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t

AVENIDA FERROCARRIL HIDALGO Y AVENIDA SANJUAN DE ARAGON S/N,COLONIA MARTIN GARRERA,

DELEGACION G USTAVOtrVTADERO, C. P.07058.

MEMORIA TÉCNICA Y DESCRIPTIVA DEL PROYECTO DELSISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE

AGUAS PLUVIALES

UBICACIÓN:

El proyecto en cuest¡ón contempla la implementación de un sistema de Aprovechamientode las Aguas Pluviales, dentro de la obra destinada a SERVICIOS, dicha edificación selocaliza en el predio ub¡cado en Avenida Ferrocarril Hidalgo y Avenida San Juan deAragon s/n , Colon¡a Martin Carrera, Delegacion Gustavo A. Madero en México D.F.

Dicho requerimiento obedece a que el predio en comento no contará con el área libremín¡ma permeable sin construir, requerida por las Normas 4, y 27 de los OrdenamientosGenerales del Programa Delegacional de Desarrollo Urbano para el D¡strito Federal, porlo que la Delegación Gustavo A. Madero solicitó al predio en comento, la ¡mplementac¡ónde un sistema alternat¡vo de aguas pluviales dentro del inmueble, que sustituya losrequerimientos del Programa Delegacional antes citado; deb¡damente aprobado por elSistema de Aguas de la Ciudad de México (SACMEX), del Gobierno de la Ciudad deMéxico; ante tal s¡tuac¡ón, se requiere la implementación de un s¡stema pluv¡al quecontemple el Aprovechamiento de las mencionadas aguas en los diferentes usos dentrodel inmueble y que no requ¡eran del uso obligatorio de agua potable, para lo cual solicitóque el mencionado sistema se presentara med¡ante su correspondiente ProyectoEjecutivo, para su visto bueno correspondiente.

Cabe señalar que el sistema solicitado por la normatividad en la materia que perm¡ta

compensar la sustitución del área libre permeable dentro del predio, le corresponde al

S¡stema de Aprovechamiento de las Aguas Pluviales; sin embargo, con la f¡nalidad deaprovechar aún mas las aguas pluviales durante la epoca de lluvias y dadas las

caracterist¡cas propias del inmueble, el cual por tratarse de servicios, cumple con las

condiciones óptimas para aprovechar las mencionadas aguas en los WC.

En términos generales el sistema de aprovechamiento de aguas pluv¡ales a

implementarse dentro del predio, consiste en captar la total¡dad de las aguas pluvialesque escurren dentro del predio mediante una red propia, con la finalidad de encausarlaspor gravedad, hacia una estructura de almacenamiento y iegulación de las mismas,previo proceso de filtrado con la finalidad de ev¡tar al máximo la ¡ntroducción a la cisternade basuras o arenas que en el corto y mediano plazo azolven dicha estructura y quepuedan originar problemas en su operación y mantenim¡ento futurós.

Por otro lado, por lo que respecta al control de excedencias de las aguas pluviales que nose logren aprovechar en algún momento determinado, Ia cisterna de almacenamientocontará con una tubería de vertido que a su vez descargue dichas aguas hacia elcárcamo de aguas res¡duales, para su posterior vertido a la barranca.

DESCRIPCION

OBJETIVO.

El objetivo del presente proyecto, es el de realizat el diseño geométrico e hidráulico delsistema de aprovechamiento de las aguas pluviales captadas dentro del pred¡o localizadoen la Avenida Ferrocarril Hidalgo y Aven¡da San Juan de Aragon s/n, Colon¡a MartinCarrera, Delegacion Gustavo A. Madero; med¡ante el diseño del Proyecto a NivelEjecut¡vo, de las instalaciones, redes, obras y detalles complementarios correspondientes,a fin de justificar el funcionamiento de dicha infraestructura y generar la ¡nformaciónsuficiente para la construcción de las obras correspondientes al propio sistema deaprovechamiento de las aguas pluviales dentro del predio.

MEMORIA DE CALCULO DEL SISTEMA DE APROVECHAMIENTO OE AGUASPLUVIALES.

Como se mencionó anteriormente, el sistema de aprovechamiento de las aguas pluvialesconsistirá en la captación del total de las aguas que escurran dentro del predio, hasta suconducc¡ón y descarga mediante una red propia hac¡a una c¡sterna de almacenamientode las mismas pasando antes por un filtro que servira de contenedor para los elementosorganicos e inorgánicos que por su tamaño pudieran haber pasado por las rejillasubicadas en las coladeras y arrastradas por la corriente de agua hasta el nivel desemisotano. , después de pasar por el filtro antes menc¡onado, el agua se concentrara enuna cisterna de captación pluvial.

El sistema de aprovecham¡ento de agua pluvial para alimentar a los, consiste enimplementar un s¡stema de bombeo directo cuya fuente de abastecimiento será lacisterna pluvial y mediante una red independiente de suministro se ramificará paraalimentar a los WC.

A fin de contar con los elementos suficientes para el diseño de las estructuras y obrascomplementarias del s¡stema de aprovechamiento: de aguas pluvialeprimeramente obtener el gasto pluvial que escurriiá dentro del predprocederá al cálculo del mismo de acuerdo con la siguiente secuela:

s, será necesarioio, por lo que se

Cabe señalar que debido a que la alimentación al mueble del WC cuenta con una solaentrada y a esta llegarán dos ramales de tuberias (una para agua potable y otra paraagua pluvial), estas se deberán interconectar prev¡amente de la siguiente manera: antesde la interconexión, al ramal de agua potable se deberá proveer de dos llaves deseccaonamiento t¡po compuerta y entre ambas una válvula chek (no retorno); por otraparte al ramal de agua pluvial se deberá proveer de los m¡smos accesorios. Con loanter¡or se logrará asegurar que no se mezclen las aguas.

BASES DE DISENO DEL GASTO PLUVIAL.

Los datos para la elaboración del proyecto, fueron tomados de las recomendacionestécnicas proporcionadas por el S¡stema de Aguas de la Ciudad de México (Tomos: AL-'100-85 y AL-200-85) y del Propio Manual de Hidráulica Urbana, Tomo l.

Las consideraciones bás¡cas tomadas para la elaborac¡ón del proyecto, fueron:

a) Aplicar el Método Racional Americano para la evaluación de los gastos pluviales.

b) El coeficiente de escun¡miento para la aplicac¡ón del Método anter¡or, deberádeterminarse en base a los diferentes usos del suelo.

c) La intensidad de lluvia de diseño deberá obtenerse en base a las curvas de igualaltura para el Distrito Federal, según ubicac¡ón del predio.

d) La velocidad máxima permitida es de 3.0 m/seg y la mínima de 0.6 m/seg, encondiciones normales.

e) La profundidad mínima de la tubería será de 0.75 m., considerando un mínimo sobrelomo de tubo de 0.60 m.

0 El diámetro mínimo de las tuberías será de 10 cm

\

DETERMINACION DEL COEFIGIENTE DE ESCURRIi'IENTO

De acuerdo a los valores típicos de escurrim¡ento, recomendados en la tabla 3.1'l delManual de Hidráulica Urbana, Tomo - 1, del SACMEX, para zonas techadas y dedesplante el valor tipico de coeficiente de escurrimiento se considera en un intervalo deentre 0.75 a 0.95, por lo que para nuestro caso consideraremos un valor de:

USO DEL SUELO AREA COEFICIENTE o/" C

Area de desplante 20,641.03 0.75 75

Por lo que se obtiene un coeficiente de escurrimiento dentro del predio de:

C = 75 o/o = 0,75

Considerando las recomendac¡ones de diseño para el alcantarillado del Sistema de Aguasde la Ciudad de México (Tomo: AL-100-85), se determinó la intens¡dad de lluvia paradiseño, aplicando la s¡gu¡ente expresión:

I 60 Hp

Tc

Para aplicar la expresión anterior fue necesario pr¡meramente determinar la duración y elperiodo de retorno para la tormenta de d¡seño, según la ¡mportanc¡a de las obras y lasduraciones promed¡o de las tormentas que se presentan en el Valle de México, por lo cualcon el apoyo de la Tabla (3.1 ) del Manual de Hidráulica Urbana, se determinó que elperiodo de retorno recomendado para este t¡po de obras es de 5 años y la duraciónconsiderada de 60 minutos.

HP (base) = 30.00 mm

De la lámina 1.6 (se anexa al final), se ajustó la precipitación pluvial base, asociada a unperiodo de retorno de 5 años y una duración de 60 minutos con la sigu¡ente expres¡ón:

Hp (5,60) = (Hp base)(Ftr)(FdxFa)

donde:

Hp (5,60) = Altura de precipitación para un periodo de retorno de 5 años, duración de 60minutos y una área determinada, en mm.

Hp base = Altura de precipitac¡ón para un periodo de retonlo de 5 años y una durac¡ón de30 m¡nutos, en mm.

