DISEÑOS REDES HIDROSANITARIAS ABEJORRAL

Diseo de Redes Hidrosanitarias para VIP en el Municipio de Abejorral

i

MUNICIPIO DE ABEJORRAL

DISEOS DE REDES HIDROSANITARIAS PARA

VIVIENDAS DE INTERS PRIORITARIO EN ABEJORRAL

INFORME DE DISEO

SANDRA MARIA MAYA ARANGO

Ingeniera Civil

MAT 05202-138720

Medelln, Julio de 2013


ii

CONTENIDO

1. INTRODUCCION ...................................................................................... 1

2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO ........................................................... 1

3. RED DE ABASTOS. ................................................................................... 1 3.1 Dimensionamiento de las redes interiores: .............................................................................2 3.2 Computo de las prdidas de carga por apartamento ................................................................3 3.3 Simulacin en Epanet .............................................................................................................4

4. RED DE DESAGES ................................................................................. 6 4.1 Dimensionamiento del sistema de desage:............................................................................6

5. SIMULACIN DE ALCANTARILLADO ............................................... 7


iii

TABLAS

Tabla 1. Acometida para 2 bloques. ...................................................................................... 1

Tabla 2. Acometida para 3 bloques. ...................................................................................... 2

Tabla 3. Unidades de Abasto por Apartamento ..................................................................... 2

Tabla 4. Distribucin de la red interna de distribucin. ........................................................ 3

Tabla 5. Perdidas Aparato ms Desfavorable ........................................................................ 3

Tabla 5. Estado de los nudos en la red Acometida 1 (2)...................................................... 4 Tabla 5. Estado de las tuberas en la red Acometida 1 (2) ................................................... 5 Tabla 5. Estado de los nudos en la red Acometida 2 (3)...................................................... 5 Tabla 5. Estado de las tuberas en la red Acometida 2 (3) ................................................... 5 Tabla 6. Unidades de Descarga ............................................................................................. 6

Tabla 7. Clculo de unidades por bajante. ............................................................................. 7


1

1. INTRODUCCIN

El alcance del proyecto consiste en el diseo de las redes hidrosanitarias para un conjunto

viviendas de inters social ubicadas en el municipio de Abejorral, Antioquia.

Los diseos presentados fueron realizados bajo los parmetros que establece la Norma Tcnica

Colombiana 1500 (NTC 1500), El cdigo Colombiano de Fontanera y el reglamento RAS 2000.

Los documentos entregados sern los relacionados a continuacin:

1. Planos de Redes de Abastos

2. Planos de Redes de Desages

3. Plano de Planta de Cubiertas

4. Informe de Diseo

5. Simulacin de la Red de Alcantarillado

6. Simulacin de la Red de Acueducto

2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO

El proyecto pretende la construccin de diez (10) torres divididas en cinco (5) bloques, cada bloque

ser de dos (2) niveles y dos (2) apartamentos por nivel para un total de 40 apartamentos, a los

cuales se disean las redes hidrosanitarias con conexin a las redes de distribucin y de

alcantarillado existentes en el Municipio.

Estas viviendas se encuentran proyectadas entre la carrera 56 y la continuacin de la calle 48, frente

al coliseo del municipio y el parque de las aguas.

3. RED DE ABASTOS.

La red de abasto fue diseada para realizar la conexin a la red de distribucin por medio de dos

acometidas. La primera acometida conectara a 3 torres correspondiente a un bloque con tubera de

dimetro de dos pulgadas (2) en tubera Presin RDE 21 en el nodo N217 ubicado despus del

cruce de la carrera 56 y la calle 48 frente a la quebrada aduanilla. La segunda acometida conectara a

7 torres con tubera de tres pulgadas (3) en tubera Presin RDE 21 en el nodo N374 ubicado en el

cruce de la carrera 56 y la calle 47. Ver plano 2 abastos urbansticos.

Tabla 1. Acometida para 2 bloques.

N.

