2015Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Industrial

Integrantes:

Juliana Zapata 8-887-1188Walter Corpus 8-857-1444Eva Solís 8-889-1899

Andrés Varela 6-718-672Astrid Sandoval 8-879-1087

Salón:

II1-131

Prof. Gloria Cedeño

Fecha de Entrega: 15 de julio de 2015

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AJEWA TOWERS | 2015

Introducción

AJEWA Tower es un edificio tipo residencial que consta de dos apartamentos

por piso, es decir ocho apartamentos en total. Este proyecto ocupacional

consta de un lobby, su propia área social y estacionamientos privados.  AJEWA

es un proyecto que realza la vida de barrio en el corazón de Panamá, con solo

4 pisos. Ubicado en sector residencial y de alta plusvalía, con excelente

conectividad y cercano a estaciones del Metro.

Como cualquier proyecto ocupacional, cuenta con una red de suministro de

agua potable mediante una bomba que se encarga de distribuir el vital líquido

a todo el edificio.

Las bombas e instalaciones de bombeo son componentes esenciales y

vulnerables en casi todos los sistemas de agua. El diseño, operación y

mantenimiento inadecuados de los sistemas de bombeo pueden representar

riesgos sanitarios graves, incluida la pérdida completa del suministro de agua.

Para evaluar la seguridad, suficiencia y confiabilidad del sistema de agua, se

cuenta con una empresa contratada para inspeccionar a las bombas e

instalaciones de bombeo regularmente.

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Índice

Parte I

Descripción de AJEWA TOWERS ……………………………………………………………………………………………4

Ubicación ……………………………………………………………………………………………………………………………..4

Bosquejo Arquitectónico………………………………………………………………………………………………………..5

Parte II

Tablas de Cálculos………………………………………………………………………………………………………………….7

Grafica de Consumo Horario …………………………………………………………………………………………….…..8

Planta ……………………………………………………………………………………………………………………………………9

Selección de la Bomba………………………………………………………………………………………………………….12

Parte III

Alternativas al fallo del suministro de agua……………………………………………………………………………16

Alternativas al fallo del suministro de la luz……………………………………………………………………………17

Parte IV

Programa de Inspección y Mantenimientos……………………………………………………………………………18

Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………………………21

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Descripción de Ajewa Towers

El edificio AJEWA TOWERS es un proyecto residencial; un edificio diseñado para satisfacer las necesidades de familias, contando con apartamentos espaciosos y con una gran distribución. Ofrecemos dos Apartamentos por pisos lo que convierte a este proyecto en una excelente opción para los que deseen vivir en un área tranquila y segura con pocos vecinos.

Ofrecemos un diseño de apartamento de 130m² que cuenta de dos a tres habitaciones según elección de nuestro cliente. El edificio cuenta con cuatro pisos para vivienda y la planta baja que incluye los estacionamientos bajo techo, el área social, y el lobby.

El área social de este proyecto cuenta con una cancha sintética de futbol, basquetbol y minigolf. También hay una pequeña rueda o pista para correr caminar o hacer ejercicios. Para los más pequeños ofrecemos un pequeño parque con atracciones pensadas al cien por ciento en la seguridad de los más pequeños de la casa.

Ubicación

El edificio está ubicado en la ciudad de Panamá, en el corregimiento de Ancón, Clayton. Diagonal al edificio de la embajada de los Estados Unidos.

Mapa:

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Bosquejo Arquitectónico

Fachada del edificio, cuatro pisos de apartamentos y planta baja. Como se observa tiene una buena cerca de seguridad.

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Pre – Proyecto

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Consumo horario.