Ftr = Factor de ajuste del periodo de retorno, ad¡mensional

Fa = Factor de reducción por área, adimensional. El factor de.ajuste por área se obtendrámed¡ante la apl¡cac¡ón de la s¡guiente tabla:

Una vez determ¡nados estos parámetros, se procedió a determ¡nar la precipitación pluv¡al

base, con el apoyo de las curvas de igual altura de lluvia en el D¡strito Federal, (Figura3.6), calculada para una duración de 30 minutos y 5 años de periodo de retorno,obten¡éndose una lluvia de:

CALCULO DE LA INTENSIDAD DE LLUVIA

Fd = Factor de ajuste que afecta la duración de la tormenta, adimensional.

Area (km2) 2 20

Fa 1.0 0.87

I = lntens¡dad de lluvia, en mm/hr

Hp = Altura de Precipitación, en mm

60 = Factor para convertir en horas

Tc = Tiempo de concentrac¡ón, en minutos

Sust¡tuyendo el valor de Hp = Hp(5,60) y haciendo la consideración de que la duraciónefectiva será igual al tiempo de concentrac¡ón, se tiene:

, 60 Hp (60X34.56)t = ¡*.56 mm hr.Tc 60

10

096

Sustituyendo los valores de ajuste en la ecuación anterior, se tiene:

Hp (5,60) = (30.00)(1.0)(1 .20X0.96) = 34.56 mm

Apl¡cando la expresión de la intens¡dad de lluvia:

, _60 Hp

Tc

donde:

-¿-=

CALCULO DEL GASTO PLUVIAL

Para calcular el gasto pluvial, el SACMEX recomienda en el Manual de Hidráulica Urbanala aplicación del Método Racional Americano, propicio para pequeñas cuencas urbanas,su expresión es la siguiente:

Q=2.778C1A

En donde

Sustituyendo en la expres¡ón anterior los datos de proyecto, se tiene

Q = (2.778)(0.75X34.56X2.054103) = 148.62 L.p.s.

Q = Gasto Pluvial de Diseño, en L.p.s.

I = lntens¡dad de Lluvia, en mm/hr

A = Area drenada en Ha. (la cual corresponderá al á¡ea total de captación de la obra), esdecir A = 20,641.03m2 = 2.064 '103 ha.

2.778 = Fador de Conversión a L.p.s.

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

Al elaborar el hidrograma unitario con el gasto de captación y la duración de latormenta, el volumen captado esta definido por el área del hidrograma,considerando que la lluvia efectiva en un tiempo de concentración (tc) escurre,formando un hidrograma triangular con tiempos pico y de reces¡ón (tr) iguales altiempo de concentración; por lo que tenemos lo siguiente:

(Qp=148.62)

Tiempotc tr

(tc=60) (k=tc=60)

donde:Qp= Gasto pico, en L.p.s.tr = Tiempo de recesióntc = Tiempo de concentración = 60 minutos.

tr=tc=60min

Vol = Ioo + oo¡oo¡(r +8.ó2) = sls.o¡zl_,r.2 ---'"

Vol = 535032 Litros x550,000 =550.00r¡l

Con la hipótesis anterior, otra forma simplificada de obtener en forma directa lacapacidad de la cisterna de almacenam¡ento es la siguiente :

ap (L.p.s.)

tr=tc

Por lo tanto el Volumen de la Cisterna General Seria de:

Vol. Cisterna = 550.00 ms

El volumen total de almacenamiento de la cisterna de almacenamiento de aguaspluviales, quedará definido por el gasto pluvial calculado durante un tiempo totalcorrespondiente a la duración de la tormenta de diseño, es decir 60 minutos; esdecir:

Cap. Cisterna - (Gasto Pluvial)(Duración de Tormenla) = (148.62 1.p.s.X3600seg.)

Cap. Cisterna =535,032 Lts. =550,000 lts = 550.00 m"(Ver detalles construct¡vos y localización en el plano).

I DL.¡lI r- ¿ro, **" ,

ItbtrydeD¿r,¡'lblotñ.enqu¿:EI b ¡¡¡¡rc¡re p¡s ¡,

DETERMINACION DEL DIAMETRO DE LA COLUMNA DEBAJADA DE AGUA PLUVIAL (B.A.P.}

Para el diseño de las bajadas de agua pluvial se utilizó una intensidad de 150mm/hr. con tormentas cuya duración es de 5 m¡nutos.

En el reglamento de ingeniería sanitaria relativa a casas, edificios, dice que porcada 100 m2 de azotea o de proyección horizontal en techos inclinados, seinstalará por lo menos una bajada de 7.5 cm de diámetro o una área equivalente.

Bajo esta norma y siguiendo la tabladeterminaron las bajadas pluviales.

que a continuación se muestra se

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

En el presente proyecto se tendrán 37 bajadas principales en el edificio

De acuerdo con la tabla anterior se concluye lo siguiente para las bajadas de aguapluvial del conjunto:

DIAMETRODE LA B.A.P.

INTENSIDAD MEDIA TIAXIMA ANUALDURACION DE LA TORiIENTA 5 minutos

(en mm.) 75mm/hr. l00mm/hr. l25mm/hr. 150mm/hr. 200mm/hr.

50 50 30 25 19

63 91 68 55 46 34

75 148 111 89 74 56

100 240 192 160 120

580 435 348 290 217

150 943 566 471

200 2030 1523 1218 /o I

250 3420 30s0 2345 1485

38

320

125707 I 354

1015

2245

No. BAJADA AREA DEAPORTACION m2

DIAMETRO DEB.A.P (en mm).

1 1 64 00 r00

2 2 64.00 100

J J 64.00 100

4 100( 100

b 64.00 100

7 7 64.00 100

8 R 100

I v 100

10 64 00 100

11 11 64.00 100

12 12 64.00 100

13 13 64.00 100

14 14 64.00 100

15 15 730.00 200

16 16 200

17 200

18 940.00 200

19 19 860.00 200

20 20 200

21 21 315.00 200

22 22 315.00 200

23 23 315.00

24 24 3'15.00 !

25 25 385.00 ; 200

zó 26 385.00 200

27 27 385.00

28 385 00 200

29 29 385.00 200

No. AREA

4 64.00

5 64.00

6

64.00

64.00

l0

470.00

17 840.00'18

365.00

200

200

200

28

30 30 480.00 200

31 31 200

390.00 200

33 7r 0.00 200

34 34 320.00 200

35 35 200

36 36 660.00 200

37 37 650.00 200

TOTAL

Nota: De acuerdo con la tabla de "Capacidad de Bajada de AguaPluvial", a cada una de las 37 bajadas principales le corresponderíaun diámetro de 100, 150 y 200 mm. de diámetro, con lo cual se

300.00

32 32

33

490.00

12,236.00

cumplen ampliamente los criterios citados anteriormente.

El cálculo de diámetros para tuberías, se basa en el tipo y cantidad de mueblessanitar¡os, de tal manera que el sistema empleado para determinar dichosdiámetros, es mediante la Unidad Mueble desarrollada por HUNTER.

- Para esto se determina el total de unidades mueble.

- Con el total de unidades mueble de consumo se determina la demanda de agua(en L.p.s.) para satisfacer a la totalidad de los Wc con esto se determina eldiámetro de las tuberías generales de alimentación requerida a partir del SistemaGeneral de Alimentación pluvial hacia los mencionados servicios.

- El predio cuenta con un tolal de 26 WC, 11 MINGITORIOS Y 18 LLAVES portanto la determinación del caudal total de alimentación de agua pluvialcorresponde a:

U.M. ALIMENTACION PLUVIAL

MUEBLE U,M./MUEBLE U.M..TOTAL

WC 26 130

MINGITORIO 11 t 55

LLAVE 18 ?

239 U.M./ALtM.

Según R.B. Hunter (Tabla No.2.2.6.2, se anexa al final), 239 U.M., equivalen a6.02 L.p.s.

Por lo tanto, el gasto total que demandará el predio será:

Q = 4.81 L.p.s.

ALIMENTACION DE AGUA PLUVIAL A LOS MUEBLES SANITARIOS

CANTIDAD

5

54

El gasto total demandado por el total de los muebles del predio corresponde a6.02 L.p.s., pero debido a que únicamente se empleará el 80o/o de este gasto,como gasto de diseño, se t¡ene Q = (0.80) (6.02 L.p.s.) = 4.81 L.p.s.

SELECCION DE LOS EQUIPOS DE BOMBEO A EMPLEAR.

En el cuarto de maquinas (Ver ubicación en plano RAP-A1), se ubicará lacisterna general de almacenamiento, así como los propios equipos de bombeo(Hidroneumático), con todos sus accesorios y equipamiento en general. A partirde este cuarto (en particular del tanque Hidroneumático), se distribuirá el agua atodos los servicios (WC).

CALCULO DE LOS EQUIPOS HIDRONEUMATICOS

Un equipo hidroneumático es un sistema de bombeo directo a la red queabastece a presión y gasto variable por medio de una o más bombas y un tanqueque almacena agua y aire a presión.

TIPOS Y RANGOS DE APLICACION DE LOS HIDRONEUMATICOS

TIPOSIMPLEXDUPLEXTRIPLEX

RANGO (G p m.)0 -30 G.p.m.

0 -'150 G.p.m.150 -300 G.p.m.

RANGo (L.p.s.)0 - 1.89 L.p.s.0 - 9.47 L.p.s.

9.47 - 18.92 L.p.s.

SELECCION DE LOS EQUIPOS.

