OFICINAS OFIC INASDURATEC-VINILIT
SANTIAGO
Av. Av. J. Aless Aless andri R. 10.900 Sa n Bernardo - Ca silla silla 251 Tels.: 460 5000 - 460 5007 - Fax: 460 5050 E-mail:
[email protected] durape
[email protected]
OFICINAS OFICINAS REGIONALES REGIONALES Antofagasta: 1ª y 2ª región • Av. Pedro Aguirre Cerda Nº 11.158, Barrio Industrial.
La Chimba • Fono: 55-211205 • Fax: 55-211207 E-mail: E-mail: antofagasta_duratec@pizarreño.cl La Serena: 3ª y 4ª región • Av. Av. Francisco de Aguirre 066 • Fono: 51-213989 51-
216394 • Fax: 51-216396 E-mail: E-mail: s erena_duratec@pizarreño.cl Viña Viña del Mar: 5ª región • 4 Norte 1270 • Fonos : 32-694686 • Fax: 32-972324
E-mail: viña_duratec@pizarreño.cl Rancagua: 6ª región • Almarza 126 • Fono/fax: 72-233300 Talca: 7ª región • 3 Oriente 1223 • Fonos : 71-230558 71-230559 • Fax: 71-226442 Concepción: 8ª región • Cochrane 832 • Fonos: 41-250417 41-250424 • Fax: 250428
E-mail: E-mail: concepción_duratec@pizarr concepción_duratec@pizarreño.cl eño.cl Temuco: 9ª, 10ª, 11ª región • Rudecindo Rudecindo Ortega 02150, Se ctor Pueblo Nuevo •
Fono/Fax: 45-224311 E-mail: temuco_duratec@pizarreño.cl
C E R T IF IC A C IO N E S D U R A P E X A N IV E L M U N D IA L IS O 9 0 0 2
DURATECV - INILITS.A. Av.J. JAlessandriR. A . lessandriR.10.900San 10.900SanBernardoBernardo-Casill Cas illa251 Tels.:46 Tels.:46050005000-46050075007-Fax:46 4605050 E-mail:
[email protected] [email protected]
M a nua l de proced miee nto de cá lcul culoo procedimi procediimi d e p é r d id id a s d e c a r g a T
u
b
e
r
í
a
s
T
parecon atgoí m liÚ tal
u
b
e
r
í
a
agucaalienet
Manu al de p roce dimien to de cá lculo de pé rdida s de ca rga Tube rías Durap ex 1. Introducción Las tuberías Durapex son una nueva
velocidad má xima de 2,5 m/s y la pres ión
A continuación se mue stra un es quema de concepto de las tuberías e n un baño y un
tecnología para redes de agua potable
mínima en e l último artefacto de 4 m.c.a.
plano de planta tipo para un sistema residencial.
caliente y fría domiciliarias, cuya metodología de cálculo de pé rdidas de ca rga
Pa ra el cálculo de pé rdidas de ca rga
se bas a e n la Norma Chilena Oficial NCh
se recomienda la utilización de la fór-
2485 of. 2000, “Instalaciones
mula de Hazen Williams, reconocida
domiciliarias de agua potable -
mundialmente como apropiada para
Diseño, cálculo y requisitos de las
conducciones de líquidos a presión en
redes interiores”.
productos plásticos, con un coeficiente
En es te manual de procedimiento se
d e r u g o s id a d d e c = 1 5 8.
entregan las herramientas ne cesa rias
Durapex es un material de plástico
para la e valuación de las pérdidas de
reforzado que no tiene junturas ni
carga, cuyos conceptos gene rales s on:
codos, por lo que admitiría
E S Q U E MA E N C O N C E P TO Ma n ifo ld
W.C.
Bidet
Lavatorio
velocidade s de es currimiento mayores Durapex se utiliza en interiores de
de 2,5 m/s. Sin embargo, esta
casa s y e n cada piso de los e dificios.
restricción se m antiene como factor
La me todología de cálculo comienza
de s eguridad adicional, el cual se
inmediatamente aguas abajo del
a u m e n t a a l t e n e r p re s e n t e q u e e s t e
remarcador de cada departamento
método de e valuación es cons ervador,
de un edificio, o en el primer distri-
por lo que en la prá ctica las velocidade s
buidor (manifold) en casas.
son menores a la que resultan de los
Los diámetros comerciales de
cálculos.
