ESTIMACIÓN DE CAUDALES Y PRESIONES DE SUMINISTRO • El caudal de suministro de un aparato depende de su modelo y de la presión disponible antes del mismo.
• Para el dimensionamiento de los diámetros se debe tener en cuenta que no todos los aparatos funcionarán al mismo tiempo.
CLASIFICACION DE CAUDALES
CAUDAL MÁXIMO POSIBLE se presentará cuando todos los aparatos estén funcionando simultáneamente. Para los diseños no se tendrá en cuenta este caudal ya que es de ocurrencia improbable.
Caudal Máximo Probable Es el que se puede presentar en la tubería de suministro y con el cual se deben diseñar. Determinar la probabilidad de uso de un número de aparatos en un instante dado
Este valor se ha tratado de determinar empíricamente, pero los resultados siempre han sido diferentes
Métodos de predimensionamiento de redes interiores
• Método del Factor de Simultaneidad . • Caso de certeza total (simultaneidad del 100%) • Método de Presunción del Gasto ( para vivienda). • Método de HUNTER original. • Método HUNTER modificado (adaptado a las Normas de cada país: Norma ICONTEC 1500 para Colombia).
Métodos de predimensionamiento de redes interiores Estos métodos tienen por objetivo principal determinar el caudal instantáneo demandado por una instalación total o parte de ella, para definir los diámetros preliminares requeridos en función de los valores de caudal.
1.0 Método del factor de simultaneidad. Se fundamenta en la aplicación de factores de simultaneidad de uso. F=Factor de simultaneidad
GASTO MÁXIMO PROBABLE F % GASTO MÁXIMO POSIBLE
En consecuencia
QMÁX
PROBABLE
F * QMAX
POSIBLE
Procedimiento de diseño • En un esquema o listado de aparatos de la instalación, se asigna a cada uno el caudal requerido, conforme a los valores básicos • Para calcular por ejemplo un ramal, se suman los caudales de los aparatos atendidos por ese ramal. • Se determina el factor de simultaneidad F • Se multiplican los dos valores obtenidos en los pasos anteriores, para obtener el Gasto Máximo Probable (Q) previsto para el ramal.
Gasto, diámetro y presión mínimos requeridos GASTO Q mínimo (Litros/seg.)
DIAMETRO mínimo pulgadas
PRESION mínima m.c.a.
PRESION Recomendada m.c.a.
Bañera
0.30
3/4
2.0
5.0
Bebedero
0.10
1/2
2.5
5.0
Bidet
0.10
1/2
3.0
5.0
Calentador eléctrico
0.30
3/4
2.0
5.0
Ducha
0.20
1/2
2.0
10
Inodoro de tanque
0.15
1/2
2.8
7.0
Inodoro de fluxómetro
1 - 2 - 2.5
1-1-1
7.7
10
Lavadero
0.20 - 0.30
1/2
2.0
5.0
Lavadoras
0.25 - 0.30
1/2
2.8
7.0
Lavaescobas
0.30
1/2
2.0
5.0
Lavamanos
0.20
1/2
2.0
5.0
Lavaplatos
0.25 - 0.30
1/2
2.0
5.0
Manguera jardín
0.25
1/2
7.0
10.0
Orinal sencillo
0.15
1/2
2.8
7.0
Orinal fluxómetro muro
1a2
¾- 1”
7.7
10.0
Surtidor grama
0.20
1/2
10.0
10
Vertedero
0.20
1/2
2.0
3.5
Hidrante Gabinete Muro (Boquilla 1/2 a 5/8)
3.2 (2.2)
1 1
45.0 (22.0)
45
APARATO SANITARIO O SALIDA
Factor simultaneidad • Instalación de tipo colectivo( aparatos comunes) 1 1 F Log (10 n) 1 Log n
Instalación de tipo colectivo( aparatos fluxómetro) F
1 0.7 n 1
Instalación de tipo común en una vivienda F
1 Normas Francesas n 1
Caso de certeza total (simultaneidad del 100%) • En ciertas edificaciones, puede darse el caso de tener la plena certeza, de que durante un período determinado, todo un grupo muy definido de aparatos está totalmente en funcionamiento. • Es común en instalaciones de tipo colectivo, de uso muy concentrado: internados, escuelas, cuarteles, etc.; en las cuales es lógico suponer por ejemplo, que los grupos de duchas funcionarán a la vez, durante un tiempo determinado por el régimen horario de la institución.
2.0 Caso de certeza total (simultaneidad del 100%) • Esta demanda instantánea debe ser prevista en los cálculos; en consecuencia, el ramal correspondiente a un grupo de duchas, se calculará en función de gasto máximo posible, puesto que el factor de simultaneidad es del 100 %.
