ingenierÍa mecÁnica agradecimientos - tesis.ipn.mx completa1.pdf · esta tesis representa el...

INGENIERÍA MECÁNICA

| GENERACIÓN 2004-2008.

AGRADECIMIENTOS

Esta tesis representa el final de mi vida escolar y el inicio de mi vida profesional. Las grandes experiencias que obtuve a lo largo de la carrera profesional fueron muchas, las cuales me han enseñado a nunca abandonar nuestros ideales y mucho menos las metas que nos propongamos en la vida. Agradezco a mis padres Victor y Francisca. Por haberme guiado en este camino tan difícil, por haberme brindado la confianza en la realización de mis sueños, por brindarme esta educación de la cual pueden sentirse orgullosos. A mi madre en especial por toda la gran sabiduría que solo ella podría haberme aportado, gracias por todo tú cariño y comprensión. Gracias por todas esas noches de desvelo en las que siempre estuviste conmigo. A mi abuelita Gabriela Sandoval por sus consejos, enseñanzas y su gran fortaleza para mantener unida a la familia; a mi abuelo Faustino Reyes que aunque ya no este con nosotros se lo merece. A mis hermanos por la amistad y todos esos buenos momentos que hemos compartido. A Iris Espinoza por enriquecer mi vida de bellos momentos, por brindarme las mejores vivencias y locuras a su lado. Por enseñarme que se puede confiar de verdad en alguien, por llenar mi vida de amor y por ser mi inspiración en los momentos mas difíciles. A toda la Familia Reyes por haberme apoyado a lo largo de mi carrera. Gracias a todos por creer en mí. Dedico este trabajo a quienes con sus grandes aportaciones hicieron posible este trabajo y también a todos aquellos que han estado presentes, por haber plasmado su huella en mi camino. Por ultimo un agradecimiento especial a todos mis Profesores que forjaron mi carrera profesional, a todos mis compañeros con los que supere grandes batallas. Y a mi noble institución el Instituto Politécnico Nacional, por haberme brindado una educación integral y de calidad total. Prometo por el resto de mi vida honrarla y engrandecerla en todo momento.

“Nuestros colores son el verde y el blanco, por que el rojo lo llevamos en la sangre”

“LA TÉCNICA AL SERVICIO DE LA PATRIA”

JOSÉ MANUEL CRUZ REYES



Gracias a mis padres Elena y Miguel

Por todo su amor, comprensión y apoyo sin condiciones ni medida. Por su ejemplo, que me enseño grandes lecciones.

Por guiarme en el mejor camino. Gracias a mi hermano Oscar

Por enseñarme a valorar la vida, superando grandes dificultades. Por mostrarme que cosas son realmente importantes.

Eres la mejor compañía que puedo tener. Gracias a mis tíos Angelina y Antonio

Que me enseñaron lo que necesitaba para cumplir esta meta. Gracias por no perder la esperanza.

Gracias a las personas que han creído en mí

A toda mi familia y amigos les agradezco lo que han hecho por mí, saben que cuentan conmigo.

Gracias al Instituto Politécnico Nacional y sus Maestros

Que participaron en mi desarrollo profesional, sin su ayuda hubiera sido muy difícil lograr esto.

GRACIAS a todos los que estuvieron junto a mí en la conquista de esta meta,

Mi formación profesional.

ANDRE



A G R A D E C I M I E N T O Hoy quiero darte las gracias Dios mío, por permitirme gozar de este bello momento en mi vida rodeado de mis padres, hermana, novia y de todas las personas que me aprecian y que sin duda están orgullosos por este gran logro obtenido en mi vida por eso solo quiero decirles Gracias: A mis padres Gloria y Alejandro. Gracias Mamá por estar conmigo en todos los mementos difíciles de esta larga carrera profesional. Gracias Mamá por levantarte día a día con el anhelo de ver a tu hijo realizar sus sueños. Y puedo seguir escribiendo miles de palabras para agradecerte todo lo que haz hecho y realizado por mi, pero yo se que con solo decirte Gracias Mamá es mas que suficiente para ti, por eso te digo Gracias Mamá por haberme hecho un hombre de bien. Gracias Papá que gracias a su ejemplo hoy sabe que todas sus fuerzas para trabajar no fueron en vano, porque hoy me ha dado lo mejor que el pudiera haberse imaginado, por eso solo quiero decirte Gracias Papá gracias por confiar en mi, gracias por todo tu esfuerzo y tus años de dedicación que hoy me hacen sentir en verdad ser un hombre de bien y me da la fuerza para realizar nuevas metas en mi vida. Gracias Papá. A mi novia Victoria. Por estar a mi lado en los momentos que más lo necesite, por creer en mí y brindarme su apoyo incondicional para lograr esto y compartir la culminación de mis estudios profesionales, por ser mi novia, amiga y ser como eres conmigo. A mi hermana Alejandra. Por brindarme su apoyo para seguir adelante y por apoyarme en los momentos difíciles durante estos largos años. Al Instituto Politécnico Nacional y Profesores. Gracias a esta gran institución como lo es el Instituto Politécnico Nacional y sus profesores por darme la oportunidad de ser parte de ella, que con esfuerzo y dedicación tratare de ser un digno representante de ella en esta nueva etapa de mi vida como Ingeniero, y dejar muy en claro día a día la grandeza y nobleza de mi Institución. Gracias…. A todos aquellos que estuvieron están y estarán a mi lado ayudándome a desarrollarme como persona y como Ingeniero a realizar este hermoso sueño y alcanzar mis metas, en especial a mi Tía Silvia Q.E.P.D quien desde pequeño me brindo su apoyo, su confianza y consejos para ser lo que soy ahora.

J. SANTIAGO



A mis padres Por su cariño que me ayudo llegar a cumplir este objetivo, sus consejos y educación me seguirán guiando.

A mis hermanos Por sus consejos que siempre me brindaron, les reitero mi sincero apoyo.

A mi novia Por el apoyo que me brindaste en todo momento.

A mis profesores Que me compartieron sus conocimientos e hicieron posible mi desarrollo profesional.

OSCAR VALENCIA SANDOVAL.

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

I

TITULO:

Diseño de la Red de Distribución y Selección del Tanque Hidroneumático para abastecer de Agua Potable al Centro Cultural “Ixtapaluca”.

OBJETIVO:

Diseñar y Desarrollar la Red de Distribución de Agua Potable empleando un Tanque Hidroneumático para el Centro Cultural “Ixtapaluca”. Contemplando la cobertura eficiente de las necesidades y servicios del inmueble.



II

I N D I C E.

Capitulo I. ANTECEDENTES Y GENERALIDADES DEL PROYECTO.

1.1. Ubicación del Centro Cultural Ixtapaluca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2. Servicios y Funciones del Centro Cultural Ixtapaluca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3. Necesidades del Proyecto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.4. Limitaciones del Proyecto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Capitulo II. INGENIERÍA DEL PROYECTO.

2.1. Conceptos de Ingeniería Aplicada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1.1. Definición y Clasificación de los Fluidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1.2. Propiedades de los Fluidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1.3. Teorema de Bernoulli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.1.4. Caudal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.1.5. Flujos Laminares y Turbulentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1.6. Numero de Reynolds. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1.7. Ecuación de Continuidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1.8. Perdida de Energía en Tuberías. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1.9. Formula de Darcy-Weibach. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1.10. Maquinas Hidráulicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.1.11. Clasificación de las Maquinas Hidráulicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.1.12. Maquinas de Desplazamiento Positivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.13. Turbomáquinas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.14. Ecuación de Euler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.15. Triangulo de Velocidades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1.16. Bombas. Definición y Clasificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.1.17. Elementos Constitutivos de las Bombas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.1.18. Cavitación en Bombas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.1.19. Golpe de Ariete. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15



III

2.1.20. Niveles de Bombeo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.1.21. Pérdidas, Potencias y Rendimientos en las Bombas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.1.22. NPSH (Carga Neta Positiva de Succión). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

2.1.23. Curvas de Desempeño de una Bomba Centrifuga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.1.24. Curvas de Selección de una Bomba. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.1.25. Bombas en Serie y en Paralelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.1.26. Tanques Hidroneumáticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

2.2. Normas de Diseño e Instalación para el desarrollo del proyecto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Capitulo III. DESARROLLO DEL PROYECTO.

3.1. Cálculos de la Red Hidráulica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.1.1. Determinación de los Diámetros de la Tubería de la Red. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.1.2. Cálculo de Pérdidas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

3.1.2.1 Consideraciones para obtener las Pérdidas en la Instalación

de un WC con Válvula de Descarga (fluxómetro). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.1.2.2. Consideraciones para obtener las Pérdidas en la Instalación de un Mingitorio

con Válvula de Descarga (fluxómetro). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.1.2.3. Consideraciones para obtener las Pérdidas en la Instalación de un Lavabo. . . . . . . .. . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . 28

3.1.2.4. Consideraciones para obtener las Pérdidas en la Instalación de un Fregadero. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 29

3.1.2.5. Consideraciones para obtener las Pérdidas en la Instalación de una Llave de Nariz. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.1.2.6. Consideraciones para obtener las Pérdidas en la Instalación de una Regadera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.1.2.7. Cálculo de Perdidas en el Área de Trabajadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.1.2.8. Cálculo de Perdidas en el Auditorio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.1.2.9. Cálculo de Perdidas en el Restaurante (Cocina). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.1.2.10. Cálculo de Perdidas en el Restaurante (Área de Servicio) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.1.2.11. Cálculo de Pérdidas en Talleres (Planta Baja) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.1.2.12. Cálculo de Pérdidas en Talleres (Primer Piso) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.1.2.13. Cálculo de Pérdidas en Administración. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.1.2.14. Cálculo de Pérdidas en los Camerinos de las Mujeres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49



IV

3.1.2.15. Cálculo de Pérdidas en los Camerinos de los Hombres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.1.3. Red de Distribución de Agua Caliente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.1.3.1. Cálculo de Perdidas en el Área de Trabajadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.1.3.2. Cálculo de Pérdidas en los Camerinos de las Mujeres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.1.4. Distribución de Válvulas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

3.2. Cálculo y Diseño de la Cisterna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.2.1. Normas de Construcción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.2.2. Materiales de Construcción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.2.3. Cálculo de la Cisterna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.3. Cálculo y Selección del Sistema de Bombeo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

3.3.1. Carga o Altura Dinámica Total de Bombeo (ADT.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

3.3.2. Cálculo en la Succión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3.3.3. Cálculo en la Descarga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.3.4. Dimensionamiento de las Bombas y Motores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

3.4. Selección de las Bombas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

3.4.1. Selección de Motores Eléctricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

3.5. Cálculo y Selección del Equipo Hidroneumático. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

3.5.1. Ciclos de Bombeo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

3.5.2. Presión Diferencial y Máxima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

3.5.3. Cálculo del Gasto Máximo para el Tanque Hidroneumático. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 93

3.5.4. Selección Del Tanque Hidroneumático. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Capitulo IV. INSTALACIÓN DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE

4.1. Especificaciones de la Instalación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

4.1.1. Recomendaciones para la colocación de tuberías. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

4.1. 2. Recomendaciones para la instalación de los Muebles Sanitarios. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

4.1.3. Recomendaciones para la instalación de equipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4.1. 4. Recomendaciones para la instalación de bombas centrifugas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4.2. Especificaciones de instalación de los Muebles Sanitarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97



