IV- Sistemas de Abastecimiento de Agua

INSTALACIONES HIDRAULICAS EN EDIFICIOS 21

Ing. Joaquin Serrano Choto ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

UNIDAD Nº IV

I- SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

“Es el que suministra, alimenta y distribuye el agua potable a los diferentes sitios de uso dentro de

la edificación”.

Los sistemas de abastecimiento son variables y dependen de los siguientes factores:

Presión en la red publica de agua o fuente de abastecimiento.

Usos del edificio

Tipos de aparatos sanitarios a ser conectados

Forma y altura del los edificios

Los sistemas de abastecimiento de agua para edificios se pueden clasificar en:

1) Directos

2) Indirectos

3) Mixto o combinados

1) SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DIRECTO

“Es aquel en que la red pública tiene las condiciones necesarias (caudal y presión) para bastecer

directamente todas las instalaciones internas”.

Para que se pueda utilizar un sistema de alimentación directa, se requiere que los accesorios, aparatos o

muebles sanitarios se encuentren en promedio a poca altura y que la red municipal tenga la presión

suficiente (0.2 kgf/cm2) para que el agua llegue a los puntos de mayor elevación, considerando todas las

pérdidas en el sistema.

VENTAJAS

Menor peligro de contaminación del abastecimiento interno

Sistema mas económico

Posibilidad de medición de los caudales de consumo con mas exactitud

DESVENTAJAS

No existe almacenamiento de agua en caso de paralización de suministro

Generalmente para abastecer solo edificios de poca altura (2 a 3 plantas)

Necesidad de grandes diámetros de tubería

Posibilidad de que las variaciones horarias de caudal afecten el abastecimiento en los puntos de mayor

elevación.

Figura N° IV-1

Red publica



2) SISTEMA DE ABASTECIMIENTO INDIRECTO

“Es aquel en que la red pública no tiene capacidad suficiente (Caudal o presión) para dar el servicio,

siendo necesario colocar reservorios domiciliares (Cisternas o Tanques elevados) y de estos abastecer

por bombeo o gravedad al sistema”.

VENTAJAS

Existe reserva de agua en el caso de interrupción del servicio

Presión constante y adecuada en cualquier punto de la red interior

Elimina el sifonaje, por la separación de la red interna de la externa debida a la ubicación de reservorios

domiciliarios

DESVENTAJAS

Mayor probabilidad de contaminación del agua dentro del edificio

Generalmente para abastecer solo edificios de poca altura (2 a 3 plantas)

Requiere de equipos de bombeo

Mayor costo de construcción y mantenimiento.

En este tipo de sistemas se pueden presentar los siguientes casos:

2.1) Tanque elevado con alimentación directa y distribución por gravedad

2.2) Cisterna, equipo de bombeo y tanque elevado para distribución por gravedad

2.3) Cisterna y equipo de bombeo para distribución por presión

2.1) TANQUE ELEVADO CON ALIMENTACION DIRECTA Y DISTRIBUCION POR GRAVEDAD

“Es aquel en que durante algunas horas del día o de la noche, la red cuenta con presión suficiente para

llenar el depósito elevado del cual se abastece la red interior por gravedad”.

La ventaja de este sistema es que no requiere sistema de bombeo ya que la acometida se conecta

directamente al tanque alto.

La desventaja es que el tanque elevado no alcance a llenarse por las variaciones de presión en la red publica o

que la demanda de caudal sea mayor que la estimada y que el tanque se vacíe antes del tiempo estimado.

Figura N° IV-2

Red publica

Tanque Elevado



2.2) CISTERNA, EQUIPO DE BOMBEO Y TANQUE ELEVADO PARA DISTRIBUCION POR GRAVEDAD

“Es aquel en que el agua ingresa de la red publica a la cisterna, desde la cual se bombea el agua

al tanque elevado que abastece la red interior por gravedad”.

Figura N° IV-3

2.3) CISTERNA Y EQUIPO DE BOMBEO PARA DISTRIBUCIÓN POR PRESIÓN

“Es aquel en que el agua ingresa de la red pública a la cisterna, desde la cual se bombea el agua

para abastecer por presión la red interior”.

Es muy utilizado en edificios multifamiliares, centros comerciales, oficinas e industrias.

VENTAJAS

Fácil instalación

Presión constante y adecuada en todos los puntos de consumo

Sistema económico, ya que las tuberías son de menor longitud y diámetro

DESVENTAJAS

Depende de la energía eléctrica

El servicio esta en función de la capacidad de la cisterna.

Figura N° IV-4

Red publica

Tanque Elevado

Cisterna

Red publica Cisterna



3) SISTEMA DE ABASTECIMIENTO MIXTO O COMBINADO

“Es aquel en que las presiones en la red pública solo permiten alimentar en forma directa los niveles

inferiores, siendo necesario abastecer los niveles superiores en forma indirecta”.

Este sistema tiene la ventaja de que se requieren capacidades menores en la cisterna y el tanque elevado, lo

mismo que sistemas de bombeo de menor potencia.

Figura N° IV-5

Red publica

Tanque Elevado

Cisterna

VOLUMEN

CISTERNA: 60% a 70% del consumo diario

TANQUE ELEVADO: 30% a 40% del consumo

diario



II- DOTACION DE AGUA EN EDIFICIOS

La dotación de agua es de suma importancia en las instalaciones hidráulicas de edificios, ya que permite

determinar si la fuente de abastecimiento tiene capacidad suficiente o en caso contrario determinar los

volúmenes de los tanques de almacenamiento (Cisternas y tanques elevados) de acuerdo con el sistema de

distribución adoptado.

Como en cualquier sistema de abastecimiento de agua las dotaciones para edificios es variable y depende de

los siguientes factores:

Uso del edificio

Ubicación

Área

Sistema de distribución Utilizado

Uso de medidores

Necesidades profesionales

Las unidades de la dotación dependerán del uso de la edificación, ejemplo:

Edificios residenciales: Lts/persona/día

Hoteles: Lts/dormitorio

Como referencia se detallan a continuación las dotaciones de agua especificadas en el “Reglamento Nacional

De Construcciones De Lima-Perú” (NORMAS PERUANAS) Capitulo X-III-3.