Durapex son:
Como regla ge neral, es preferible utilizar poca cantidad de distribui-
Diá m e tro
C la s e
mm
E s pe s or p a re d (m m )
16
20
2 ,2
20
1 2 ,5
1 ,9 / 2 , 0
25
1 2 ,5
2 ,3
32
1 2 ,5
2 ,9
dores (manifolds) con mucha cantidad de sa lidas ca da uno, antes que mucha cantidad de ma nifolds con pocas s a l id a s c a d a u n o . En gene ral, los diámetros de las tuberías hacia los artefactos son de 16 mm, entre ma nifolds s on de 20 mm y los diáme tros de los primeros tramos
Se debe tratar de utilizar el diámetro
has ta e l primer manifold s on de 25 ó
mínimo posible con la restricción de la
32 según las circunstancias de cada proyecto.
P LANTA T IP O P AR A U N S IS TE MA R E S IDE NC IAL
Tina
s
T
parecon atgo ím l iÚ atl
u
b
e
r
í
a
s
agucaal ei net
2. Metodología de c álculo Caudal instalado (QI) se evalúa
Diá m e tro
asignando un caudal a cada a rte-
r e c o m e n d a b le
p r o b a b le ( Q P )
mm
l/m in
32
51 - 80
25
31 - 50
20
16 - 30
16
0 - 15
facto según la tabla de la Norma NCh 2485 of. 2000 siguiente :
Tip o d e
Ag u a fría
Ag u a ca lie n te
a rte fa cto
Q I (l/m in )
Q I (l/m in )
In od oro c orrie n te
10
B a ñ o tin a
10
10
Tin a
15
15
La va to rio
8
8
B id e t
6
6
U rin a rio c orrie n te
6 12
La va d e ro
15
15
La va c o p a s
12
12
B e b e d e ro
5
S a live ra d e n tis ta
5
40
Má quina de la va r va jilla
15 15
V2 /2g y su resultado corresponde a
por la longitud de la tubería, J•L.
las pérdidas de ca rga singulares en cada una de las s ingularidades . En la práctica, la totalidad de las pé r-
unión:
a) Método cinético
la fórmula siguiente:
Para este método se utiliza la
buidores o manifolds en que existen singularidades en serie, cuyos valores de K se suman aritméticamente, a
fórmula s iguiente :
excepción del paso directo por mani-
4 •Q
π•D2
λs =
folds cuando existen muchas tees en
K • V2
serie.
2g
Para e sta s ituación se debe considerar
En que:
lo siguiente :
En que:
Q : caudal máximo probable en m
3 /s
D : diámetro interior del tubo en
λs: pérdida de
carga de una pieza o Tee califont o tees que salen hacia
accesorio (m.c.a.) V: velocidad de es currimiento por
π : 3,14159
m/s 2 ).
La pé rdida de carga fricción (J) se 15
evalúa mediante la fórmula de Haze n
J=10,665 • C J:
Q 1,852 1,852
con más de 4 salidas s e supone cada sa lida a dicional con K= 0,15, es decir:
Manifold con 8 s alidas, K= 1,2,etc.
pérdida de carga unitaria en tanto Ejemplo, J = 0,01 = 1%
C: 158 (coeficiente de rugosidad) D: diáme tro interior del tubo en metros (m)
Manifold con 6 s alidas, K= 0,9
Los valores de K son:
• D 4,869
Q: caudal máximo probable (QP) en m
Los diámetros recomenda bles de
supone con K= 0,6. Para situaciones
Manifold con 4 s alidas, K= 0,6
por uno (m.c.a./m).
QP, QI en litros por minuto (l/min).
Manifolds de 4 salidas, también se
espe cíficas de cada pieza.
evalúa a partir del caudal instalado
QP = 1,7391 • QI 0,6891
K: coeficiente de proporcionalidad que depe nde de las características
15
(QI), se gún la fórmula s iguiente :
otros manifolds, se supone ca da una con K = 0,6.
aguas arriba (m/s) g: ace leración de gravedad (g=9,81
Caudal máximo probable (QP) se
utilizar en Durapex s o n :
de ca rga unitaria J de cada tramo
piezas espe ciales y acces orios de
Williams siguiente:
Má quina de la va r ropa
fracciones de la altura de velocidad
metros columna de agua (m.c.a.) de
metros (m).