1.- GASTO DE DISEÑO

Como se señaló anteriormente, corresponde al 80% del gasto total de aguas asuministrar en todo el conjunto, para este caso será:

Gasto de Diseño = 4.81 L.p.s

f'

CALCULO OE LOS EQUIPOS DE BOMBEO A EMPLEAR

SELECCION DE LOS EQUIPOS.

GASTO DE DISEÑO: Como se definió anteriormente, el gasto total requerido porlos servicios de W.C. del Edificio, corresponde a 4.81 L.p.s.; el cual será adoptadocomo gasto de bombeo que deberán suministrar los equipos para el llenado detinacos de almacenamiento pluvial.

Por tanto el Gasto de Diseño corresponde a:

Qdis. = 4.81 L.p.s.

CALCULO DE LA CARGA D¡NAMICA TOTAL. (C.D.T.)

El siguiente paso para determinar la capacidad de los equipos de bombeo aemplear, será el de determinar la carga total a vencer, la cual corresponde aldesnivel que existe entre el nivel de succión de los equipos, hasta la descarga alos tinacos (tramo mas desfavorable), así como todas las perdidas de carga quese presenten en la red de bombeo; para tal motivo se realiza¡án las siguientesconsideraciones:

La Carga Dinamica Total, se define como:

C.D.T.=H+Hs+hfs+hfd

Siendo

Hestát¡ca = 48.00 mHdescarga = 4.00 mHs = 4.00 m

Para calcular las perdidas hfs y hfd primeramente obtendremos los diámetrospara la descarga y para la succión respect¡vamente del equipo de bombeo.

Siendo el gasto de bombeo el gasto de demanda de las aguas pluviales delinmueble, es decir

Q = 4.81 L.p.s.

La velocidad "V'se considerará de 1.5 m/seg., con la f¡nalidad de evitar pérdidaspor fricción importantes en la tubería:

D=40 4(0.00481)

= 63.89mmN (3.l4l6Xr.s)

Por lo que el d¡ámetro comerc¡al será de 64 mm (2 112") en la succión y para ladescarga el diámetro será de 64 mm (2 112"\. (Cabe aclararse que los diámetroscomerciales en la descarga y en la succ¡ón, con que cuentan los equipos debombeo por seleccionarse cuentan con un diámetro de 32 mm (1%") y 38 mm(1%") respectivamente, por lo que para ajustarse a los diámetros calculados sedeberán emplear reducciones campana inveñidas, para los cambios de diámetro).

Calculo de "hfs" empleando tuberia de cobre cuya n = 0.009

Tubería de 64 mm (2 112") de AVálvuladePie(Pichancha)64mm(21l2',)de@(1pza)-Tuerca Unión de 64 mm (2 112") de Q_Codo de 90' de 64 mm (2 112) de A (2 pza)_Te de salida bilateral de 64 mm (2 112")_Conector cuerda exterior de 64 mm (2 112") r" ,

Toiá¡ a

Calculando las pérdidas mediante la fórmula de Manning, cuya expresión es lasiguiente:

hfs = KLQ'

donde:

10.3 n2 (10.3) (0.009FJ( = -------------- = -----------------_- = 1942.50

D16/3 (0.064¡rsts

Por tanto:

Nota: El cálculo de velocidad para este diámetro se realiza en la sección decálculo de pérdidas en la descarga (hfd).

5.00 m17.00 m

1.25 m3.40 m4.30 m2.05 m

33.00 m

\-.;:::

Por tanto:

f¡f5 = (1942.50) (33.00) (0.00481)'? = 1.48 m

Y la velocidad será:

o 0.00481Vo¿ = -- = --_-----_- = 1.49 m/Seg

A 3.21 X 10-3

- Calculo de "hfd" cons¡derando tuberia de Cobre t¡po "M" cuya n = 0.009

Longitud Equivalente (A64l,a =4.81 L.p.s.:

Conector cuerda exterior de 64 mm (2 112") de@ 2.05 m.1.25 m.1.00 m.1.00 m.0.40 m.8.50 m.0.90 m.1.50 m.

'13.40 m.30.00 m.

Tuerca Unión de 64 mm (2 112") de @_Yee de 64 mm (2 112") de A_Válvula Check de 64 mm (2 112") de A_Válvula de Compuerta de 64 mm (2 112") de A_Codo de 90' de 64 mm (2 112") de @ (5 pzas)_Codo de 45" de 64 mm (2 112") de @_Válvula de Flotador de 64 mm (2 112") de @_Tubería de 64 mm (2 112") de@

Total =

Calculando las pérdidas:

hfd = KLQ'

Pa¡a f ube¡ia A = 64 mm. Q = 4.81 L.o.s.

Donde

'r0.3 n, (r0.3) (0.009F= --------------- = 1942.50

(o'064¡totrK= \I

D16/3

)

Por tanto

f¡fs = ({942.50) (30.00) (0.00481F = 1.34 m

Y la velocidad será:

o 0.00481Vo¿ = ---- = -------------------- = 1.49 m/seg

A 3.21 X'10-3

- Cálculo de "hv" considerando la velocidad de la descarga que resulta ser lamás crítica

Por tanto:

Finalmente a la Carga D¡nám¡ca Total habrá que agregarle la carga de operación,la cual equivale a 7.0 m, dicho valor corresponde a un equipo hidroneumáticocuando abastece agua a muebles de tipo tanque.

C.D.T. =48.00 +4.00 +4.00 + 1.48+ 1.34 + 0.11 +7.00 = 65.93 m

Análogamente

C.D.T. = Ha = 65.93 m

Donde

Ha = Presión de arranque del sistema hidroneumático

\t2 (1.49)2[¡y=

-. = -------= 0.11 m.

2e 2 (9.81)

CALCULO DE LA POTENCIA AL FRENO DE LOS EQUIPOS DE BOMBEOSELECCIONADOS.

La potencia al freno de los equipos por seleccionarse, se determina mediante lasiguiente ecuación:

BHP __ QH76rt

Donde:

BHP = Potencia al Freno (en H.P.)

H = Carga Dinamica Total (expresada en metros)

n = Eficiencia de los Equipos de Bombeo

Q = Gasto de Bombeo (en L.p.s.)

Por lo tanto:

BHp =QH = (4'81)(6i'q!)

=B.34Hp76q (76X0.50)

Por lo tanto la potencia comercial de bombeo será:

BHP = 8.34 H.P. = 10.00 H.P.

LAS CARACTERiSTICAS DEL EQUIPO PROPUESTO SERA:

SISTEMAS DE BOMBEO, S.A. DE C.V.MODELO: 1-1l4LIMPULSOR = 1-1l4LlTAMAÑO = 1 /o" x 1 % (32X38)

\R.P.M.: 3450

A\

C.D.T. = Ha = 65.93 m

CALCULO DE LA PRESION DE PARO (Hp)

Para calcular esta presión, será necesario sumar a la pres¡ón de ananque, un diferencialde operación en base a la siguiente tabla:

ARRANQUECARGA (m)

606570

DIFERENCIALCARGA (m)

242424

PAROCARGA (m)

u8994

HP = 89.00 m

Una vez conocidos o determinados los datos de gasto, carga dinámica total, diferencial,esto lo identificaremos de acuerdo a las s¡guientes convenciones.

Qd¡s = Gasto de diseño del equipo hidroneumático, esto es la necesidad que se tiene deagua en la unidad de tiempo (en Galones por Minuto).

Qtot = Gasto total del equipo h¡droneumático, el cual se determ¡na mu¡t¡plicando el gastode cada bomba por el número de bombas (en Galones por Minuto).

Qbomba = Gasto de diseño por bomba.

Qminb = Gasto mín¡mo por bomba.

Ha = Carga o presión de arranque igual a la C.D.T.

Hp = Carga o presión de paro, igual a Ha + diferenc¡al

Hr - Qb = Carga real a gasto por bomba

Dif = Diferencial de presión a carga entre Ha y Hp.

Una vez determinadas las presiones y d¡ferenciales, se hará una selecc¡ón primaria de labomba mas pequeña y/o eficiente, en las curvas de selección rápida, que-cumplan con"Qbomba" y "Hp". :: .'NOTA: Para rcalizat lo anterior, primeramente analizaremos las características que

deberá cumpl¡r un equipo hidroneumático tipo duplex.

- DUPLEX: Este tipo de equipo hidroneumático, está compuesto por lo siguiente

2 bombas, c/u proporciona el 80% del gasto y el 100o/o de la carga

Para nuestro caso, tendremos una presión de paro de :

SELECCION PRIÍ',ARIA DE LA BOMBA.

1 - Tanque hidroneumático1 - Sistema de carga aire1 - Tablero de fuer¿a y control1 - Lote de accesoriosPor cons¡gu¡ente para la selección primaria de la bomba, utilizaremos los siguientes

datos:

H = Hp =89.00 m = 292.00 pies

Qbomba = Qdis = 4.81 L.p.s. = 76.24 G.p.m. (Galones por Minuto)

Por lo que se selecciona el sigu¡ente equ¡po

Bomba marca = Sistemas de Bombeo. S-A. de C.V. (o similar)Modelo=1-114Llmpulsor = 1 -'l14 L1

R.P.M. = 3s00

Una vez conocido el modelo de la bomba será necesario referirse a su curva decomportamiento individual, para hacer la selección en base al siguiente criterio:

A.-) Tomar la carga de paro "Hp" al limite de selección izquierdo (turbulencia del modelode la bomba).