1) Las dotaciones de agua para residencias

unifamiliares se calcularan de acuerdo con

el área del lote, de acuerdo con la

siguiente tabla:

TABLA IV-1

Los valores dados incluyen consumo domestico y

riego de jardines.

AREA DEL LOTE

(m2)

DOTACION

(Lts/día)

Hasta 200 1500

201 – 300 1700

301 – 400 1900

401 – 500 2100

501 – 600 2200

601 – 700 2300

701 – 800 2400

801 – 900 2500

901 – 1000 2600

1001 – 1200 2800

1201 – 1400 3000

1401 – 1700 3400

1701 – 2000 3800

2001 – 2500 4500

2501 – 3000 5000

Mayor a 3000 5000 mas 100 Lts/dia por

cada 100 m2 adicional

2) Los edificios multifamiliares deben tener una

dotación de acuerdo al numero de dormitorios de cada

departamento de acuerdo a la siguiente tabla:

TABLA IV-2

DORMITORIOS

POR DEPTO.

DOTACION DIARIA

(Lts/departamento)

1 500

2 850

3 1200

4 1350

5 1500

3) Las dotaciones de agua para hoteles, moteles,

pensiones y hospedajes se calcularan así:

TABLA IV-3

ESTABLECIMIENTO DOTACION DIARIA

Hoteles y Moteles 500 Lts/dormitorio

Pensiones 350 Lts/dormitorio

Hospedajes 25 Lts/m2 de área destinada a

dormitorio

Las dotaciones para riego y otro tipo de servicios

prestados por los establecimientos (Restaurante,

lavandería, etc.) se calcularan por separado.



4) Las dotaciones de agua para restaurantes se

determinara en función del área de los locales.

TABLA IV-4

AREA (m2) DOTACION DIARIA

Hasta 40 2000 Litros

41 – 100 50 Lts/m2

Mas de 100 40 Lts/m2

A los restaurantes que elaboren alimentos para ser

consumidos fuera del local, se les calculara una dotación

complementaria de 8 litros por plato preparado.

5) La dotación para edificios educacionales y

residencias estudiantiles se determinara de acuerdo a

la siguiente tabla:

TABLA IV-5

PERMANENCIA DOTACION DIARIA

Alumno Externo 40 Lts/persona

Alumno Interno 200 Lts/persona

Alumno Cuarto-Interno 70 Lts/persona

Personal Residente 200 Lts/persona

Personal no Residente 50 Lts/persona

6) Las dotaciones para edificios de espectáculos o

centros de reunión se calculara de acuerdo con la

siguiente tabla:

TABLA IV-6

ESTABLECIMIENTO DOTACION DIARIA

Cine, Teatro y Auditorio 3 Lts/por asiento

Cabaret y Casino 30 Lts/por m2 de área de

uso, publico

Estadio, autódromo y similares 1 Lts/por espectador

Circos, hipódromo, y parques

1 Lts/por espectador mas

la dotación requerida para

mantenimiento de animales

Las dotaciones para riego, aire, acondicionado y otros

usos se calculara por separado

7) Las dotaciones de agua para piscinas se calcularan de

acuerdo a las siguientes condiciones:

TABLA IV-7 PISCINAS DE RECIRCULACION

TIPO DOTACION DIARIA

Con Recirculación de

las aguas de rebose

10 Lts/día por m2 de

proyección horizontal

Sin Recirculación de

las aguas de rebose

25 Lts/día por m2 de

proyección horizontal

TABLA IV-8 PISCINAS DE FLUJO CONSTANTE

CLASE DOTACION DIARIA

Publicas 125 Lts/hora por m3

Semi - públicas (Club,

hotel, colegio, etc.) 83 Lts/hora por m3

Privadas o Residenciales 42 Lts/hora por m3

Las dotaciones requeridas para los aparatos

sanitarios en los vestuarios y cuartos de aseo

anexos a la piscina serán de 30 litros por m2 de

proyección horizontal de la piscina.

8) La dotación de agua para oficinas será de

6 Lts/día por m2 de área útil del local.

9) Las dotaciones de agua para depósitos de

materiales y artículos manufacturados, será de

0.50 Lts/día por m2 de área útil del edificio y por

cada turno de trabajo de 8 horas o fracción.

Cuando la dotación de agua calculada sea menor de

500 Lts/día debe asignase esa cantidad como

mínimo.

La dotación para oficinas se calculara por separado.

10) La dotación para locales comerciales dedicados

a venta de mercancías secas, bodegas, carnicerías,

pescaderías supermercados, y similares será de 20

Lts/día por m2 de área del local, considerando una

dotación mínima de 400 Lts/día.

11) La dotación de agua para mercados será de

20 Lts/día por m2 de área de local.

12) El agua para consumo industrial debe

determinarse de acuerdo a la naturaleza de la

industria y su proceso de manufactura.

En locales industriales la dotación para consumo

humano en cualquier tipo de industria será de

80 Lts por trabajador, o empleado por cada turno

de 8 horas o fracción.



13) La dotación de agua para plantas de producción e

industrialización de leche y sus anexos se calculara

de acuerdo con los siguientes actividades:

TABLA IV-9

DEPARTAMENTO DOTACION DIARIA

Estacionamiento de

recibo y enfriamiento

1500 Lts por cada 1000 Lts

de leche recibida por día

Planta de pasteurización

1500 Lts por cada 1000

Lts de leche a pasteurizar

por día

Fabrica de mantequilla,

queso o leche en polvo.

1500 Lts por cada 1000 Lts

de leche a procesar por día

14) Las dotaciones para estaciones de servicio de

bombas de gasolina, garajes, y patios de

estacionamiento de vehículos se calculara de acuerdo

a la siguiente tabla:

TABLA IV-10

ACTIVIDAD DOTACION DIARIA

Lavado Automático 12800 Lts/día por unidad

de lavado

Lavado no Automático 800 Lts/día por unidad de

lavado

Bombas de gasolina 300 Lts/día por bomba

Garajes y patios de

estacionamiento con área

cubierta

2 Lts/día por m2 de área

Oficina y venta de

repuestos

6 Lts/día por m2 de área

útil.