V

4.3. Programa de Mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

4.3.1. Mantenimiento Preventivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

4.3.1.1. Mantenimiento Preventivo a equipos e instalaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

4.3.2. Mantenimiento Correctivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

4.3.2.1. Mantenimiento de las bombas centrifugas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

4.3.2.2. Mantenimiento Correctivo de motores eléctricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

Capitulo V. ANÁLISIS DE COSTOS Y PRESUPUESTOS

5.1. Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

5.2. Presupuesto de Materiales para la Instalación Hidráulica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

5.3. Presupuesto de Ingeniería para la Instalación Hidráulica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112

5.4. Presupuesto final de la Instalación Hidráulica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113

CONCLUSIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114

ANEXOS

ANEXO A. Dotaciones recomendadas de agua potable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

ANEXO B. Unidades de consumo o unidades mueble (U. M.). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

ANEXO C. Presión de salida de mueble y caudal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116

ANEXO D. Valores de Rugosidad Relativa para tubo de cobre rígido tipo “M”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

ANEXO E. Propiedades del agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

ANEXO F. Longitud equivalente de conexiones a tubería en metros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119

ANEXO G. Relación de unidades mueble con respecto a la demanda de agua. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 120

ANEXO H. Factor de fricción para conductos de acero comercial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

ANEXO I. Propiedades de la atmósfera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

ANEXO J. Valores de k para bifurcaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

ANEXO K. Diagrama de Moody. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

ANEXO L. Presión de vapor a varias temperaturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125

BIBLIOGRAFÍA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

PLANO PLANTA GENERAL INSTALACIÓN HIDRÁULICA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127



VI

INTRODUCCIÓN. El presente Proyecto muestra una metodología para el cálculo de la Red de Distribución de Agua Potable empleando un Tanque Hidroneumático, así como las Normas y Especificaciones necesarias para la Instalación de la Red Hidráulica del Centro Cultural “Ixtapaluca”. Debido a las necesidades y requerimientos que presenta un inmueble de este tipo se necesita que la Red de Distribución sea confiable y permita solventar las necesidades para el cual será edificado de una manera útil, tomando en cuenta la gran cantidad de visitantes que se esperan por día, es por eso que en este Proyecto presentaremos todos y cada uno de los puntos que desde el punto de vista Hidráulico se necesitan tomar en cuenta para cumplir cabalmente con el objetivo trazado. El tema de la Distribución del Agua adquiere cada vez más importancia en México, ya que a pesar de ser un país dotado con una gran disponibilidad del líquido vital, que en teoría podría garantizar el suministro suficiente de agua potable, nos enfrentamos a crecientes problemas para el abastecimiento de agua, principalmente en el Área Metropolitana y aunque las causas son diversas, es muy importante realizar cálculos e instalaciones que cumplan con las mayores exigencias para poder asegurar un apropiado abastecimiento de agua, así como un mínimo de reparaciones y mantenimiento por fugas, por un mal diseño del proyecto o por instalaciones carentes de calidad, razón por la que se vuelve muy importante tener los conocimientos necesarios para evitar y solucionar problemas de tipo hidráulico, que afectan a un sector muy importante del país, dentro del que se encontrara ubicado el Centro Cultural “Ixtapaluca”. Sin embargo la realización de una obra de esta magnitud nos enfrenta a diversos cuestionamientos, entre los que podemos destacar los siguientes; ¿Cómo se diseña una red Hidráulica?, ¿Cuáles son los materiales mas adecuados que se recomiendan para estas Instalaciones?, ¿Qué características deben tener los Equipos que se requieren para cumplir con las especificaciones de diseño?, ¿Cómo se instalaran los equipos y los muebles sanitarios?, ¿Qué Normas, Instituciones o Documentos regulan en nuestro país la construcción este tipo de Instalaciones?, ¿Cuál será el costo de este edificio?. Estas y otras interrogantes se resolverán en los 5 capítulos de este Proyecto, ya que se realizo una investigación a fondo de las Especificaciones y Normas Técnicas que nos permitirán diseñar la Red de Abastecimiento de Agua Potable, así como una recopilación de los conocimientos de Ingeniería Hidráulica que nos aportaran las bases para la realización de este proyecto, así mismo expondremos la Selección de los Materiales y los Equipos requeridos para el Centro Cultural. Cada capítulo muestra una parte del proceso que se siguió para cumplir con el objetivo que se planteo, a continuación mostraremos de manera general el contenido por capítulos de este trabajo, por lo que se refiere al Capítulo I, analizaremos 5 aspectos fundamentales, primeramente hablaremos sobre la ubicación del Centro Cultural, los Servicios y Funciones que prestara y deberá satisfacer el inmueble, así como las necesidades y limitaciones que se tienen para la realización del Proyecto, este capítulo tiene un interés particular puesto que muestra los parámetros necesarios que necesitamos conocer para poder hacer la proyección de la Instalación, En el Capítulo II encontraremos los Conceptos de Ingeniería que se aplicaron, recordando la Mecánica de fluidos como son las propiedades de los fluidos hasta conocer el uso y funcionamiento de un Tanque Hidroneumático. En este apartado mencionamos las Leyes que nos permitirán realizar los cálculos para conocer los diámetros de la tubería, los caudales y las perdidas que se presentaran en nuestra Instalación.



VII

El Capítulo III muestra el Desarrollo del Proyecto. Las consideraciones para la determinación de los diámetros, las pérdidas y las velocidades en cada sección se encuentran aquí, puesto que en este capítulo obtendremos los datos necesarios para la selección de equipos, también encontraremos los cálculos para conocer las dimensiones de los mismos, así como las consideraciones para la construcción de la cisterna que se necesita para esta obra. Para poder instalar la red de agua potable en el Capítulo IV mostramos recomendaciones para la instalación de los Equipos y de la Red Hidráulica, así como un Programa de Mantenimiento Preventivo y Correctivo que muestra las acciones que son necesarias realizar por día, semana, mes y año, lo que ayudara a los operadores de las Instalaciones a mantenerlas en buen estado, así como prevenir y reparar las fallas mas frecuentes que se presentan en este tipo de instalaciones y con los equipos instalados. Es de vital importancia conocer los gastos necesarios para poder contar con los servicios necesarios para estos inmuebles, motivo por la que en el Capítulo V, realizaremos los presupuestos para los materiales y equipos a emplear, así como el presupuesto por concepto de Ingeniería. Para la realización de esta sección se realizaron los presupuestos pertinentes con diferentes fabricantes y distribuidores, para poder elegir el más adecuado, se muestran las decisiones de ese análisis, así como los costos que se efectuaran. Existen numerosas técnicas y metodologías para realizar los cálculos de Instalación, algunas establecidos por expertos en la materia y otros empleados por los fabricantes, el contenido aquí presentado nos permitirá conocer cuales fueron las técnicas utilizadas para el Calculo y Diseño del Proyecto, además de que muestra paso a paso como se llego a los resultados mostrados, así como las consideraciones que se tomaron en cuenta para poder tomar algunas decisiones.



VIII

SIMBOLOGÍA UTILIZADA.

A Área m2 Metros cuadrados

°C Temperatura Grados Centígrados

D Diámetro m Metros

°F Temperatura Grados Fahrenheit

H Perdidas m Metros

HT Perdidas por tramo m Metros

L Longitud m Metros

Le Longitud Equivalente m Metros

Lt Litros Lt Litros

m.c.a. Carga Hidráulica Metros Columna de Agua

Q Caudal m3/s Metros cúbicos sobre segundo

Re Numero de Reynolds

V Velocidad m/s Metros sobre segundo Viscosidad Cinemática m2/s Metros cuadrados sobre segundo

Λ Coeficiente de Fricción

ε/D Rugosidad Relativa

ft pies



IX

ECUACIONES.

2

2

2 2

(1)

(2)4

Re (3)

(4)2

(5)2 2

:

9.81

(6)

4(7)

QV

A

DA

VD

L Le VH

D g

L Le V VH k

D g g

donde

mgs

QA

V

AD



Antecedentes y Generalidades del Proyecto.

ANTECEDENTES Y GENERALIDADES DEL

PROYECTO

C AP Í T U L O

I



Antecedentes y Generalidades del Proyecto. 2

1.1 Ubicación del Centro Cultural Ixtapaluca.

El Centro Cultural Ixtapaluca se ubicara en las Calles de Ejidal esquina con Gabriel Tepepan, en la Colonia El Vergel, en el Municipio de Ixtapaluca, Estado de México, el municipio está enclavado en la zona oriente del Estado de México a 32 kilómetros de la capital de la República Mexicana, el cual contara con un área de 19,470 m2.

La Construcción del Centro Cultural forma parte del Programa de Desarrollo Social 2006-2009, el cual podrá dar sus servicios dentro de su auditorio, sus talleres, sus aulas, y salas de exposición a gran parte de la población del municipio.




1.2 Servicios y Funciones del Centro Cultural Ixtapaluca.

A continuación se presentaran los Servicios que requieren del suministro de agua potable los cuales nos permitirán saber como adecuar nuestro diseño de Instalación para que sea eficiente a los usuarios.

Se requiere que la instalación presentada tenga la capacidad de proveer agua potable constante y sin fallas a todas las áreas de servicio del complejo durante un periodo de 8 a 10 horas diarias de martes a domingo, así como en eventos especiales que se realizaran en el Auditorio el cual cuenta con un aforo para 365 asistentes, durante dichos eventos se esperara una mayor afluencia de publico además de que se podrán llevar a cabo tanto dentro como fuera del horario previamente establecido.

Los servicios para los cuales se requiere agua potable son principalmente sanitarios, por lo cual el diseño debe contemplar mantener la presión necesaria para el buen funcionamiento de los siguientes muebles sanitarios, los cuales se encuentran ubicados tanto en camerinos como en los sanitarios para visitantes y trabajadores;

Muebles sanitarios para Hombres Muebles sanitarios para Mujeres

5 Regaderas 5 Regaderas

15 Lavabos 14 Lavabos

8 W.C. 14 W.C.

7 Mingitorio

Estos son los muebles sanitarios totales establecidos de acuerdo al diseño arquitectónico del Centro Cultural “Ixtapaluca”, aunque se debe tomar en cuenta que algunos de los muebles arriba citados se ubican en el primer piso, en el área administrativa.

Se cuenta además con un restaurante que tiene las características especificadas a continuación:

22 Mesas con 4 Sillas c/u 88 personas

8 Sillones con 6 Lugares c/u 48 personas

Capacidad Total: 136 personas

Es importante apuntar que se tienen que hacer las conexiones para 2 fregaderos dentro del área de cocina del restaurante.

Además dentro del Centro Cultural “Ixtapaluca” se cuenta con las s iguientes Áreas de Servicio:

Área de Ventas.

3 Salas para Exposiciones Fijas.

2 Salones para Exposiciones Temporales.

1 Biblioteca.

Área Administrativa.

8 Talleres de diversas actividades (Dibujo, Hilado, Cerámica, Danza, etc.) Es conveniente revisar los planos arquitectónicos para poder visualizar como se distribuyeron cada uno de los Servicios y conocer la capacidad de cada uno de ellos, en cuanto al número de visitantes que pueden recibir.




