zona junto a los muros exteriores y ventanales esta
necesidad es mayor que hacia el interior del local. Para solucionar esto, es posible concentrar el paso
de los tubos en las proximidades de las zonas exteriores con el fin de aumentar la emisión térmica.
En el caso de zonas perimetrales o con grandes ventanales podemos crear diferenciales de emisión
térmica realizando dos zonas con distinta separación entre tubos.
Primero se hace una espiral con una separación entre tubos, y una segunda con menor separación a
la zona más próxima al exterior. Al realizar esta variante se puede evitar que los circuitos sobrepasen
una cierta cantidad de metros de tubería que provocaría demasiada pérdida de carga.
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Figura N° 14.- Dos circuitos en la misma estancia, el más próximo a los ventanales tiene menor
separación entre tubos (Ortega, 2001).
Otra forma de establecer un diferencial de emisión térmica consiste en hacer una sola espiral, donde
los tubos que se encuentran por debajo de los ventanales quedaran a una menor separación que en
el resto de la habitación.
Figura N° 15.- Circuito con diferencial de emisión térmica (Ortega, 2001).
Ningún circuito debe superar la longitud de 200 metros, sin embargo es aconsejable limitarlos a una
longitud total de 120 metros para así no obtener circuitos con demasiada perdida de carga
(Giacomini, 2006).
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Recomendaciones Para la Instalación
Temperatura del Agua
La temperatura de trabajo del agua como se ha mencionado anteriormente debe estar entre 30°C y
50 °C, y ésta jamás debe superar los 55°C (Ortega, 2001).
Según Giacomini (2006), es importante que la diferencia de temperatura entre la ida y el retorno se
mantenga dentro de un salto térmico establecido. Cuanto menor sea la temperatura del agua
mayores serán el confort y la economía de este sistema.
Temperatura en la Superficie del Piso
Según Rehau (2008), ya que la superficie tendrá contacto directo con las personas y por motivos
médicos y fisiológicos las temperaturas máximas admisibles de la superficie del piso serán de 29° C en
estancias en general; y en zonas raramente transitadas será de 35° C.
Juntas de Dilatación
De acuerdo con Giacomini (2006), las juntas de dilatación absorben las variaciones dimensionales de
la losa de hormigón. La banda perimetral sirve de compensación en las áreas periféricas del hormigón
y reducen la transmisión acústica y térmica del suelo en las zonas colindantes.
Según Blansol (2007), en el caso que los tubos tuvieren que atravesar algún tabique o discurran
transversalmente a las juntas de dilatación, deben ser enfundados con tubo corrugado
(aproximadamente unos 30 cm) para evitar el rozamiento directo del mortero sobre dichos tubos.
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Figura N° 16.- Cruce te tubos en juntas de dilatación (Blansol, 2007).
Prueba de Presión
Según Giacomini (2006), previo a cubrir la superficie con hormigón, se deben verificar los circuitos
para asegurar su estanqueidad. Según la norma EN 1264-4 se debe verificar la estanqueidad
mediante una prueba de presión. La prueba se debe llevar a cabo con el doble de la presión de
servicio y no debe ser inferior a 6 bares.
Esta presión se debe mantener durante 24 horas, si al cabo de este tiempo la presión no ha bajado se
da la prueba como satisfactoria. De lo contrario, significa que existe en algún punto de la instalación
una fuga que debe ser subsanada. Una ligera caída de presión al comienzo de 24 la prueba puede ser
a causa de la dilatación del tubo, pero si no existen fugas de agua la presión se estabiliza pasadas unas
horas.
Primera Puesta en Marcha
Según Giacomini (2006), antes de realizar la puesta en marcha se deben vaciar las tuberías para
limpiarlas de posibles residuos.
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La puesta en marcha no se debe realizar hasta que hayan pasado 21 días después del hormigonado
según EN 1264. La primera puesta en marcha se realizará con el fluido a una temperatura entre 20°C
y 25°C y se debe mantener al menos 3 días. Luego se aumentara hasta alcanzar la temperatura
máxima de servicio y se mantendrá durante los siguientes 4 días.
Equilibrado Hidráulico de los Circuitos
Según Orkli (2008), una vez realizado el calentamiento inicial es necesario proceder al equilibrado de
la instalación para que el calentamiento de la superficie sea uniforme. Es decir, si no hubiere un
equilibrado hidráulico daría como resultado que los serpentines de mayor longitud presentarían
mayores caídas de presión, provocando que estos no se calentaran lo suficiente y por otro lado se
sobrecalentaran las vías más cortos.
Al igualar las pérdidas de carga, se conseguirá que cada vía reciba exactamente el caudal de agua que
se ha calculado para conseguir una determinada potencia calorífica. Esta operación es muy
importante ya que de ella depende el buen funcionamiento del piso radiante.
Una vez realizado el equilibrado, el instalador se debe asegurar que el salto térmico entre la ida y el
retorno no sea superior a 10°C.
MEDICION
Las tuberías que formaran parte de los serpentines serán medidas por metro lineal tomando en
cuenta, únicamente, las longitudes netas ejecutadas, estando comprendidos dentro de esta medición
todos los accesorios.
Si en el formulario de presentación de propuestas se especificara en forma separada la provisión e
instalación de accesorios, serán medidos por pieza instalada, caso contrario se considerará como
incluidos dentro del ítem señalado anteriormente.
El equipo será medido por pieza instalada y comprenderá la provisión e instalación del equipo y todos
los accesorios necesarios para su correcto funcionamiento.
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FORMA DE PAGO
Este ítem ejecutado en un todo de acuerdo con los planos y las presentes especificaciones medido
según lo señalado y aprobado por el Supervisor de Obra, será pagado a los precios unitarios de la
propuesta aceptada.
Dicho precio será compensación total por los materiales, mano de obra, herramientas, equipo y otros
gastos que sean necesarios para la adecuada y correcta ejecución de los trabajos.