15) La dotación de agua para edificios utilizados para

alojamiento de animales (Establos, porquerizas,

granjas y similares) se detallan en la siguiente tabla:

TABLA IV-11

CLASE DE ANIMAL DOTACION DIARIA

Ganado lechero 120 Lts/hora por animal

Bovinos 40 Lts/hora por animal

Ovinos 10 Lts/hora por animal

Equinos 40 Lts/hora por animal

Pollos y gallinas, pavos

Patos y gansos

20 Lts/hora por cada

100 aves

16) La dotación de agua para mataderos públicos o

privados se detallan en la siguiente tabla:

TABLA IV-12

CLASE DE ANIMAL DOTACION DIARIA

Bovinos 500 Lts/animal

Porcinos 300 Lts/animal

Ovinos y caprinos 250 Lts/animal

Aves en general 16 Lts por cada Kg. en

vivo

17) Las dotaciones de agua para bares, fuentes de

soda, cafeterías y similares se calcularan de acuerdo

a la siguiente tabla:

TABLA IV-13

AREA DE LOCAL (m2) DOTACION DIARIA

Hasta 30 1500 litros

31 – 60 60 Lts/m2

61 – 100 50 Lts/m2

Mayor De 100 40 Lts/m2

18) La dotación de agua para edificios hospitalarios

se calcularan de acuerdo a la siguiente tabla:

TABLA IV-14


Hospitales y clínicas

de hospitalización 600 Lts/día por cama

Consultorios médicos 500 Lts/día por consultorio

Clínicas dentales 1000 Lts/día por unidad

dental

19) La dotación de agua para lavanderías y similares

se calcularan de acuerdo a la siguiente tabla:

TABLA IV-15


Lavandería 40 Lts/día por Kg. de ropa

Tintorerías, lavanderías

en seco y similares 30 Lts/día por Kg. de ropa

20) La dotación de agua para áreas verdes será de

2 Lts/día por m2.

EJEMPLOS



III- DISEÑO DE LA TUBERIA DE ALIMENTACION DE LA RED PÚBLICA A LA CISTERNA

El diseño de la tubería se hace considerando que la cisterna se llena en horas de menor consumo en las que se

obtiene la presión máxima y que corresponde a un periodo de 4 horas aproximadamente:

(12 de la noche a 4 de la mañana).

Para el diseño de la tubería se necesitan la siguiente información:

1) Presión del agua en la red publica, en el punto de conexión.

2) Altura estática entre la tubería de la red de distribución pública y el punto de entrega en el edificio.

3) Las pérdidas por fricción y accesorios en la línea de alimentación, desde la red publica hasta el medidor.

4) La pérdida de carga en el medidor, la que es recomendable que sea menor del 50 % de la carga disponible.

5) La perdida de carga en la línea de servicio interno hasta la cisterna.

6) Volumen de la cisterna.

7) Considerar una presión mínima de salida del agua en la cisterna igual a 2.00 m.

PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

Teniendo En cuenta la información anterior y los datos de presión en la red publica proporcionados por la

empresa administradora del servicio de agua potable, el problema consiste en calcular el caudal de entrada y

la carga disponible, seleccionado luego el medidor, considerando que la máxima perdida de carga que debe

consumir el medidor debe ser el 50 % de la carga disponible.

Obtenida la verdadera carga del medidor se obtendrá la nueva carga disponible, procediendo luego por medio

de tanteos a seleccionar el diámetro más conveniente.

EJEMPLO



PERDIDAS EN MEDIDORES

Figura N° IV-6



PERDIDAS POR ACCESORIOS

Longitudes Equivalentes expresadas en metros de tubería rectilínea

Figura N° IV-7



Figura N° IV-8



IV- DEPOSITOS DE ALMACENAMIENTO

El abastecimiento de agua de un edificio o residencia se puede diseñar con conexión directa a la red pública,

en cuyo caso no requiere de depósitos de almacenamiento, pero para esto se deben cumplir dos condiciones:

1) Que en el punto de conexión a la red exista presión suficiente para que el agua pueda llegar al aparato más

desfavorable con la presión mínima de 5 lbs/pulg2.

2) Que la institución encargada de la red de abastecimiento pueda proporcionar la conexión domiciliar del

diámetro requerido para la instalación.

Cuando no se cumple alguna de las condiciones anteriores, se hace necesario diseñar sistemas de

abastecimiento indirectos en los cuales se requieren depósitos de almacenamiento de agua, que pueden ser

cisterna, tanque elevado o una combinación de ambos.

A - CAPACIDAD REQUERIDA

Existen dos métodos para determinar la capacidad de almacenamiento requerida:

1) Por medio de una curva de demanda (Método Grafico).

2) Por medio de la dotación.

El primer método no es muy práctico, debido a que la curva de demanda solo se puede determinar en edificios

construidos, por lo que solo se aplica para evaluación con el fin de realizar correcciones en las dotaciones.

De acuerdo a investigaciones realizadas, cuando se utiliza un solo depósito de almacenamiento (Cisterna o

Tanque elevado) se considera adecuado un volumen mínimo de almacenamiento igual al 100 % de la dotación

diaria sin incluir reserva para incendio, aunque se recomienda un volumen igual al 125 % de la dotación.

Cuando se utilice sistema combinado (Cisterna y Tanque elevado) su capacidad debe ser:

Cisterna = 3

2 Dotación

Tanque elevado = 3

1 Dotación

El reglamento de construcciones de Perú indica lo siguiente:

1) Cuando solo exista cisterna o tanque elevado su capacidad debe ser por lo menos igual a la dotación diaria

requerida, con un mínimo absoluto de 1000 litros.

2) Cuando se utilice una combinación de cisterna, bomba y tanque elevado, la capacidad de la cisterna no será

menor que ¾ partes del consumo diario y la del tanque elevado no debe ser menor de 3

1 de la dotación, cada

uno de ellos con un mínimo absoluto de 1000 litros.

Esta recomendación hace que el almacenamiento de la cisterna y el tanque elevado sea aproximadamente igual

a 108.33 % de la dotación diaria.