QMÁX PROBABLE F * QMAX POSIBLE
QMÁX PROBABLE QMAX POSIBLE
F 100% 1.00
3 . Método de Presunción del Gasto (vivienda). Este es uno de los métodos más prácticos y simplificados de predimensionamiento de redes interiores destinadas a vivienda e instalaciones similares (sin válvulas de fluxómetro) Por ejemplo en edificios de apartamentos, una cierta homogeneidad de actividades en las “ horas-pico ”, permite fácilmente “ presumir ” o suponer un gasto probable instantáneo semejante, para cada unidad de vivienda.
3 . Método de Presunción del Gasto (vivienda). • Esto significa que en una vivienda o en un apartamento de tipo corriente, puede preverse sin mayor error, que en una “ hora - pico ” habrá como máximo 2 o 3 salidas en funcionamiento simultáneo. • Es posible la aplicación de este método en sistemas de alimentación directa, por gravedad y combinados para vivienda.
4 El Método de HUNTER original Desarrollado por Roy Hunter ,presentado en los EU en el año de 1932 Se fundamenta en el Gasto Máximo Posible para cada aparato en funcionamiento a “ plena carga ”. Esto quiere decir que no opera con los valores de “ Gasto Mínimo Necesario “ del primer método sino mayorado por 2.5
El Método de HUNTER original • Definición de La Unidad de Abasto (U.A) Original. Es el gasto máximo demandado por un lavamanos de tipo privado, equivalente a una descarga de 1 pie3 / Minuto. A esta unidad se llega de la siguiente manera: • El gasto para un lavamanos,, es 0.20 Lts/seg. y más exactamente 0.189 Lts/seg. ; por tanto: Gasto máximo necesario : 0,189 * 2,5 = 0,472 Lts/seg. Expresado en litros/min será 0.472 * 60 seg. = 28,32 lts/min. Como 1 pie3 = 28,32 Litros, se llega a la expresión original de la “ Unidad de Abasto ”.
El Método de HUNTER original Diferentes expresiones de la Unidad de Abasto:
• 1 U.A. = 1 pie3 / min • 1 U.A. = 28,32 Lt/min (Apróx.28,5 Lt/ min) • 1 U.A. = 0,472 Lt/sg. (Apróx. 0,5 Lt /sg). • Como se puede apreciar, este valor es bastante elevado, con gran frecuencia en el dimensionamiento de tuberías. Puede decirse que este método no es “ económico ” tal como está basado. Por esta razón, se acostumbra modificarlo de manera conveniente. Sin embargo puede ser aplicado en instalaciones especiales, a juicio del proyectista
El Método de HUNTER original Asignación de U.A. Y Clasificación de Los Artefactos Sanitarios. Se le asigna U.A. a cada aparato sanitario, en función del caudal máximo requerido y de acuerdo con la clase del servicio prestado. Dando a la clasificación de los aparatos en privados y públicos.
El Método de HUNTER original 500
Consumo probable(l/min)
400
300
Polinómica (Comunes)
200
Polinómica (Fluxómetro)
100
0 0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Unidades de consumo
Curva de Simultaneidad, Método de Hunter
2800
3000
5 El Método de Hunter Modificado (NORMA ICONTEC 1500)
Simplemente se trata de transformar el método de Hunter, en un método relativamente “ económico” desde el punto de vista de la estimación de los caudales o gastos de los aparatos.Sugerido por el ICONTEC, opera con gastos normales o promedio para los diferentes aparatos sanitarios, sin llegar a los extremos de gastos mínimos del Método de Hunter original.
El Método de Hunter Modificado (NORMA ICONTEC 1500) Esta consideración fundamental, obliga a la introducción de un valor diferente para la “ Unidad de Abasto ” . Definición de La Unidad De Abasto ( U.A. ) Modificada. Una Unidad de Abasto, es el gasto normal o promedio demandado por un lavamanos ( tipo privado ) en condiciones de funcionamiento normal. El gasto normal de un lavamanos, que se toma como unidad, es entonces el valor medio entre el gasto mínimo del método No. 1 y el gasto máximo estimado por el método de Hunter original.
El Método de Hunter Modificado (NORMA ICONTEC 1500) Así, para un lavamanos privado: Gasto mínimo : 0,19 1 / seg. MÉT. DE SIMULTANEIDAD Gasto Máximo : 0,47 1 / seg. (de Hunter original). El gasto promedio es de 0,33 Lts/seg., o sea la Unidad de Abasto para este método modificado. Por lo tanto: 1 U.A. = 0,33 Lts/seg. 0,3 Lts/seg. O también: 1 U.A. = 20 litros / minuto ( para la NORMA ICONTEC 1500). En este caso el factor multiplicador de los gastos mínimos es aproximadamente 1,5. Este valor es más bajo que el utilizado antes en el método original (2,5).