B.-) Tomar lec{ura del gasto "Qminb" que proporciona la bomba de acuerdo a la carga"Hp", con lo que se tiene lo s¡gu¡ente:

Qminb = 60.87 G.p.m

C.-) En base al punto de selecc¡ón del paso "A", moverse a la derecha de la curva,paralelamente a las líneas de d¡ámetro de ¡mpulsor mas cercanas hasta encontrar elgasto de diseño por bomba "Qbomba", es decir:

Qbomba = 76.24 G.p.m

D.-) Una vez en ese punto, tomar lectura de la carga real a gasto de diseño que esemodelo de bomba proporciona "Hr - Qb". En ese punto tomaremos las siguientesconsideraciones r- -

!) Si "Hr - Qb" es mayor de Ha, la selección de la borñba es adecuado, pero se requ¡erede la instalación de una placa de orif¡cio que baje la pres¡ón de "Hr - Qb" a Ha.

!!) Si "Hr - Qb" es ¡gual a Ha, la selección de la bomba es adecuada y no se requiere dela ¡nstalac¡ón de una placa de orificio.

!!!) Si "Hr - Qb" es menor a Ha, la selección de la bomba es inadecuada y será necesariobuscar otro modelo de bomba y comenzar nuevamente la secuela de calculo.

-t

Como "Hr - Qb" mayor que, Ha - La selección es adecuada, pero se requiere de la¡nstalac¡ón de una placa de orif¡c¡o que baje la presión de"Hr-Qb"aHa.

CONDICIONES DE OPERACION Y ASPECTOS CONSTRUCTIVOS.

Una vez que la bomba ha cumplido con el criterio de selección anterior, será necesariodeterminar todas las condic¡ones de operación y aspectos construct¡vos siguientes:

-Efic¡encia a "Hp" y "Qminb" = 50%

-BHP a "Hp" y "Qminb" =10.00 H.P.

-Eficienc¡a a "Carga real a gasto por bomba" y "Qbomba" = 50%

-BHP a "Carga real a gasto por bomba" y "Obomba" = 10.00 H.P.

-NPSHRa"Qbomba"=3.35-NPSHRa"Qminb"=2.25-D¡ámetros de las boquillas de succión y descarga = 1 112" x 1 114" (los cuales

corresponden a los diámetros con los que se comerc¡al¡za esta marca ymodelo de bomba; sin embargo se tendrán que instalar reduccionescampana invertidas para satisfacer los diámetros calculados de 38 mm.,para la succión y descarga, respectivamente)

-D¡ámetro del impulsor = 4"

- R.P.M. = 3500

§er curva de selección en la parte de anexos)

PLACA DE ORIFICIO.

Debido a que "Hr - Qb" mayor que Ha, se requ¡ere de la instalación de una placa de

QbombaD=20 P2-Pl

En donde

D = Diámetro del orificio (en pulgadas)

Para nuestro caso y recuniendo a la curva de selección, tenemos:

"Hr - Qb" = 292.OO pies = 89.00 m

CONSIDERACIONES:

orificio, ésta se calculará en base a la s¡guiente fórmula:

III

Qbomba = Gasto de diseño por bomba (en G.p.m.)Pz = Presión máxima (en Psi) = "¡l. - Qb" = 90.00 PsiPr = Presión mínima (en Psi) = "¡"" = 80.00 Psi.

Por tanto:

D= 76'24 =r.09 *rv4 "(32 mm.)

20 90.00 - 80.00

- En el punto de selección del gasto de d¡seño de la bomba "Qbomba" y Ia carga real agasto de diseño por bomba "Hr - Qb" se calculará el BHP y en base a éste, seseleccionará la capacidad del motor. Hasta este instante ya tenemos determinado elmodelo y la potenc¡a de las bombas necesarias para el sistema hidroneumático deproyecto. Es dec¡r se tiene:

2 bomba de 10.00 H.P., la cual cubrirá el gasto requer¡do y el 100% de la carga

La potencia de los equipos por selecc¡onarse, se determina mediante la siguienteecuac¡ón:

BHP =QH76tt

Donde:

BHP = Potencia al Freno (en H.P.)

H = Carga Dinamica Total (expresada en metros)

Q = Eficiencia de los Equipos de Bombeo

Q = Gasto de Bombeo (en L.p.s.)

Por lo tanto:

BHP =8H _ (4.81X65.93) =8.34HP76¡t (76X0.s0)

Por lo tanto la potenc¡a comercial de bombeo será:

BHP = 8.34 H.P. = 10.00 H.P.

DETERMINACION DE LOS CICLOS DE OPERACION DEL SISTEMA

De acuerdo a la siguiente tabla, se determinarán los ciclos de operación a los que sediseñará el sistema hidroneumático.

CICLOS POR HORAc/Hr.

TIEMPO DE OPERACION(min.)

TIEMPO DE DESCANSO(min.)

15107.56

2J45

234E

Entre menos sea la frecuencia de operación, mayor será la capacidad del tanquehidroneumático y viceversa.

La frecuencia de operac¡ón máxima permisible, es de 15 c/hr, esta frecuencia de 2 minde arranque y 2 m¡n de paro, ya que 2 m¡n, es el tiempo que un motor eléctrico necesitapara disipar el calor que generó en el arranque.

S¡ se selecciona una frecuencia de operación mas alta, se corre el riesgo desobrecalentar el motor y quemar el embobinado. Para nuestro caso, propondremos lossiguientes datos:

Ciclos por hora = 15Tiempo de operac¡ón = 2Tiempo de descanso = 2

DETERMINACION DEL TAMAÑO DEL TANQUE HIDRONEUMÁTICO

Para determinar el tamaño del tanque hidroneumático, se realizó med¡ante la siguientesecuencra

l.- 600/o de alre y 40o/o de agua2.- 55o/o de alre y 45o/o de agua3.- 50% de aie y 50o/o de agua

Para decidir cual de los volúmenes anteriores es el adecuado, es necesario determ¡narla extracción y sello de agua por ciclo de operación, de acuerdo a la siguiente formula:

Existen 3 volúmenes agua - a¡re, a los que puede operar el tanque, los cuales se debende analizar en el orden en que se muestran:

.--.=

lpn-pa I

Ea = lF-l4i x vol' de aire

En donde:

Ea = Extracción de agua por ciclo de trabajo en decimales (%)

Pp = Presión de paro (en psD = "Hp" = 90.00 ps¡.

Pa = Presión de ananque (en psi) = "Ha" = 65.00 psi.

Vol. aire = Volumen de aire en decimales (%) que para este caso, consideraremos un50o/o

(Para la tercera opción 50/50)

Por tanto se tiene:

Ea=90.00 - 65.00

65.00 + 14.7(0.50) = g. 15 11 5olo¡

Ea= 5oA @ 50/50 o sea 50% aire y 50oÁ de agua.

A continuac¡ón se calculará el sello de agua por c¡clo de trabajo de acuerdo a lasiguiente formula:

Sa=Va-Ea

En donde:

Por tanto:

5¿ = (0 50) - (0.15) = 0.35 (35%)

Donde Sa = 35 o/o; cabe señalar que se considera como 20o/o el sello mínimo de aguaque se debe tener en un tanque hidroneumático por cada c¡clo de trabajo para evitar queel aire salga por la descarga hacia los serv¡cios.

Sa = Sello de agua por ciclo de trabajo (en decimales)Va = Volumen de agua en decimales (%)Ea = Extracción de agua por c¡clo de trabajo (en decimales)

CAPACIDAD DEL TANQUE HIDRONEUMÁTICO

Una vez que se justif¡có que los n¡veles de agua - aire cumplen de que el sello de aguapor ciclo de fabajo "Sa" no es menor a 20% procedemos a determinar la capacidad deltanque:

Al final de la presente memoria, se presenta la tabla (T - 1) la cual se refiere a losfactores que corresponden a una extracción y frecuencia determinados, (es decir 35% y15 ciclos respectivamente) para el caso que nos ocupa, d¡cho factor corresponde a:

Faclor = 2.75

Por lo que la capacidad del tanque será

(Qbomba + Qminb)Cap tq = x Factor

2

En donde

Cap Tq = Capacidad del tanque h¡droneumático en l¡tros

Qbomba = Gasto de diseño por bomba (en Lts/min) = 288.60 Lts/m¡n

Qminb = Gasto minimo por bomba (en Lts/min) = 230.88 Lts/min

Por tanto:

(288.60 + 230.88)Cap. Tq = (2.75) = 714 26 rr,

2

El resultado anterior nos da la capacidad real del tanque pero debido a que en elmercado encontramos dimensiones nominales, se selecciona un tanque de +l- 10o/o de lacapacidad real, con lo cual encontramos una capacidad comercial para el tanque, de:

Cap. Tanque = 750.00 Lts

- El espesor de la placa de acuerdo al diámetro y a la presió¡-.¡aáxima de trabajo

Espesor de plac^ = 1t4" \

SELECCION DEL SISTEMA DE CARGA - AIRE

Para d¡cho s¡stema, se propone emplear un s¡stema de llenado a base deHIDROPISTON, el cual se calcula con una capacidad del '1% de la capacidad del tanque,por consiguiente tendremos:

Cap. H¡drop¡stón = 15 LtsDicho volumen lo ajustaremos a los comerciales d¡spon¡bles:

GAPACIDADES

DISPONIBLES (Lts.)