EJEMPLO



B - DIMENSIONAMIENTO

Para el dimensionamiento de los depósitos de almacenamiento se deben considerar los siguientes factores:

1) capacidad requerida.

2) Espacio disponible

3) La distancia vertical entre el techo del depósito y el eje de la tubería de entrada del agua no debe ser menor

a 20 cm.

4) La distancia vertical entre el techo del depósito y la superficie libre del agua debe ser entre 30 y 40 cm.

5) La distancia vertical entre los ejes de la tuberías de rebose y de entrada de agua no debe ser menor a 15 cm.

6) La distancia vertical entre el eje de la tubería de rebose y el máximo nivel de agua, nunca debe ser menor a

10 cm.

La forma de los tanques almacenamiento puede ser circular o rectangular, con la condición que la altura de agua

no deberá ser menor de 80 cm.

El dimensionamiento depende mucho de los planos arquitectónicos del edificio.

C - UBICACIÓN

La ubicación de los depósitos de almacenamiento depende de las facilidades que proporcione el diseñador de los

planos arquitectónicos.

Es importante garantizar el fácil acceso al sistema en cualquier momento

A continuación se indican algunas áreas recomendadas para su ubicación:

CISTERNAS

En el patio de servicio, alejada en lo posible de dormitorios u oficinas de trabajo.

En la caja de la escalera, lo que permite ubicar el equipo de bombeo bajo la escalera

Jardines

Cocheras

Cuartos especiales

TANQUE ELEVADO

Sobre la caja de escaleras

Por razones estéticas lo mas alejado del frente del edificio

De ser posible en la parte central de los servicios por atender

Debe ubicarse a una altura adecuada sobre el nivel de la azotea, con el fin de garantizar una presión de

3.50 m (5 lbf/pulg2) en el aparato mas desfavorable.

D – ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

Los depósitos de almacenamiento deben construirse preferentemente de concreto reforzado, se permite el

uso de ladrillos de barro cocido revestidos con mortero de cemento en las paredes, siempre que la altura de

agua no sea mayor de 1 m.

No se recomendable la construcción de tanques con paredes echas con bloque de concreto o arcilla.

El paso de tuberías a través de paredes o el fondo de los depósitos debe hacerse previamente al colado de los

mismos mediante tuberías con extremo roscado que sobresalgan 10 cm de cada lado y que lleven soldado en la

mitad de su largo con soldadura corrida una lamina metálica cuadrada de no menos de 1/8 de espesor y cuyo

lado tenga como mínimo 10 cm mas que el diámetro del tubo.



E – ASPECTOS SANITARIOS

Existen algunas recomendaciones que deben tenerse en cuenta en el diseño y construcción de depósitos de

almacenamiento con el fin de garantizar un servicio higiénico de los mismos, es de señalar que omitir alguna

de estas recomendaciones a producido muchas veces epidemias de enfermedades de origen hídrico.

Estas recomendaciones son:

1) TAPADERA

La tapadera de la cisterna o tanque elevado de tener la forma indicada en la figura, para evitar que las aguas

de limpieza de pisos o agua lluvia penetre en los depósitos.

Cuando no se pueda hacer este tipo de tapadera debe hacerse un diseño que impida el ingreso de agua

exterior para lo cual se elevaran los bordes sobre el nivel de la losa.

2) TUBERIA DE VENTILACION

Es la tubería que permite la salida de aire caliente, y la expulsión o admisión de aire al tanque cuando entra o

sale agua.

Se construye en forma de “U” invertida con uno de sus lados mas largo que el otro, para atravesar la losa del

tanque. El extremo que da al exterior debe protegerse con malle de alambre para evitar la entrad de insectos

o animales pequeños.

2) TUBERIA DE REBOSE

CISTERNA

La tubería de rebose de las cisternas debe conectarse directamente al sistema de desagüe del edificio, es

decir con descarga libre y protegida con malla de alambre para evitar que insectos o malos olores ingresen a la

cisterna.

TANQUE ELEVADO

La tubería de rebose de tanque elevado debe conectarse a la bajante mas cercana mediante un interruptor de

aire de 5 cm de altura como mínimo, para lo cual el tubo de rebose del tanque elevado se corta y a 5 cm se

coloca un embudo de recepción del agua de rebose

DIAMETROS DE LA TUBERIA DE REBOSE

Los diámetros de la tubería de rebose deben estar de acuerdo con la siguiente tabla:

TABLA IV-16

VOLUMEN DEL TANQUE DE

ALMACENAMIENTO (litros)

DIAMETRO

(pulgadas)

Hasta 5,000 2

5,001 a 6,000 2 ½

6001 a 12000 3

12,001 a 20,000 3 ½

20,001 a 30,000 4

Mayor a 30,000 4 ½



VOLUMEN DE AGUA PARA INCENDIO

Todo edificio de más de cuatro pisos de altura debe contar con un sistema de extinción para incendios, por lo

que debe tener un almacenamiento de agua dedicado para esta actividad.

Las alternativas de diseño indican que el volumen de agua para incendio puede estar en la cisterna o en el

tanque elevado.

De acuerdo al reglamento de construcción de Perú (Normas Peruanas), el volumen de agua para incendio

depende también de la longitud de la manguera que se instalara en el gabinete de cada piso.

TABLA IV-17

El reglamento también recomienda que el volumen para incendio deberá garantizar el funcionamiento

simultáneo de 2 mangueras durante media hora.

De acuerdo al reglamento si se toma una longitud de manguera u otra, el almacenamiento será:

2 mangueras x 3 Lts/seg x 30 min x 60 seg = 10,800 litros = 10.80 m3

2 mangueras x 4 Lts/seg x 30 min x 60 seg = 14,400 litros = 14.40 m3

El volumen de agua para incendio debe ubicarse en la parte baja de la cisterna o tanque elevado según lo

disponga el método utilizado en el diseño.

