a. fundamentación teórica 1. aplicaciones asistidas por el
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A. Fundamentación Teórica
1. Aplicaciones asistidas por el computador
Según la Enciclopedia Temática de Informática (1990): las
aplicaciones asistidas por computador se refieren a la integración de
las computadoras y los programas orientados a la automatización de
procesos. Esta automatización puede abarcar procesos gráficos
como por ejemplo, el diseño de herramientas mecánicas, el plano de
una casa, hasta toda la mecánica de un automóvil.
En las aplicaciones asistidas por el computador, el hombre y la
maquina electrónica llamada computador se mezclan para formar un
equipo solucionador de problemas, donde cada uno hace las tareas
que puede hacer mejor. La combinación del ser humano y la
maquina producen mejores resultados en tiempo mucho menor que si
lo hiciera una persona trabajando sola. El ser humano y el
computador se complementan entre si, donde el hombre puede
pensar y tomar decisiones usando su mente intuitiva y analítica y
donde la computadora aporta la velocidad, la exactitud y el
almacenamiento casi ilimitado de información y una rápida aptitud
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para la recuperación de esta información. En referencia a esto,
Luzadder en su obra Fundamentos de Dibujo en Ingeniería, expresa
que la computadora tiene las funciones de proporcionar una
extensión a la memoria del diseñador y reforzar su potencialidad
analítica, así como efectuar tareas repetitivas del diseño de modo
que releva a su socio humano y lo libera para otro trabajo. Con la
computadora realizando sus funciones, el diseñador quedará liberado
para controlar el proceso de diseño; aplicar sus potencialidades de
intuición, creatividad, imaginación y juicio al desarrollo del diseño y,
por ultimo, aplicar su experiencia al análisis de la información
significativa.
Figura 1: Dibujo de Ingeniería y su representación Numérica
Fuente: W. Luzadder (1986, pág. 7), “Fundamentos de Dibujo en Ingeniería”.
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Durante los últimos años se han categorizado las aplicaciones
asistidas por el computador según el área que estas automatizan. A
saber existen cientos de aplicaciones en las que las computadoras
han ido incursionando para facilitar el trabajo; entre estas categorías
se encuentran los siguientes sistemas: CAD (Diseño), CAE (Ingeniería),
CAM (Manufactura), CAI (Enseñanza), CAS (Simulación), y sus
diferentes combinaciones: CAD/CAM, CAD/CAE/CAM, CAD/CAE,
CAD/CAE/CAM/CAS, entre otros. En el siguiente diagrama se puede
asociar cada técnica con su utilización en la ingeniería.
Figura 2: Diferentes combinaciones entre los Sistemas Asistidos por Computadora
CAD
CAE CAS
CAM
CAD/CAE
CAE/CAM
CAD/CAS
CAS/CAM
CAD/CAE/CAM
CAD/CAE/CAS
CAD/CAS/CAM
CAE/CAS/CAM
CAD/CAE/CAS/CAM
CAD
CAE CAS
CAM
CAD/CAE
CAE/CAM
CAD/CAS
CAS/CAM
CAD/CAE/CAM
CAD/CAE/CAS
CAD/CAS/CAM
CAE/CAS/CAM
CAD/CAE/CAS/CAM
Fuente: Baldayo, Laguna, “Desarrollo de una aplicación CAD/CAE”.
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A continuación se definen los sistemas asistidos por computador
mas importantes .
• CAD
Desde hace varios años, el uso mas extenso de las gráficas de
computadoras han sido un auxiliar del diseño, generalmente
conocido como CAD (Computer Aided Design ó Diseño Asistido por
Computadora). Según la Enciclopedia Temática de Informática
(1990), la técnica denominada CAD es la utilización de los
computadores para la automatización de diseños que requieran
precisión y exactitud, además de brindar herramientas para la
facilitación del trabajo. Permiten generar y manejar imágenes gráficas
en pantalla. Por ejemplo, el diseño de partes y el dibujo mecánico se
realizan interactivamente produciendo perfiles o producciones mas
realistas. Pueden hacerse cambios experimentales con libertad ya
que, a diferencia del dibujo manual, el sistema CAD incorpora
rápidamente modificaciones en el despliegue del objeto.
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Los sistemas de Diseño Asistido por Computador pueden ser
clasificados en:
Sistemas de Propósito General. Son los que permiten realizar un
diseño utilizando comandos y funciones de dibujo totalmente
estándar y mas o menos numerosos y sofisticados en función de
la complejidad del programa pudiendo de esta forma realizar el
diseño de un objeto sencillo, como una mesa, a uno complejo,
como un circuito integrado.
Sistemas de Propósito Especial. Están pensados y diseñados en
función de un propósito concreto. Así, se han desarrollados
paquetes capaces de diseñar mobiliario, otros de diseño de
circuitos integrados, otros de tuercas y otros encargados de
diseño de presas, por ejemplo. Cada uno de estos paquetes
tendrá un repertorio de comandos específicos para su caso,
para que de esta manera, a fuerza de perder generalidad,
gane potencia.
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• CAE
La Ingeniería Asistida por Computador (Computer Aided
Engineering) es relativamente reciente, y el deber de estos sistemas es
analizar los diseños introducidos al computador, para poder efectuar
diferentes clases de análisis de ingeniería, como análisis estructurales y
análisis de circuitos electrónicos.
• CAD/CAE
Las computadoras son utilizadas por arquitectos, ingenieros de
diseño y producción y técnicos dibujantes en casi todas las fases
básicas del diseño total, desde la identificación de necesidades a
través de las etapas de producción. Un sistema CAD ofrece al
diseñador una calculadora de capacidades excepcionales, un
banco de almacenamiento para datos de diseño y un auxilio en el
dibujo para el desarrollo de un proyecto final a partir de bosquejos
generales preliminares.
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• Paquetes Gráficos
Actualmente existen paquetes de CAD de propósito general,
que permiten ser especializados en las áreas que se necesiten. El
problema con estos programas de uso general, es que deben ser
programadas las rutinas y aplicaciones especiales, lo que conlleva a
Figura 4: Dibujo generado por computadora de una instalación de tuberías, aplicando las técnicas CAD/CAE
Fuente: W. Luzadder (1986, pág. 515), “Fundamentos de Dibujo en Ingeniería”.