10

25

30

CAPAC!DAD

REQUERIDA (Lts.)

5

10.t5

CAPACIDAD

SELECCIONADA (Lts.)

10

20

30

COi/lPONENTES DEL HIDRONEUMATICO.

El equipo hidroneumát¡co con hidropistón, seleccionado, deberá contener los siguientescomponentes:

DESCRIPCION

Bomba 't - 1/41, 15.00 H.P., 3500 R.P.M.

Placa de orific¡o de diámetro = '1" (25 mm)

Manómetro 014 Kglcm2, carátula de 2"

Tanque vertical con placa de Yz" de 750 Lts.

Hidropistón con capacidad de 30 Lts. o compresor de 'll2 H.P.

Vidrio de nivel

Válvula de alivio

Manómetro 014 Kglcm2

Caja de barras con electrodos

lnterruptor de presión

THDC-203-A-CM

2

1

,|

,|

'l

1

1

1

1

1

'l

CANTIDAD

CALCULO DE LA RED DE APROVECHAMIENTO PLUVIAL

La red de aprovechamiento pluvial, consiste en una línea general de alimentaciónque partirá del sistema hidroneumático en el interior del conjunto, de la cual sederivará 3 lineas de alimentación (S.C.A.R. ver planos) las cuales alimentan a los26 WC, 11 Mingitorios y 18 llaves , donde se realizará el aprovechamiento; serealizarán 4 cálculos generales: el primero cálculo considera la obtención deldiámetro de las líneas de distribución (S.C.A.R. TIPO 1) a 16 WC, 7 Mingitorios aeste tipo de linea se le denominará "Columna de Alimentación Tipo 1", el segundocálculo considera la obtención del diámetro de las líneas de distribución (S.C.A.R.TIPO 2) a 10 WC, y 4 Mingitorios a este tipo de linea se le denominará "Columnade Alimentación Tipo 2", el tercer cálculo considera la obtención del d¡ámetro delas líneas de distribución (S.C.A.R. TIPO 3) a 18 llaves , a este tipo de linea se ledenominará "Columna de Alimentación Tipo 3", el cuarto calculo contemplará ladefinición de diámetros dentro de cada depto, con lo anterior se definirán losdiámetros de las tuberías como se indica en el plano correspond¡ente.

I

PRIMER CALCULO

suBtDA DE ALTMENTACTÓN TIPO I (S.C.A.R. TIPO l):

Como se señaló anteriormente, este tipo de SUBIDA alimentará un total de16 wc y7 mingitorios, considerando como gasto de diseño el 80% del gasto total de aguasa suministrar en toda la columna, según se muestra en la tabla de cálculo que sepresenta a continuación:

Por otra parte, el gasto total de la columna corresponde a

U.M. Subida de Alimentación Tipo 1 (S.C.A.R. TIPO 1)

ft¡IUEBLE CANTIDAD U.M./MUEBLE U.M..TOTAL

WC 5 80

MINGITPORIOS 7 q 35

115 U.M./AL|M.

Según R.B. Hunter (Tabla No.2.2.6.2, se anexa al final), 115 U.M., equivalen a4.52 L.p.s.

El gasto total demandado por el total de los servicios de las Unidades Mueble dela Subida No.l corresponde a 4.52 L.p.s., pero debido a que únicamente seempleará el 80% de este gasto, como gasto de diseño, se t¡ene O = (0.80) (4.52L.p.s.¡ = 3.61 L.p.s.

Por tanto el diámetro de alimentación de la subida será

D=4Q 4(0.00361 )

(3.1416X l.s)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación general del aprovechamientopluvial corresponde a 64 mm (2 112")

Gasto de Diseño:

16

= 55.65mm.

Tabla de Cálculo de Subida de Alimentación Tipo 1 (S.C.A.R. TIPO l)

Puesto que el diámetro de la línea de alimentación depende de la cantidad demuebles a los que tiene que alimentar, entonces a medida que éstos disminuyantambién disminuirá el diámetro; es decir, primero se tendrán que alimentar 23muebles, después a 22 y asi sucesivamente hasta llegar a I muebles; por tanto laacumulación de Unidades Mueble y su conversión a L.p.s. de acuerdo con R.B.Hunter, queda de la siguiente manera:

NIVELMUEBLESPOR ALIM.

U.M. PORMUEBLE

U.M.TOTAL

L.P.S.TOTAL

Qors.(80%)

IJ 5 115 4.52 3.6'1

P. BAJA 5 115 361MEZZANINE 1 to 5 80 J.6b 308NIVEL.I I 45 3.06 2.44MEZZANINE 2 9 5 45NIVEL 2 o 5 45 306 2.44MEZZANINE 3 5 25 2.40 1 .92NIVEL 3 5 240MEZZANINE 4 5 ?5 1'92NIVEL 4 5 5 2.40 1 .92NIVEL 5 5 5 25 2.40 1'92

Se desarrollará el cálculo del primer renglón de la tabla, es decir, para 23muebles, en el entendido de que para los demás casos el procedimiento essimilar.

Cálculo del Diámetro de Alimentación a 23 Muebles:

Q = 3.61 L.p.s.

D=4Q

= 55.65mm.

\I

Por lo tanto el diámeko de la línea de alimentación general del aprovechamientopluvial conesponde a 64 mm (2 112").

SOTANO4.52

5

3.06 2.44

5 1.922.40

Gasto de Diseño:

Por tanto: r4(0.00361)

(3.l4r6Xl.s)

Resumiendo se t¡ene:

NIVELMUEBLESPOR ALIM.

U.M.TOTAL

DIÁii ETRO(MM}

DIÁMETRO(PULG.)

SOTANO 23 1'f5 64 2Y2P. BAJA 23 115 64 ?wMEZZANINE 1 16 80 51 2

I 45 ct 2

MEZZANINE 2 I 45 JI 2

NIVEL 2 9 45 51 2

MEZZANINE 3 5 51 2

NIVEL 3 2a 2

MEZZANINE 4 la 2

NIVEL 4 51 2

NIVEL 5 ct 2

NIVEL 1

55 51

5

f'

SEGUNDO CALCULO

suBrDA DE ALTMENTACTÓN TrpO 2 (S.C.A.R. T|PO 2):

Gasto de Diseño:

Como se señaló anter¡ormente, este tipo de SUBIDA alimentará un total de 10 wcy 4 mingitorios, considerando como gasto de diseño el 80% del gasto total deaguas a suministrar en toda la columna, según se muestra en la tabla de cálculoque se presenta a continuación:



MUEBLE CANTIDAD U.M./MUEBLE U.i,..TOTAL

WC 10 5 50

MINGITPORIOS q 20

70 U.M./ALIM.

Según R.B. Hunter (Tabla No. 2.2.6.2, se anexa al final), 70 U.M., equivalen a3.67 L.p.s.

El gasto total demandado por el total de los servicios de las Unidades Mueble dela Subida No.1 corresponde a 3.67 L.p.s., pero debido a que únicamente seempleará el 80o/o de este gasto, como gasto de diseño, se tiene a = (0 80) (3.67L.p.s.¡ = 2.93 L.p.s.

Por tanto el diámetro de alimentación de la subida será

+o 4(0.00293)

(3.1416X 1.5)D= = 49.87mm

ñt

Por lo tanto el diámetro de Ia línea de alimentación general del aprovechamientopluvial corresponde a 51 mm (2").

4

Tabla de Cálculo de Subida de Alimentación Tipo 2 (S.C.A.R. TIPO 2)

Puesto que el diámetro de la línea de alimentación depende de la cantidad demuebles a los que tiene que alimentar, entonces a medida que éstos disminuyantambién disminuirá el diámetro; es decir, primero se tendrán que alimentar 14muebles, después a 13 y asi sucesivamente hasta llegar a 1 muebles; por tanto laacumulación de Unidades Mueble y su conversión a L.p.s. de acuerdo con R.B.Hunter, queda de la siguiente manera:

NIVELU.M. PORMUEBLE

U.M.TOTAL

L.P.S.TOTAL

Qors.(80%)

14 70 3.67 2.93P. BAJA 14 70 J.b / 2.93MEZZANINE 1 7 5 2.77 2.21



Q = 2.93 L.p.s.

Por tanto:

.la 4(0.00293)

(3. r416X 1.5)D= = 49.87mm

Resumiendo se tiene:

NIVELU.M.

TOTALDIÁMETRO

(MM)DIÁMETRO

(PULG.)

SOTANO 14 70 51 2

P. AAJA 14 70 3t 2

MEZZANINE 1 7 35 2

MUEBLESPOR ALIM.

SOTANO5

Gasto de Diseño:

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación general del aprovechamientopluvial corresponde a 64 mm (2").

MUEBLESPOR ALIM.