Se tiene un cuadro general de las funciones que se tienen para el proyecto, considerando todos los aspectos necesarios para que en materia Hidráulica este inmueble sea funcional y que las necesidades generadas en el mismo sean cubiertas de manera satisfactoria. En la parte noreste se encuentra la toma de agua municipal, por lo que las Instalaciones que se tiene planeadas a partir de este punto son:

1. Conexión de la Toma de Agua Municipal a la Cisterna.

Esta conexión no representa problema puesto que se encuentra en la esquina del terreno, así que solo se tendrán que conectar las válvulas necesarias hacia la cisterna la cual se calculara y diseñara de acuerdo a Normas y Estatutos Legales correspondientes, principalmente para evitar la contaminación del agua almacenada.

2. Instalación del Tanque Hidroneumático y Sistema de Bombeo.

Posterior a la cisterna se tendrá un espacio específico para la colocación del Tanque Hidroneumático y el Sistema de Bombeo. Dicho sistema de bombeo alimentara de agua al tanque el cual mantendrá presurizada la red hacia todos los puntos donde se requiere de agua potable.

El sistema de bombeo se ha planeado con 4 Bombas Principales y 2 Bombas Piloto, las cuales nos permitirán garantizar el suministro del agua, ya que aunque se presenten problemas con alguno de los equipos, se cuenta con otros que evitaran paros inesperados. Más adelante especificamos las características particulares de cada uno de los equipos.

3. Instalación de la Tubería de Agua Potable.

Por el momento solo mencionaremos que de acuerdo a las Normas establecidas los muebles sanitarios que se utilizaran requieren de una presión mínima de 0.2 kg/cm2 y que para cada uno de los servicios que se imparten en el Centro Cultural se establece una dotación mínima, de ahí partiremos para realizar el calculo de los diámetros de las tuberías requeridos, así como de todos los accesorios necesarios como los son válvulas, codos, niples, tuercas, llaves, yees, tees, reducciones, etc.

Debemos hacer una diferencia que para el agua fría y el agua caliente las consideraciones cambian sustancialmente, ya que las consideraciones de operación varían puesto que el agua al calentarse pierde densidad por consecuencia aumenta su volumen lo que eleva la presión de forma considerable, este es un punto relevante que consideramos en el trabajo.




1.3 Necesidades del Proyecto.

Este apartado nos ayudara a esclarecer los puntos que necesitamos para presentar un proyecto que cumpla con los requerimientos básicos del edificio.

1. Propuesta Óptima

Se requiere de una propuesta óptima para la Instalación de la Red de Distribución de Agua Potable para abastecer al Centro Cultural “Ixtapaluca” de manera eficiente, razón por la cual se planea sacar el máximo provecho de los materiales empleados en el proyecto, y que toda la instalación en conjunto sea practica para evitar constantes reparaciones, para lo cual se cumplirá con los mayores estándares de calidad que se encuentren en vigor, establecidos por los diversos Institutos que están especializados en la materia.

2. Realizar Instalaciones de Calidad.

Al realizar las Instalaciones se trabajara con la mayor calidad, por lo que es importante prever todos los aspectos que puedan ocasionar problemas futuros y así poder pasar con éxito pruebas que se realizan a las instalaciones hidráulicas, como son las pruebas de Hermeticidad que principalmente verifican si hay fugas en la instalación y pruebas de laboratorio que verifican el estado del agua para evitar su contaminación, durante su almacenamiento en la cisterna, o durante su paso por las tuberías, ya sea que estén a la intemperie o enterradas.

3. Prever un mínimo de Mantenimiento

Prever un mínimo de mantenimiento y/o correcciones del proyecto a corto y largo plazo. Evitando corregir innecesaria e injustificadamente las instalaciones originales del inmueble. Aunque se anexa un Programa de Mantenimiento este se planeo solo para problemas súbitos y repentinos, no para corregir fallas por un uso inapropiado o por un funcionamiento que se encuentre fuera de los rangos de trabajo diseñados.




1.4 Limitaciones del Proyecto.

Como todo proyecto, este Centro Cultural presenta limitaciones de diversos tipos que se deben de analizar para no salirnos de los limites propuestos y así obtener los resultados buscados con mayor rapidez, así como evitar propuestas de diseño inconvenientes para el proyecto.

1.- El Presupuesto.

Aunque el edificio presenta una gran cobertura de servicios la mayoría de estos se imparten de manera gratuita o bajo reducidas cuotas y puesto que este complejo se edificara por motivos culturales y no con fines de lucro el presupuesto para la edificación del Centro Cultural “Ixtapaluca” esta claramente limitado, por lo tanto todo el equipo y materiales utilizado se debe adecuar específicamente a las necesidades que presentan estos lugares, con el motivo de no elevar el precio final de la Instalación.

2. Adaptar Nuestro Diseño al Proyecto Establecido.

Debido a que la constructora del complejo ya realizo el diseño de todos y cada unos de los espacios destinados para el equipo hidráulico, la cisterna y el cuarto de maquinas nos tenemos que acoplar a los lugares establecidos para cada Instalación. En este punto es difícil proponer una idea a menos que se presentara una complicación mayor durante el diseño o la instalación, ya que eso seguramente supondría una reestructuración de los planos arquitectónicos del Centro Cultural.

3.- Ubicación del Proyecto.

Debido al lugar donde se realizara la edificación del Centro Cultural, se tendrán que tomar en cuenta en el apartado de costos y presupuestos, el tiempo y gastos de desplazamiento de ingenieros, trabajadores y materiales a la zona de trabajo.



Ingeniería del Proyecto.

INGENIERÍA DEL

PROYECTO

C A P Í T U L O

II



Ingeniería del Proyecto 8

2.1 Conceptos de Ingeniería Aplicada.

2.1.1 Definición y Clasificación de los Fluidos.

Un fluido es una aquella sustancia que debido a su poca cohesión intermolecular, carece de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. Los fluidos se pueden clasificar en líquidos y gases. Los líquidos a una presión y temperatura determinadas ocupan un volumen determinado. Introduciendo un liquido a un recipiente adopta la forma del mismo, pero llenando solo el volumen que le corresponde; los gases a una presión y temperatura determinada tienen también un volumen determinado, pero puestos en libertad se expansionan hasta ocupar el volumen completo del recipiente que los contiene.

En general los sólidos ofrecen gran resistencia al cambio de forma y volumen, los líquidos ofrecen gran resistencia al cambio de volumen pero no de forma; y los gases ofrecen gran resistencia al cambio de volumen y forma. Los fluidos se pueden clasificar de acuerdo a diferentes características que presentan en: Fluido Newtoniano: es un fluido con viscosidad en que las tensiones tangenciales de rozamiento son directamente proporcionales al gradiente de velocidades. El aire, el agua, la gasolina y algunos aceites minerales que bajo condiciones normales de presión y temperatura se comportan como fluidos newtonianos.

El rozamiento en un flujo unidimensional de un fluido newtoniano se representa por la relación: dx

dv

Donde: : Tensión tangencial ejercida en el fluido o sobre una superficie en contacto, tiene unidades de presión (Pa). : Viscosidad del fluido, para un fluido newtoniano depende de la temperatura, puede medirse en [Pa·s] o [kp·s/cm2].

dx

dv : Gradiente de velocidad perpendicular al plano en el que estamos calculando la tensión tangencial, [s−1].

Fluido No Newtoniano: Es aquél cuya viscosidad varía con el gradiente de tensión que se le aplica. Como resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano. Fluido Ideal: es aquel fluido cuya viscosidad es nula. La formula 0 define matemáticamente al fluido ideal.

2.1.2 Propiedades de los Fluidos.

Puesto que el estudio de la mecánica de fluidos trata típicamente con un fluido en flujo continuo o con una pequeña cantidad de fluido en reposo, es más conveniente analizar las propiedades de los fluidos de la manera siguiente.

Densidad: Se define la densidad de un cuerpo, también llamada densidad absoluta, en este caso de un fluido, denotado por la letra griega ρ, como la cantidad de masa que hay en una unidad de volumen, entonces:

3m

kg

V

m

http://es.wikipedia.org/wiki/Sustancia

http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensión_tangencial

http://es.wikipedia.org/wiki/Fricción

http://es.wikipedia.org/wiki/Aire

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina

http://es.wikipedia.org/wiki/Presión


http://es.wikipedia.org/wiki/Gradiente

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido_newtoniano

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Densidad_absoluta&action=edit




Densidad Relativa: Se define a la densidad relativa, también conocida como gravedad específica, a la comparación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua. La densidad relativa es adimensional y esta en función de la temperatura y de la presión.

a

s

rd

dd

Peso Específico: Se define al peso específico como la cantidad de peso por unidad de volumen de una sustancia.

3m

N

V

w

Donde: = Peso especifico o

= Peso

= Volumen Viscosidad de los Fluidos: Se define a la viscosidad como la propiedad de un fluido que ofrece resistencia al movimiento relativo de sus moléculas, por otro lado la pérdida de energía debida a la fricción en un fluido es consecuencia de la viscosidad.

Viscosidad Dinámica: La ley experimental descubierta por Newton la define a la viscosidad dinámica como la fuerza F que es directamente proporcional a la superficie A de la placa en movimiento, al gradiente de velocidad y a un coeficiente η.

Viscosidad Cinemática: Relación entre la viscosidad dinámica η de un fluido y su densidad ρ.

s

m2

Presión: La cantidad de fuerza ejercida sobre un área unitaria de una sustancia. A

Fp

En el siguiente cuadro se muestra las unidades de presión y sus factores de conversión.

Pascal Bar N/mm2 kp/m2 kp/cm2 atm Torr

1 Pa (N/m2) 1 10-5 0.10-6 0.102 0.102x10-4 0.987x10-5 0.0075

1 bar (daN/cm2) 100000 1 0.1 10200 1.02 0.987 750

1 N/mm2 106 10 1 1.02x105 10.2 9.87 7500

1 kp/m2 9.81 9.81x10-5 9.81x10-6 1 10-4 0.968x10-4 0.0736

1 kp/cm2 98100 0.981 0.0981 10000 1 0.968 736

1 atm (760 Torr) 101325 1.013 0.1013 10330 1.033 1 760

1 Torr (1mmHg) 133 0.00133 1.33x10-4 13.6 0.00132 0.00132 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua




Existen diferentes tipos de presión que a continuación se definen:

Presión Absoluta: Se define como la presión que se mide con el vació absoluto es decir vació total. Presión Relativa: Es la presión de un fluido medido con un manómetro en relación a la atmósfera local. Presión Atmosférica: Se define como la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, y se mide por medio del barómetro (Presión Barométrica): el valor de la presión atmosférica al nivel del mar es cercano a 14.7 lb/plg2 (101.35Kpa), disminuyendo de acuerdo con la altitud. Presión Manométrica: Se define como la presión resultante que se mide tomando como referencia a la presión atmosférica. Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

Presión de Vapor: Se define como la presión a la que cada temperatura, la fase líquida y vapor se encuentran en equilibrio dinámico.