Dos apartamentos por piso. Edificio de 4 pisos. Se aproxima que cada apartamento será ocupado por 4 personas. Si tenemos 8 apartamentos en el edificio, eso nos da un total de 32 personas residentes. Se calcula que en promedio, una persona tiene un consumo de 95 galones / día. Por lo que:

consumo total=consumox persona∗¿deresidentes

consumo total=(98 galonesd í a )∗(32 )

Consumo total = 3136 galones / díaConsumo máximo horario = 3136/24 = 130.66 galones / hora

HORA % CONSUMO

CONSUMO HORARIO (Galxhor)

CONSUMO ACUMULADO(Galon

es)

(0-1) 24.491 32 32.000

(1-2) 22.960 30 62.000

(2-3) 22.195 29 91.000

(3-4) 45.155 59 150.000

(4-5) 137.609 179.8 329.800

(5-6) 142.660 186.4 516.200

(6-7) 187.510 245 761.200

(7-8) 177.874 232.41 993.610

(8-9) 151.538 198 1191.610

(9-10) 130.109 170 1361.610

(10-11) 110.381 144.224 1505.834

(11-12) 147.275 192.43 1698.264

(12-13) 100.000 130.66 1828.924

(13-14) 144.895 189.32 2018.244

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(14-15) 137.081 179.11 2197.354

(15-16) 115.047 150.32 2347.674

(16-17) 88.068 115.07 2462.744

(17-18) 99.656 130.21 2592.954

(18-19) 83.002 108.45 2701.404

(19-20) 83.150 108.644 2810.048

(20-21) 74.982 97.972 2908.020

(21-22) 64.442 84.2 2992.220

(22-23) 57.324 74.9 3067.120

(23-24) 52.717 68.88 3136.000

GRÁFICO DE CONSUMO POR HORA

HORA

(0-1)

(1-2)

(2-3)

(3-4)

(4-5)

(5-6)

(6-7)

(7-8)

(8-9)

(9-10)

(10-11)

(11-12)

(12-13)

(13-14)

(14-15)

(15-16)

(16-17)

(17-18)

(18-19)

(19-20)

(20-21)

(21-22)

(22-23)

(23-24)

0

50

100

150

200

250

300

0

32 30 29

59

179.8186.4

245232.41

198

170

144.224

192.43

130.66

189.32179.11

150.32

115.07130.21

108.45108.64497.972

84.274.968.88

Consumo Horario de Edificio AJEWA (Galones x hora)

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- Determinación del caudal requerido

Q=130.66 gal /hora3600 segundos

=0.0362 galonessegundos

=0.156 litros /sgundo

- Determinación del volumen del tanque de reserva.

Para determinar el volumen requerido del tanque de reserva, analizaremos la gráfica de consumo horario. Analizándola, podemos ver que el consumo es mayor en el intervalo de 4:00 A-M – 4:00 P.M. Una vez que hemos analizado este intervalo, vemos que el consumo total de galones de agua en este intervalo es de 2197.674 galones. Por lo tanto, se requiere de un tanque de reserva que pueda contener como mínimo ese volumen de agua, para poder abastecer al edificio en el período donde se demanda mayor volumen de agua, en caso de que el servicio de agua se vaya.

Por lo tanto, se debe adquirir un tanque de 2500 galones de capacidad (es la capacidad disponible a nivel comercial que mejor se adapta a las necesidades).

- Plano general de un apartamento.

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En este plano, podemos ver la distribución del apartamento. Como podemos ver, cada apartamento tiene sala de estar, dos recámaras, cocina, lavandería y un baño. Los medidores se encuentran en el lobby de cada piso, junto a la escalera principal. Cada apartamento tiene un medidor. De cada medidor, salen las líneas de alimentación de agua, con un diámetro de ¾ de pulgada. Estas líneas llegan a las zonas del apartamento que requieren de alimentación de agua, ej. Cocina, lavandería, etc. Para ciertas zonas, se requiere que el caudal de agua llegue con una velocidad mayor, por lo que se modifica la línea mediante un codo, y se cambia la línea a una con diámetro de ½ pulgada, con el fin de aumentar la velocidad.

Esto se repite para cada piso, con un medidor para cada apartamento. Cada línea por piso está unida a una tubería central, que va desde la planta baja hasta la azotea donde se encuentra el tanque de reserva. El tanque de reserva se conecta con las líneas de los medidores para abastecer de agua.

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Otra línea adicional está conectada a la línea central, y esta va dirigida hacia el área social del edificio, donde se conecta con ciertas llaves de agua, grifos que se encuentran en el área social.

Debido a que el consumo de agua en el área social es mínimo (no tiene piscina), se tomará como un adicional que se abastecerá del caudal que va hacia los apartamentos.