El Método de Hunter Modificado (NORMA ICONTEC 1500) • En síntesis, el gasto promedio equivale a un incremento del 50% de los gastos del método de Simultaneidad. Método del Factor de Uso
Hunter Modificado NTC 1500
Hunter Original
Q = 0.2 Lts/seg.
1 U.A. = 0.3 Lts/seg.
1 U.A. 0.5 Lts/seg.
Q = 1/5 Lts/seg.
1 U.A. = 1/3 Lts/seg.
1 U.A. 1/2 Lts/seg.
MINIMO
PROMEDIO
MAXIMO
El Método de Hunter Modificado (NORMA ICONTEC 1500) • Asignación de U.A. y Clasificación de Los Artefactos Sanitarios. Se transcriben algunos puntos importantes de la NTC 1500: • “El sistema de distribución del suministro de agua para el edificio deberá diseñarse de manera que abastezca los aparatos y equipos con la mínima cantidad de agua necesaria para obtener un funcionamiento que satisfaga los requisitos de salubridad con presiones y velocidades adecuadas” . • “Para estimar la demanda del suministro de agua de los diferentes aparatos sanitarios, expresada en unidades de consumo bajo diversas condiciones de servicio, el diseñador se regirá por los datos consignados en el Cuadro 6”.
Aparatos
Ocupación
Tipo de control del suministro
Unidades de consumo
Inodoro
Público
Fluxómetro
10
Inodoro
Público
Tanque de limpieza
5
Orinal
Público
Fluxómetro de f=2.5 cm
10
Orinal
Público
Tanque de limpieza
3
Lavamanos
Público
Llave
2
Tina
Público
Llave
4
Ducha
Público
Válvula mezcladora
4
Fregadero de servicio
Oficial, etc.
Llave
3
Fregadero de cocina
Hotel, restaurante
Llave
4
Inodoro
Privado
Fluxómetro
6
Inodoro
Privado
Tanque de limpieza
3
Lavamanos
Privado Llave 1 Cuadro 6. Unidades de consumo por aparatos sanitarios
El Método de Hunter Modificado (NORMA ICONTEC 1500)
Aparatos
Ocupación
Tipo de control del suministro
Unidades de consumo
Bidé
Privado
Llave
1
Tina
Privado
2
Ducha
Privado
Llave Válvula mezcladora
Privado
Llave
2
Privado Privado
Llave Llave
1 3
Privado
Llave
3
Fregadero de cocina Lavadero Lavadora Combinación de accesorios
2
Continuación Cuadro 6. Unidades de consumo por aparatos sanitarios
•
Normas ICONTEC - Curvas para la estimación del Gasto Probable en litros por minuto (Litros/min). El gráfico preparado por la NORMA ICONTEC 1500 1 U.A. = 20 Lts/min (0.3 Lts/seg. ) . 450
400
350
Consumo probable (l/min)
300
250
200
Con fluxómetro Sin fluxómetro 150
100
50
0 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
Unidades de consumo
Curva de demanda, NTC 1500.
240
260
280
300
320
Caudales de diseño Q = FUq • Si llamamos F al coeficiente de simultaneidad n = al número de salidas por aparato en funcionamiento U= unidad de consumo q = unidad de abasto crítica= ducha privada = 0.20 lt/seg /1.5 = 0.133 lt/seg Como una ducha equivale a dos unidades de consumo q =0.133 lts/seg/2 und = 0.066 lt/seg*und
1 F n 1
Coeficiente de simultaneidad No. salidas 1
Valores de F
Valores de F
1
No. salidas 9
Valores de F
0.35
No. salidas 17
2
1
10
0.33
18
0.24
3
0.7
11
0.32
19
0.23
4
0,57
12
0.3
20
0.23
5
0,50
13
0.29
21
0.22
6
0,45
14
0.28
22
0.22
7
0,40
15
0.26
23
0.21
8
0,37
16
0.25
24
0.21
0.24
Ejemplo 1
• EN UN BAÑO que consta de 7 salidas APARATO
UNIDADES DE CONSUMO
SALIDAS
SANITARIO
3
1
DUCHA LAVAMANOS BIDÉ TOTAL
2 1 1 7
2 2 2 7
F
1 1 0.41 41% n 1 7 -1
Ejemplo 2 •EN UN APARATAMENTO APARATO
UNIDADES DE CONSUMO U*aparatos
SALIDAS
SALIDAS totales
4 SANITARIOS
3
12
1
4
4 DUCHAS
2
8
2
8
4 LAVAMANOS
1
4
2
8
4 BIDÉS
1
4
2
8
LAVAPLATOS
2
1
2
2
LLAVE DE RIEGO
1
1
1
1
LAVADORA
3
1
2
2
TOTAL
31
33
1 1 F 0.177 17.7% n 1 33 - 1 menor que el F min ENTONCES F 21%