2.1.3 Teorema de Bernoulli.

El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una línea de corriente. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en 1738 y expresa que en un fluido perfecto (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. Su Ecuación es:

21

22

:

22

21

21

2

2

2

1

21

2

22

221

2

11

1

ypuntoslosentreshidraulicaperdidaslastodasdesumaH

geodesicasalturaszyz

velocidaddealturasg

vy

g

v

presiondealturasg

PY

g

P

DONDE

g

vz

g

PH

g

vz

g

P

r

r

2.1.4 Caudal.

Se define como caudal Q como el volumen de fluido por unidad de tiempo que pasa a través de una sección transversal a la corriente y sus unidades son m3/s, en el SI.

http://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Presión

http://es.wikipedia.org/wiki/Líquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Línea_de_corriente

http://es.wikipedia.org/wiki/Daniel_Bernoulli

http://es.wikipedia.org/wiki/1738


http://es.wikipedia.org/wiki/Rozamiento

http://es.wikipedia.org/wiki/Energía




2.1.5 Flujos Laminares y Turbulentos.

Los flujos laminares son aquellos donde existe muy poco o nada de mezcla del flujo de tal forma que una corriente de tinte inyectado en el fluido permanece intacto, por otro lado los flujos turbulentos presentan una mezcla caótica, y la corriente de teñir se disipa de forma rápida a través del fluido. Se presenta un flujo laminar cuando NR<2000. El rango desde 2000 hasta 4000 es la región de transición o región critica donde no se puede predecir que tipo de flujo es y; el flujo turbulento normalmente se presenta cuando NR>4000.

2.1.6 Numero de Reynolds.

Osborne Reynolds fue el primero en demostrar que un flujo laminar o turbulento puede ser predicho si se conoce la magnitud de un numero adicional conocida como número de Reynolds.

2.1.7 Ecuación de Continuidad.

El volumen por unidad de tiempo que pasa por una sección transversal dada (caudal), debe ser igual al caudal de otra sección transversal cualquiera.

Nótese que la velocidad del fluido resulta mayor si la sección transversal es menor.

2.1.8 Perdida de Energía en Tuberías.

Las perdidas de carga en tuberías son de dos clases primarias y secundarias. Las pérdidas primarias son las perdidas de superficie en el contacto del fluido con la tubería (capa limite), rozamiento de unas capas de fluido con otras (régimen laminar) o de las partículas de fluido entre si (régimen turbulento). Tienen lugar en flujo uniforme, por tanto principalmente en los tramos de tubería de sección constante. Las pérdidas secundarias son las pérdidas de forma, que tienen lugar en las transiciones (estrechamientos o expansiones de la corriente), codos válvulas, y en toda clase de accesorio de tubería.

2.1.9 Formula de Darcy-Weibach.

Donde:

L: longitud de tubería. D: diámetro de tubería

V: velocidad media del flujo.




2.1.10 Máquinas Hidráulicas.

Una maquina es un transformador de energía; una maquina absorbe energía de una clase y restituye energía de otra clase (un motor eléctrico, por ejemplo, absorbe energía y restituye energía mecánica) o de la misma clase pero transformada (una grúa o un torno, por ejemplo, absorben y restituyen energía mecánica). Una maquina hidráulica es aquella en el que el fluido que intercambia su energía no varia sensiblemente de densidad en

su paso a través de la maquina, por lo que en el diseño y estudio de la misma se hace la hipótesis de que =cte. Las maquinas hidráulicas pertenecen a un grupo muy importante de las maquinas que se llaman maquinas de fluido. Aunque rara es la maquina en que no intervienen uno o varios fluidos como refrigerantes, lubricantes, etc. Las maquinas de fluido son aquellas maquinas en el que el fluido, o bien proporciona la energía que absorbe la maquina (por ejemplo, el agua que se suministra a una turbina posee una energía preferentemente de presión, proveniente de la energía geodésica que poseía en el embalse y que a su vez la turbina transforma en energía mecánica) o bien aquellas en el que el fluido es el receptor de energía, al que la maquina restituye la energía mecánica absorbida. En toda maquina de fluido hay intercambio entre energía de fluido y energía mecánica (por ejemplo, el agua sale de una bomba con mas presión que la que tenia a la entrada de la misma, porque la bomba ha restituido al agua la energía absorbida en el eje).

2.1.11 Clasificación de las Máquinas Hidráulicas.

En el siguiente cuadro se muestra la clasificación de las maquinas hidráulicas según su funcionamiento.

PARA LIQUIDOS: BOMBAS

GENERADORAS

PARA GASES:

VENTILADORES

TURBOMAQUINAS

MOTORAS TURBINAS HIDRAULICAS

MAQUINAS

HIDRAULICAS

GENERADORAS

MAQUINAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

MOTORAS




2.1.12 Máquinas de Desplazamiento Positivo.

También conocidas como máquinas de desplazamiento positivo o volumétrico, el órgano intercambiador de energía cede energía al fluido a él en forma de energía de presión creada por la variación de volumen; los cambios en la dirección y valor absoluto de la velocidad del fluido no juegan un papel esencial en el alguno. Estas máquinas son apropiadas para suministros de alta presión y bajos caudales y se dividen en motoras y generadoras; las primeras absorben energía del fluido y restituyen energía mecánica, las segundas absorben energía mecánica y restituyen energía al fluido. Las maquinas de desplazamiento positivo el órgano transmisor de la energía puede moverse tanto con movimiento alternativo como con movimiento rotativo, a este tipo de maquinas pertenecen los transmisores y controles hidráulicos y neumáticos.

2.1.13 Turbomáquinas.

Las turbomáquinas también conocidas maquinas de corriente, los cambios en la dirección y valor absoluto de la velocidad del flujo juegan un papel esencial. Se dividen en dos categorías radiales o centrífugas, en las que el flujo entra en la máquina en dirección axial (misma dirección del eje principal) y sale en dirección radial. Estas máquinas son apropiadas para altas presiones y bajos caudales. Y existen máquinas axiales en los que el flujo entra axialmente en ellas y sale igualmente en dirección axial. Estas máquinas son apropiadas para bajas presiones y grandes caudales. En las turbomáquinas el órgano transmisor de la energía (rodete) se mueve siempre en sentido rotativo; absorben la energía del fluido y la restituyen en energía mecánica; el principio de funcionamiento de estas maquinas es la ecuación de Euler.

2.1.14 Ecuación de Euler.

Esta es la ecuación fundamental para el estudio de las turbomáquinas hidráulicas; constituye la ecuación básica para el estudio de las bombas, ventiladores, turbinas hidráulicas Es la ecuación que expresa la energía intercambiada en el rodete de todas estas maquinas.

Signo (+) maquinas motoras y signo (-) maquinas generadoras unidades m SI.

2.1.15 Triangulo de Velocidades.

Para aplicar la Ecuación de Euler que el órgano principal de una bomba centrífuga es el rodete que, en la Fig.2.2, se puede observar con los álabes con los triángulos de entrada y salida donde: U1- Velocidad absoluta a la entrada del alabe. C1- Velocidad absoluta del fluido a la entrada. W1- Velocidad relativa del fluido respecto al alabe a la entrada. C1m- Componente meridional de la velocidad absoluta del fluido a la entrada. C1u- Componente periférica de la velocidad absoluta del fluido a la entrada. β1- Ángulo que forma w1 con (-u1). Nótese que el ángulo que forma w1 con + u1 es el β’1 suplementario del β1; y lo mismo en el triangulo de salida, sustituyendo el subíndice 1 por el 2. α1- Ángulo que forman las dos velocidades c1 y u1

http://es.wikipedia.org/wiki/Eje




Fig. 2.1. Triangulo de Velocidades a la entrada y salida de los Alabes.

2.1.16 Bombas. Definición y Clasificación.

Una bomba es una maquina que absorbe energía mecánica y restituye al liquido que la atraviesa energía hidráulica. Las bombas se emplean para impulsar toda clase de líquidos (agua, aceites de lubricación, consumibles, ácidos; líquidos alimenticios: cerveza, leche, etc.; estas ultimas constituyen el grupo mas importante de las bombas sanitarias). También se emplean bombas para bombear líquidos espesos con sólidos en suspensión como pasta de papel, melazas, fangos, desperdicios, etc. Las Bombas se clasifican en:

Bombas rotodinámicas; son todas las bombas que son turbomáquinas, son siempre rotativas y su órgano transmisor de energía es el rodete; se llaman rotodinámicas porque su movimiento es rotativo y la dinámica de la corriente juega un papel esencial en la transmisión de la energía.

Bombas de desplazamiento positivo; a este grupo pertenecen no solo las bombas alternativas, sino las rotativas llamadas rotoestáticas porque son rotativas, pero en ellas la corriente no juega un papel esencial en la transmisión de la energía.

2.1.17 Elementos Constitutivos de las Bombas.

En la figura siguiente se muestra una bomba radial de eje horizontal en la cual puede verse los siguientes elementos:

a) Una tubería de aspiración, que concluye prácticamente en la brida de aspiración. b) Un impulsor o rodete, que gira solidario con el eje de la maquina y consta de un cierto numero de alabes que imparten al fluido en forma de energía cinética y energía de presión. c) La voluta o corona directriz, recoge el líquido del rodete y transforma la energía cinética comunicada por el rodete en energía de presión, ya que la sección de paso aumenta en esta corona en la dirección de flujo. Esta corona directriz no existe en todas las bombas; porque encarece su construcción, aunque hace a la bomba más eficiente.




d) Una tubería de impulsión, instalada a la salida de la voluta, por la que el líquido es evacuado a la presión y velocidad creadas en la bomba.

Figura 2.2. Bomba Radial

2.1.18 Cavitación en Bombas.

La cavitación en las bombas y en las turbinas produce dos efectos perjudiciales: disminución del rendimiento y erosión. La aparición de este fenómeno esta relacionado a) con el tipo de bomba (en general el peligro de cavitación es cuanto mayor es el numero especifico de revoluciones), b) la instalación de la bomba la cota del eje de la bomba sobre el nivel del liquido de aspiración, debe ser escogida cuidadosamente para evitar la cavitación, y c) las condiciones de servicio de la bomba, el caudal de la bomba nunca debe exceder el máximo permisible para que no produzca la cavitación. La cavitación indica un NPSH disponible insuficiente, ocasionado por una altura estática baja, alta temperatura o excesiva pérdida de carga en la aspiración. Este fenómeno puede evitarse manteniendo la presión del líquido por encima de la presión de vapor.

2.1.19 Golpe de Ariete.

El golpe de ariete en una bomba no puede producirse en el arranque porque la presión producida por la bomba no puede exceder el valor máximo que indica su curva característica, curva H-Q. En la parada de una bomba se ha de tener precaución de cerrar la válvula de impulsión. Si esto se hace a mano, el cierre es lento, la columna del líquido que llena la tubería se desacelera gradualmente, y el golpe de ariete no se produce.

El golpe de ariete se produce por:

Si se para el motor de la bomba sin cerrar previamente la válvula de impulsión;

Si hay un corte imprevisto de corriente, en el funcionamiento de la bomba.




Los medios empleados para reducir este fenómeno son:

Cerrar lentamente la válvula de impulsión;

Escoger el diámetro de la tubería de impulsión grande, para que la velocidad en la tubería sea pequeña;

Instalar la bomba con un volante en caso de corte de la corriente reduzca lentamente la velocidad del motor y por consiguiente la velocidad del agua en la tubería;

Inyectar aire con un compresor para producir un muelle elástico durante la sobrepresión.

2.1.20 Niveles de Bombeo.

En el siguiente esquema se representan los niveles de bombeo y su definición:

Fig. 2.3. Niveles de Bombeo.

