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“MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE LA ALDEA INFANTIL SAN FRANCISCO DE
ASIS DEL DISTRITO DE ASCENSION, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE
HUANCAVELICA”
MEMORIA DE CÁLCULO INSTALACIONES SANITARIAS
1.0 GENERALIDADES
La presente Memoria Descriptiva, es parte integrante con las Especificaciones Técnicas y los Planos respectivos, que corresponde al desarrollo del proyecto “Mejoramiento de los servicios de la aldea infantil San Francisco de Asís del distrito de Ascensión, provincia y departamento de Huancavelica”.
El diseño de la red sanitaria comprende, el cálculo de la pérdida de carga disponible, la pérdida de carga por tramos considerando los accesorios, el cálculo de las presiones de salida, tiene como requisitos: conocer la presión de la red pública, la presión mínima de salida, las velocidades máximas permisibles por cada tubería y las diferencias de altura, entre otros. Conociendo estos datos se logrará un correcto dimensionamiento de las tuberías y accesorios de la edificación, como se verá en el presente informe.
El informe se basa en el método más utilizado para el cálculo de las redes de distribución interior de agua, que es el denominado Método de los gastos probables, creado por Roy B. Hunter, que consiste en asegurar a cada aparato sanitario un número de unidades de gasto determinadas experimentalmente.
2.0 OBJETIVOS:
El presente proyecto tiene los siguientes objetivos:
Permitir el equipamiento de material sanitario, y contribuyan al desarrollo de los diferentes niveles de vida.
Contribuir y mejorar la instalación sanitaria tanto para agua como desagüe de la Edificación.
Realizar los planos de Instalación sanitaria así como la realización del proceso de diseño de la cisterna,
tanque elevado y el dimensionamiento de los diámetros de las tuberías a utilizar.
3.0 PARÁMETROS Y CONSIDERACIONES DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE
Los parámetros y consideraciones del diseño de las instalaciones sanitarias, están basados principalmente en lo establecido en la Norma IS.010 contenido en el Reglamento Nacional de Edificaciones.
4.0 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:
UBICACIÓN:
Región: Huancavelica.
Provincia: Huancavelica.
Distrito: Ascensión.
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5.0 CALCULO DEL SISTEMA DE AGUA
5.1. DETERMINACIÓN DEL CONSUMO DIARIO
El RNE especifica que para la dotación de agua para locales educacionales y residencias estudiantiles, es según
la siguiente tabla 01:
Tabla 01: Dotación diaria según IS. 010
Para el cálculo de la dotación diaria del proyecto empleamos la siguiente tabla 02:
Tabla 02: dotación diaria total del proyecto
5.2. CÁLCULO DE LA CISTERNA Y DEL TANQUE ELEVADO
Según el Reglamento Nacional de Edificaciones IS.010
Los depósitos de agua deberán ser diseñados y construidos en forma tal que preserven la calidad del
agua.
Toda edificación ubicada en sectores donde el abastecimiento de agua pública no sea continuo o carezca
de presión suficiente, deberá estar provisto obligatoriamente de depósitos de almacenamiento que
permitan el suministro adecuado a todas las instalaciones previstas.
Tales depósitos podrán instalarse en la parte baja (cisternas) en pisos intermedios o sobre la edificación
(tanque elevado).
Cuando sólo exista tanque elevado, su capacidad será como mínimo igual a la dotación diaria, con un
volumen no menor a 1,000 litros.
Cuando sólo exista cisterna, su capacidad será como mínimo igual a la dotación diaria, con un volumen
no menor de 1,000 litros.
Cuando sea necesario emplear una combinación de cisterna, bombas de elevación y tanque elevado, la
capacidad de la primera no será menor de las 3/4 partes de la dotación diaria y la del segundo no
menor de 1/3 de dicha volumen.
Alumnos Externos 0 50 0.00
Alumnos Internos 73 200 14,600.00
Personal Residente 0 200 0.00
Personal No Residente 13 50 650.00
Estacionamiento 458.45 m2 2 l/m2 916.90
Lavandería 73 kg 40 l/kg 2,920.00
Jardines (m2) 800 m2 2 l/m2 1,600.00
20,686.90
TIPOCantidad
(personas.)Dotación (Litros/per/día)
Total
(litros/día)
Dotación Diaria Total
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En caso de utilizar sistemas hidroneumáticos, el volumen mínimo será igual al consumo diario con un
volumen mínimo de 1,000 litros.