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la necesidad de utilizar lenguajes de programación realizados ó
adaptados a el ambiente CAD.
• Lenguajes de programación para CAD
Los lenguajes utilizados para el desarrollo de aplicaciones en
sistemas CAD, son del tipo PASCAL, C, ADA, FORTRAN, PL/1, LISP, por
ejemplo. Los programas elaborados, se desarrollan en múltiples
módulos (rutinas), cada uno de ellos totalmente independientes, pero
a la vez todos interrelacionados entre si, de forma que cada modulo
tiene una función específica y concreta. Estos módulos están
coordinados por el programa principal (aplicación), que es el
encargado de transferir el control a uno u otro, de manera que
básicamente, su única función es la de interpretar el comando
introducido por el usuario y ceder el control del programa al modulo
oportuno.
Estas rutinas son de muy distintos tipos y complejidades: dibujo
de líneas, de arcos, de polígonos, de caracteres, rutinas de
sombreado, de escalado, de zoom, de rotación, por ejemplo. Se
programan también otra serie de rutinas indispensables para el
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funcionamiento de todo el conjunto, y que no se corresponden con
comandos del paquete gráfico
2. AutoCAD
La adaptabilidad de AutoCAD es la razón primordial por la que
se sitúa como el estándar de los CAD para PC. AutoCAD puede ser
modificado para adaptarlo a las necesidades de dibujantes y
diseñadores en diversas disciplinas. Aprender a modificar el programa
esta al alcance de los usuarios de AutoCAD; la mayoría de ellos son
dibujantes profesionales somet idos a fechas estrictas y con poco
tiempo para perfeccionar los conocimientos necesarios para
personalizar y reconfigurar programas de ordenadores. No obstante,
las ideas que llevan a la personalización de AutoCAD son mas fáciles
de aprender de lo que pueda parecer a simple vista, y los resultados
justifican el tiempo empleado en ello.
Figura 2: Pantalla Principal de AutoCAD con el detalle de una Bomba hidráulica en su mesa de trabajo.
Fuente: AutoCAD versión 14
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2.1. Personalización
Los usuarios de AutoCAD emplean la mayoría de su tiempo
seleccionando y/o tecleando órdenes en una secuencia exacta, y
escogiendo la opción correcta dentro de dichos comandos. Para los
usuarios experimentados de AutoCAD, la personalización puede
hacer el proceso de dibujo mucho más eficiente, al permitir combinar
largas series de secuencias de letras dentro de pocos comandos. En
suma, si el proceso de dibujar incluye cálculos, la personalización
puede realizar estos forma correcta; dentro de las ordenes de dibujo.
Algunas partes del proceso de dibujo de AutoCAD
indudablemente se emplearan en dirigir el programa (e.g. cambio de
capas, activándolas y desactivándolas, ajuste de la retícula,
estableciendo parámetros de dibujo). Una aplicación personalizada
de AutoCAD reducirá notablemente el tiempo empleado en esas
tareas y permitirá al usuario dedicar su tiempo al diseño y a la
creatividad. Además, una vez desarrollada la aplicación, beneficia a
los usuarios inexpertos porque presenta de una forma más
condensada la familiar interfaz, lo que reduce el tiempo de
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aprendizaje y ofrece oportunidad de producir dibujos aprovechables
con la rapidez precisa.
Personalizar AutoCAD implica crear y editar archivos ASCII que
AutoCAD leerá y usará varias veces durante su procesamiento. El
editor de texto de DOS-EDIT o Windows-NOTEPAD pueden usarse para
producir y editar un archivo ASCII, pero lo más eficiente es usar para
ello un procesador o un editor de textos. Los archivos personalizables
de AutoCAD se diferencian por su extensión, es decir, según su
extensión poseen funciones especificas. Estas extensiones son las
siguientes:
*.DCL – Archivos de texto que contienen instrucciones para el diseño y
estructuración personal de cuadros de diálogos (ventanas o
cajas de dialogo).
*.LIN – Archivos de texto que contienen la información requerida por
AutoCAD para dibujar diferentes tipos de líneas.
*.LSP – Archivos de texto que contienen código fuente escrito en el
lenguaje de programación interno llamado AutoLISP.
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*.MNL – Archivos de texto que contienen códigos de AutoLISP
asociados con un archivo de menú.
2.2. AutoLISP
Es un lenguaje de programación utilizado para escribir
instrucciones llevadas a acabo por AutoCAD. A un conjunto de
instrucciones escritas en AutoLISP se le llama rutina LISP. Las rutinas
están contenidas en archivos ASCII llamados archivos LISP. Los
archivos LISP pueden tener cualquier nombre que sea valido en DOS o
Windows, y por convención tienen la extensión de archivo LSP.
Si es un usuario de AutoCAD, lo opuesto a un desarrollador de
aplicaciones AutoCAD, AutoLISP es su más potente herramienta para
optimizar la ejecución de AutoCAD. Le habilita para “automatizar”
AutoCAD incluso más allá de lo que puede llevar a cabo usando
macros. Las rutinas LISP tienen muchas aplicaciones posible, incluida
la creación de nuevas y únicas ordenes AutoCAD, la inserción de
funciones especiales para dibujar y para calcular en las macros de
menú personalizadas, y el desarrollo de gráficos y de dibujos dentro
del editor de dibujos de AutoCAD.
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Las rutinas LISP pueden calcular rápidamente y analizar datos
utilizados para generar entidades de dibujos en la pantalla del
monitor. Estos analizan las entidades de dibujos existentes o crean
nuevas llamando directamente a las órdenes de AutoCAD. Las
entidades creadas por las rutinas LISP son iguales a cualquier otra
creada por el usuario, solo que con AutoLISP el proceso es mas rápido,
fácil y preciso. Las rutinas LISP potencian la producción de dibujos
complejos, y eliminan además selecciones de menú innecesarias y
entradas repetitivas desde el teclado.