Nivel Estático (NE) .- Es la distancia vertical desde la descarga (cabezal de descarga de la bomba vertical o línea de centros de la bomba de eje horizontal), de la bomba hasta el nivel libre del agua, cuando esta no esta siendo bombeada; es decir, es el nivel en el cual se estabiliza el agua del pozo o cárcamo. Nivel Dinámico (ND).- Es la distancia vertical desde la descarga (cabezal de descarga de la bomba vertical o línea de centros de la bomba de eje horizontal), hasta el nivel al cual se mantiene cuando es bombeada el agua, a cualquier velocidad.

2.1.21. Pérdidas, Potencias y Rendimientos en las Bombas.

Todas las perdidas en la bomba se pueden clasificar en tres grupos:

Pérdidas hidráulicas; Las perdidas hidráulicas disminuyen la energía especifica útil que la bomba comunica al fluido y por consiguiente a la altura útil, estas son de dos tipos, las perdidas de superficie y las perdidas de forma; las perdidas de superficie se producen por el rozamiento del fluido con las paredes de la bomba o de las partículas del -




fluido entre si; si las perdidas de forma se producen por el desprendimiento de la capa limite en los cambios de direcc ión y en toda forma difícil al paso del fluido. Las perdidas hidráulicas se originan en la entrada del rodete o impulsor, en la corona directriz, en la caja espiral y asta la salida de la bomba.

Pérdidas volumétricas; Estas pérdidas se denominan también pérdidas intersticiales; son perdidas de caudal y se dividen en dos clases: perdidas exteriores y perdidas interiores. Las perdidas volumétricas exteriores constituyen una salpicadura de fluido al exterior que se escapa entre el juego entre la carcasa y el eje de la bomba que la atraviesa. Para reducir estas perdidas se utiliza la caja de empaquetadura que se llena con el material llamado empaque grafitado. Si la maquina a de bombear liquido caliente o las presiones son demasiado grandes o los líquidos son altamente corrosivos existe multitud de soluciones a base de anillos de cierre, resortes, etc. Las pérdidas volumétricas interiores son las mas importantes y reducen bastante el rendimiento volumétrico de algunas bombas, las perdidas volumétricas interiores no se ha podido llegan a reducir. A este caudal se le conoce como caudal de corto circuito.

Pérdidas Mecánicas; Estas perdidas se producen por: Rozamiento del prensaestopas con el eje de la maquina. Rozamiento del eje con los cojinetes. Accionamiento de auxiliares (bomba de engranajes para lubricación, cuentarrevoluciones, etc.) Potencia de Accionamiento. Es la potencia en el eje de la bomba o potencia mecánica que la bomba absorbe.

Potencia Interna. Es la potencia suministrada al impulsor que es igual a la potencia de accionamiento menos las perdidas mecánicas.

Potencia Útil. Es la potencia de accionamiento descontando todas las perdidas de la bomba.

Rendimiento Hidráulico. Toma en cuenta las perdidas de altura total.

Rendimiento Volumétrico. Toma en cuenta las perdidas volumétricas.

Rendimiento Interno. Tiene en cuenta las perdidas internas, o sea las hidráulicas y volumétricas y engloba ambos

rendimientos hidráulico y volumétrico.

Rendimiento Mecánico. Tiene en cuenta las pérdidas mecánicas.




Rendimiento Total. Tiene en cuenta las perdidas de la bomba.

2.1.22 NPSH (Carga Neta Positiva de Succión).

Los fabricantes de bombas proporcionan datos acerca de la cabeza de succión positiva neta que se requiere para una operación satisfactoria. La persona que seleccione una bomba debe de asegurarse de que exista un NPSH disponible lo suficientemente grande; es decir NPSH disponible > NPSH requerido. El valor del NPSH disponible depende de la naturaleza del fluido que se esta bombeando, la tubería de succión, la ubicación del depósito del fluido y la presión aplicada al fluido:

= Cabeza de presión estática (absoluta) aplicada al fluido, expresada en metros (o pies) del líquido.

= Diferencia de elevación del nivel de fluido en el depósito hasta la entrada de la bomba, expresada en metros o pies.

Si la bomba esta debajo del deposito, es positiva.

Si la bomba esta arriba del depósito, es negativa.

= perdida por fricción en la tubería de succión, expresada en metros o pies.

= presión de vapor del liquido a la temperatura de bombeo en metros o pies del liquido.

Figura 2.4. Detalles de la línea de succión de una bomba y Definición de términos para calcular el NPSH.




2.1.23 Curvas de Desempeño de una Bomba Centrifuga.

Debido a que las bombas centrifugas no son del tipo de desplazamiento positivo, existe una gran dependencia entre la capacidad y la presión que debe desarrollar la bomba. La eficiencia y la potencia son factores importantes para el buen funcionamiento de una bomba; la siguiente figura muestra una evaluación de una bomba mas completa, cabeza superpuesta, eficiencia y curvas de potencia y la grafica de las tres versus la capacidad. La operación normal debe estar en la vecindad del pico de la curva de eficiencia, con eficiencia dentro del intervalo del 60 al 80 por ciento como valores típicos en las bombas centrífugas.

Figura 2.5. Curvas de Funcionamiento de una Bomba Centrifuga.

2.1.24 Curvas de Selección de una Bomba.

Con este criterio se estudiarán detenidamente los siguientes factores:

Caudal mínimo continúo.

Diámetro de los impulsores, en relación al máximo y mínimo admisible para el tipo ofertado.

Altura a caudal nulo, la cual debe estar entre un (-+ 10) y (+20) de la correspondiente al punto de trabajo, para evitar excesivas presiones al cierre de la válvula, y por otra parte, permitir una cierta regulación.

NPSH requerida por la bomba. Esta nunca deberá ser mayor que la disponible y lo deseable es que se garantice, por lo menos, un metro por debajo de aquella. Cuando la diferencia entre la disponible y la requerida no sea mayor de 2 metros, se debe pues solicitar su ensayo en fábrica.

Se hace una comparación de la curva del sistema, con la teórica de la bomba ofrecida por el fabricante, situando sobre ésta el punto o los puntos de trabajo.




2.1.25 Bombas en Serie y en Paralelo.

Bombas operadas en serie; Dirigiendo la salida de una bomba a la entrada de una segunda bomba, permite la obtención de la misma capacidad a una cabeza total igual a la suma de los valores de las otras dos bombas. Este método permite la operación contra valores de cabeza altos, los cuales son poco frecuentes. Bombas operadas en paralelo; Utilizando dos bombas idénticas para alimentar fluido desde la misma fuente y entregarlo en la misma cabeza del sistema duplica la velocidad de flujo entregada. Este método se utiliza cuando la capacidad deseada esta mas allá del limite de capacidad de cualquier bomba por si sola. Este método también proporciona flexibilidad en la operación del sistema debido a que una de las bombas puede apagarse durante las horas de baja demanda o para darles mantenimiento.

2.1.26. Tanques Hidroneumáticos.

Los Sistemas Hidroneumáticos se basan en el principio de compresibilidad o elasticidad del aire cuando es sometido a presión. El sistema, el cual se representa en la figura siguiente, y funciona como se explica a continuación:

Figura 2.6 Sistema Hidroneumático.




El agua que es suministrada desde el acueducto público u otra fuente, es retenida en un tanque de almacenamiento; de donde, a través de un sistema de bombas, será impulsada a un recipiente a presión (de dimensiones y características calculadas en función de la red), y que posee volúmenes variables de agua y aire. Cuando el agua entra al recipiente aumenta el nivel de agua, se comprime el aire y aumenta la presión, cuando se llega a un nivel de agua y presión determinados, se produce la señal de parada de la bomba y el tanque queda en la capacidad de abastecer la red, cuando los niveles de presión bajan, se acciona el mando de encendido de la bomba nuevamente.

El Sistema Hidroneumático deberá estar construido y dotado de los componentes que se indican a continuación:

a.- Un tanque de presión, el cual consta entre otros de un orificio de entrada y otro de salida para el agua (en este se debe mantener un sello de agua para evitar la entrada de aire en la red de distribución) y uno para la inyección de aire en caso de faltar el mismo. b.- Un número de bombas acorde con las exigencias de la red (una o dos para viviendas unifamiliares y dos o más para edificaciones mayores). c.- Interruptor eléctrico para detener el funcionamiento del sistema, en caso de faltar el agua en el estanque bajo. d.- Llaves de purga en las tuberías de drenaje. e.- Válvula de retención en cada una de las tuberías de descarga de las bombas al tanque hidroneumático. f.- Conexiones flexibles para absorber las vibraciones. g.- Llaves de paso entre la bomba y el equipo hidroneumático; entre éste y el sistema de distribución. h.- Manómetro. i.- Válvula de seguridad. j.- Dispositivo para control automático de la relación aire/agua. k.- Interruptores de presión para arranque a presión mínima y parada a presión máxima, arranque aditivo de la bomba en turno y control del compresor. l.- Indicador exterior de los niveles en el tanque de presión, para la indicación visual de la relación aire agua. m.- Tablero de potencia y control de los motores. n.- Dispositivo de drenaje del tanque hidroneumático, con su correspondiente llave de paso. o.- Compresor u otro mecanismo que reponga el aire perdido en el tanque hidroneumático. p.- Filtro para aire, en el compresor o equipo de inyección.

2.2 Normas de Diseño e Instalación para el Desarrollo del Proyecto.

Para el Diseñar y Desarrollar la Red de Distribución de Agua Potable del Centro Cultural “Ixtapaluca”, se contemplaron los Criterios Normativos de Ingeniería del IMSS (Instituto Mexicano del Seguro Social), en el apartado de Instalaciones Sanitarias, Hidráulicas y Especiales. En los capítulos I, III y IV se usaran para desarrollar el presente proyecto desde los cálculos de la Red hasta las especificaciones para la Instalación de la misma, las Normas se siguieron para garantizar la continuidad, la seguridad y la confiabilidad de los servicios con la Ingeniería aplicada en la proyección de este trabajo. A continuación enunciaremos los Capítulos de la Norma que revisamos para el Proyecto: 1.- Generalidades 2.- Anteproyecto 3.- Desarrollo del Proyecto 4.- Abastecimiento de Agua 5.- Distribución de Agua Fría




6.- Producción y Distribución de Agua Caliente 21.- Muebles Sanitarios 22.- Plantillas de Cálculo

Además de tomar en cuenta las Normas del IMSS, aplicamos diversos conceptos y consejos adicionales de las fuentes especificadas en la bibliografía, algunos de los cuales se especializan en materia Hidráulica y nos ayudaron a proyectar esta Instalación.



Desarrollo del Proyecto.

DESARROLLO DEL

PROYECTO.

C A P Í T U L O

III



Desarrollo del Proyecto 24

3.1 Cálculo de la red hidráulica.

3.1.1 Determinación de los diámetros de la tubería de la red.

En el área de trabajadores tal como lo muestra la Figura 3.1 (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica), se cuenta con tres lavabos, los cuales con ayuda del (Anexo B) notamos que para un lavabo, el valor de las unidades mueble que le corresponde es 2; así que para 3 lavabos el valor de las unidades mueble es 6 UM; por lo tanto de acuerdo con el (Anexo G) el caudal necesario es de 0.0003 m3/s y la velocidad es igual a 2.9 m/s de acuerdo con la Norma del IMSS.

ACOT: m

Figura 3.1. Lavabos en el Área de Trabajadores. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).