Aparatos

Q

prom

(l/s)

Fs Q permisible

(l/s)

Q permisible

(m3/s)

D

(pulg)

D

(m)

hf

(m)

V

(m/s)

hf

(m)

V

(m/s)

72 19 0,2 3,79 0,0038 2 0,05 0,05 1,62 OK OK


2

Tabla 2. Acometida para 3 bloques.

N.

Aparatos

Q

prom

(l/s)

Fs Q permisible

(l/s)

Q permisible

(m3/s)

D

(pulg)

D

(m)

hf

(m)

V

(m/s)

hf

(m)

V

(m/s)

168 44,2 0,2 8,85 0.0088 3 0.08 0.03 1.74 OK OK

Los micromedidores para cada apartamento deben ser tipo A y sern ubicados en la entrada de cada

torre, protegidos con un gabinete metlico donde se incluirn los cuatro (4); esto con el fin de

facilitar su inspeccin. Adicionalmente cada micromedidor tendr una vlvula de corte por cada

apartamento, como se muestra en el plano de abastos.

Tabla 3. Unidades de Abasto por Apartamento

Aparato Ocupacin Tipo de control Caudal

unitario

Ducha Privado Vlvula mezcladora 0.32

Sanitario Privado Tanque 0.19

Lavamanos Privado Llave 0.19

Lavaplatos Privado Llave 0.28

Poceta Privado Llave 0.28

Lavadora Privado Llave 0.32

3.1 Dimensionamiento de las redes interiores:

El dimensionamiento de las redes interiores de los apartamentos, se realiz dividiendo el trazado en

tres tramos, donde se verifico a partir del mtodo de prdidas de Hazen y Williams los dimetros

requeridos para cada tramo y la velocidad permitida.

Q = 0,2785 * C *D2,63

* Hf 0,54

En donde:

Q= Caudal [m3/s]

Hf: prdidas mximas en el sistema [m]

D= dimetro de la tubera [m]

C= coeficiente segn el material de la tubera (tablas).


3

Tabla 4. Distribucin de la red interna de distribucin.

TRAMO Ducha Sanitario Lavamanos Lavaplatos Poceta Lavadora Cant

Q

prom

(l/s)

Fs

Q

permisible.

(l/s)

Q

permisible.

(m3/s)

D

(pulg)

D

(m)

hf

(m)

V

(m/s)

hf

(m)

V

(m/s)

A-B 0 0 0 0 1 1 2 0,60 0,80 0,48 0,0005 1/2 0,0182 0,21 1,85 OK OK

B-C 1 0 1 1 1 1 5 1,39 0,50 0,70 0,0007 3/4 0,0236 0,12 1,59 OK OK

C-D 1 1 1 1 1 1 6 1,58 0,45 0,71 0,0007 3/4 0,0236 0,12 1,61 OK OK

3.2 Computo de las prdidas de carga por apartamento

Se determin como aparato ms desfavorable la lavadora localizada en el segundo piso, del apartamento del extremo derecho.

Con la ayuda de la tabla de longitudes equivalentes de accesorios, se hace el clculo de prdidas de carga en los diferentes recorridos, para

establecer si es posible o no la alimentacin directa en las condiciones propuestas.

Tabla 5. Perdidas Aparato ms Desfavorable

TRAMO

Prdidas

Longit.

(m.c.a)

Codo

90 radio corto Tee Paso Directo Tee paso de lado y

salida bilateral Vlvula - Compuerta Prdidas

por

accesorios

(m.c.a)

Prdidas

Totales

(m.c.a)

Prdidas

m.c.a

Cantidad Prdida

m.c.a

Cantidad Prdida

m.c.a

Cantidad Prdidas

m.c.a

Cantidad

A-B 0,81 0,36 3 0,76 1 0,39 1,20

B-C 0,15 0,49 3 0,29 1 1,02 1 0,33 0,47

C-D 1,20 0,49 4 1,02 1 0,1 1 0,37 1,58

1,68 Sumatoria perdidas en el apartamento

2,00 Altura de la ducha

3,68 Altura total requerida en el apto ms desfavorable

Gravedad No supera la presin mnima, el municipio tiene la

capacidad de abastecer el edificio


4

Si se considera el RAS 2000 (Reglamento Tcnico del sector de agua potable y saneamiento

bsico); el nivel de complejidad del acueducto que presta el servicio es Medio - Alto; por lo tanto la

presin mnima que puede ofrecer el sistema es de 98.1 kpa (10 m.c.a), y la requerida para este

proyecto en particular es de 3.68 m.c.a, por lo tanto en los diseos no se tienen en cuenta sistemas

de bombeos, ya que la empresa prestadora de servicios debe garantizar esta presin.