51

suBrDA DE ALTMENTACTÓN flPO 3 (S.C.A.R. T|PO 3):

Como se señaló anteriormente, este tipo de SUBIDA alimentará un total 18LLAVES, considerando como gasto de diseño el 80% del gasto total de aguas asuministrar en toda la columna, según se muestra en la tabla de cálculo que sepresenta a continuación:


MUEBLE CANTIDAD U.M./MUEBLE U.M.-TOTAL

LLAVES NARIZ

54 U.M./ALIM.

Según R.B. Hunter (Tabla No. 2.2.6.2, se anexa al final), 54 U.M., equivalen a3.34 L.p.s.

Por tanto el diámetro de alimentación de la subida será:

D=4Q

1N

4(0.00267)

(3.141óx l.s)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación general del aprovechamientopluvial corresponde a 51 mm (2").

TERCER CALCULO

Gasto de Diseño:


18 J 54

El gasto total demandado por el total de los servicios de las Unidades Mueble dela Subida No.1 corresponde a 3.34 L.p.s., pero debido a que únicamente seempleará el 80% de este gasto, como gasto de diseño, se tiene O = (0.80) (3.34L.p.s¡=2.67 1.p.s.

= 47.60mm. r

Puesto que el diámetro de la línea de alimentación depende de la cantidad demuebles a los que tiene que alimentar, entonces a medida que éstos disminuyantambién disminuirá el diámetro; es decir, primero se tendrán que alimentar 18muebles, después a 17 y asi sucesivamente hasta llegar a 1 muebles; por tanto laacumulación de Unidades Mueble y su conversión a L.p.s. de acuerdo con R.B.Hunter, queda de la siguiente manera:

NIVELU.M. PORMUEBLE

U.M.TOTAL

Qors.(80%)

SOTANO 18 3 54 334 2.67P. BAJA 18 3 54 334 2.67MEZZANINE 1 '16 3 48 3.15 252NIVEL 1 14 3 42 2.96 2.37MEZZANINE 2 12 3 36 278 222NIVEL 2 '10 3 30 2.59 2.07MEZZANINE 3 I 3 24 2.36 '1.89

NIVEL 3 b 18 2.14 1 .71

MEZZANINE 4 4 3 12 183NIVEL 4 2 3 6 1 .45 1.16


Q = 3.34 L.p.s.

Por tanto:

D=4Q 4(0.00267)

(3.l4r6Xl.s)

Por lo tanto el diámetro de la línea de alimentación general del aprovechamientopluvial corresponde a 5'l mm (2").

Tabla de Cálculo de Subida de Alimentacíón Tipo 3 (S.C.A.R. TIPO 3)

MUEBLESPOR ALIM.

L.P.S.TOTAL

1 .46


Gasto de Diseño:

= 47.60mm.

Resumiendo se tiene:

MUEBLESPOR ALIM.

U.M.TOTAL

DTAMETRO(M¡.1)

DIÁMETRO(PULG.)

SOTANO 54 ct 2

P. BAJA 54 f,t 2

16 48 2

NIVEL 1 14 ct 2

MEZZANINE 2 12 36 51 2

NIVEL 2 '10 30 z

MEZZANINE 3 51 2

NIVEL 3 '18 ct 2

4NIVEL 4 6 JÓ I | 1/+

NIVEL

'18

18MEZZANINE .I ct

51

86

MEZZANINE 4 38 lY22

+

DII

CUARTO CALCULO

Cálculo def Diámetro de Alimentación a Muebles dentro de cada piso:

U.M. de Alimentación por Departamento Tipo.

MUEBLE CANTIDAD U.M./MUEBLE U.M..TOTAL

UM 5 35

35 U.M. /ALIM

Según R.B. Hunter (Tabla No. 2.2.6.2, se anexa al final), 35 U.M., equivalen a2.77 L.p.s. El gasto total demandado por el total de los servicios de UM por pisocorresponde a 2.77 L.p.s., pero debido a que únicamente se empleará el 80% deeste gasto, como gasto de diseño, se tiene O = (0.80) (2.77 L.p.s.) = 2.21 L.p.s.

Por tanto el diámetro de alimentación por departamento será

D= \4)(O _(tt)(v)

(4X0.00221)

(3.1416X1.s)= 43.31 mm

Por lo tanto el d¡ámetro de la línea de alimentación general del aprovechamientopluvial corresponde a 51 mm (2 ").Resumiendo se tiene:

MUEBLESPOR ALIM.

U,M.TOTALES

DIÁilETRO(Mii)

DÁMETRO(PULG.)

7 35 ct 2

6 30 51

5 25 51 2

4 20 51 2

J '15 38 1%

10 38 1%

1 1%2

7

5

NOTA:

Se anexa Tabla de Cálculo de los Ramales Generales de distribución de agua

pluvial desde el hidroneumatico, hasta la alimentación de las columnas verticales

de abastecimiento pluvial a los muebles sanitarios.

llrrllttlttltttltrr

PROYECTO DEL SISTEMA OE APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES

TABLA DE CALCULO HIDRAULICO DE LA RED DE APROVEG}IAMIENTO PLUV¡AL

UNIDADES MUEBLE (U.M,) GASTO TOTAL GASTO VELOCIDAD DE OISEÑO DIAMETRO COMERCIAL VELOCIDAD

OE LAS U.M. DISEÑO PROPUESTA DE LA TUBERIA REALPROPIAS EN EL

) ( )(mm)No IIIE% (mm)TRAMO EEgi (

150 63.90 640 2.55 150B 239 0 481

63 90 640 255 150B 239.0 602 150

1.50D 239.0 63.90 640C

5.50 440 150 61.1'1 1.37D E 185.0

1.50 55.36 2.55 112F 4.52 3.61

1.50 49 87 51.0 143

@rc[DIAMETRO

TEORICO OBTENIDONODO

No,

602

c 481

4 81 1.50

64.0

64.0E 115.0

2.03E 70.0 3.67

--N.:-l

I

TO DEL SISTEMA DE APROVECHAMIET{TO DE AGUAS PLUVIALESP

TABLA DE GALGULO HIDRAULICO DE LA RED OE CAPTACION DE AGUAS PLUVIALES

No. OE REGISTRO TONGITUD OIAMEfRO coEFtc AREA DE APORTACION COEFICIEIITE INTENSIDAD DURACION GASfO GASfO CONDICIONESA TUBO LLENO

RIJGOSIOAO ESCURRIMIEI¡¡fO TORi¡ENTA DI§EÑO GASIO VELOCIOAO

(ad¡m) (m2) (L.p.r) lL.p...)

1 2 450 2 100 64 00 64 00 075 34 56 34 56 60 046 046 231 o32

2 3 100 2 100 64 00 128 o0 015 34 56 34 56 60 092 o92 231 o32

3 2 100 0 013 64 00 192 0o 075 34 56 60 138 138 ?31 o32

5 100 2 100 000 192 00 075 3.4 56 34 56 60 138 138 231 o32

5 900 200 315 00 507 00 075 34 56 34 56 60 365 365 14 67

7 400 2 250 I 767 00 015 34 56 34 56 60 1272 1272 26 59 059

2 000 5 767 00 075 34 56 34 56 60 41 53 43 25 066

a I 2 300 000 5 767 00 075 34 56 34 56 60 41 53 43 25 066

i0 900 2 o00 12 236 00 075 34 56 34 56 60 88tl 88 11 040

tt 600 2 o 013 000 12 236 AA 34 56 34 56 60 aa 11 g8 11

'12 13 2 0 013 315 00 075 34 56 34 56 60 227 aa2

13 900 2 0 013 630 00 075 34 56 34 56 442

15 22 AA 2 0 013 000 630 00 075 34 56 34 56 60 o42

15 6 31 50 2 200 0 013 0oo 1 260 00 075 34 56 34 56 60 907 907 14 67 051

16 17 10 00 2 150 0 013 315 00 075 34 56 34 56 60 227 227 681 442

'tf 15 900 150 0 013 315 00 63000 075 34 56 34 56 60 454 681 442

1A 19 25 50 2 200 0 013 3S0 00 390 00 075 34 56 34 56 60 241 241

19 20 950 2 200 0 013 710 00 1 100 00 075 34 56 60 192 792 051

20 21 14 00 2 200 0 013 000 34 56 60 10 08 t0 08 051

21 22 2 250 0 013 1.440 00 60 13 54 14 54 26 59 059

23 500 2 250 0 013 000 60 13 54 13 54 26 59 059

24 22 AA 2 000 34 56 13 54 13 54 26 59 059

24 a3 00 0 ot3 000 ¿ 000 00 a75 34 56 60 2A 30 23 80 43 25 066

25 20 t6 50 2 200 0 013 300 00 300 00 075 34 56 60 216 216 051

26 750 2 204 0 013 43000 a75 34 56 60 346 051

27 2A 2000 2 200 0 013 320 00 320 00 075 34 56 60 234 2XO 14 61 051

29 21 5A 2AA 0 013 490 00 410 00 o75 34 56 60 533 583 051

30 21 5A 2 200 660 00 1 470 00 075 34 56 34 56 60 10 58 10 58 1461

30 55 00 25A 0 0r3 650 00 2 120 00 075 34 56 34 56 60 15 21 15 27 26 59 059

IIItIIIIIIIl

0 013

0 013

0 013

0 013

0000 013

41 5316 00 0 013

41 5315 50 0 013

9314o 013

93 14

66110 00 315 00

681150 315 00

681150

315 00

051

34 56

I 400 o0 075 34 56

o75 34 56

1,AA0 00 075 34 56 34 5622

250 1 AAO 00 075 34 56 6023

34 56

34 56

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34 56

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I

PROYECTO OEL SISTEMA DE APROVECHAMIET,ITO DE AGUAS PLUVIALES

TABLA DE CALCULO HIDRAULICO DE LA RED DE CAPTACION DE AGUAS PLUVIALES

GASTO CONDICIONES A rUBO LLE|,¡OcoEFlc, AREA OE APORTACION COEFICIENTE tñTEt{stoaD DT'RACION GASTONo. DE REGISTRO TONGITUD PENDIENTE