Aplicando la ecuación (6) tenemos que: 24

3

10034.19.2

0003.0mx

sm

sm

A

Aplicando la ecuación (7) obtenemos el Diámetro: mmx

D 011.010034.14 24

Comercialmente no existe tubería de este diámetro, por eso tomaremos el diámetro comercial superior 0.013D m .

Ahora con la ecuación (2) conocemos el área: 24

2

10327.14

0003.0mx

mA

Una vez obtenido el diámetro de la tubería comercial, se aplica la ecuación (1), para así obtener la velocidad que

realmente va estar fluyendo dentro de la tubería. s

mmx

sm

V 26.210327.1

0003.0

24

3




De esta manera se obtienen los diferentes diámetros para toda la red, pero debemos recordar que los diámetros de la tubería para cada mueble están ya establecidos, para un WC y/o Mingitorio con fluxometro (válvula de descarga) tenemos un D=0.025 m, mientras que para regaderas, lavabos, fregaderos y llaves de nariz se tiene un D= 0.013 m.

La Norma del IMSS hace hincapié en que la velocidad de flujo no debe ser mayor a 2.9 m/s para evitar ruidos molestos en la instalación pero tampoco debe ser menor de 0.9 m/s, pues con esta velocidad no se contaría con el flujo suficiente.

3.1.2 Cálculo de pérdidas.

3.1.2.1 Consideraciones para obtener las pérdidas en la instalación de un WC con válvula de

descarga (fluxómetro).

Diámetro de la tubería D=0.025m. Caudal para un WC con fluxómetro (Anexo C). Q=0.00125 m3/s. Área y Velocidad: A=4.908x10-4 m2, V=2.54 m/s. Ir al (Anexo D) donde encontramos RR=0.000056.

Considerando que: Agua fría 20 °C y Agua caliente 60 °C. Entonces: 1.02x10-6 m2/s (Anexo E)

Re=6.22x104

Utilizando el Diagrama de Moody (Anexo K) tenemos que: 0.0105

La longitud de la tubería se obtiene sumando cada tramo de esta, la cual compone la instalación de un WC como se muestra en la Figura 3.2, de la misma manera se obtiene la longitud de la tubería para los otros muebles sanitarios, fregaderos y llaves de nariz.(ver capitulo IV) . Longitud de la tubería, L=1.50m.

ACOT: cm

Figura 3.2. Detalle de Instalación de un WC con fluxómetro.




Cantidad de accesorios cuando la tubería que va entre el muro lleva una cruz o una “Te” en la forma como se muestra en la Figura 3.3

Figura 3.3. Accesorios de Instalación. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).

(Anexo F).

ACCESORIOS DIÁMETRO (m) CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le (m)

Codo 90° 0.025 5 0.90 4.5

Te giro 90° 0.025 1 1.50 1.50

Tapón capa 0.025 1 0 0

La sumatoria de la columna de cantidad por longitud equivalente es igual a ΣLe=6m

Aplicar la Ecuación (4).

2

2

2.5461.50 60.0105 1.040

0.025 2 9.81

mm m s

H mm m

s

Cantidad de accesorios cuando la tubería que va entre el muro lleva una “Te”, como se muestra en la Figura 3.4

Figura 3.4. Accesorios de Instalación. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica). (Anexo F).


Codo 90° 0.025 4 0.90 3.6

Te giro 90° 0.025 1 1.50 1.50


La sumatoria de la columna de cantidad por longitud equivalente es igual a ΣLe = 5.1m





2

2

2.5461.50 5.10.0105 0.915

0.025 2 9.81

mm m s

H mm m

s

3.1.2.2 Consideraciones para obtener las pérdidas en la instalación de un Mingitorio con válvula

de descarga (fluxómetro).

Diámetro de la tubería D=0.025m. Caudal para un Mingitorio con fluxómetro (Anexo C). Q=0.001 m3/s.

Área y Velocidad: A=4.908x10-4 m2, V=2.03 m/s. Ir al (Anexo D) donde encontramos RR=0.000056.


Re=4.975x104

Utilizando el Diagrama de Moody (Anexo K) tenemos que: 0.0105

Longitud de la tubería, L=1.46 m.

Cantidad de accesorios cuando la tubería que va entre el muro lleva una cruz o una “Te” en la forma como se muestra en la Figura 3.3

(Anexo F).

ACCESORIOS DIÁMETRO (m) CANTIDAD L e (m) CANTIDAD POR Le (m)

Codo 90° 0.025 2 0.90 1.8

Te giro 90° 0.025 1 1.50 1.50


Válvula de compuerta 0.025 1 0.20 0.20

Niple 0.025 1 0.13 0.13

Tuerca unión 0.025 1 0.27 0.27

La sumatoria de la columna de cantidad por longitud equivalente es igual a ΣLe = 3.9 m.


2

2

2.031.46 3.90.0105 0.471

0.025 2 9.81

mm m s

H mm m

s




Cantidad de accesorios cuando la tubería que va entre el muro lleva una “Te”, como se muestra en la Figura 3.4.

(Anexo F).


Codo 90° 0.025 1 0.90 0.90

Te giro 90° 0.025 1 1.50 1.50



Niple 0.025 1 0.13 0.13

Tuerca unión 0.025 1 0.27 0.27

La sumatoria de la columna de cantidad por longitud equivalente es igual a ΣLe = 3 m.

Aplicar la Ecuación (4)

2

2

2.031.46 30.0105 0.392

0.025 2 9.81

mm m s

H mm m

s

3.1.2.3 Consideraciones para obtener las pérdidas en la instalación de un Lavabo.

Diámetro de la tubería D=0.013 m. Caudal para un Lavabo (Anexo C). Q=0.00025 m3/s.



Re=2.39x104

Utilizando el Diagrama de Moody (Anexo K) tenemos que: 0.012.


Cantidad de accesorios cuando la tubería que va entre el muro lleva una cruz o una “Te” en la forma como se muestra en la Figura 3.3. (Anexo F).


Codo 90° 0.013 2 0.60 1.2

Te giro 90° 0.013 1 0.90 0.90








2

2

1.881.20 2.220.012 0.56

0.013 2 9.81

mm m s

H mm m

s

Cantidad de accesorios cuando la tubería que va entre el muro lleva una “Te”, como muestra la Figura 3.4.

(Anexo F).


Codo 90° 0.013 1 0.60 0.60

Te giro 90° 0.013 1 0.90 0.90





2

2

1.881.20 1.620.012 0.468

0.013 2 9.81

mm m s

H mm m

s

3.1.2.4 Consideraciones para obtener las pérdidas en la instalación de un Fregadero.

Diámetro de la tubería D=0.013 m. Caudal para un Fregadero (Anexo C). Q=0.00025 m3/s.

Área y Velocidad: A=1.327x10-4 m2, V=1.88 m/s. Ir al (Anexo D donde encontramos RR=0.000103.

Entonces: 1.02x10-6 m2/s (Anexo E)

Re=2.39x104



(Anexo F).


Te giro 90ª 0.013 1 0.90 0.90





2

2

1.881.5 1.020.012 0.419

0.013 2 9.81

mm m s

H mm m

s




3.1.2.5 Consideraciones para obtener las pedidas en la instalación de una Llave de Nariz.

Diámetro de la tubería D=0.013 m. Caudal para un Fregadero (Anexo C). Q=0.00033 m3/s.

Área y Velocidad: A=1.327x10-4 m2, V=2.51 m/s. Ir al (Anexo D) donde encontramos RR=0.000103. Entonces: 1.02x10-6 m2/s (Anexo E)

Re=3.20x104



(Anexo F).

ACCESORIOS DIÁMETRO(m) CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le (m)

Codo 90° 0.013 1 0.60 0.60




2

2

2.511.10 0.720.012 0.539

0.013 2 9.81

mm m s

H mm m

s

3.1.2.6 Consideraciones para obtener las pérdidas en la instalación de una Regadera.

Diámetro de la tubería D=0.013 m. Caudal para una Regadera (Anexo C). Q=0.00033 m3/s.


Considerando que: Agua fría 20 °C y Agua caliente 60 °C. Entonces: 1.02x10-6 m2/s para A.F. y 4.67 x10-7 m2/s para A.C. (Anexo E)

Re=3.20x104 Agua Fría Re=6.98x104 Agua Caliente Utilizando el Diagrama de Moody (Anexo K) tenemos que: 0.012, para A.F. y A.C. ay que el diámetro de la tubería

es el mismo para los dos casos.


Cantidad de accesorios cuando la tubería que va entre el muro lleva una cruz o una “Te” en la forma como se muestra en la Figura 3.3.




(Anexo F).


Codo 90° 0.013 3 0.60 1.8

Te giro 90° 0.013 3 0.90 2.7





2

2

2.514.5 4.740.012 2.73

0.013 2 9.81

mm m s

H mm m

s

Cantidad de accesorios cuando la tubería que va entre el muro lleva una “Te” como muestra en la Figura 3.4.

(Anexo F).


Codo 90ª 0.013 1 0.60 0.60

Te giro 90ª 0.013 3 0.90 2.7





2

2

2.514.5 3.540.012 2.38

0.013 2 9.81

mm m s

H mm m

s




3.1.2.7 Cálculo de pérdidas en el Área de Trabajadores.

El área la dividimos en tres partes como se muestra en la Figura 3.5.

1

ACOT: m

Figura 3.5 Lavabos del Área de Trabajadores. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).

En la primera parte. (Anexo G). Tenemos 6 Unidades Mueble, para un Caudal de 0.0003 m3/s Diámetro de la tubería D=0.013 m. Q=0.00033 m3/s.


Considerando que: Agua fría 20 °C y Agua caliente 60 °C. Entonces: 1.02x10-6 m2/s (Anexo A, Tabla 5)

Re=2.88x104

Utilizando el Diagrama de Moody (Anexo K) tenemos que: 0.012. Dato que se obtiene de la Figura correspondiente

en cada tramo.

Longitud de la tubería, L=2.42 m. (Anexo F).


Codo 90ª 0.013 1 0.60 0.60

Te giro 90ª 0.013 2 0.90 1.8





ACOT: m

2


2

2

2.262.42 2.40.012 1.158

0.013 2 9.81

mm m s

H mm m

s

A esta pérdida se le suman las pérdidas de cada mueble instalado en este ramal.

1(De cada mueble). 1.158 (3)(0.468) 2.562T TH H H H m

La segunda parte la observamos en la Figura siguiente.

Figura 3.6. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).

(Anexo G).

TOTAL DE UNIDADES MUEBLE CAUDAL (m3/s)

56 0.0018

Diámetro de la tubería D=0.032 m. Q=0.00188 m3/s.

Área y Velocidad: A=8.042x10-4 m2, V=2.33 m/s. Ir al Anexo D donde encontramos RR=0.000045.


Re=7.30x104






(Anexo F).


Cruz 0.032 3 4 12

Te giro 90ª 0.032 1 1.80 1.80



2

2

2.333.8 13.80.010 1.52

0.032 2 9.81

mm m s

H mm m

s


2

(De cada mueble)

1.52 (4)(2.73) (3)(1.046) 0.471

16.049

T

T

T

H H H

H

H m

La tercera parte se considera igual que la primera ya que la instalación de los muebles es la misma en ambos casos.

32.562TH m




3.1.2.8 Cálculo de pérdidas en el Auditorio.

El área la dividimos en 2 partes A y B, como muestra las Figura 3.7-A. y 3.7-B.

A

Figura 3.7-A. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).