LARGO DE

MANGUERA

DIAMETRO DE

MANGUERA

(pulgadas)

DIAMETRO DE

BOQUILLA

(pulgadas)

CAUDAL

(Lts/seg)

Menos de

20 m 1 ½ 2

1 3

Entre 20 y

45 m 2 4

3 4



Figura N° IV-9



Figura N° IV-10



Figura N° IV-11



V- DISEÑO DE REDES INTERIORES DE DISTRIBUCION DE AGUA

La red de distribución de agua de un edificio se debe diseñar para que todos los aparatos sanitarios funcionen

eficientemente.

1) INFORMACION PRELIMINAR

PRESION

Se debe determinar la presión mínima disponible en el punto de conexión del edificio a la red de

abastecimiento público en la zona de construcción, si es posible especificar la hora en que se presenta esta

presión, lo cual permite definir el tipo de abastecimiento ya sea directo o indirecto.

CAUDAL

Debe conocerse el caudal de agua disponible en el punto de conexión para determinar si es suficiente para

satisfacer la demanda del edificio, de lo contrario deben diseñarse depósitos de almacenamiento.

2) METODO DE CÁLCULO

El método utilizado para diseñar las redes de distribución interior de agua en los edificios es el propuesto por

el Dr. Roy B. Hunter, el cual aplica la teoría de las probabilidades al cálculo de los caudales en los sistemas de

tuberías.

El método consiste en asignar a cada aparato sanitario o grupo de aparatos un numero de “unidades de gasto o

caudal” determinado experimentalmente.

La unidad de gasto (U. H.) es la que corresponde a la descarga de un lavamanos ordinario con trampa sanitaria

de 1 ¼ pulgadas de diámetro, equivalente a un caudal de 1 pie3/min o 0.47 Lts/seg.

FORMULA

.H.U3.0Q (Lts/seg)

El método considera el uso de aparatos sanitarios de forma intermitente y considera el hecho de que cuando

mayor es el número, la frecuencia de uso simultáneo de los aparatos disminuye.

Para estimar la máxima demanda de agua de un edificio debe tenerse en cuenta si el tipo de servicio es público

o privado.

SERVICIO PÚBLICO

Cuando los aparatos sanitarios están en baños de servicio publico, es decir cuando varias personas pueden

ingresar al baño y utilizar diferentes aparatos sanitarios, se considera separadamente a cada tipo de aparato,

multiplicando el numero total por el “peso” correspondiente que se indica en la tabla para aparatos de uso

publico, obteniendo el valor total de unidades de gasto, el cual se lleva a la tabla de gastos probables para

obtener la máxima demanda simultanea en litros por segundo.

SERVICIO PRIVADO

Es aquel en que los baños son de uso privado o limitado, en este caso se considera cada tipo de aparato de uso

y se multiplica por su factor de peso indicado en la tabla correspondiente, el total de unidades obtenidas se

lleva a la tabla de gastos probables para obtener la máxima demanda simultanea en litros por segundo.

Al aplicar el método se debe considerar si los aparatos son de tanque o válvula (Fluxómetro) ya que se

obtienen diferentes resultados de acuerdo al tipo de aparato.

Cuando existen instalaciones que requieren agua en forma continua y definida, el consumo de estas se obtiene

sumando a la máxima demanda simultánea calculada, las de uso continuo tales como aire acondicionado, riego

de jardines, etc.



TABLA IV-18

UNIDADES DE CAUDAL PARA EL CÁLCULO DE TUBERIAS DE DISTRIBUCION EN EDIFICIOS

USO PÚBLICO

APARATO SANITARIO TIPO

UNIDADES DE CAUDAL

TOTAL AGUA

FRIA

AGUA

CALIENTE

Tina 4 3 3

Lavadero de ropa 8 4.5 4.5

Ducha 4 3 3

Inodoro Con Tanque 5 5

Inodoro Con válvula Semi - automática 8 8

Lavadero de cocina Hotel, restaurante 4 3 3

Lavadero de repostería 3 2 2

Bebedero Simple 1 1

Bebedero Múltiple 1 (*) 1 (*)

Lavamanos Corriente 2 1.5 1.5

Lavamanos Múltiple 2 (*) 1.5 1.5

Botadero 3 2 2

Urinario Con tanque 3 3

Urinario Con válvula Semi - automática 5 5 NOTA: Para calcular tuberías de distribución que conducen solamente agua fría, o agua fría mas el caudal de

agua a ser calentada, se usaran las cifras indicadas en la primera columna.

Para calcular diámetros de tuberías que conduzcan agua fría o agua caliente a un aparato sanitario que

requiera de ambas, se usara las cifras indicadas en la segunda y tercera columna. (*) Debe considerarse este número de unidades de caudal para cada salida



TABLA IV-19

UNIDADES DE CAUDAL PARA EL CÁLCULO DE TUBERIAS DE DISTRIBUCION EN EDIFICIOS

USO PRIVADO

APARATO SANITARIO TIPO

UNIDADES DE CAUDAL

TOTAL AGUA

FRIA

AGUA

CALIENTE

Tina 2 1.5 1.5 Lavadora 3 2 2 Bidet 1 0.75 0.75 Ducha 2 1.5 1.5 Inodoro Con Tanque 3 3 Inodoro Con válvula Semi - automática 6 6 Lavadero Cocina 3 2 2 Lavadero Repostero 3 2 2 Maquina Lavaplatos Combinación 3 2 2 Lavamanos Corriente 1 0.75 0.75

Lavadero de ropa Mecánico 4 3 3 Urinario Con Tanque 3 3 Urinario Con válvula Semi - automática 5 5 Cuarto de baño completo Con válvula Semi - automática 8 6 2 Cuarto de baño completo Con tanque 6 5 2 Medio baño Con válvula Semi - automática 6 6 0.75 Medio baño Con tanque 4 4 0.75

NOTA: Para calcular tuberías de distribución que conducen solamente agua fría, o agua fría mas el caudal de

agua a ser calentada, se usaran las cifras indicadas en la primera columna.

Para calcular diámetros de tuberías que conduzcan agua fría o agua caliente a un aparato sanitario que

requiera de ambas, se usara las cifras indicadas en la segunda y tercera columna.