TORMENTA orsEÑo GASTO VELOCIDAD{m) RUGOSTOAO ESCURRIMIENTO PRECIPITACIO¡¡

(m¡n) (1.p.3) (L P.6l(m2) (m2)

34 56 34 56 60 15 21 15 27?4 500 2 250 0 013 000 07531

34 56 046 046 2 3'132 200 2 100 0 013 64 oO

34 56 60 092 a92 2 5'l100 2 100 0 013 128 0033

34 56 o92 092 231 432100 2 100 0 013 000 123 0034 35

34 56 60 369 369 641900 150 0 013 385 00 513 0035 36

60 26 59 059250 0 013 000 2 053 0036 37 400

34 56 60 46 58 46 56 26 59 0590 0139 16 00

60 277 2t7 681 o42150 0 013 385 00 335 00 07538 10 00

60 554 554 681 042150 0 013 385 00 77000 a7539 900

554 681 o42150 0 013 77000 075 34 56 6022 00

60 1',I 09 11 09 051200 0 013 000 1 540 00 075 34 56 34 5631 50

60 277 641 442150 0 013 38500 385 00 1) 75 34 56 34 5642 1000 2

554 681 0420 013 305 00 770 00 o75 34 56 60900 150

60 619 6192AO 0 013 860 00 860 00 075 3¡ 56 34 5632 00 2

12 96 14 67200 0 013 940 00 3¡ 56 34 56 60 12 9622 AA 2

19 01 26 590 013 2 640 00 34 56 602

19 01 26 59 0590 013 000 2 640 00 075 34 56 34 56 602

19 01 1901 26 59 0590 013 2 640 00 075 34 56 3¿ 562

3140 4X 25 0660 013 4 41600 075 34 56 34 56 31 8049 2

231 43264 00 6¡ 00 075 31 56 04650 5t 350 0 013

231 43212A 00 o¡5 34 56 34 56 o92 0925l 52 100 2 100 0 013

133 231 o32192 00 34 56 34 56 13852 53 2 0 013

138 231 032000 192 00 075 34 56 34 56 13853 54 100 0 013

661 042320 00 o75 34 56 34 56 60 230 23054 55 2 150 o 013

641 042:t4 56 34 56 60 323 32355 56 26 50 2 150

04234 56 34 56 60 64156 61 900 150 576 00

05934 56 34 56 1219 1279 26 595a 500 2 250 0 013

059415 34 56 34 56 60 1219 1279 26 5953 100 2 250 0 013

a3234 56 34 56 60 04660 2 100 0 013 64 0o

34 56 34 56 60 092 492 231 03260 100 2 0 013 128 00

II

IIIIIIIItIIIIII

26 59 0592120 00

ax2075

432075

075 34 56

042075 34 562

075 3¡ 56 34 562

6 469 00 075 34 562

34 56 34 5639 2

34 56 34 562

34 562

36 2

43

34 56

05145

051¡605919 01250

19 0145 00 250

6o14 50 254

6037 14 50 3oo

60100

60

60

000

0 013 000

0 013 000

000 1 776 00

000 1 77600

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I

PROYECTO DEL SISTEMA OE APROVECHAfTIIENTO DE AGUAS PLUVIALES

TABLA OE CALCULO HIONAULICO DE LA RED DE CAPTACION OE AGUAS PLUVIALES

LOÑGIIUO PENDIE¡¿fE coEFrc AREA OE APORÍACION COEFICIENTE I'ITENSIOAO GASIO coNotctoNEs a Tuao tLENoESCURRIMIENTO orsEÑo GASIO vELOCtOAO

(m2) (m2)

61 62 850 100 0 013 64 o0 0/5 34 56 3¿ 5A 60 046 046 2 3'1 43262 62 100 100 124 AA 075 3¡ 56 60 092 o92 032

63 55 100 0 013 000 128 00 415 34 56 34 56 60 492 002 032

65 2 100 0 013 6¡ 00 075 34 56 3¡ 56 60 0,t6 o3265 2 100 0 013 6¡ 00 128 0o ot5 34 56 3¡ 56 60 092 092 032

2 200 0013 470 0o 470 0o 075 3¿ 56 34 56 60 338 334 05r¡7 100 2 200 0 013 730 00 075 3¿ 56 34 56 864 864 051

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IIIIIIfIIfIIII

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2 0 013 2X1

100 2 231

650 231

100 2 3'l

650

1 200 0o 60

m --------r-------r

,\

DETERMINACION DEL D]AMETRO DE LA TUBERIA GENERAL DECAPTACIÓN DE AGUAS PLUVIALES

Qp = Qdis = 148.62 L.p.s.

Las condiciones hidráulicas de la tubería de descarga se revisarán a través de lafórmula de Manning cuya expresión es:

AQ=-Rz3S12

n

Donde:

Q = Gasto de diseño en m'/sA = Área de la tubería en m'R = Radio hidráulico

S = Pendiente en milésimas

n = Coeficiente de rugosidad = 0.0'13 (CONCRETO SIMPLE)

Se tiene contemplado un diámetro interior de la tubería de 15 cm, una pendientemínima de "10 milésimas y considerando un funcionamiento a tubo lleno de latubería, tendremos:

Í ü (0.15), zfi=-_._=--_---=0.017671458

44

D 0.15R=-=-=0.037544

Para determinar el diámetro general de la tubería de captación general, seránecesario considerar la condición mas desfavorable que se pueda presentar yesta será considerando como gasto de diseño el gasto máximo pluvial calculado,esto es considerando una situación crÍtica.

Sustituyendo valores:

(0.017671458)(0.0375)2R (o.o1o)1/2 = 0.015229414 m3/sego=

(0.013)

Q = 15.23 L.p.s

V=Q/A

0.015229414 m3lsV Tubo lleno = = 0.86 m/seg

0.017671458 m'?

Del análisis anterior, se comprueba que se tiene un gasto igual al de diseño y lavelocidad está dentro del límite permitido por el Sistema de Aguas de la Ciudad deMéxico - S.A.C.MEX.

Revisando las velocidades:

CALCULO DE EQUIPO DE BOMBEO DE ACHIQUE TIPO SUMERGIBLE PARADESALOJO DE AGUAS PLUVIALES EXCEDENTES DE LA CISTERNA,

Qach = 148.62 L.p.s

La velocidad "V" se considerará de 't .5 m/seg., con la finalidad de evitar pérdidaspor fricción importantes en la tubería; por tanto:

Por tanto:

4Q

ND=

BHP =8H76q

4(0. r 4862)

(3. r4l6Xl.s)= 355.17 mm.

Por lo que el diámetro comercial de la descarga de la bomba de achique será de380 mm (15 ").

La Carga Dinamica Total por vencerse, corresponderá al desnivel topográfico delEdificio, mas las perdidas de carga en la conducción (5% de la longitud total deconducción), mas la carga de velocidad (que para nuestro caso consideraremosHv = 2.0 m); es decir:

CDT = H = 2.0 + ((40)(5o/o)) + 2.9 = 6.00 m

La potencia de bombeo será:

(r 48.62X6.00)

(76X0.50)=23.46HP.

Por lo tanto la potencia de bombeo será:

BHP = 23.46 H.P. = 25.00 H.P.

I,@

Este tipo de equipo será utilizado eventualmente para el desalojo de las aguaspluviales excedentes cuando se presenten lluvias contínuas que por su duraciónsaturen la cisterna pluvial y se corra el riesgo de que se desborde la cisterna y segeneren posibles daños al edificio; el equipo de bombeo elevará las aguas hastasu incorporación a la red sanitaria para el desalojo de las aguas hacia la redmunicipal de la zona. Ante tal situación, el gasto de bombeo de achiquecorresponderá al gasto de aguas pluviales, es decir:

DATOS DE PROYECTOSISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES

DATOS GENERALES

TIPO DE OBRA SERVICIOS

SISTEMA PROYECTADO

APROVECHAMIENTO DEAGUAS PLUVIALES EN26 WC. 15 MING Y 18LLAVES

SUPERFICIE TOTAL DEL PREDIO

SUPERFICIE TOTAL DE CAPTACION DE AGUA PLUVIAL 12,236.00 m',

0.75

PERIODO DE RETORNO DE PROYECTO

DURACIÓN DE TORMENTA DE DISEÑO 60 minutos

TIEMPO DE CONCENTRACION

INTENSIDAD DE PRECIPITACIÓN 34.56 mm/hr

GASTO PLUVIAL DE CAPTACIÓN '148.62 L.p.s

DATOS DEL SISTEMA DE APROVECHAÍTIIIENTO PLUVIAL

APROVECHAMIENTO PLUVIAL

No DE UNIDADES MUEBLE DE ALIMENTACION CON AGUAPLUVIAL (A TODO EL CONJUNTO)

239 U.M

GASTO MAXIMO INSTANTANEO DE ALIMENTACION PLUVIAL 6.02 L.p.s

GASTO DE DISEÑO 4.81 L.p.s

CAPACIDAD CISTERNA DE ALMACENAMIENTO DE AGUA 1,053,500 Lts(1,053.50 m3)

SISTEMA DE BOMBEO EMPLEADO HIDRONEUMATICO

CAPACIDAD DE EQUIPO DE BOMBEO

DÁMETRO DE LINEA PRINCIPAL DE CAPTACIÓN DE AGUAPLUVIAL

40 cm. (16")

CAPACIDAD DE EQUIPO DE BOMBEO DE ACHIQUE

METODOLOGIA EMPLEADAMETODOS RACIONALAIIIEBICANO YMAI¡{NING

2Q,641.03 m'

COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO5 años

60 min.