B

Figura 3.7-B. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).




ACOT: m

5 4

En la parte A, misma que se secciona en 4 y 5, ya que se presenta un cambio de diámetro en la tubería, como muestra la Figura 3.8. Para la sección 4 consideramos lo siguiente:

Figura 3.8. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica). (Anexo G)


56 0.00188

Diámetro de la tubería D=0.032 m. Q=0.00188 m3/s. Área y Velocidad: A=8.042x10-4 m2, V=2.33 m/s. Ir al Anexo D donde encontramos RR=0.000045. Considerando que: Agua fría 20 °C y Agua caliente 60 °C. Entonces: 1.02x10-6 m2/s (Anexo E)

Re=7.30x104



ACCESORIOS DIAMETRO (m) CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le (m)

Cruz 0.032 4 4 16

Te giro 90° 0.032 2 1.80 3.6

Re 0.038-0.032 1 0.31 0.31






2

4

2

2.332.68 19.910.010 1.95

0.032 2 9.81

mm m s

H mm m

s

Para la sección 5 consideramos lo siguiente: (Anexo G).


40 0.0015

Diámetro de la tubería D=0.038m. Q=0.0015m3/s.



Re=4.91x104



(Anexo F).


Cruz 0.038 2 4.75 9.5



2

2

1.322.8 9.50.0097 0.278

0.038 2 9.81

mm m s

H mm m

s

A esta pérdida se le suman las pérdidas de cada mueble instalado en este ramal, además de sumar las pérdidas de la sección 4.

5

(De cada mueble)

1.95 0.278 (6)(0.56) 0.988 (6)(1.046) (2)(0.471)

13.79

T

T

T

H H H

H

H m




ACOT: m

Para la parte B consideramos lo siguiente:


(Anexo G).


92 0.00261

Diámetro de la tubería D=0.038m. Q=0.00261m3/s.

Área y Velocidad: A=1.134x10-3 m2, V=2.30 m/s. Ir al Anexo D donde encontramos RR=0.000038. Considerando que: Agua fría 20 °C y Agua caliente 60 °C. Entonces: 1.02x10-6 m2/s (Anexo E)

Re=8.56x104



(Anexo F).


Cruz 0.038 6 4.75 28.5

Te giro 90° 0.038 1 2.15 2.15



2

2

2.305.23 30.650.0097 2.46

0.038 2 9.81

mm m s

H mm m

s





5

(De cada mueble)

2.46 (6)(0.56) (6)(1.046) (2)(0.471)

13.038

T

T

T B

H H H

H

H m

3.1.2.9 Cálculo de pérdidas en el Restaurante (Cocina).

Como muestra la Figura 3.10 el Área la dividimos en tres secciones:

6

7





Para la Parte 6 consideramos lo siguiente:

ACOT: m

Figura 3.11. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica). (Anexo G).


8 0.0004




Re=3.69x104






(Anexo F).

ACCESORIOS DIAMETRO(m) CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le (m)

Codo 90ª 0.013 1 0.60 0.60

Te giro 90ª 0.013 1 0.90 0.90



2

2

2.911.44 2.40.012 1.16

0.013 2 9.81

mm m s

H mm m

s


6

(De cada mueble)

1.16 (2)(0.419)

1.998

T

T

T

H H H

H

H m

Para la parte 7 consideramos lo siguiente: (Anexo G):


12 0.00056


ACOT: m







Re=2.80x104



(Anexo F).

ACCESORIOS DIAMETRO(m) CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le(m)

Codo 90ª 0.025 1 0.90 0.90

Te giro 90ª 0.025 1 1.50 1.50


Aplicar la Ecuación (4) m

sms

m

m

mmH 132.0

81.92

14.1

025.0

4.266.00105.0

2

2


7

(De cada mueble)

0.132 0.922 0.468

1.52

T

T

T

H H H

H

H m

Para la sección 8 la consideremos igual que la 7 ya que es la misma forma de Instalación de los muebles sanitarios.

81.52TH m




3.1.2.10 Cálculo de pérdidas en el Restaurante (Área de Servicio)

ACOT: m


(Anexo G).


52 0.00178



Re=6.93x104






(Anexo F).


Codo 90° 0.032 1 1.20 1.20

Te 0.032 2 1.8 3.6

Codo 45° 0.032 3 0.80 2.4

Cruz 0.032 3 4 12

Válvula de retención 0.032 1 2.16 2.16



2

2

2.215.19 21.360.010 2.06

0.032 2 9.81

mm m s

H mm m

s


9

(De cada mueble)

2.06 (2)(1.046) 0.922 0.392 (4)(0.56) 0.419

8.12

T

T

T

H H H

H

H m




ACOT: m

3.1.2.11. Cálculo de Pérdidas en Talleres (Planta Baja)



76 0.0023



Re=7.63x104



(Anexo F).


Cruz 0.038 5 4.75 23.75

Te 0.038 3 2.15 6.45




2

2

2.0512.66 32.760.0097 2.48

0.038 2 9.81

mm m s

H mm m

s




ACOT: m


10

(De cada mueble)

2.48 (4)(1.046) (2)(0.471) (6)(0.56) 0.539

11.50

T

T

T

H H H

H

H m

3.1.2.12 Cálculo de pérdidas en Talleres (Primer Piso)


(Anexo G).


76 0.0023




Re=7.63x104


Longitud de la tubería, L=14.76 m. NOTA: Aquí sumamos la longitud de la tubería que sube al Primer Piso.




(Anexo F).


Cruz 0.038 5 4.75 23.75

Te 0.038 3 2.15 6.45

Codo 90° 0.038 1 1.50 1.50



2

2

2.0514.76 31.70.0097 2.53

0.038 2 9.81

mm m s

H mm m

s


11

(De cada mueble)

2.34 (4)(1.046) (2)(0.471) (6)(0.56) 0.539

11.55

T

T

T

H H H

H

H m




ACOT: m

3.1.2.13 Cálculo de pérdidas en Administración.



48 0.0017




Re=6.61x104



(Anexo F).


Cruz 0.032 3 4 12

Te giro 90ª 0.032 1 1.80 1.80

Codo 90ª 0.032 1 1.20 1.20



2

2

2.115.2 150.010 1.43

0.032 2 9.81

mm m s

H mm m

s




ACOT: m


12

(De cada mueble)

0.411 (3)(1.43) 0.471 (4)(0.56)

7.28

T

T

T

H H H

H

H m

3.1.2.14 Cálculo de pérdidas en los Camerinos de las Mujeres.



38 0.0014




Re=5.45x104






ACOT: m

(Anexo F).


Te giro 90ª 0.032 7 1.80 12.6

Codo 90ª 0.032 1 1.20 1.20



2

2

1.742.45 13.80.010 0.783

0.032 2 9.81

mm m s

H mm m

s


13

(De cada mueble)

0.783 (2)(0.922) (3)(0.468) (3)(2.38)

11.17

T

T

T

H H H

H

H m

3.1.2.15 Cálculo de pérdidas en los Camerinos de los Hombres.


(Anexo G).


38 0.0014




ACOT: m




Re=4.58x104


Longitud de la Tubería, L=5.40 m.

(Anexo F).


Te giro 90ª 0.038 7 2.15 15.05

Codo 90ª 0.038 1 1.50 1.50



2

2

1.235.4 16.550.0097 0.432

0.038 2 9.81

mm m s

H mm m

s


13

(De cada mueble)

0.462 0.922 0.392 (3)(0.468) (3)(2.38) 10.02

T

T

H H H

H m

3.1.3 Red de Distribución de Agua Caliente.

3.1.3.1 Cálculo de pérdidas en el Área de Trabajadores.





(Anexo G).


16 0.00071




Re=1.02x105




Cruz 0.019 1 1.20 1.20

Te giro 90° 0.019 1 2.65 2.65



2

2

2.53.8 3.850.011 1.41

0.019 2 9.81

mm m s

H mm m

s


13

(De cada mueble)

1.41 (2)(2.73) 6.87

T

T

H H H

H m




ACOT: m

3.1.3.2 Cálculo de pérdidas en los Camerinos de las Mujeres.


(Anexo G).


12 0.0005




Re=7.18x104



(Anexo F).


Te giro 90ª 0.019 3 1.20 3.6



2

2

1.762.45 3.60.011 0.55

0.019 2 9.81

mm m s

H mm m

s




ACOT: m


13

(De cada mueble)

0.55 (3)(2.38)

7.69

T

T

T

H H H

H

H m

Los cálculos para el Área de Camerinos de los Hombres es igual que el de las mujeres, solo que aquí cambia la longitud de la tubería por lo tanto:

Figura 3.21. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica). Longitud de la tubería, L=5 m.


2

2

1.765 16.550.011 0.78

0.019 2 9.81

mm m s

H mm m

s


13

(De cada mueble)

0.78 (3)(2.38)

7.92

T

T

T

H H H

H

H m

3.1.4 Distribución de Válvulas

Ahora nuestra red queda de la siguiente forma, la cual será de Acero Cedula 40 sin costura.

De acuerdo con el uso del suelo, se deben de distribuir convenientemente las válvulas de retención que permitan orientar el flujo hacia determinados sitios o bien cortarlo para efectuar reparaciones, su numero deberá ser el menor posible dejando como previsión carretes situados convenientemente para que en un futuro, en caso de requerirse, dentro de la operación del sistema, se coloquen nuevas válvulas o se cambien las ya existentes.




En la Figura 3.22, se muestran la ubicación de las válvulas de retención para facilitar el mantenimiento de la red y evitar el golpe de ariete.

CORTE A

CORTE A

Figura 3.22. Distribución de válvulas. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).




(f)

(e)

(d)

(c)

(b)

(a)

ACOT: m

Área del Auditorio Figura 3.23.





Pérdidas en el tramo (A):


Área y Velocidad: A=4.41x10-3 m2, V=2.51 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.


(Anexo F). ACCESORIOS DIÁMETRO(m) CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le (m)

Te giro 90° 0.075 1 3 3

Tuerca Unión 0.075 1 1 1




2

2

2.515.20 9.060.026 1.58

0.075 2 9.81

mm m s

H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar.

Pérdidas en los tramos (B) y (C):




(Anexo F).


Te giro 90° 0.05 1 3 3


Codo 45° 0.05 1 0.84 0.84



2

19

2

2.9132.8 12.840.026 10.24

0.05 2 9.81

mm m s

H mm m

s





Pérdidas en los tramos (d), (e) y (f):




(Anexo F):


Codo 45° 0.038 2 0.5999 1.19

Codo 90° 0.038 1 0.910 0.910



2

2

2.9116.4 2.100.026 5.46

0.038 2 9.81

mm m s

H mm m

s


Área de Cocina Figura 3.24:

ACOT: m





Perdidas en el tramo (g): Diámetro de la tubería D=0.025 m. Q=0.00152 m3/s. Área y Velocidad: A=4.90x10-4 m2, V=2.91 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.


(Anexo F).


Te giro 90° 0.025 1 1.46 1.46




2

21

2

2.912 3.140.026 2.29

0.025 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Perdidas en el tramo (h): Diámetro de la tubería D=0.025 m. Q=0.00096 m3/s. Área y Velocidad: A=4.90x10-4 m2, V=1.95 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Te giro 90° 0.025 1 1.46 1.46






2

22

2

1.952.11 1.460.026 0.71

0.025 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Perdidas en el tramo (i): Diámetro de la tubería D=0.025 m. Q=0.0004 m3/s. Área y Velocidad: A=4.90x10-4 m2, V=0.90 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Codo 90° 0.025 1 0.58 0.58



2

23

2

0.92.36 0.580.026 0.12

0.025 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s





(l)

(k)

(j)

ACOT: m

Área de Administración.