Duch a c on ca ñe ría pe rfora da po r m e tro
Se es tima multiplicand o la pé rdida
Pérdidas de carga s ingulares e n
V : velocidad e n m/s
20 10
Estos valores de K corresponde n a
La velocidad (V) se estima de según
V=
12
Urina rio con ca ñe ría pe rfora da po r m e tro
Pé rdida de carga friccional:
didas s ingulares ocurre en los distri-
La va pla tos
Lla v e rie g o 1 3 m m
C a ud a l m á xim o
3/s
Vá lvula de bola :
K= 0,2
U nió n P e x c o n r e du c ció n :
K= 0 ,5
Codo 90º:
K= 0,9
Tee pa so directo (califonts-tees):
K= 0,6
P a s o d ir e c to p o r m a n ifo ld :
K= 0 , 6
Te e s alida la te ra l:
K= 1,3
Pas o de agua hacia el último artefacto a través de manifold:
K= 1,3
Dado que e n la práctica los a rtefactos sólo se utilizan parcialmente, algunas de es tas tees de pas o directo no tienen pé rdidas, por lo que no correspondería suma rlas aritméticamente. La evaluación de este concepto está definido por e l cauda l insta lado (QI)
T
u
parecon atgoí m liÚ tal
b
e
r
í
a
s
agucaalienet
Ába co Dura pex P é rd ida de ca rga un ita ria e n fu nc ión de l ca u da l y de l diá m e tro 0 , 1
% 0 0 1
,5 0
% 0 5
V = 3 ,0 m / s V = 2 ,5 m / s V = 2 ,0 m/ s V = 1 ,5 m/ s
) o n u r o p o t n a t( ) m / a c m ( J a g r a c e d a d i d r é P
V = 2 ,7 5 m/ s V = 2 ,2 5 m/ s
V = 1 ,0 m/ s 0 1 , 0
% 0 1
5 ,0 0
% 5
V = 1 ,7 5 m/ s
V = 1 ,2 5 m/ s
V = 0 ,8 m/ s
0 1 0 , 0
5 0 0 , 0
% 1
D
=
16
V = 0 ,6 m/ s
mm
D
% 5 , 0
=
20
mm
D
=
25
V = 0 ,4 m/ s
mm
D
1 0 ,0 0
V = 0 , % 1
=
32
m
m
V = 0 ,2 m/ s
1 m / s
T
u
b
e
Última tecnología para
En que:
y el cauda l máximo probable (QP ), por lo que la e stimación del valor K equivalente cuando hay varias tees y un manifold extenso e s la s iguiente:
n Ki •
K equiv.= i=1
RAP: remarcador de cada departamento para e l caso de edificios. Pa ra el c a s o d e c a s a s , s e s u p o nd r á q u e correspon de a l primer ma nifold
Las pé rdidas friccionales en L1, L2 y L3
la práctica, M0 más el tramo (L1,
se evalúan de la s iguiente mane ra:
QI
D1, V1) corres ponde a las pérdidas del medidor más las pé rdidas en el jardín.
Enque: n: número de tees de pa so directo en serie
L1, D1, V1: longitud, diámetro y velocidad del primer tramo de las tuberías
ble (QP) y el cau dal instalado (QI).
Durapex . Es neces ario tener presente que e sta longitud corres ponde a la
como codos, reducciones y válvulas, los valores de K se suman aritméticame nte a l valor del K equivalente a las tees de pas o directo, obteniendose un valor de K equivalente total para e l manifold en cues tión, pudiéndose e valuar as í la pé rdida de carga singular Js e xpues ta al principio de
Con el caudal se e ntra a l ábaco y se evalúa la pé rdida de carga por fricción unitaria J, evaluándos e la pé rdida como J•L. La pérdida total por fricción es: Pérdida total por fricción: J1 • L1 + J2 • L2 + J3 • L3
longitud real de la tubería sin ningún tipo de amplificaciones. M1: Manifold 1 o distribuidor 1.
Para el resto de las singularidades
agua caliente
Pérdida friccional (L2) - Pérdida singular
QP
ción entre el caudal máximo proba-
s
(M2) - Pé rdida friccional (L3) En que:
tees y multiplicarlas por la propor-
a
fricciona l (L1) - Pé rdida s ingular (M1) -
narán pérdidas. Sin embargo, en
Es de cir, se debe n suma r los Ki de las
í
Pres ión (A)= Pres ión (RAP) - Pé rdida
denominado M0, pero no se asig-
Ki: coeficiente K de ca da tee de pa so directo
r
L2, D2, V2: longitud, diámetro y velocidad de l segundo tramo de las tuberías Durapex . Es neces ario
Ac c e s o rio Ø °
Codo 90 radio largo °
Ø Ø Ø 16 m m 20 m m 25 m m 32 m m 0 ,2 0
0 ,2 9
0 ,4 0
0 ,3 6
0 ,5 5 0 ,7 3 1 ,0 6
055
Las pérdidas singulares ( λs) ocurren e n
Codo 90 radio corto
los manifolds, y se evalúan según punto
Codo 45
0 ,1 8
0 ,2 6 0 ,3 7 0 ,5 2
ante rior, pudiendo eva luar con es to la
Tee pas o directo
0 ,2 0
0 ,2 9 0 ,4 0 0 ,5 5
presión en el último artefacto según el
Tee sa lida lateral
0 ,5 5
0 ,7 6 1 ,0 7 1 ,5 2
balance de presiones, cuyo valor debe
Unión Pex con reducción
0 ,1 7
0 ,2 4 0 ,3 3 0 ,4 5
Válvula d e b ola
0 ,0 6
0 ,0 9 0 ,1 2 0 ,1 7
ser mayor o igual que 4 m.c.a.