TABLA IV-20

GASTOS PROBABLES PARA APLICACIÓN DEL METODO DE HUNTER (Lts/Seg)

NUMERO

UNIDADES

GASTO PROBABLE NUMERO

UNIDADES

GASTO PROBABLE NUMERO

UNIDADES GASTO

PROBABLE TANQUE VALVULA TANQUE VALVULA

3 0.12 - 120 1.83 2.72 1,100 8.27

4 0.18 - 130 1.91 2.80 1,200 8.70

5 0.23 0.91 140 1.98 2.85 1,300 9.15

6 0.25 0.94 150 2.06 2.95 1,400 9.56

7 0.28 0.97 160 2.14 3.04 1,500 9.90

8 0.29 1.00 170 2.22 3.12 1,600 10.42

9 0.32 1.05 180 2.29 3.20 1,700 10.85

10 0.34 1.06 190 2.37 3.25 1,800 11.25

12 0.38 1.12 200 2.45 3.36 1,900 11.71

14 0.42 1.17 210 2.53 3.44 2,000 12.14

16 0.46 1.22 220 2.60 3.51 2,100 12.57

18 0.50 1.27 230 2.65 3.58 2,200 13.00

20 0.54 1.33 240 2.75 3.65 2,300 13.42

22 0.58 1.37 250 2.84 3.71 2,400 13.86

24 0.61 1.42 260 2.91 3.79 2,500 14.29

26 0.67 1.45 270 2.99 3.87 2,600 14.71

28 0.71 1.51 280 3.07 3.94 21,700 15.12

30 0.75 1.55 290 3.15 4.04 2,800 15.53

32 0.79 1.59 300 3.32 4.12 2,900 15.97

34 0.82 1.63 320 3.37 4.24 3,000 16.20

36 0.85 1.67 340 3.52 4.35 3,100 16.51

38 0.88 1.70 380 3.67 4.46 3,200 17.23

40 0.91 1.74 390 3.83 4.60 31,300 17.85

42 0.95 1.78 400 3.97 4.72 3,400 18.07

44 1.00 1.82 420 4.12 4.84 3,500 18.40

46 1.03 1.84 440 4.27 4.96 3,600 18.91

48 1.09 1.92 460 4.42 5.08 3,700 19.23

50 1.13 1.97 480 4.57 5.20 3,800 19.75

55 1.19 2.04 500 4.71 5.31 3,900 20.17

60 1.25 2.11 550 5.02 5.57 4,000 20.50

65 1.31 2.17 600 5.34 5.83

70 1.36 2.23 650 5.85 6.09 Para el número de

unidades de esta

columna es indiferente

que los aparatos sean de

tanque o válvula.

75 1.41 2.29 700 5.95 6.35

80 1.45 2.35 750 6.20 6.61

85 1.50 2.40 800 6.60 6.84

90 1.56 2.45 850 6.91 7.11

95 1.62 2.50 900 7.22 7.36

100 1.67 2.55 950 7.53 7.61

110 1.75 260 1000 7.84 7.85



ISOMETRICO DE INSTALACION HIDRAULICA DE AGUA FRIA

Figura N° IV-12



Figura N° IV-13



DISEÑO DE REDES DE AGUA FRIA

El diseño de redes de agua fría, esta sujeto a efectuar las conexiones a cada uno de los aparatos sanitarios

ubicados dentro de los baños privados o colectivos a los que aisladamente se encuentran fuera de ellos.

DISTRIBUCION DE LAS TUBERIAS

La distribución depende de la ubicación de los aparatos sanitarios, según se encuentren a un solo lado de la

pared o distribuidos en todo el área del baño.

Generalmente existen dos criterios para la distribución de las tuberías en el interior de los baños:

- Muros o paredes

- Pisos

En el primer caso por ser más directo que en ramificaciones laterales, resulta económico el recorrido de las

tuberías y accesorios.

En el segundo caso resulta mucho más económico cambiar las losetas del piso que la reparación de las paredes.

Las conexiones de agua fría se ubican al lado derecho y las de agua caliente a la izquierda, mirando hacia el

aparato sanitario, esto es para lavamanos, tinas y duchas, en los inodoros que no llevan agua caliente la

instalación de agua fría se ira a la izquierda.

CALCULO DE LAS REDES DE AGUA FRIA

GENERALIDADES

En el dimensionamiento de las redes de agua fría, en general existirán dos o más tipos de redes, por lo que es

indispensable adoptar una definición o convenio de términos, con el fin de tener claridad en los cálculos, para

lo cual se dan las siguientes definiciones:

Sub - Ramales

Pequeñas longitudes de tuberías que conectan los ramales a los aparatos sanitarios.

Ramales

Tuberías derivadas de la tubería de alimentación y que abastecen agua a un punto de consumo aislado, un baño

o grupo de aparatos sanitarios.

Tubería De Alimentación

Tubería de distribución de agua que no es de impulsión ni de aducción,

El dimensionamiento de las redes de agua empezara calculando los sub-ramales, luego los ramales y finalmente

la tubería de alimentación.

DIMENSIONAMIENTO DE LOS SUB - RAMALES

Cada sub – ramal sirve a un aparato sanitario y es dimensionado siguiendo valores que han sido calculados

después de numerosas experiencias con los diversos aparatos sanitarios.

Los fabricantes de los aparatos sanitarios suministran en sus catálogos los diámetros de los sub-ramales, esta

información es muy importante principalmente en casos de equipos especiales, tales como lavanderías, cocinas,

laboratorios, etc.



La tabla mostrada a continuación suministra valores para hacer una estimación preliminar de los diámetros de

los sub-ramales, sujeta a una modificación que será determinada para cada caso particular.

TABLA IV-21

DIÁMETROS DE SUB - RAMALES

APARATO SANITARIO

DIAMETRO DE SUB - RAMAL (Pulg)

PRESION Diámetro

Mínimo Hasta 10 m Mayor 10 m

Lavamanos ½ ½ ½ Bidet ½ ½ ½ Tina ½ - ¾ ¾ ½ Ducha ¾ ½ ½ Grifo de cocina ¾ ½ ½ Inodoro de tanque ½ ½ ½ Inodoro de válvula 1½ - 2 1½ 1 ¼ Urinario de tanque ½ ½ ½ Urinario de válvula 1½ - 2 1 1

DIMENSIONAMIENTO DE LOS RAMALES

El dimensionamiento de un ramal podrá efectuarse en dos formas distintas analizando el suministro de agua.