Los depósitos de almacenamiento deberán ser construidos de material resistente y paredes
impermeabilizadas y estarán dotados de los dispositivos necesarios para su correcta operación y
mantenimiento.
Las cisternas deberán ubicarse a una distancia mínima de 1 m de muros medianeros y desagües. En
caso de no poder cumplir con la distancia mínima, se diseñará un sistema de protección que evite la
posible contaminación del agua de la cisterna.
La distancia vertical entre el techo del depósito y el eje del tubo de entrada de agua, dependerá del
diámetro de este y de los dispositivos de control, no pudiendo ser menor de 0.20 m.
La distancia vertical entre los ejes de tubos de rebose y entrada de agua será igual al doble del
diámetro del primero y en ningún caso menor de 0.15 m.
La distancia vertical entre los ejes del tubo de rebose y el máximo nivel de agua será igual al diámetro
de aquel y nunca inferior a 0.10 m.
El agua proveniente del rebose de los depósitos, deberá disponerse en forma indirecta, mediante brecha
de aire de 0.05 m de altura mínima sobre el piso, techo u otro sitio de descarga.
El diámetro de la tubería de alimentación se calculará para garantizar el volumen mínimo de
almacenamiento diario.
La capacidad adicional de los depósitos de almacenamiento para los fines de control de
Incendios, el almacenamiento de agua en la cisterna o tanque para combatir incendios debe ser por lo
menos de 25 m3.
Una vez obtenido el valor del consumo diario, calculamos lo siguiente
Capacidad requerida del Cisterna
Volumen de Cisterna(l/día) 15,515.18
Vol. contra incendios (m3) 15
Volumen de Cisterna(m3/día) 30.52
Redondeamos por Seguridad (m3/día) 31
Capacidad requerida del Tanque
Elevado
Volumen del T.E (l/día) 6,895.63
Vol. contra incendios (m3) 10
Volumen del T.E (m3/día) 16.90
Redondeamos por Seguridad (m3/día) 17
El RNC especifica que el volumen mínimo debe de ser 1 m3 lo cual en ambos casos se cumple.
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5.3. CÁLCULO DE LA TUBERÍA DE ALIMENTACIÓN DE LA RED PÚBLICA HASTA LA CISTERNA
Los elementos a considerar son los siguientes.
Volumen de Cisterna(m3/día) 31
Tiempo (h) 4
Presión en la red Publica 14.2 lb/pulg2
Presión mínima de agua a la salida de la cisterna 2 m.
Desnivel entre la red pública y el punto de entrega a la cisterna
1 m. Longitud de la línea de servicio 7.5 m.
Accesorios a utilizar: Una válvula de paso, una válvula de compuerta, 2 codos de 90º y un codo de 45º
CALCULO DEL GASTO DE ENTRADA
Q = VOLUMEN
TIEMPO
Q = 2.153 l/s
CALCULO DE LA CARGA DISPONIBLE
H = Pr + Ps + Ht
H = 9.94 lb/pulg2
SELECCIÓN DEL MEDIDOR
Siendo la máxima perdida de carga del medidor el 50% de la carga disponible
H = 4.97 lb*medidor/pulg2, Por lo tanto seleccionamos del Abaco de medidores el medidor de 3/4’, porque es
menos a la máxima que acepta el medidor que es de 4.97 lb*medidor/pulg2.
SELECCIÓN DEL DIAMETRO DE LA TUBERIA DE ENTRADA A LA CISTERNA
Como el medidor ocasiona una pérdida de carga de 3.8 libras/pulg.2, la nueva carga disponible será:
H = 6.14 lb/pulg2, asumiendo un diámetro para el caudal obtenido anteriormente usaremos un diámetro de 1
1/2”.
5.4. DISEÑO DE LA CISTERNA
UBICACIÓN
La cisterna está ubicado al costado del estacionamiento del proyecto "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE
LA ALDEA INFANTIL SAN FRANCISCO DE ASIS DEL DISTRITO DE ASCENSION, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO
DE HUANCAVELICA". Procurando que este en el mismo plano del tanque elevado.