El proceso de desarrollo de una rutina LISP es sencillo, las
instrucciones contenidas dentro de las rutinas se ejecutan
secuencialmente; trabajan unas sobre lo realizado por otras, los
resultados de las instrucciones anteriores son usadas para llevar a
cabo las instrucciones subsiguientes.
El primer paso al escribir cualquier rutina LISP es sentarse con un
papel y un lápiz y describir en español qué es exactamente lo que
quiere que haga la rutina. Este ejercicio es extremadamente
importante para ahorrarse tiempo y prevenir errores. Los
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programadores experimentados se refieren a esta practica como
pseudocódigo.
2.2.1. Convenciones de Sintaxis
Funciones
El formato de instrucción fundamental en AutoLISP se
llama función. Una función lleva a cabo una serie de procesos
con datos que generalmente devuelven algún resultado. Las
reglas generales que AutoCAD reconoce como funciones
AutoLISP son las siguientes:
• Las funciones de AutoLISP se ponen entre paréntesis. Todos
los paréntesis en las rutinas LISP tienen que estar igualado, o
equilibrados; es decir, un par de paréntesis tiene que rodear
a cada función individual.
• La función lee de izquierda a derecha.
• La primera cosa dentro del paréntesis es el operador de
función, que es una orden para que el interprete del
AutoLISP haga algo.
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• El operador de función va seguido de todos los argumentos
de función necesarios. Los argumentos son ítems individuales
de información, necesarios para que el interprete de
AutoLISP lleve a cabo el propósito de la función.
• El operador de función y sus argumentos están separados al
menos por un espacio, así pues el interprete de AutoLISP
puede decir donde termina uno y donde comienza otro.
• Los espacios extra y los retornos de carro, dentro y entre las
funciones, no son necesarios y por lo tanto son ignorados por
el interprete de AutoLISP. Esto significa que una función
puede ocupar muchas líneas en un archivo ASCII.
• Las funciones usan caracteres ASCII estándar. Cuando
teclee funciones LISP puede usar caracteres en mayúscula o
minúscula, o mezclarlos juntos. Con el tiempo, algunas
convenciones han evolucionado en cuanto al uso de las
mayúsculas en AutoLISP. En general, se estila escribir las
funciones predefinidas en minúsculas, con los nombres de
variables en mayúsculas.
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Variables de Memoria
AutoLISP utiliza una función especial, SETQ, para crear
variables de memoria y ligarlas a valores. Esta función requiere
un mínimo de dos argumentos. El primer argumento es el
nombre de la variable de memoria. El segundo es el valor al
cual la variable de memoria se liga. Por ejemplo (setq x 2).
Anidamiento
Los resultados devueltos por las funciones pueden utilizarse
como argumentos de otras funciones en un proceso llamado
anidamiento. Por ejemplo (setq X (+ X 2)), esta toma le suma 2
al valor de X y el resultado se lo asigna de nuevo a X, esta es la
forma de plasmar X=X+2.
Radianes
AutoLISP no utiliza los grados para medir los ángulos; en su
lugar usa un sistema de radianes. Afortunadamente, los grados
del ángulo se pueden convertir en radianes usando una
formula sencilla: dividir los grados de los ángulos por 180 y
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multiplicar el resultado por pi. En AutoLISP, esta formula se
expresa (* pi (/ ángulo 180))
2.2.2. Conceptos Básicos
Los datos utilizados por AutoLISP pueden agruparse dentro de
tipos de datos diferenciables por lo que pueden y no pueden hacer
cuando se usan dentro de rutinas LISP. Lo que sigue son breves
descripciones de los tipos de datos en AutoLISP:
Nombres de entidad
Cada entidad de dibujo creada en AutoCAD se lista en
una base de datos especial con toda la información necesaria
para reproducir esa entidad. El nombre de entidad es un tipo de
dato reservado para manejar la lista de definiciones y
distinguirla de otras entidades seleccionadas. Una vez que se
haya seleccionado una entidad y se le haya asignado un
nombre, cualquier ítem en la lista de información lo puede
extraer y manipular AutoLISP.
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Descriptores de archivo
AutoLISP tiene funciones que pueden abrir un archivo en
el disco, para almacenar o leer la información contenida en los
archivos de disco. Cuando un archivo se abre bajo AutoLISP, se
le asigna un tipo de dato especial llamado un descriptor de
archivo, el cual actúa como un puntero para ese archivo,
manteniendo la pista de la localización física en el disco para
almacenamiento y acceso, distinguiéndolo de cualquier otro
archivo seleccionado.
Números enteros y reales
AutoLISP reconoce dos formas de datos numéricos:
números enteros y reales. Los enteros nunca llevan comas o
puntos decimales. Pueden procesarse rápidamente, pero están
limitados en extensión. El rango de los enteros validos depende
del sistema que este utilizando. En Windows 95, los enteros se
extienden desde el –2.147.483.648 hasta el +2.147.483.647. Los
números reales se identifican fácilmente porque incluyen
siempre una coma decimal; los enteros nunca lo hacen.
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Listas
En AutoLISP, una list a es todo un grupo de ítems
individuales de información, encerrados entre un par de
paréntesis. Estos ítems están separados de los demás, al menos
por un espacio. Los ítems en una lista pueden ser números,
caracteres, operadores de función, argumentos o incluso otras
listas. Su significado se deriva de la naturaleza de sus contenidos
y del contexto en el que aparecen. Así, una función es una lista
compuesta de un operador de función y de sus argumentos. La
longitud de una lista es el numero de ítems individuales que
contenga. Las listas pueden tener cualquier longitud.
Cadenas
Las cadenas son secuencias de uno o mas caracteres
(letras, números y signos de puntuación) que no requieren un
procesamiento matemático. Una cadena siempre esta
entrecomillada. Por ejemplo (setq CADENA “Esto es una
cadena”)
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Símbolos
El termino símbolo se usa para describir los caracteres
ASCII que representan algo mas. Los nombres de las variables
de memoria son símbolos; también lo son los operadores de
función. Una cadena es diferente de un símbolo porque es un
literal que se representa a si mismo.
Conjuntos de selecciones
AutoLISP le permite seleccionar grupos de entidades de
dibujo. A un grupo de entidades se le puede dar un nombre,
llamado conjunto de selecciones, y entonces pueden actuar
como un grupo.