A cada aparato se le debe instalar una cmara de aire en hierro galvanizado para evitar la sobre

presin y cavitacin en el plano 1 Abastos se presenta el detalle con las dimensiones de la

cmara de aire.

3.3 Simulacin en Epanet

Para abastecer la unidad de apartamentos a construir, se realiza una simulacin a travs del software

de simulacin de redes de distribucin de agua potable EPANET versin 2.0. Este es un programa

para PC desarrollado por la EPA (US Environmental Protection Agency). El programa permite

realizar anlisis hidrulicos de redes de tuberas a partir de las caractersticas fsicas de las tuberas

y dinmicas de los nudos (consumos) para obtener la presin y los caudales en nudos y tuberas

respectivamente.

Como se mencion anteriormente la unidad requiere de dos acometidas para ser abastecido, por lo

tanto se realiz dos simulaciones en el software EPANET donde los nudos de conexin se

simularon como dos embalses, los datos de estos fueron tomados del plan maestro realizado por la

empresa Sanear S.A en el ao 2004.

A continuacin se presenta los resultados de cada una de las simulaciones, los resultados se

muestran de forma independientes los nodos de las tuberas, se aclara que los nodos de conexin

(embalses) 217 y 374 no presentan presin en la simulacin, porque esta es sumada a la cota de

ubicacin del nodo para crear la altura total.

Tabla 6. Estado de los nudos en la red Acometida 1 (2)

ID Nudo Cota Presin

m m

Punto 217 2184,21 0

Nudo 2 2160,91 23,3

Nudo 3 2161,09 23,12

Nudo 4 2162,48 21,73

Nudo 5 2164,22 19,98

Nudo 6 2169,35 14,39

Nudo 7 2168,59 15,28


5

Tabla 7. Estado de las tuberas en la red Acometida 1 (2)

Nodo ID Lnea

Longitud Dimetro Rugosidad Caudal Velocidad Estado

De A m mm mm LPS m/s

Punto 217 Nudo 2 Tubera 1 16,05 50 0,0015 0,13 0,06 Abierta

Nudo 2 Nudo 3 Tubera 2 3,35 50 0,0015 0,13 0,06 Abierta





Tabla 8. Estado de los nudos en la red Acometida 2 (3)

ID Nudo Cota Presin

m m

Embalse 1 2182,08 0

Nudo 2 2152,18 29,9

Nudo 3 2160,52 21,56

Nudo 4 2160,12 21,95

Nudo 5 2159,28 22,79

Nudo 6 2158,79 23,28

Nudo 7 2157,77 24,3

Nudo 8 2158,72 23,35

Nudo 9 2159,54 22,53

Nudo 10 2161,41 20,66

Nudo 11 2162 20,07

Nudo 12 2163 19,07

Nudo 13 2161,26 20,81

Nudo 14 2161,05 21,02

Nudo 15 2162,5 19,57

Nudo 16 2163,93 18,13

Tabla 9. Estado de las tuberas en la red Acometida 2 (3)

Nodo ID Lnea

Longitud Dimetro Rugosidad Caudal Velocidad Estado

De A m mm mm LPS m/s

Punto 374 Nodo 2 Tubera 1 6,31 75 0,0015 0,29 0,07 Abierta

Nodo 2 Nodo 3 Tubera 2 32,62 75 0,0015 0,29 0,07 Abierta






6










4. RED DE DESAGES

La red de desage ser de dimetro de seis pulgadas (6) y la conexin principal a las torres se har

de forma independiente y en cada una se indicara el posible punto de conexin.