En el siguiente plano, podemos ver un isométrico de cómo son las líneas de agua de cada apartamento, saliendo desde su respectivo medidor:

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Selección de la Bomba

Son comunes los sistemas de bombeo de agua potable en edificios dónde se tiene que subir agua desde una cisterna a varios tinacos o tanques en la azotea. El sistema es muy "simple", en apariencia, solamente se requiere una motobomba con capacidad de enviar agua suficiente para reponer el gasto de todos los habitantes. Aquí discutimos el cálculo de la carga dinámica total, como se construyen las curvas, la solución gráfica, calcular el ahorro de energía, la operación del sistema actual, que tubería que se requiere usar y los requisitos a cumplir en la nueva instalación.

Sistemas de Presurización de Agua Potable

Los Sistemas de Presurización de Agua Potable elevan la presión del agua a un nivel que permite el buen funcionamiento de calefonts (calentadores de agua), duchas, llaves y otros, en forma segura, confiable y uniforme. Estos sistemas son diseñados para condominios, edificios, principalmente.Todos los sistemas mecánicos de elevación de agua tienen como propósito suministrar agua a una presión mínima a consumos cuyo gasto global es variable fluctuando entre cero y un máximo probable determinado. Es debido a esto que deben ser dimensionados para abastecer al menos dicho caudal máximo probable con una presión de trabajo mayor o igual que la requerida. Al momento de proyectar un sistema de elevación de agua se deben considerar aspectos tales como inversión inicial, costo de mantención, costo de operación, eficiencia y funcionalidad. Se dispone actualmente del siguiente sistema:

Sistema con estanque elevado

Estos sistemas de elevación de agua se caracterizan por utilizar dos estanques, uno en la planta baja y otro de menor volumen (entre el 15% y 20% del QMP) ubicado en la azotea del edificio. El estanque ubicado en la planta baja se utiliza para almacenar una cantidad suficiente de agua, surtido desde la red pública. Mediante un sistema de bombas se hace llegar el agua desde el estanque de la planta baja a la azotea donde se deposita en el estanque más pequeño. Estas bombas están conectadas en paralelo de manera de ir sumando el caudal pero manteniendo el nivel de la presión; son accionadas por un interruptor de nivel ubicado en el estanque ubicado en la azotea, este interruptor envía una señal de parada o de partida dependiendo del nivel del

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agua en el estanque. Mediante la acción de la gravedad el agua es repartida por todo el edificio según sea el consumo de los usuarios.

La figura muestra una bomba en un tanque de prueba, La bomba se pone a funcionar con la válvula de compuerta cerrada, el motor de la bomba gira a toda velocidad y consume corriente igual a las pérdidas o corriente en vacío: fricción en baleros, ventilación, histéresis y pérdidas en el cobre (por resistencia, IR2). Esa corriente dividida entre la corriente nominal o a plena carga de placa del motor da como resultado la eficiencia del motor (en factor o por unidad), que multiplicada por cien, da la eficiencia en porciento. ¿Qué significa? Que el impulsor gira en el agua casi sin fricción, no realiza trabajo de bombeo de agua. La fórmula es:Eficiencia del motor = (corriente en vacío / corriente nominal) x 100 (%)

Componentes del sistemaTANQUE ELEVADO

Es el elemento del sistema que almacena el agua que se distribuirá mediante una alimentación descendente a toda la red. La capacidad requerida del tanque, generalmente, se basa en la experiencia del diseñador.

EQUIPOS DE BOMBEO

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Para nuestro proyecto utilizaremos un equipo de bombeo ya que debido al amplio rango de capacidad, presión y disponibilidad es el más recomendado.

La capacidad del equipo de bombeo estará determinada por el volumen de almacenamiento del tanque elevado, ya que aquella deberá ser capaz de reemplazar dicho almacenamiento en un máximo de dos horas, siendo una hora el tiempo de reemplazo más utilizado. Un arreglo común de las bombas, es la instalación en paralelo de las mismas, logrando con lo anterior, alternar el uso de las mismas a fin de prolongar su vida útil, así como la facilidad de absorber solicitudes inesperadas; cada equipo debe poder suministrar el gasto máximo

CONTROLES

Con este término nos referimos a los dispositivos utilizados para arrancar y detener, de forma automática, los equipos de bombeo, una vez que el agua del tanque elevado, ha alcanzado los niveles preestablecidos.