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3. Instalaciones Sanitarias
La problemática de las instalaciones sanitarias en residencias y
edificios, constituye hoy en día un tema el cual debe sopesarse en
toda su magnitud. Por un lado la problemática de costos a nivel
nacional, lo cual requiere de manera inequívoca que debe tratarse
de obtener la máxima economía, tanto a nivel de diseño
Figura x: Ejemplo de un Proyecto de Aguas Servidas para una casa.
Fuente: L.Lopez (1990, pág. 199), “Instalaciones Sanitarias en Edificaciones”.
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3.1. Aspectos Fundamentales
3.1.1. Desarrollo de Proyectos de Ingeniería
El desarrollo de proyectos de ingeniería se ejecuta en varias
fases consecutivas. A continuación se resumen las mas importantes
de ellas:
Encargo del Proyecto: Se realiza un estudio con la gerencia,
ingeniería y el cliente. Se expone y especifica el problema a
proyectar. Se recolecta toda la información pertinente.
Formulación del Proyecto: Se reconocen y definen las
necesidades del cliente. Se consideran proyectos previos, Se realiza
una recopilación de todos los datos originales necesarios:
matemáticos, gráficos, mecánicos, eléctricos, etc.
Planteamiento de Ideas: Se realizan esquemas de proyectos
preliminares o anteproyectos. Se identifican los datos del
anteproyecto, con indicación de los materiales, métodos, detalles de
construcción y características proyectadas.
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Análisis de Ideas: Se realiza un análisis critico de todas las ideas
del proyecto y se seleccionan las mas prometedoras.
Conferencia sobre Anteproyectos: Se discuten los proyectos
preliminares o anteproyectos, con ingeniería, con la gerencia o con el
cliente. Se aprueba el proyecto o los proyectos.
Refinamiento: El diseño proyectado es reforzado con datos
matemáticos, del proyecto o los proyectos seleccionados.
Conferencia sobre Proyectos: Discusión del proyecto o los
proyectos refinados y aprobación del mas prometedor.
Síntesis del Proyecto: El diseño proyectado es reforzado con
datos matemáticos, gráficos y de sistemas combinados y calculados
con ayuda del computador (en caso de disponer alguna herramienta
CAD/CAE). Se investigan además todos los aspectos físicos para
comprobar las bondades del proyecto.
Realización de Modelos: Modelizacion de los componentes.
Desarrollo de modelos de tamaño real o maquetas, o simulación
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computarizada (en caso de disponer alguna herramienta CAD/CAE).
Modelado las características criticas.
Pruebas del Proyecto: Prueba de las características de
funcionamiento de los componentes. Comprobación de la bondad
del proyecto como entidad completa.
Conferencia Final: Es el estudio y discusión final con la autoridad
que origino el proyecto y aprobación del mismo.
Preparación Final: Es cuando se elaboran los dibujos y
especificaciones definitivos o finales.
Entrega del Proyecto: Remisión de los dibujos finales o definitivos
del proyecto y sus especificaciones a la autoridad que lo origino.
3.1.2. Proceso de Diseño
En el diccionario, diseño se define como: (1) formar o concebir
en la mente, (2) inventar un plan, (3) planear y forjar la forma de un
sistema o un proyecto (estructura) y (4) elaborar los bosquejos
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preliminares y/o planes para producir cualquier cosa. El diseño de
ingeniería es un proceso de toma de decisiones usado para
desarrollar proyectos de ingeniería necesarios para el ser humano.
El diseño de ingeniería comienza con la detección de una
necesidad social o económica. Dicha necesidad debe transformarse
en una idea aceptable mediante la conceptualización y la toma de
decisiones. Después la idea debe revisarse para saber si pasa las leyes
físicas y las normas establecidas para el tipo de proyecto que se
desea diseñar, requiriendo así, que el diseñador tenga pleno
conocimiento de las leyes y normas, del trabajo en ingeniería y la
capacidad de comunicar ideas tanto en forma gráfica como oral.
Además debe tener buenos fundamentos de economía, algún
conocimiento de ingeniería de materiales y estar familiarizado con los
estandares del mercado en cuanto a los productos que utilizará en el
diseño.
En este sentido Luzzader (1997) expone que en el desarrollo del
diseño, el ingeniero o el técnico en ingeniería debe aplicar sus
conocimientos de la ingeniería y de las ciencias de los materiales
teniendo presente los factores humanos relacionados, la
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confiabilidad, la apariencia visual, los métodos de construcción y el
costo final del proyecto”.
Cuando nos referimos a instalaciones sanitarias, la identificación
del problema es delimitado por la informacion que posee el
diseñador. Esta informacion puede provenir de una inspeccion fisica al
sitio donde se implantará el diseño, o puede provenir de planos de la
edificacion construida o por constriuir. Ademas, puede que no exista
ningun problema sino que se desea crear un nuevo sistema o mejorar
uno existente. De cualquier forma, en esta etapa se identifican los
elementos que componen el sistema sanitario, se evaluan sus
especificaciones y dimensiones, e incluso, su interaccion con los
demas sistemas que componen la edificacion, como el sistema
estructural en sí, el sistema electrico, los sistemas de calefación y
enfriamiento, entre otros.
Continua la etapa de ideas preliminares, donde se plantean las
ideas del diseñador que pueden dar solucion al problema, o que
pueden ser el boceto de lo que será el sistema sanitario de una nueva
edificacion. Estas ideas generalmente son plasmadas como bosquejos
bajo la tecnica que Luzadder (1997) denomina “pensando con un
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lapiz”, la cual es una valioza herramienta dado que mientras se
perfecciona el diseño y se desarrollan diferentes ideas, los bosquejos
cambian constantemente, por lo que las ideas se deben plasmar en
papel con la misma facilidad y libertad que la escritura, de modo que
la mente esté siempre centrada en la idea y no en lo exacto del
bosquejo.