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DIMENSIONES
Área en planta (m2) 16 4 4
Tirante de agua (m) 1.94
Altura total del C (m) 2.4 se considera 0.50 de colchón de aire sobre el nivel del agua
5.5. CALCULO DEL EQUIPO DE BOMBEO
CALCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBA
Q= Caudal en un Tiempo de Bombeo
Hdt= Altura Dinámica Total
n= Eficiencia de la Bomba (asumir 0.5)
Q= Qconsumo
Tiempo
Q= 2.36 (l/s)
Hdt= 11.80 m
Pot= 0.74 HP Entonces usamos 1HP
CALCULO DE LA TUBERIA DE IMPULSION
Qb= Cantidad de agua a bombearse
Vte= Volumen de Tanque elevado
T= tiempo (máximo 2 horas)
Qb = 2.36 (l/s)
Asumiendo π = 3.1416, D = 0.04 m
Calculamos la velocidad
V = 1.88 < 3.00 OK
Usamos
Ø = 1 1/2" Tubería de Impulsión
Ø = 2" Tubería de Succión
CALCULO DE LA TUBERIA DE REBOSE
El diámetro del tubo de rebose, se calculará hidráulicamente, no debiendo ser menor que lo indicado en la
siguiente tabla.
Tabla 03: capacidad del depósito y diámetro de tubo de rebose
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Según la tabla de capacidad del tanque, nos proporciona una tubería de rebose de 4", ya que el deposito está
en el rango de 12001 a 30000 litros.
5.6. DISEÑO DEL TANQUE ELEVADO
UBICACIÓN
El tanque elevado está ubicado al costado del estacionamiento del proyecto "MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS
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DE HUANCAVELICA". Debe de estar ubicado en el mismo plano de la cisterna para que sea más económico.
DIMENSIONES
Área en planta (m2) 9 3 3
Tirante de agua (m) 1.89
Altura total del T.E (m) 2.4 se considera 0.50 de colchón de aire sobre el nivel del agua
5.7. CALCULO DE LA ALTURA DEL TANQUE ELEVADO Y DE LOS ALIMENTADORES EN UN
SISTEMA INDIRECTO
Unidades de gasto para el cálculo de las tuberías de distribución de agua en los edificios (aparatos de uso
privado).
Tabla 04: Unidades de Gastos
Para calcular tuberías de distribución que conduzcan agua fría solamente o agua fría más el gasto de agua a
ser calentada, se usarán las cifras indicadas en la primera columna.
Para calcular el diámetro de las tuberías hay que hacerlo en función a la velocidad cuyos valores los encontramos
en la siguiente tabla 05.
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Tabla 05: velocidades máximas
Para el desarrollo del proyecto se plantearon dos sistemas independientes para evitar mayores pérdidas de carga
y por ende mayor elevación del tanque. Con ayuda de los planos del trazo de la red analizaremos el punto más
desfavorable con los gatos probables de cada unidad de consumo.
Tabla 06: Gastos Probable
5.8. DISEÑO DE LA RED DE AGUA
RED PRINCIPAL
PARA EL TRAMO N-M
TOTAL UH = 8.00
Usamos Ø = 1"
Longitud Total = 37.15
Calculando perdida de carga = 0.66 m
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PARA EL TRAMO P-M
TOTAL UH = 25.25
Usamos Ø = 1 1/2"
Longitud Total = 38.56
Calculando perdida de carga = 0.31 m
PARA EL TRAMO O-M
TOTAL UH = 16.00
Usamos Ø = 1 1/4"
Longitud Total = 71.53
Calculando perdida de carga = 0.89 m
PARA EL TRAMO M-J
TOTAL UH = 57.25
Usamos Ø = 2"
Longitud Total = 26.92
Calculando perdida de carga = 0.23 m
PARA EL TRAMO L-I
TOTAL UH = 9.50
Usamos Ø = 1 1/4"
Longitud Total = 12.10
Calculando perdida de carga = 0.34 m
PARA EL TRAMO H-J
TOTAL UH = 37.50
Usamos Ø = 1 1/2"
Longitud Total = 24.75
Calculando perdida de carga = 0.34 m
PARA EL TRAMO J-D
TOTAL UH = 95.75
Usamos Ø = 2"
Longitud Total = 22.66
Calculando perdida de carga = 0.33 m
PARA EL TRAMO E-D
TOTAL UH = 11.50
Usamos Ø = 1 1/4"
Longitud Total = 31.21
Calculando perdida de carga = 0.26 m
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PARA EL TRAMO D-B
TOTAL UH = 116.25
Usamos Ø = 2 1/2"
Longitud Total = 42.85
Calculando perdida de carga = 0.25 m
PARA EL TRAMO C-B
TOTAL UH = 19.50
Usamos Ø = 1 1/4"
Longitud Total = 17.00
Calculando perdida de carga = 0.28 m
PARA EL TRAMO B-A
TOTAL UH = 135.75
Usamos Ø = 2 1/2"
Longitud Total = 56.95
Calculando perdida de carga = 0.38 m
POR LO TANTO LA ALTURA DEL TANQUE:
ALTURA DE EDIFICACION 5.15 m
SUMATORIA DE PERDIDA DE CARGA 4.27 m
ALTURA DE T.E. 9.42 m
ENTONCES USAMOS 9.45 m
RED SECUNDARIA
PARA EL TRAMO D"-B"