I- En función del consumo simultaneo máximo posible de todos los aparatos sanitarios.

II- En función del consumo simultaneo máximo probable de los aparatos sanitarios

I- CONSUMO SIMULTÁNEO MAXIMO POSIBLE

Es el que permite que todos los aparatos servidos por el ramal sean utilizados simultáneamente, de tal forma

que la descarga total en el extremo del ramal será la suma de las descargas en cada uno de los sub-ramales.

Estas condiciones ocurren generalmente en los establecimientos en donde hay horarios específicos para la

utilización de los servicios sanitarios, tales como escuelas, cuarteles, o en hoteles donde abra una hora en que

todas las tuberías estarán abiertas existiendo un gran consumo de agua.

La desventaja de este de este criterio es el aspecto económico, debido a que se necesitan diámetros mayores.

Para la selección del diámetro se toma como base o unidad una tubería de ½ pulg refiriéndose las demás

salidas a el, de tal manera que la sección del ramal en cada tramo sea equivalente hidráulicamente a la suma de

las secciones de los sub-ramales por el alimentador.

La siguiente tabla muestra para cada diámetro, el numero de tuberías de ½ pulg necesarias para proporcionar

la misma descarga, para una presión dada y las mismas condiciones de perdida de presión.

TABLA IV-22

NUMERO DE TUBERIA DE “½” EQUIVALENTES PARA CADA DIAMETRO

DIAMETRO DE

TUBERIA

(Pulgadas)

NUMERO DE

TUBERIAS DE ½

DIAMETRO DE

TUBERIA

(Pulgadas)

NUMERO DE

TUBERIAS DE ½

DIAMETRO DE

TUBERIA

(Pulgadas)

NUMERO DE

TUBERIAS DE ½

½ 1 2 37.8 8 1250

¾ 2.9 2 ½ 65.5 10 2090

1 6.2 3 110.5

1 ¼ 10.9 4 189

1 ½ 17.4 6 527

EJEMPLO



Figura N° IV-14



II- CONSUMO SIMULTÁNEO MAXIMO PROBABLE

Considera poco probable el funcionamiento simultáneo de todos los aparatos de un mismo ramal y en la

probabilidad de que con el aumento del número de aparatos, el funcionamiento simultaneo disminuye.

El inconveniente de aplicar este método, esta en el echo de que es difícil obtener la información sobre la

utilización de los aparatos sanitarios, por el diferente horario y uso que tienen de acuerdo al tipo de

establecimientos ( viviendas, oficinas, hoteles, etc.), donde la probabilidad de uso es muy variada de acuerdo

al tipo de aparato.

Si se considera como ejemplo un baño compuesto de lavamanos, bidet, inodoro, ducha y tina, es lógico admitir

que en ningún momento funcionaran todos a la vez.

Se puede considerar el uso simultaneo de dos aparatos a la vez, por esta razón se ha propuesto una serie de

valores con fundamento probabilístico y basado en numerosas experiencias que permiten asumir el numero de

aparatos que estarán funcionando simultáneamente.

El dimensionamiento de los ramales considerando el consumo máximo probable se realiza por un método

basado en el cálculo de probabilidades.

DIMENSIONAMIENTO POR EL CÁLCULO DE PROBABILIDADES

La determinación del porcentaje de utilización de los aparatos es echa por medio de cálculos matemáticos de

probabilidades que establecen una formula aproximada del porcentaje del numero de aparatos que se debe

considerar funcionando simultáneamente, en función del numero total de ramales que sirve.

Este método solo debe aplicarse a sistemas que tengan un elevado número de aparatos de uso frecuente, ya

que para condiciones normales producirá diámetros exagerados, debido a esto la selección final de diámetro

debe hacerse con un criterio lógico y para condiciones apegadas a la realidad.

En base a las consideraciones anteriores, se recomienda usar como primera estimación, la tabla de

probabilidades de uso de los aparatos sanitarios en condiciones normales, elaborada para el Código de

Construcción del Departamento de Comercio de Estados Unidos, presentada a continuación.

TABLA IV-23

TABLA DE PROBABILIDADES DE USO DE APARATOS SANITARIOS NUMERO DE

APARATOS

SANITARIOS

FACTOR DE USO NUMERO DE

APARATOS

SANITARIOS

FACTOR DE USO

APARATOS

COMUNES

APARATOS

DE VALVULA

APARATOS

COMUNES

APARATOS

DE VALVULA

2 100 % 100 % 60 35 % 7 %

3 80 % 65 % 70 34 % 6.1 %

4 68 % 50 % 80 33 % 5.3 %

5 62 % 42 % 90 32 % 4.6%

6 58 % 38 % 100 31 % 4.2 %

7 56 % 35 % 200 30 % 3.1 %

8 53 % 31 % 300 29.1 % 1.9 %

9 51 % 29 % 500 27.5 % 1.5 %

10 50 % 27 % 800 25.8 % 1.2 %

20 42 % 16 % 1000 25 % 1 %

30 38 % 12 %

40 37 % 9 %

50 36 % 8 %

EJEMPLO



DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERIAS DE ALIMENTACION

Para el dimensionamiento de las tuberías de alimentación, ya sea que suministran agua de arriba hacia abajo o

viceversa, puede aplicarse el método de las probabilidades, pero resulta complicado y poco practico, por lo que

se utiliza el “Método de Hunter”, el cual consiste en asignar un “Peso” a cada tipo de aparato o grupo de baños,

según sea de uso publico o privado.

PROCEDIMIENTO PARA DIMENSIONAR LAS TUBERIAS DE ALIMENTACION DE UN SISTEMA DE

ABASTECIMIENTO DE ARRIBA HACIA ABAJO.

1- Dibujar un esquema vertical de las tuberías considerando que cada alimentador debe abastecer con el

menor recorrido a los diferentes servicios sanitarios. Generalmente en los edificios los baños o grupos de

baños se ubican en el mismo plano vertical.

2- Dimensionar los esquemas con ayuda de los planos.