Se tienen varios tipos de accesorios para controlar el flujo del agua al tanque elevado; en este caso se utilizara el siguiente accesorio para controlar el flujo.

Switch flotador: (Flotador eléctrico)

Este dispositivo es un accesorio mecánico que es activado por un flotador que se encuentra en la superficie del agua del tanque elevado. Cuando desciende hasta cierto nivel, arranca el equipo de bombeo, y cuando se eleva hasta el nivel deseado, detiene dicho equipo de bombeo. La figura 3.3., muestra este dispositivo.

ALARMAS Y DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD

Este tipo de accesorios previene al personal que opera el sistema hidráulico, de fallas en el tanque elevado.

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Los casos más comunes, en los que deben instalarse alarmas son los siguientes:

- Nivel bajo del tanque: ocurre cuando el nivel de agua del tanque está por debajo del especificado, y el equipo de bombeo no ha arrancado.

- Nivel alto del tanque: esta situación se presenta cuando el nivel de agua del tanque elevado está por encima del establecido, y el equipo de bombeo aún no se detiene.

En los dos casos anteriores, las alarmas deben ser de tipo auditivo y/o centelleante, a fin de llamar la atención del personal encargado de la operación del sistema.

Los dispositivos de seguridad que no deben faltar en los tanques elevados son la tubería de demasías, que opera en los casos en que debido a problemas en los equipos de bombeo, éstos no se detienen, y se hace necesario desalojar el agua que excede los niveles preestablecidos. La tubería de demasías debe tener el diámetro suficiente para desalojar, de manera inmediata, el agua que suministra la bomba, así como alejarla de zonas que puedan correr riesgos, en caso de inundación. También debe contarse, con tuberías que permitan llenar la columna de succión de los equipos de bombeo, en caso que sea necesario. Se conocen como tuberías de cebado.

VENTAJAS DE LOS TANQUES ELEVADOS

Las ventajas de este tipo de bombeo son:

- Es el más simple que cualquier otro sistema.- Requiere menos componentes de control y operación del sistema

hidráulico.- Se puede distribuir el agua en la red, a pesar de fallas eléctricas,

siempre y cuando el tanque esté lleno.- Los costos de operación son menores.- El rango de operación del equipo de bombeo, que eleva el agua, es

siempre bajo las mismas condiciones, por lo que puede ser seleccionado en un rango de operación eficiente.

- Los equipos de bombeo son de menor capacidad.- Las fluctuaciones de presión son mínimas.- El mantenimiento es mínimo.

DESVENTAJAS DE LOS TANQUES ELEVADOS

Las principales desventajas son:

- El agua está expuesta a la contaminación.

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- La estructura del edificio tiene solicitaciones adicionales debido al peso adicional del tanque y del agua.

- En los pisos más elevados de los edificios, esto es, los más cercanos al tanque elevado, la energía disponible generalmente es inadecuada.

- Se tienen inundaciones en la azotea, cuando se tienen fallas en los sistemas de paro de los equipos de bombeo.

- El agua y las tuberías de alimentación de la red está expuesta al congelamiento en climas fríos.

En algunos casos, para los pisos más elevados de los edificios, es recomendable utilizar sistemas hidroneumáticos si la energía proporcionada por el tanque elevado no es suficiente.

Alternativas si temporalmente no llega el suministro de Agua.

El agua es un recurso imprescindible para el desarrollo de la vida, solo el 0,003 % del volumen total del planeta es agua dulce disponible para el hombre; la contaminación, el mal uso, los costos de captación, trasporte y potabilización lo convierten en un recurso limitado que debe preservarse. En una ciudad promedio se gasta el 71 % del agua potable en las casas, el 12 % en las industrias, el 15 % en el comercio y el 2 % en servicios, mientras el consumo promedio de una persona es de 150 l/día.

Los dispositivos domésticos para el uso eficiente del agua potable tienen un papel primordial para el ahorro de agua, en una casa puede utilizarse hasta 35 % del consumo interior en los excusados, 30 % en las regaderas, 20 % en las lavadoras de ropa, entre 3 - 10 % en las llaves de fregaderos y lavados, y 5 % en las lavadoras de trastos.