La siguiente etapa consiste en la conceptualizacion y
refinamiento de las ideas, donde se agrupan todos los bosquejos y
notas, y se revisan para determinar cuál o cuáles soluciones aparentes
son dignas de consideración. En esta etapa, los esbozos preliminares
deben volverse a estudiar para que todas las ideas importantes se
incluyan y que ninguna pase inadvertida. Luzadder (1997) considera
que la etapa de conceptualización del diseño es la etapa donde se
desarrollan otras soluciones y se les evaluan en forma de conceptos.
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3.1.3. Artefactos Sanitarios
Los artefactos sanitarios, constituyen el núcleo de toda
instalación, ya que ellos son los denominados puntos de consumo
(donde se requiere la presencia de agua), como por ejemplo:
Excusados, Duchas, Lavamanos, Bidet, Bañeras, Regaderas de
Cocinas, Bateas, Lavadoras, entre otros.
Estos artefactos, además de su parte corporal, constan de
unos aditivos denominados griferías, los cuales desempeñan el papel
fundamental del artefacto, ya que es a través de ellas que se
Figura x: Símbolos convencionales para instalaciones sanitarias residenciales
Excusado de TanqueExcusado con Fluxometro
Bidet
Ducha (tipo telefono)
Lavamanos
Lavamanos
Urinario
Urinario con Fluxometro
Excusado de TanqueExcusado con Fluxometro
Bidet
Ducha (tipo telefono)
Lavamanos
Lavamanos
Urinario
Urinario con Fluxometro
Fuente:G. Tatá (1993, pág. 7), “Instalaciones Sanitarias en Edificios”.
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produce el paso y suministro del agua. Cabe entonces señalar, tres
aspectos fundamentales:
• La red de distribución
es replanteada y ejecutada por el plomero, basándose en los planos
de plantas, isometrías, detalles, entre otros; suministrados por el
profesional responsable y en el cual se encuentra plasmado el criterio
de distribución al seguir; bien sea por el método aéreo, o bien por el
de desarrollo horizontal. Sea cual sea el método escogido, lo
importante es destacar que las tuberías tienen que ascender hasta
donde recomienda el catalogo del artefacto, para que en ese sitio,
sea dejado el punto de salida de agua respectivo; este punto debe
aflorar fuera de la pared y desde allí se establece el vinculo con el
respectivo artefacto a través de la grifería.
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Proceso de Desarrollo de un proyecto
Para facilitar el trabajo, todos los proyectos de instalaciones
sanitarias residenciales se descomponen formando nuevos proyectos
separados. Estos proyectos son:
Proyecto de Aguas Negras Proyecto de Aguas Blancas
En cada proyecto se ejecuta todo el diseño como tal por
separado, esto incluye los bosquejos y planos suministrados por los
arquitectos, hasta los detalles de cada seccion de la residencia (G.
Tata, 1993 pag 86)
Proyecto de Aguas Blancas (Diseño de la Instalación)
Una vez plasmado en el diseño arquitectónico los ambientes
sanitarios (baños, lavadoras, cocinas, entre otros) y fijada la
colocación de los respectivos artefactos, se procede al diseño de la
instalación.
El primer paso es recopilar los bosquejos hechos previamente,
a fin de obtener la distribución mas idónea. Luego se definen las
conexiones, llaves, codos; se señalan los tramos mediante letras o
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números y se ejecuta la isometría de conjunto de las redes de
distribución, tratando de efectuarla en la forma más clara posible.
Al momento del diseño de la instalación, se deben tener en
cuenta una serie de normativas y leyes que rigen en Venezuela, para
instalaciones sanitarias. A continuación se presenta un extracto de
varios artículos de la gaceta oficial de Venezuela (1988):
CAPITULO XVII
De la instalación de tuberías del sistema de abastecimiento de agua
Articulo 252
Las tuberías del sistema de abastecimiento de agua de las edificaciones, deberán instalarse en un todo de acuerdo con lo señalado en el correspondiente proyecto aprobado.
Articulo 256
En edificaciones de 4 o más plantas, las tuberías de distribución de agua en tramos verticales serán colocadas adosadas a las paredes o en conductos especialmente previstos para tal fin y cuyas dimensiones deberán ser tales que permitan su instalación, revisión, reparación o remoción, no debiendo estar incorporadas a elementos estructurales
Articulo 257
Entre tuberías de agua fría y caliente instaladas en un mismo conducto debe existir una separación mínima de 5 cms, salvo que se protejan con un material aislante adecuado.
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Articulo 258
Se permitirá la colocación de un mismo conducto vertical de los bajantes de aguas negras y de lluvia con la tubería de abastecimiento de agua, siempre y cuando exista una separación mínima de 20 cms. entre ellos.
Articulo 260
En edificaciones de varios pisos, las tuberías horizontales de aducción y/o distribución de agua, deberán instalarse con pendiente hacia la tubería vertical de alimentación para lograr su total vaciado. Siempre que sea posible, se colocarán las llaves de purga en los puntos bajos de las tuberías horizontales de la planta baja o del sótano de la edificación.
Articulo 261
Las tuberías se instalarán en forma tal que no debiliten la resistencia de los elementos estructurales de la edificación.
CAPITULO XXV
De la instalación de los conductos y ramales de desagüe, bajantes y cloacas de aguas servidas
Articulo 357
Los conductos y ramales de desagüe, los bajantes y las cloacas de aguas servidas deberán instalarse en un todo de acuerdo con lo establecido en este capitulo.
Articulo 358
Los empalmes entre conductos y ramales de desagüe y cloacas de agua servida se harán a un ángulo no mayor de 45° en la dirección del flujo y utilizando las correspondientes piezas de conexión. Cuando las cloacas de agua servidas sean enterradas, podrán emplearse tanquillas para los empalmes.
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Articulo 359
Los cambio de dirección de flujo en las conducciones de aguas servidas: horizontales, horizontal a vertical y vertical a horizontal, se harán utilizando piezas de conexión especiales aprobadas previamente por las autoridades competente y en la forma que se indica a continuación :
§ Los cambio de dirección del flujo de horizontal a horizontal, en los conductos y ramales de desagüe y en las cloacas de la edificación, se formando ángulos no mayores de 45°, utilizando codos con tales características o tanquillas, en el caso de las cloacas dela edificación.