TOTAL UH = 64.50
Usamos Ø = 2"
Longitud Total = 118.93
Calculando perdida de carga = 1.16 m
PARA EL TRAMO C"-B"
TOTAL UH = 9.50
Usamos Ø = 1"
Longitud Total = 20.39
Calculando perdida de carga = 0.58 m
PARA EL TRAMO B"-A"
TOTAL UH = 74.00
Usamos Ø = 2"
Longitud Total = 41.25
Calculando perdida de carga = 0.46 m
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6.0 CÁLCULO DE SISTEMA DE DESAGUE
6.1. CÁLCULO DE LOS RAMALES DE DESAGUE, MONTANTES COLECTORES
Según el Reglamento Nacional de Edificaciones IS.010
El sistema integral de desagüe deberá ser diseñado y construido en forma tal que las aguas servidas
sean evacuadas rápidamente desde todo aparato sanitario, sumidero u otro punto de colección, hasta el
lugar de descarga con velocidades que permitan el arrastre de las excretas y materias en suspensión,
evitando obstrucciones y depósitos de materiales.
Se deberá prever diferentes puntos de ventilación, distribuidos en tal forma que impida la formación
de vacíos o alzas de presión, que pudieran hacer descargar las trampas.
Las edificaciones situadas donde exista un colector público de desagüe, deberán tener obligatoriamente
conectadas sus instalaciones domiciliarias de desagüe a dicho colector. Esta conexión de desagüe a la
red pública se realizará mediante caja de registro o buzón de dimensiones y de profundidad apropiadas,
de acuerdo a lo especificado en esta Norma.
El diámetro del colector principal de desagües de una edificación, debe calcularse para las condiciones
de máxima descarga.
Todo sistema de desagüe deberá estar dotado de suficiente número de elementos de registro, a fin de
facilitar su limpieza y mantenimiento.
Para desagües provenientes de locales industriales u otros, cuyas características físicas y químicas
difieran de los del tipo doméstico, deberán sujetarse estrictamente a lo que se establece en el Reglamento
de Desagües Industriales vigente, aprobado por Decreto Supremo N° 28-60-S.A.P.L. del 29.11.60, antes
de su descarga a la red pública.
Cuando las aguas residuales provenientes del edificio o parte de este, no puedan ser descargadas por
gravedad a la red pública, deberá instalarse un sistema adecuado de elevación, para su descarga
automática a dicha red.
Los empalmes entre colectores y los ramales de desagüe, se harán a un ángulo no mayor de 45°, salvo
que se hagan en un buzón o caja de registro.
La pendiente de los colectores y de los ramales de desagüe interiores será uniforme y no menor de 1%
para diámetros de 100 mm (4") y mayores; y no menor de 1.5% para diámetros de 75 mm (3") o
inferiores.
Las dimensiones de los ramales de desagüe, montantes y colectores se calcularán tomando como base
el gasto relativo que pueda descargar cada aparato.
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El cálculo de los ramales, montantes y colectores de desagüe se determinará por el método de unidades
de descarga. Podrá utilizarse cualquier otro método racional para calcular los ramales, montantes y
colectores, siempre que sea debidamente fundamentado.
6.2. CALCULO DE LOS RAMALES
El RNC especifica que para el cálculo de ramales de desagüe, montantes y colectores se realiza según la siguiente
tabla.
Tabla 07: Unidad De Descarga
Se tomaran los siguientes diámetros para los ramales donde los aparatos existentes en el proyecto
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ASCENSION, PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA" sean los siguientes:
Tabla 08: Diámetros de los ramales
TIPO DE APARATO DIAMETRO
INODORO CON TANQUE (3) 4”
LAVATORIO (3) 2”
LAVADERO DE ROPA (3) 2”
DUCHA (1) 2”
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6.3. CALCULO DE LOS MONTANTES VERTICALES DE DESAGUE
Según la siguiente tabla.
NÚMERO MÁXIMO DE UNIDADES DE DESCARGA QUE PUEDE SER CONECTADO A LOS CONDUCTOS
HORIZONTALES DE DESAGÜE Y A LAS MONTANTES
Tabla 09: Diámetros de los ramales
Se dividió el proyecto en dos áreas de desagüe, la primera área desfoga en la parte posterior de la institución
en estudio en la red matriz de la avenida colindante y es la que mayor aporte tiene, la segunda área desfoga
en la parte frontal de la institución en estudio en la red matriz de la avenida principal.