3- Para cada tubería de alimentación calcular las unidades de gasto (UH) y los gastos acumulados, desde abajo

hacia arriba, anotando el gasto total a nivel del plano de azotea.

4- Ubicar todas las tuberías de alimentación en el nivel de plano de azotea.

5- De acuerdo a la ubicación de cada una de las tuberías de alimentación, proyectar las posibles salidas del

tanque elevado que las abastecerá ya sea de forma independiente o en grupo, en el primer caso se tendrá un

gran número de salidas por lo que es recomendable agruparlos para tener una distribución racional de agua.

6- Determinar el punto de consumo más desfavorable, teniendo en cuenta que es el que corresponde al más

alejado horizontalmente desde el tanque elevado y que tiene menor altura estática con respecto al nivel

mínimo del tanque elevado.

7- Calcular la presión en el punto de consumo más desfavorable.

Procedimiento a seguir:

a) Determinar el máximo gradiente hidráulico disponible (Smax) considerando la tubería de distribución que

abastece el punto de consumo más desfavorable.

eequivalentLongitud

disponibleAlturaSmax

La altura disponible es el resultado obtenido al restar la presión mínima requerida de la altura estática

entre el punto de consumo más desfavorable y el nivel mínimo de agua en el tanque elevado.

La longitud equivalente comprende la longitud real de la tubería más un porcentaje de perdida de carga

por accesorios estimado inicialmente en un 20%.

b) Obtener con Smax el gasto correspondiente y con “C” (Hazen) los diámetros para cada tramo, estos

diámetros son teóricos, por lo que deben usarse diámetros comerciales.

c) Con los diámetros comerciales y gastos respectivos calcular el gradiente hidráulico real (SReal) para cada

tramo.

d) Calcular la perdida de carga real (HReal) multiplicando la longitud equivalente (Le) por el gradiente hidráulico

real (SReal). Hreal = (SReal) (Le).

e) Calcular la presión en el punto de consumo mas desfavorable restando a la altura estática local ( Diferencia

de nivel entre la tubería de alimentación y el nivel mínimo de agua en el tanque elevado) las pérdidas de

carga en todos los tramos.



f) Tener en consideración que cuando aumenta la altura estática a un piso inferior, también aumenta la

presión, debiendo cumplirse cualquiera de las siguientes condiciones:

f.1- Presión en un punto “X” en nivel de piso inferior = Altura estática al punto “X” - suma de perdidas hasta

el punto “X”.

f.2- Presión en un punto “X” en nivel de piso inferior = Presión en el punto mas bajo + altura entre pisos +

perdidas de carga.

g) Verificar que la altura obtenida en el punto mas desfavorable sea mayor que la presión mínima requerida, de

lo contrario será necesario reajustar los diámetros obtenidos.

8- calculo de las presiones en los otros puntos de consumo.

Se considera que obteniendo la presión mínima en el punto más desfavorable, el resto de tramos requerirá

de diámetros menores, siempre que cumplan con las condiciones limites de velocidad y caudal a conducir.

RECOMENDACIONES

8.1- Partiendo del punto más desfavorable se determina el nuevo gradiente hidráulico, por medio de alguno

de los siguientes procedimientos.

a.1) La altura disponible será la que se obtenga de restar a la altura estática que existe entre el nivel de

agua inferior en el tanque elevado y el nuevo punto de consumo, la presión de salida requerida y la

perdida de carga hasta el final del tramo por calcular, es decir:

Altura disponible al punto “X” (Hd) = Altura estática en el punto “X” – Presión de salida – perdida de

carga hasta el punto “X”.

a.2) La altura disponible será la que se obtenga al sumar a la presión obtenida en el punto mas bajo la altura

entre pisos restando a este resultado la presión de salida requerida es decir:

Altura disponible al punto “X” (Hd) = (Presión en el punto mas bajo + Altura entre pisos) – Presión de

salida.

En ambos casos la longitud equivalente será la que corresponda al tramo, con el máximo gradiente hidráulico se

continua el calculo tal como se explica en el literal Nº 7.

b) Al repetir el proceso de calculo anterior en los tramos subsiguientes, se nota que a medida que aumenta

la carga estática disponible la velocidad de flujo se incrementa hasta alcanzar valores superiores al

máximo recomendado (3 m/seg), por lo que los diámetros se elegirán en función de la velocidad máxima

y el caudal deseado.

TABLA IV-24

DIAMETROS

(Pulgadas)

VELOCIDAD MAXIMA

(m/seg)

½ 1.9

¾ 2.2

1 2.48

1 ¼ 2.85

1 ½ 3.05

9- Elaborar una hoja de cálculo con el fin de ir verificando los resultados.

EJEMPLO



DISEÑO DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA FRIA

En el dimensionamiento de las redes de agua fría se realiza de acuerdo a cada tipo de suministro por separado.

SISTEMA DIRECTO

Se requiere la siguiente información básica:

- Presión en la red publica.

- presión mínima requerida en el punto mas desfavorable.

- Altura estática del edificio.

- Tipo y características del medidor.

- Calidad de la tubería a utilizar.

PROCEDIMIENTO

1) Dibujar un esquema en planta y elevación de las diferentes líneas de abastecimiento de los diferentes

aparatos sanitarios seleccionando o diferenciando la línea principal de alimentación.

2) Ubicar el punto más desfavorable que debe tener la presión mínima, siendo este el más alejado

horizontalmente y el más elevado con respecto a la cota de la red publica.

3) Calcular las unidades de caudal (UH) y los caudales acumulados, desde arriba hacia abajo, en cada uno de los

tramos de abastecimiento.

4) Determinar la máxima demanda simultanea.

5) Restar todas las perdidas de carga posibles para obtener la presión disponible.

6) Asumir diámetros y con los caudales respectivos determinar las perdidas de carga parciales.

7) Verificar que la sumatoria de perdidas de carga obtenida en el literal Nº 6 sea menor que la presión

disponible obtenida en el literal Nº 5.

8) Si se cumple lo anterior los diámetros asumidos serán los definitivos; de lo contrario habrá que aumentar

las secciones.

EJEMPLO

IV- Sistemas de Abastecimiento de Agua

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