§ Los cambios de dirección del flujo de horizontal a vertical se hará mediante el uso de:
1. Tees sanitarias sencillas o dobles
2. Codos de 45°con yees de 45°sencillas o dobles.
3. Codos de 90° cuando el conducto vertical no tiene conexión alguna en su extremo superior, siendo una simple prolongación del conducto horizontal.
4. Pieza de conexión especiales, aprobadas previamente por la autoridad sanitaria competente.
§ Los cambios de dirección del flujo, de vertical a horizontal se harán mediante el uso de:
1. Codos de 90° de radio corto (R<1.50 d), cuando el diámetros de conductos sea mayor de 7,62 cms (3”) o codo de 90° de radio largo (R>1,50 d), cuando el diámetro del conducto sea de 7,62 cms (3”) o menor.
2. Codos de 45° y yees de 45°.
3. Piezas sanitarias especiales, aprobadas previamente por la autoridad sanitaria competente.
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Articulo 360
Se prohibe la utilización de las piezas de conexión que se señalan a continuación, para los empalmes y/o cambios de dirección de los sistemas de desagüe de aguas servidas y de lluvia de las edificaciones:
§ Los codos de mas de 45°, excepto lo previsto en el articulo anterior.
§ Las tee rectas, a 90° , en cualquier conducción, excepto en tuberías de ventilación.
§ Las tees sanitarias , sencillas y/o dobles, en empalmes y/o cambios de dirección horizontal a horizontal a 90°. Estas piezas podrán utilizarse solamente para cambios de horizontal a vertical.
§ Los yees dobles a 45°, de empalmes y/o cambios de dirección de horizontal a horizontal, a menos que sean dotadas de tapón de limpieza ubicado directamente aguas arriba del empalme respectivo.
Estas piezas podrán utilizarse en cambios de dirección de horizontal a vertical , instalándose vertical precedidas de codos de 45°.
§ Las piezas de conexión dotadas de campana ubicada en la dirección opuesta al flujo
§ Los codos provisto con conexión lateral o posterior, cuando esta última es horizontal.
§ Cualquier otra pieza de conexión que a juicio de la autoridad sanitaria competente, pueda ocasionar obstrucciones del flujo, el libre escurrimiento de las aguas, y/o reducciones en la velocidad del flujo.
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Articulo 361
Las juntas y conexiones de los conductos y ramales de desagües, bajantes y cloacas de la edificación deberán hacerse conforme a lo especificado en el capitulo XXIV de estas normas.
Articulo 362
En edificaciones de tres o mas pisos, los bajantes de aguas servidas deberán instalarse en ductos provistos para tal fin y cuyas dimensiones deberán ser tales que permitan el paso de las tuberías y faciliten su mantenimiento. Para este tipo de edificaciones importantes, se recomienda que la instalación de los conductos y ramales de desagüe sean colgantes o instalados en ductos horizontales para tal fin. Las cloacas de la edificación podrán instalarse colgante o enterradas.
Articulo 363
Se permitirá la instalación en un mismo conducto vertical de los bajantes de aguas servidas y de las tuberías del sistema de abastecimiento de agua siempre que exista una separación mínima de 20 cms .
Articulo 364
Los conductos y ramales de desagüe y las cloacas de aguas servidas de la edificación se instalarán en alineamientos rectos y con pendiente uniforme en un todo de acuerdo con el proyecto aprobado.
Articulo 365
Las cloacas de aguas servidas de la edificación se instalarán a la mayor distancia horizontal posible de los estanque de almacenamiento de agua y de las tuberías del sistema de abastecimiento de agua de la edificación.
Esta distancia horizontal en ningún caso será menor de un (1) metro, cuando las tuberías sean paralelas. La cresta de la cloaca de aguas servidas se instalará a no menos de 20 cms por debajo de la parte inferior de la tubería de agua.
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Cuando la cloaca de la edificación cruce alguna tubería del sistema de abastecimiento de agua, la distancia vertical entre la parte inferior de la tubería de agua y la cresta de la cloaca no será menor de 10 cms.
Articulo 369
La instalación de los conductos y ramales de desagüe, bajantes y cloacas de la edificación, en lo que se refiere a su relación con elementos estructurales, soportes, fijación de tramos colgantes o tramos verticales en conductos, paso a través de juntas de dilatación, protección de tramos sujetos a vibración, protección de juntas susceptibles a corrosión y aspectos constructivos, deberán efectuarse según lo establecido en el capitulo XVII de estas normas.
Articulo 374
En la instalación de conductos y ramales de desagüe, bajantes y cloacas de la edificación, donde se utilizan tuberías de cloruro de polivinilo, se adoptarán las siguientes previsiones adicionales:
a) Cuando las tuberías sean colgantes, los soportes correspondientes se ubicarán a distancia no mayores de 1,50 metros.
b) Los bajantes serán soportados al nivel de cada piso y adicionalmente a cada 1,50 metros.
c) Las tuberías y las piezas de conexión en general, se protegerán de cualquier clase de impactos y esfuerzos que puedan producir su rotura, deformación y/o aplastamiento.
d) Las tuberías y piezas de conexión se protegerán contra la acción de la luz directa del sol.
e) Las tuberías y piezas de conexión se protegerán con aislante térmico adecuado en aquellos tramos o sectores donde puedan ser afectados por alguna fuente de calor por tuberías que conduzcan agua caliente o por cualquier otra causa.
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f) Cuando las tuberías queden envueltas en concreto, las juntas entre tuberías y entre éstas y las piezas de conexión serán pegadas y al vaciado del concreto deberá efectuarse cuidadosamente a fin de eliminar la posibilidad de que se produzcan aplastamiento o roturas. Se recomienda asimismo, recubrir los tramos a ser cubiertos con concreto, con una sustancia que no ataque al plástico e impida la adhesión entre éste y el concreto.
Articulo 375
Los incrementos de diámetros así como también el empotramiento de una cloaca de la edificación a otra de mayor diámetro, se harán en forma tal que las crestas de las tuberías en los puntos de intersección quedan al mismo nivel.
Articulo 379
La autoridad sanitaria competente, solo permitirá el empotramiento de las aguas servidas de las edificaciones a los colectores cloacales públicos, cuando se compruebe que dichos colectores se encuentran en condiciones satisfactorias para prestar adecuado servicio.