AREA 01
PARA LA CR-28 A CR-27
TOTAL UD = 20.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-26 A CR-25
TOTAL UD = 18.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-22 A CR-21 A CR-20
TOTAL UD = 10.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-16 A CR-17 A CR-18
TOTAL UD = 10.00
Usamos Ø = 4"
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PARA LA CR-48 A CR-47 A CR-46
TOTAL UD = 20.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-34 A CR-33
TOTAL UD = 10.00
Usamos Ø = 4"
AREA 02
PARA LA CR-01 A CR-02 A CR-03
TOTAL UD = 16.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-12 A CR-11 A CR-10 A CR-09 A CR-08 A CR-07
TOTAL UD = 19.00
Usamos Ø = 4"
CALCULO DE LOS COLECTORES
AREA 01
PARA LA CR-25 A CR-24, CR-27 A CR-24
TOTAL UD = 40.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-18 A CR-19, CR-20 A CR-19
TOTAL UD = 20.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-24 A CR-23, CR-19 A CR-23
TOTAL UD = 60.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-23 A CR-29 A CR-30 A CR-31
TOTAL UD = 74.00
Usamos Ø = 6"
PARA LA CR-31 A CR-32
TOTAL UD = 88.00
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Usamos Ø = 6"
PARA LA CR-32 A CR-33
TOTAL UD = 98.00
Usamos Ø = 6"
PARA LA CR-33 A CR-35 A CR-36 A CR-37
TOTAL UD = 98.00
Usamos Ø = 6"
PARA LA CR-46 A CR-45 A CR-44 A CR-43
TOTAL UD = 29.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-43 A CR-41, CR-42 A CR-41
TOTAL UD = 38.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-41 A CR-40 A CR-39 A CR-38 A CR-37
TOTAL UD = 38.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-37 A CR-49 A CR-50
TOTAL UD = 136.00
Usamos Ø = 6"
AREA 02
PARA LA CR-03 A CR-04 A CR-05
TOTAL UD = 26.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-05 A CR-06, CR-07 A CR-06
TOTAL UD = 45.00
Usamos Ø = 4"
PARA LA CR-06 A CR-15 A CR-13 A CR-16
TOTAL UD = 52.00
Usamos Ø = 6"
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6.4. VENTILACION
Según el Reglamento Nacional de Edificaciones IS.010
El sistema de desagüe debe ser adecuadamente ventilado, de conformidad con los párrafos siguientes, a fin de
mantener la presión atmosférica en todo momento y proteger el sello de agua de cada una de las unidades del
sistema. El sello de agua deberá ser protegido contra sifonaje, mediante el uso adecuado de ramales de
ventilación, tubos auxiliares de ventilación, ventilación en conjunto, ventilación húmeda o una combinación de
estos métodos. En el caso de uso de ventilación por tuberías que permiten la salida o entrada de aire del exterior
del edificio, se aplicaran los siguientes criterios:
Según El RNC usaremos las siguientes tablas más importantes.
Tabla 10: Diámetros del conducto y distancias máximas
Tabla 11: Dimensiones de los tubos de ventilación principal
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7.- CONCLUSIONES
La cisterna se llena en un tiempo de 4 horas de preferencia de noche, mientras que el tanque elevado
se llenara en 2 horas.
Se diseñaron 2 sistemas de abastecimiento independientes con el propósito de disminuir la perdida de
carga y por ende reducir la altura del tanque elevado.
El caso más crítico del análisis se da en la red principal cuya perdida de carga es mayor que la red
secundaria (red principal perdida de carga = 4.27 m, red secundaria perdida de carga = 2.20 m.
La altura del tanque elevado es de 9.45 m, para obtener esta altura se usó la perdida de carga de la
red principal.
En el sistema de desagüe cada inodoro contara con su sistema de ventilación y cada aparato sanitario
deberá contar con un sello hidráulico.
Las cajas de registro se colocan únicamente en el primer piso y en lo posible en las áreas de mayor
ventilación.
Los registros deberán tener una mantención cada 2 a 3 meses por lo general. Y serán de fierro fundido
y tendrán un tapón roscado.
El diámetro máximo de la red de desagüe obtenido es de 6”, y se está trabajando con una pendiente
de 1%, ya que estos sistemas funcionan a gravedad.