En el caso que se dé una limitación de agua o que el suministro del agua que provee el IDAAN no llega contaremos con nuestro tanque de reserva, que según nuestros cálculos tendrán un tiempo aproximado de duración de 6 horas, alimentando a cada uno de los 8 apartamentos solamente, sin contar con el área social. En este caso denominado emergencia el área social queda sin uso ya que se debe implementar los métodos de ahorro del agua del tanque de reserva.

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Algunos de estos métodos son:

Retretes de bajo consumo: Los inodoros tradicionales utilizan de 16 a 20 l por descarga, lo que significa un consumo promedio de 80 l diarios por habitante; los de bajo consumo que funcionan con 6 l por descarga pueden reducirlo a 30 l diarios por habitante.

Regaderas: Es el segundo dispositivo demandante de agua dentro de una casa, debido a ello en países como México se ha reglamentado que la descarga en estos dispositivos no debe ser mayor de 10 l/min. Esto se logra mediante el empleo de regaderas modernas o utilizando reductores de flujo.

Llaves de lavados y fregaderos: La reducción del flujo de estos dispositivos se logra por medio de aireadores los cuales incluyen aire y dispersan el chorro incrementando el área de cobertura y, por lo tanto, la eficiencia de lavado.

Los ahorros en este tipo de máquinas se consiguen colocando cargas adecuadas de ropa, utilizando los niveles de agua necesarios para una correcta operación o con lavadoras de poco uso de agua. Existen básicamente dos tipo de lavadoras, las de carga frontal y las de tina, las primeras pueden llegar a utilizar la mitad del agua, un 50 % de agua caliente, y un 33 % del detergente que demanda la segunda.

Usos externos del agua potable: eliminar el uso externo de agua como en piscinas, regadera de jardín, lavado de vehículos entre otros.

Alternativa cuando no contamos con el servicio de Luz eléctrica.

La energía auxiliar puede ser necesaria para la operación continua de un sistema de agua. Es especialmente importante en áreas donde las interrupciones del suministro eléctrico son frecuentes y cuando el almacenamiento de agua es limitado.

Se puede suministrar energía de emergencia con un generador auxiliar operado con motores de petróleo o gasolina o motores conectados directamente al eje de la bomba a través de un mecanismo de transmisión en ángulo recto. La unidad de energía auxiliar (UEA) se debe activar automáticamente después del corte de energía. Debe haber un interruptor de transferencia automática que transfiera la carga actual a la unidad de energía auxiliar. Si hay un corte de energía, procuramos que no se debe requerir que el operador encienda manualmente la UEA y que transfiera la carga, aunque también se debe contar con dispositivos para la operación manual.

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Además del motor de la bomba, la UEA debe suplir de energía eléctrica a toda la estación de bombeo, incluidas las luces, calefacción, ventilación, controles automáticos.

Para la instalación de la planta eléctrica se tomaron en cuenta los siguientes aspectos:

• Ubicación: Se instaló en un lugar de fácil acceso e iluminado para facilitar las operaciones de mantenimiento. Las plantas eléctricas se pueden instalar fuera o en el interior; en nuestro caso preferimos hacerlo dentro del mismo. Para atenuar el ruido que puede producir se ha provisto de una cabina insonorizada para su instalación.

• Montaje: las plantas eléctricas deben montarse sobre superficies niveladas, utilizando soportes anti vibratorios en caso de temblores o sismos.

• Ventilación y refrigeración: este aspecto es muy importante y nos aseguramos de que la planta eléctrica disponga de suficiente ventilación para mantenerlo refrigerado y eliminar el exceso de emanaciones gaseosas y de calor producidas por la combustión del motor.

• Sistema de alimentación de combustible: la planta eléctrica cuenta con una bomba manual que funciona mecánica y/o eléctricamente, y puede llenar el depósito de la unidad desde una cisterna de combustible.

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Inspección y Mantenimiento de AJEWA Tower

Para garantizar el perfecto funcionamiento de las bombas, planta eléctrica y tuberías de AJEWA TOWER, contaremos con un programa de mantenimiento que podemos dividir en dos partes:

·        Mantenimiento preventivo.