Cómputos métricos
Computo métrico es el calculo detallado de las cantidades de
obras a ejecutarse, según lo establecido en la norma venezolana
COVENIN-MINDUR 2000-92(1992,p.4). Representan las cantidades que
se deben construir , modificar y/o instalar en un proyecto; es una
forma de cuantificar una obra. Son documentos del proyecto que
contienen las cantidades de obras de los diferentes miembros y
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elementos que componen una edificación, estas cantidades son
especificas y normalizadas por COVENIN, forman parte de los
cómputos métricos los planos marcados , las planillas de desarrollo y
las hojas de resumen con las partidas computadas; señala la norma
Venezolana COVENIN-MINDUR 2000-92(1992,P.15). Los planos
marcados son copias de planos originales donde cada elemento o
miembro computado esta identificado con colores codificados y
números o letras encerradas en círculos para de esta forma poder
diferenciarlos entre si; las planillas de desarrollo son hojas de calculo
donde aparece el desglose de lo elementos y miembros computados,
identificados con un color y un numero o una letra encerrados en
circulo, el significado de los colores se definirá al inicio de los
cómputos métricos y debe corresponder con los colores de los planos
marcados.
Para conocer los cómputos métricos de un proyecto, se debe
elaborar el diseño básico del proyecto, este a su vez permite la
generación de los cuales se va a obtener una cantidad mas exacta o
real de los materiales a utilizar.
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Los cómputos métricos son presentados en forma de partidas,
estas son la parte mas pequeña en que se divide una obra, definidas
mediante su código, su descripción y su unidad de medida; se puede
calcular los cómputos métricos en el sitio, verificando las cantidades
de obra realmente ejecutadas.
Para el procedimiento de la elaboración de cómputos métricos,
es necesario la elaboración de los planos del proyecto que puede ser
de diferentes especialidades como: arquitectura, estructuras,
instalaciones sanitarias, instalaciones eléctricas y mecánicas; luego de
tener los planos definitivos se obtendrán las cantidades exactas o
reales de los materiales a utilizar en dicho proyecto; este proceso se
obtendrá por medio de mediciones, anotaciones y rallado de los
planos y el llenado de las planillas de desarrollo.
El presupuesto de obra es la cantidad en Bolívares de cada
partida. A efectos de la elaboración del presupuesto de la obra, los
cómputos métricos sobre planos .
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Todas las partidas de un presupuesto estarán completamente
definidas por su código, descripción completa, la unidad de medida y
el precio unitario. Establece la norma venezolana COVENIN-MINDUR
2000-92(1992; P.8). Se debe realizar un análisis de precios a cada
partida para estimar el costo de cada una y de esta forma obtener el
precio unitario que se incluirá en el presupuesto.
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4. Metodologías de Desarrollo para Aplicaciones CAD/CAE
Según Pressman (1998) “El software puede aplicarse en
cualquier situación en la que se haya definido previamente un
conjunto especifico de pasos procedímentales (es decir, un
algoritmo)”. Este razonamiento tiene aplicaciones potenciales como
el software de ingeniería y científico, el cual esta caracterizado por los
algoritmos de “manejo de números”. Este tipo de aplicaciones van
desde la astronomía a la vulcanología, desde el análisis de la presión
de los automotores a la dinámica orbital de los lanzamientos
espaciales y desde la biología molecular hasta la fabricación
automática de maquinarias.
La ejecución de cualquier proyecto en general, esta sujeto a
una planificación y a un control, lo que trae consigo el desarrollo del
mismo de una forma ordenada, lejos de la improvisación o del buen
criterio de cada uno de los que intervienen en el mismo. Es decir,
precisa de un desarrollo metodológico.
Para esto se hace necesario la selección de una metodología
que se adapte al tipo de proyecto que se planifica realizar. En
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general, la mayoría de las empresas e institutos desarrollan su propia
metodología, lo que les resulta practico, dado que es confiable seguir
los métodos y procedimientos que han demostrado validez y son de
aplicación universal. Esto no implica que estas metodologías sean
puras, en el sentido de seguir todas las normas de una determinada
metodología, sino mezcla de distintos métodos.
Por supuesto, existen muchas metodologías privadas, creadas
por empresas particulares o casas de software, puestas a la venta
como cualquier producto. Así como también existen institutos
estatales o privados que ser encargan de desarrollarlas y colocarlas al
publico (por ejemplo las normas ISO, ANSI, COVENIN), que han
llegado a convertirse en estándares, resultando universales en su
aplicación.
En general todas las metodologías informáticas consideran todo
proyecto, como un conjunto de fases que forman el ciclo de vida de
todo sistema. Estas fases son diferentes en cada metodología, pero
tienen en común la idea de descomposición del hecho informático
en cuatro grandes grupos: Información, Diseño, Realización,
Producción.
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El grupo de Información esta comprendido por:
• Definición del Problema
• Estudio de la situación actual
• Requisitos a considerar
• Estudio de viabilidad
El grupo de Diseño esta comprendido por:
• Análisis funcional
• Definición de datos y procesos
• Modelización
• Diseño lógico (en general)
El grupo de Realización esta comprendido por:
• Creación de ficheros y tablas
• Elaboración de programas
• Diseño físico (en general, materialización del diseño lógico)
El grupo de Producción esta comprendido por:
• Formación del Usuario
• Implantación del sistema
• Explotación del Sistema
• Mantenimiento
Este esquema se basa en el siguiente razonamiento de Juan
Puig Torné (1994); “Todas las metodologías utilizan métodos de diseño
y de programación, cuyo conocimiento, por lo menos en sus aspectos
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básicos, es imprescindible para un desarrollo controlado, dentro de
cualquier metodología.”. En este razonamiento esta implícito que las
etapas antes mencionadas son estrictamente necesarias, es decir, son
flexibles a la adaptación de cada proyecto, aunque se deben
considerar como comunes las etapas de diseño y de programación.
En este mismo sentido Roger Pressman (1998) propone el ciclo
de vida básico el cual sugiere que “el desarrollo del software
comienza en un nivel de sistemas y progresa con el análisis, diseño,
codificación, pruebas y mantenimiento”, el cual concuerda con el
esquema previamente señalado.