APROVECHAMIENTO DEAGUAS PLUVIALES EN26 WC. 15 M|NG Y 18LLAVES

10.00 H.P.

25.00 H P.

ANEXOS Y TABLAS DE APOYO

rrelot"tt1""1r'iLn'*oot'" '

FIGURA 3.6.- ISOYETAS PARA d = 30 min Y Tr = 5 años

L

5

29.3

.8

I 33.1

lo

UBICACI

30ñm

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A Alomrdo CürlrolE C¡r¡o da lo E¡tralloU Ciudod UniY.rs¡lorioX Xocñi mi lc o

ISOYETAS PARA D.3O mm Y Tr' 5 AiIOS

DEL PREDIO

&

32

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LAMINA I.6.- FACTORES DE AJUSTE POR PERIODO DE RETORNO Y DURACIÓN:

o¡ FoGlo. .,c oic.t. (Ft, I ror r..fodo .rc .cro.ño I l.t

D, Focro, d. oi!¡r. (Fdt r., do.ocidñ (dt

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8lnodoÍo Publico Fluxómetrolnodoro Publico Tanque 5

Minq¡torio Pedestal Publico Fluxómetro 85

J

Publico

Publico

Fluxómetro

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IEIfr¡|EEI¡EId

2Lavabo Publico LlaveReqadera Publico Mezcladora 4Tina Publico Llave 4

05Bebedero Publico LlaveFreqadero Restaurant Llave 4

Oficinas

Pr¡vado

Privado Mezcladora

Llave

E EE

J

J

2

lnodoro

Vertedero

RegaderaFregadero Pr¡vado Llave 2Lavadero Pr¡vado Llave 3

Llave IBidet PrivadoLavador ropa Privado Llave 2Grupo baño Privado W.C. Fluxómetro IGrupo baño Privado W.C. Tanque b

¡Eil

¡Eil

EE:@IlmffiErr,rE@

TABLA 2,2,6,1 EQUIVALENCIA DE LOS MUEBLES EN UNIDADES DE GASTOS

MUEBLES SERVtCtO TIPO OE CONTROLUNIDADES MUEBLE

O DE GASTO

Pr¡vado Fluxómetro 5

lnodoro Privado Fluxómetro 5

Llave Nar¡z Privado Llave 3

TABLA 2,2,6,2, CONVERSION DE IJNIDADES IITUEBLE A LITROS POR SEGU'VDO

UNIDAOES MUEALEUNIDADES MUEBLE UI{IDADES IíUEALEFLUXOMETRO

GASTO

(L.P.S.) TANQUE FLUXOMEfROGASTO

(L.P.S.) fAt¿OUE FLUXOMETRO

GASTO

(L.P.S.) fANOUE

490103 35 883 5850.06 0 2.77611 5211 2.A4 107 37 9.140.13638 5593 2.90 111 39 9.460.19

9.77 665 s960.25 4 2.96 115 4244 10.09 692 oJto32 6 3.03 119

123 ,t6 10.35 719 6660.38 7 3.097003.15 127 48 10.55 748o44 8

774 73910 130 50 10.850.50809 7750.57 12 3.28 10.97

51 11.35 840 811063 13 3.3¡l 14157 11.99 474 850069 15 3.41 146

'151 60 12.62 945 931076 to 3.17970155 63 1 018082 18 3.53

1.091 1,09'120 3.50 160 bb 13.880.88'14.51 1.173 1.173095 21 3.66 165 69

73 15.14 1 254 1.2541 01 23 3.72 17076 15.77 1.335 1,335107 24 3.78 175

'1.418185 a2 16 40 1.418113 26 3.9r1.500 1 ,5004.04 '195 88 17.03120 282.583 2,58330 4.16 205 17.ffi1.26

18.29 'r.668 1,6681.32 32 4.29 215 100108 18.92 1.755 1.7551.39 34 5 4.42ll6 1,845 1 ,845't.45 36 6 1.54 236

1.926245 124 20.19 1,9261.51 39 7 4.672,018I 479 254 132 20.82 2,018158 42

2.110 2.11044 I 492 264 140 21.451.6422.08 2.2U 2.2041.70 46 l0 5.05 275 148

158 22.71 2.298 2.298'1.77 49 11 5.17 2842 388294 168 23.U 2.3881.83 3t 12 5.30

2.480 2 480543 305 176 23.971.89 54 1314 5.50 315 185 24.60

25 23 2.670 2.6702.02 58 15 326 't95

205 25 A6 2.765 2.765208 60 16 5.60214 26.49 2.862 2 8622.14 bJ 18 570 348

2.960359 223 27 13 2 9602.21 66 20 5.803,06021 5.90 370 2U 27.76 3.060))7 69

3,150 3,15074 23 6.r8 380 245 28.392.3331.54 3.620 3,6202.40 78 25 6.62 406 270

295 u.70 4,070 4.O70246 83 26 6.94 431455 329 37.85 4,480 4.48089 28

5 3807.57 479 365 4415 5,3802.59 90 306.280 6 28095 31 789 506 390 50.472657.280 7 ,2802 71 99 33 8.20 430 56.77

.63.08 8,300 8,3002.74 10'1 34 a52 460

Esta tabla debe usarse como complemento y conjuntamente con la tabla 3.1

5.0Zonas de activ¡dad comerc¡al

I 5.0

3.0Zonas residenciales multifamiliares de alta dens¡dad

Zonas de actividad industr¡al

Zonas residenciales unifamil¡ares y multifamiliares de baja densidad1.5Zonas recreativas de alto valor e intenso uso por el públ¡co1.0Otras áreas recreativas

-

IALIDAD ARTERIAL

5.0Autopistas Urbanas y avenidas que garantizan la comunicación básica de la c¡udad

VIALIDAD DISTRIBUIDORA

30VÍas que distribuyen el tráfico proven¡ente de la vial¡dad arterial o que la alimentan

VIALIDAD LOCAL

1.5Avenidad y calles cuya ¡mportanc¡a no traspasa la zona servida

VIALIDAD ESPECIAL

10.0Acceso a instalaciones de sequridad nacional y servicios públicos vitales

fi,

TABLA 3.1. USO DEL SUELO Y PERIODOS DE RETORNO

TIPO DE SUELO T,, en años

zonas de ed¡fic¡os públicos

TABLA 3,2. TIPO DE VIA Y PERIODO DE RETORNO MINIMO

TIPO DE VIA T- en años

TIPO DEL AREA DRENADA COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTOMÁXIMOMINIMO

0.75 0.95Zona comercial0.70Vecindarios 0.50

0.30Unifamiliares050Multifamiliares Espaciados 0.40

0.60Multifamiliares Compactos0.40Semiurbanas 0.25

050 0.70Casas Habitación

0.80Espaciado 0.500.60 0,90Compacto

0.25Cementerio y parques 0.100.20 0.35Campos de iuego

040Patios de ferrocarril 0.200.10 0.30Zonas Suburbanas

095Asfaltadas 0.700.80 0.95De Concreto Hidraulico

0.85Adoquinados 0.70Estacionamientos 850.75

\rü\DAg I0.05

\0.10Suelos Arenosos Planos

(Pendiente 0.02)0.15

lt.r ñer?l\I0.10Suelos Arenosos con Pendientes

Medias (0.02-0.07)0.200.1 5Suelos Arenosos Escarpados

(0.07 ó mas)0.13 o.'t7Suelos Arcillosos Planos

(0.02 o menos)0.22Suelos Arcillosos con Pend¡entes

Medias (0.02-0.07)0.'18

0.35Suelos Arcillosos Escarpados(0.07 ó mas)

0.25

TABLA 3,11 VALORES nPrcOS DEL COEFICIENTE DE ESCURRIMIENTO "c"DE ACUERDO CON EL MANUAL DE HIDRAULICA URBANA

ZONAS COMERCIALES

ZONAS RESIDENCIALES0.50

075

ZONAS INDUSTRIALES

Techados 0.75 0.95

\PRADERAS

-c ALcULo CAPAC|DA0 TANOUE_

40 lt

30%

25 7.

20 7.

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