4.1 Dimensionamiento del sistema de desage:

El caudal total ser la suma de los ramales, que se conectan a los bajantes, sin embargo se tuvo en

cuenta la simultaneidad de uso y adicionalmente en los bajantes, la interferencia de los ramales con

el anillo de agua que va descendiendo.

Se emplear tubera PVC sanitaria con un coeficiente de rugosidad n = 0.009

Para el nivel Medio - Alto se utiliz una dotacin Neta de 153.53 litros /Habitante *Da.

Se determin que para el lavamanos que es uno de los aparatos ms pequeos. Se tomar como base

del sistema unitario, y se le llam unidad de descarga.

En la tabla 4 se muestran las unidades de descargas empleadas para el dimensionamiento de los

desages por aparato, basadas en la Norma Tcnica Colombiana NTC 1500.

Tabla 10. Unidades de Descarga

Aparato Dimetro Unidades

descarga

Ducha 2 2

Sanitario Tanque 4 3

Lavamanos 2 1

Lavaplatos 2 2

Poceta 2 3

Lavadora 2 2

Sifn de piso 2 1


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Tabla 11. Clculo de unidades por bajante.

Aparato Unidades descarga

Ducha 2

Sanitario

Tanque 3

Lavamanos 1

Lavaplatos 2

Poceta 3

Lavadora 2

Sifn de piso 2

Suma 2 pisos 29

Este bajante vertical ser de 4 segn las unidades de descarga y la tabla 8.3 de la NTC 1500, donde

se verifica que para 29 unidades de descarga el bajante tenga la capacidad de transportarlo.

El ramal horizontal ser de 4 pulgadas y la conexin a la caja tambin conectada a 45 grados de esta

y se conecta a la red principal de desages, donde se instalara a la conexin principal.

La tubera de ventilacin es de dos pulgadas (2) conectada a la tubera del sanitario de 4 se instalara en la pared del bao.

El dimetro para la conexin a la red principal es de seis pulgadas (6).

5. SIMULACIN DE ALCANTARILLADO

La simulacin se realiz teniendo en cuenta diferentes parmetros de diseo tales como:

1. Nmero de Habitantes

2. Dotacin

3. Topografa: se asumieron las cotas de las cajas simuladas con la interpolacin de las

curvas de nivel.

4. Dimetro de tuberas

5. Pendientes

Para la simulacin del alcantarillado existente, se asumi el nmero de habitantes para que

cumpliera los dimetros y cotas con la informacin disponible.

Para verificar que la red existente de alcantarillado en el municipio de Abejorral tenga la capacidad

hidrulica suficiente para recibir las aguas que sern vertidas producto de la unidad de apartamentos

a construir, se realiza una simulacin hidrulica en Excel, donde se verifica la velocidad y la fuerza

tractiva.

Para efectos de unos ptimos y reales resultados se realiza la simulacin de todo el barrio Obrero

iniciando en el nodo 78 hasta el 95 y luego al botadero 2. Los datos de estos fueron tomados del

plan maestro realizado por la empresa Sanear S.A en el ao 2004.


8

En el nodo 95 ser la conexin del vertimiento de estos apartamentos, por lo tanto el vertimiento de

estos es cargado a este nodo.

El alcantarillado proyectado es solo de aguas residuales por lo tanto en la modelacin no se incluye

las aguas lluvias.

Los resultados de la simulacin se encuentran en el anexo de Excel simulacin alcantarillado

Abejorral. xls

Los dimetros definidos y verificados para cada tramo se presentan a continuacin.

Tabla 12. Dimetro para los ramales horizontales

DE CAMARA

N

A CAMARA

N

DIAMETRO [mm]

1 2 100

2 3 100

3 4 100

4 5 100

5 6 100

6 7 100

21 22 100

22 23 100

23 24 100

24 25 100

25 26 100

26 27 100

27 7 100

7 8 150

8 9 150

9 10 150

10 11 150

14 13 100

13 12 100

20 19 100

19 18 100

18 15 100

17 16 100

16 15 100

15 12 100

12 11 150

11 95 150

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