Para el desarrollo de aplicaciones CAD/CAE, solo existen
metodologías privadas empleadas y celosamente custodiadas por
empresas del ramo del desarrollo de software CAD/CAE. Es decir,
estas empresas no siguen un estándar, sino que se rigen por sus
propias metodologías.
Sin embargo, George Head (1987) propone una serie de pasos
unos pasos muy simples para el desarrollo de aplicaciones basadas en
AutoLISP, qué además cumplen con los parámetros mínimos
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establecidos por los autores antes mencionados. Estos pasos son los
siguientes:
Identificación del Problema
Identificación de los pasos necesarios para solventar el problema, usando comandos comunes de AutoCAD
Selección de la información que AutoCAD necesita para cada línea de programa.
Escribir el código que captura la información, la manipula y la muestra.
Probar el programa o rutina
Si se analiza esta metodología propuesta, se puede concluir que
es análoga a las metodologías utilizadas comúnmente para el
desarrollo de software.
En si, esta es la metodología mas adecuada para el desarrollo
de aplicaciones basadas en CAD/CAE, ya que concuerda con otras
metodologías informáticas, y cumple con los requerimientos de la
aplicación planteada. Además de que funciona tanto para el
proyecto completo, como para cada tarea especifica de la misma
aplicación, es decir, se puede reutilizar la misma metodología.
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B. Revisión de Literatura
Las dificultades actuales de reforzar o complementar este
trabajo de tesis, debido a la escasez en la región de trabajos de
investigación relacionados directamente con la automatización de los
procesos de dibujo y cálculo de instalaciones sanitarias residenciales,
motivó únicamente a la utilización de la siguiente:
• “Personalización de entornos CAD para la elaboración de librerías
de simbologías estándar en proyectos multidisciplinarios en la sala
técnica de Pequiven “. Investigación de pregrado realizada por
Maria L. Geizzelles y Jose Linares en Febrero de 1995.
Este estudio se relaciona con el presente por la utilización del
AutoCAD 12 , y la forma de desarrollar e integrar eficientemente
rutinas de AutoLISP, sus objetivo era implantar un modelo
personalizado de entornos de diseños asistidos por computador
para la generación de librerias de símbolos utilizados en diferentes
proyectos en la sala técnica CAD de Pequiven en diversas
especialidades de ingenieria, usaron para ello la metodología de J.
Montilva . Los resultados de este estudio descriptivo evidencian que
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para alcanzar niveles de estandarización en cuanto al desarrollo
de planos en CAD debe integrarse las diferentes características
personalizables del software a dicho proceso , lo cual garantiza
efectos positivos en la productividad de la sala técnica .
• “Implantación de un sistema automatizado de generación de
computos metricos, estimación de costos y presupuesto de obras,
a partir de archivos de base de datos”. Investigación realizada por
Nelixa Severeyn en Julio de 1998.
El objetivo general de esta investigación es el solventar la
problemática existente al momento de generar los computos
metricos y presupuestos de obras en la empresa PROINCI.
Definición de Términos Básicos
Código: Conjunto de reglas que delinean la forma en que se pueden
representar los datos; también, reglas que se emplean para convertir
los datos de una representación a otra.
Lenguaje: Conjunto de reglas y convenciones que se utilizan para
comunicar información.
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Instrucción: Conjunto de Caracteres que se usan para guiar a un
sistema de proceso de datos durante la ejecución de una operación.
Editor: Programa que se emplea para revisar y alterar en forma
interactiva materiales de texto y otras instrucciones de programa.
Menú: Una lista de posibles comandos de entre los cuales el operador
elige.
Sistema de distribución público: Consiste de una red de equipos y
tuberías que se encarga de distribuir aguas blancas hasta los puntos
de conexión de los distintos usuarios .
Sistema de alimentación directa: Es el abastecimiento que proviene
del sistema de distribución público, la cual mantiene una presión
mínima adecuada.
Sistema de distribución por gravedad: Sistema que complementa al
sistema de distribución directa; consiste de un tanque elevado
conectado al sistema de distribución publico permitiendo una presión
adecuada en zonas donde se carezca de ella.
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Sistema de distribución con equipo hidroneumático: Consiste de un
equipo hidroneumático conectado directamente al sistema de
distribución público. Se emplea en zonas donde el abastecimiento no
garantice presión suficiente y se desea mantener una presión
adecuada.
Sistema de distribución por combinación de estanque bajo, bomba de
elevación y estanque alto: Combinación del sistema por gravedad y
con equipo hidroneumático; se utiliza cuando el servicio no es
continuo y la presión no es adecuada para llenar el estanque
elevado.
C. Sistema de Variables
APLICACIÓN CAD/CAE
Conceptualmente:
Una aplicación es un programa(s) creado(s) para una
computadora que agilizan diversos trabajos y/o
proporcionan una solución a un problema determinado. El
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problema puede ser de cualquier tipo: medico,
administrativo, electrónico, industrial, entre otros.
Una aplicación CAD/CAE es una herramienta de software
que automatiza el diseño y los cálculos de proyectos de
ingeniería, utilizando como medio de cálculo un computador.
Operacionalmente:
Es un conjunto de programas, que automatizan el proceso
de dibujo y cálculo en proyectos de instalaciones sanitarias
residenciales.
PROYECTOS DE INSTALACIONES SANITARIAS
Conceptualmente:
Proyecto según el diccionario Santillana del Español
(1993), es el pensamiento o propósito de hacer o ejecutar
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algo. Un proyecto de Instalaciones Sanitarias, es un conjunto
de estudios, análisis, investigaciones, diseños, conjuntos de
planos, cálculos e instrucciones relacionados con la
realización y coste del suministro y disposición del agua en
una obra, residencia o edificación.
Operacionalmente:
En la practica diaria, un proyecto de Instalaciones
Sanitarias es el Diseño, Desarrollo, Documentación y Ejecución
de alternativas de distribución de las instalaciones que se
utilizaran para la distribución de las aguas de consumo y de
las aguas servidas, dentro de cualquier edificación.