°
tener presente que e sta longitud corresponde a la longitud real de
Al igual que pa ra e l método cinético, en
la tubería s in ningún tipo de am -
la práctica, la totalidad de las pérdidas
plificaciones.
singulares ocurre en los distribuidores o manifolds en que existen singularidades
este punto.
M2: Manifold 2 o distribuidor 2.
en s erie, cuyas longitudes e quivalentes s e suman aritméticamente, a excepción del
L3, D3, V3: ídem L2, D2, V2
Balance de presiones:
paso directo por manifolds cuando existen muchas tees en s erie.
Esquemáticamente tiene:
A: artefacto más alejado. Para esta situación se debe considerar lo
RAP
L1,D1,V1
M1
L2,D2,V2
M2
L3,D3,V3
A
Para evaluar la presión en el último arte-
siguiente:
facto, se tiene: Tee califont o tees que salen hacia otros
T
u
b
parecon atgo ím l iÚ atl
manifolds, se suponen los valores de la n
metros para D = 16 mm; 0,29 metros para
Li
L equiv.=
•
i=1
D = 20 mm; 0,40 metros pa ra D = 25 mm y
QP
longitud equivalente.
-Normachilena NCh2485 of.2000 -PipeFrictionManua l.ThirdEdition.Copyrightby
QI
0,55 metros para D = 32 mm. Enque:
HydraulicInstitute.
Este método consiste en asignar las pérdi-
-RIDAA.
das por accesorios en un tramo del sistema,
-Anexodeespecificacionestécnicaspara instalaciones
Para los manifold se suponen los valores
n:númerodeteesde pasodirectoens erie
como un factor constante que amplifica la
de la siguiente tabla:
Li: longitud equivalente de cada tee de paso directo
longitud.
domiciliarias de agua potable. SENDOS. Diseño y cálculo. -PUMPHandbook. -ManualofGouldPump.
Es decir, se deben sumar las longitudes
Ac c e s o rio Ø Manifold de 4 s alidas Manifold de 6 s alidas Manifold de 8 s alidas Manifold de 10 s alidas Manifold de 12 s alidas
Ø Ø Ø 16 m m 20 m m 25 m m 32 m m 0 ,2 0 0 ,3 0
0 ,2 9
0 ,4 0
0 55
0 ,4 4 0 ,6 0 0 ,8 3
equivalentes Li de las tees y multiplicarlas por la proporción entre el caudal máximo probable (QP) y e l caudal instalado (QI). Para el resto de las singularidades como codos, re ducciones y válvulas, las longitudes e quivalentes se suman aritmética-
0 ,4 0
0 ,5 8 0 ,8 0 1 ,1 0
0 ,5 0
0 ,7 3 1 ,0 0 1 ,3 8
0 ,6 0
0 ,8 7 1 ,2 0 1 ,6 5
mente al valor de las longitudes equiva-
Este método es el más simple de todos, pero
-NormachilenaNCh2086of1999.
es exces ivame nte conse rvador, debido a
Tuberías Pex.
que ese factor se supone igual a un 50 %. Sin embargo, para proyectos es pecíficos s e ace ptan valores menores , incluso en otros materiales en que existen más singularidades, por lo que se entregará una recomendación general de la estimación de este factor.
lentes de tee s de paso directo, obtenién-
Lo n g itu d d e l tra m o
dose una longitud equivalente total para el manifold en cue stión. Pa ra evaluar la pérdida de ca rga total, se debe s umar esta longitud equ ivalente a la longitud rea l de la tubería ubicada por agua s a rriba, supo-
Dado que e n la práctica los a rtefactos sólo se utilizan parcialmente, algunas de estas
niéndola como si la totalidad fuera pérdida friccional.
tees de pa so directo no tienen pé rdidas, por lo que no correspondería sumarlas aritméticamente.
Para el balance de presiones se utiliza la misma metodología que para e l método cinético de scrito anteriormente .
Al igual que pa ra e l método cinético, la evaluación de es te concepto es tá definido por el cauda l insta lado (QI) y el caudal máximo probable (QP), por lo que la e stimación del valor de la longitud equivalente cuando hay varias tees y un manifold extenso e s la s iguiente:
agucaal ei net
Bibliografía:
c) Método simplificado de
tabla adjunta de tees de paso directo de 0,2
e
L<3 m 3 m
8 m 2
25%
20%
15%
10%
4
30%
25%
20%
15%
6
35%
3 0%
25%
20%
8
40%
35%
30%
25%
10
45%
40%
35%
30%
12
50%
45%
40%
35%
ld o fi n a m l e d s a id l a S
r
í
a
s