·        Mantenimiento predictivo.

Ambos sistemas están basados en revisiones periódicas programadas a los

equipos pero se diferencian fundamentalmente en los medios que se utilizan

para las revisiones y en las frecuencias de éstas. Mientras el mantenimiento

preventivo elabora una orden de trabajo para que una bomba hidráulica se

saque de servicio, se desacople, se desarme, se examinen rodamientos, el eje,

el impulsor, los anillos de desgaste, la carcasa, el acople, etc., como una

revisión anual; el mantenimiento predictivo saca una orden bimestral

ordenando observar la bomba en operaciones normales, comprobar la

temperatura de los rodamientos, tanto en la bomba como en el motor, hacer

un análisis de vibraciones en cada apoyo de los elementos en rotación ( de

este análisis se obtiene el estado de los rodamientos, el alineamiento del eje, el

posible desbalanceo del impulsor debido a desgastes internos, posibles

torceduras en el eje de la bomba ), observar el desempeño de la bomba con

respecto a la curva de rendimiento y caballaje, y observar si existen posibles

fugas, para ello se saca la bomba de servicio media hora, se drena y se hace la

medición con un equipo ultrasonido, pudiéndose reanudar la operación

inmediatamente.

Del análisis de las revisiones efectuadas se toma la decisión, si es el caso, de

programar una reparación del equipo, la cual incluiría el posible cambio de las

partes que el análisis haya mostrado como defectuosas. En el mantenimiento

preventivo es frecuente que en la misma revisión se tome la decisión de

cambiar estos elementos y no sea necesario programar una posterior

reparación. Los dos métodos tienen sus ventajas y desventajas, veamos

Mantenimiento preventivo

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·        Frecuentemente no necesita programación.

·        No necesita equipos especiales de inspección.

·        Necesita personal menos calificado.

·        Menos costoso de implementar.

·        Da menos continuidad en la operación.

·        Menos confiabilidad (aunque es alta).

·        Más costoso por mayor mano de obra.

·        Más costoso por uso de repuestos.

Mantenimiento predictivo

·        Siempre que hay un daño necesita programación.

·        Necesita equipos especiales y costosos.

·        Necesita personal más calificado.

·        Costosa su implementación.

·        Da más continuidad en la operación.

·        Más confiabilidad.

·        Requiere menos personal.

·        Los repuestos duran más.

Ajewa Tower no solo contará con un mantenimiento de nuestro sistema interno de operación, sino que se compromete a mantener el área social limpia, pintada y arreglada, además de esto, jardines y arboles podados en nuestra área verde. Este mantenimiento se llevará a cabo una vez por semana los días miércoles.

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Los aspersores para el riego del césped y plantas se encenderán todos los días a las 7am.

Gastos de Mantenimiento Monto Mensual B/.Jardinería 10.00Seguridad 25.00Mantenimiento del Área Social 25.00Planta Eléctrica para Elevadores e Iluminación

20.00

Conserje 15.00Total 95.00

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Conclusión

El fin de una instalación de suministro de agua es aportar y distribuir el agua a

los puntos de consumo dentro de los edificios. Consiste en una red de

conductos que acomete a la red de suministro urbano de aguas y la distribuye

mediante conducciones.

En el desarrollo del presente proyecto nos dimos cuenta que el desarrollo de

las instalaciones hidráulicas resulta muy lógico y comprensible si se sigue un

orden y una estructura basada en los supuestos adecuados.

Cabe señalar que el desarrollo y los cálculos efectuados en este trabajo pueden

aplicarse en lo subsecuente a diversos inmuebles de características diversas,

ya que las bases se encuentran bien establecidas en este.

Sin duda alguna AJEWA TOWER es una propuesta de un proyecto sofisticado,

moderno, completo y capaz de llenar todas las expectativas de una propiedad

horizontal ya que cuenta con un excelente vía de suministro de agua potable,

vía de desecho de aguas residuales, planta de emergencia de energía eléctrica

y un tanque de reserva, proporcionándole seguridad y respuesta inmediata a

sus habitantes.

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