Pérdidas en los tramos (j) y (k): Diámetro de la tubería D=0.032 m. Q=0.00203 m3/s. Área y Velocidad: A=8.042x10-4 m2, V=2.52 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Te giro 90° 0.032 1 1.84 1.84

Tuerca Unión 0.032 13 0.594 7.722

Codo 45° 0.032 1 0.495 0.495







2

24

2

2.5242.76 12.2170.026 14.45

0.032 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Pérdidas en el tramo (l): Diámetro de la tubería D=0.032 m. Q=0.0017 m3/s. Área y Velocidad: A=8.042x10-4 m2, V=2.11 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.

Longitud de la tubería, L=25 m. (Anexo F).


Copel 0.032 8 0.594 4.752

Tuerca Unión 0.032 1 0.726 0.726



2

25

2

2.1125 5.470.026 5.61

0.032 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s





ACOT: m

Área de Trabajadores y Camerinos.

Fig.3.26. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).




Pérdidas en los tramos (m), (n) y (ñ): Diámetro de la tubería D=0.05 m. Q=0.0052 m3/s. Área y Velocidad: A=1.96x10-3 m2, V=2.65 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Codo 90° 0.05 3 1.24 3.72

Tuerca Unión 0.05 6 1.02 6.12

Te giro 90° 0.05 1 3 3




2

26

2

2.6520.6 16.110.026 6.83

0.05 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s


Pérdidas en el tramo (o): Diámetro de la tubería D=0.05 m. Q=0.0049 m3/s. Área y Velocidad: A=1.96x10-3 m2, V=2.5 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Tuerca Unión 0.05 2 1.02 2.04

Te giro 90° 0.05 1 3 3






2

27

2

2.54.42 5.040.026 1.56

0.05 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Pérdidas en el tramo (p): Diámetro de la tubería D=0.038 m. Q=0.0031 m3/s. Área y Velocidad: A=1.134x10-3 m2, V=2.73 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.


ACCESORIOS DIÁMETRO CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le (m)

Tuerca Unión 0.038 2 0.73 1.46

Te giro 90° 0.038 1 2.26 2.26



2

28

2

2.734.42 3.720.026 2.11

0.038 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Pérdidas en el tramo (q): Diámetro de la tubería D=0.038 m. Q=0.0028 m3/s. Área y Velocidad: A=1.134x10-3 m2, V=2.46 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.





(Anexo F).


Tuerca Unión 0.038 1 0.73 2.92

Te giro 90ª 0.038 1 2.26 2.26



2

29

2

2.469.22 5.180.026 3.03

0.038 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Pérdidas en el tramo (r): Diámetro de la tubería D=0.038 m. Q=0.0014 m3/s. Área y Velocidad: A=1.134x10-3 m2, V=1.23 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Tuerca Unión 0.038 2 0.73 1.46

Codo 90° 0.038 1 0.91 0.91



2

30

2

1.234.20 2.370.026 0.34

0.038 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s





Pérdidas en los tramos (s), (t): Diámetro de la tubería D=0.038 m. Q=0.0014 m3/s. Área y Velocidad: A=1.134x10-3 m2, V=1.23 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Tuerca Unión 0.038 9 0.73 6.57

Codo 90° 0.038 2 0.91 1.82



2

31

2

1.2327.2 8.390.026 1.87

0.038 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Área Principal.


ACOT: mACOT: m

(U) (V) (W) (X)




Pérdidas en el tramo (u): Diámetro de la tubería D=0.075 m. Q=0.0098 m3/s. Área y Velocidad: A=4.41x10-3 m2, V=2.23 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.


ACCESORIOS DIÁMETRO CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le (m)



En este tramo se cuenta con una “Y” o Bifurcación, en el Anexo C Tabla 9 podemos ver los valores de k para Bifurcaciones.


2 2

32

22

2.23 2.2330 90.026 (0.88) 3.64

0.075 2(9.81 )2 9.81T

m mm m s s

H H mmm m

ss

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Pérdidas en el tramo (v): Diámetro de la tubería D=0.075 m. Q=0.0082 m3/s. Área y Velocidad: A=4.41x10-3 m2, V=1.85 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.










2 2

33

22

1.85 1.8511.67 40.026 (0.88) 1.09

0.075 2(9.81 )2 9.81T

m mm m s s

H H mmm m

ss


Pérdidas en el tramo (w): Diámetro de la tubería D=0.075 m. Q=0.0064 m3/s. Área y Velocidad: A=4.41x10-3 m2, V=1.45 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.


ACCESORIOS DIAMETRO (m) CANTIDAD Le (m) CANTIDAD POR Le(m)





2 2

34

22

1.45 1.453 40.026 (0.88) 0.35

0.075 2(9.81 )2 9.81T

m mm m s s

H H mmm m

ss





Pérdidas en el tramo (x): Diámetro de la tubería D=0.075 m. Q=0.0046 m3/s. Área y Velocidad: A=4.41x10-3 m2, V=1.04 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.




Codo 45° 0.075 1 0.847 0.847



2

35

2

1.0430 9.840.026 0.76

0.075 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s





ACOT: m

Ramal Principal de Agua Caliente.





Pérdidas en los tramos (1), (2), (3), (4) y (5): Diámetro de la tubería D=0.032 m. Q=0.0017 m3/s. Área y Velocidad: A=8.042x10-4 m2, V=2.11 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Te giro 90° 0.032 1 1.84 1.84

Tuerca Unión 0.032 12 0.59 7.08

Codo 90° 0.032 5 0.72 3.6




2

36

2

2.1130.22 14.680.026 8.27

0.032 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Pérdidas en el tramo (6): Diámetro de la tubería D=0.032 m. Q=0.001 m3/s. Área y Velocidad: A=8.042x10-4 m2, V=1.24 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.


ACCESORIOS DIÁMETRO (m) CANTIDAD Le(m) CANTIDAD POR Le (m)

Te giro 90° 0.032 1 1.84 1.84

Tuerca Unión 0.032 5 0.59 2.95






2

37

2

1.2413.64 4.790.026 1.17

0.032 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s


Pérdidas en el tramo (7): Diámetro de la tubería D=0.019 m. Q=0.0005 m3/s. Área y Velocidad: A=2.83x10-4 m2, V=1.76 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.



Codo 90° 0.019 1 0.43 0.43

Tuerca Unión 0.019 2 0.35 0.7



2

38

2

1.764.20 1.130.026 1.15

0.019 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Pérdidas en el tramo (8) y (9): Diámetro de la tubería D=0.019 m. Q=0.0005 m3/s. Área y Velocidad: A=2.83x10-4 m2, V=1.76 m/s. Ir al Anexo H donde tenemos que: 0.026.





(Anexo F).


Codo 90° 0.019 2 0.43 0.86

Tuerca Unión 0.019 8 0.35 2.8



2

39

2

1.7627.2 3.660.026 6.66

0.019 2 9.81T

mm m s

H H mm m

s

En este caso el resultado es la pérdida total, puesto que no hay pérdidas que anexar. Para determinar el Caudal total, se realiza una Sumatoria de los caudales de cada ramal, que se derivan de la Red Principal se muestra a continuación. Se muestra por separado la Red de Agua Fría y la de Agua Caliente.

3

3

3

212.5

( ) 0.020

( ) 0.0017

0.021

T

T

H m

mQ AguaFrias

mQ AguaCalientes

mQs




0.0003 m3/s

0.0018 m3/s

0.0014 m3/s

0.0026 m3/s

0.0033 m3/s

0.0004 m3/s

0.00056 m3/s

0.00056 m3/s

0.0017 m3/s

0.0003 m3/s

0.0017 m3/s

0.0046 m3/s

0.0003 m3/s

0.0014 m3/s

Figura 3.29. Red Principal de Agua Fría. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).




0.00071 m3/s

0.0005 m3/s

0.0005 m3/s

Figura 3.30. Red Principal de Agua Caliente. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).




3.2 Cálculo y Diseño de la Cisterna.

3.2.1 Normas de Construcción

1. Los edificios deberán contar con las cisternas que de acuerdo con el destino de la industria o edificación sean necesarias, para tener una dotación, para no menos de 3 días en caso de que por alguna razón, llegara a faltar el vital líquido.

2. Las cisternas deberán ser construidas con concreto reforzado, al que se adiciona un aditivo impermeabilizante integral y utilizando además cemento tipo V.

3. Las cisternas no tendrá un espesor menor de 20 cm, garantizando el estancamiento en ambos lados de la cisterna; de otra manera, puede ocurrir, debido a la calidad del suelo del valle de México que agua del nivel freático pudiera filtrarse al interior de la cisterna por diferencia de presiones.

4. Todas las cisternas deberán ser completamente impermeables y tener registros con cierre hermético y sanitario y ubicarse a tres metros, cuando menos, de cualquier tubería de aguas negras; deberán además lavarse y desinfectarse cuando menos cada seis meses o antes si se detecta visualmente que está en condiciones desfavorables de higiene.

5. Para la localización de las cisternas considere lo siguiente:

a) Deben estar lo más cerca posible de los equipos de bombeo. b) La cisterna de agua cruda podrá estar enterrada, semienterrada o superficial, dependiendo del tipo de suministro en la red municipal de distribución de agua. Si la distribución municipal de agua es por bombeo, la cisterna siempre estará enterrada. Si el suministro municipal se efectúa a partir de un tanque de distribución con la suficiente altura que garantice que siempre se tendrá carga suficiente en el punto de "toma", la cisterna podrá estar enterrada, semienterrada o superficial.

6. En el lado donde se instalen las tuberías de succión se proyectará un foso para la recolección de sedimentos que sean arrastrados por el agua. La profundidad de este foso, a partir del fondo de la cisterna, deberá considerar 30 cm y el ancho mínimo del foso será de 0.6 metros.

7. En el lugar más cercano al flotador, a las tuberías de succión y a los electrodos para el control de los niveles alto y bajo, deberán proyectarse registros de acceso y una escalera marina de aluminio adosada al muro. La alimentación a la cisterna deberá estar en el lado opuesto a la zona de succión.

8. Para la entrada del aire exterior y la salida del vapor y gases desprendidos del agua, deberán proyectarse tubos de ventilación con un diseño adecuado para evitar la entrada de insectos, roedores y otros animales y, en general, de basura y materias extrañas. Se pondrá una ventilación de 100 mm de diámetro por cada 200 metros cuadrados o fracción.

9. El agua que llegue a las cisternas deberá ser estudiada periódicamente por un laboratorio para comparar la calidad antes y después de llegada, con la finalidad de revisar si se ha contaminado por filtración externa.




3.2.2 Materiales de Construcción

El concreto reforzado es el material de construcción más usado en obras de ingeniería. Sus dos componentes, concreto y acero trabajan unidos para formar miembros estructurales que pueden resistir muchos tipos de carga. El concreto resiste compresión y el Acero de refuerzo resiste las fuerzas de tensión.

Debido a su durabilidad, resistencia a cargas estáticas y dinámicas, resistencia al fuego, a la intemperie, bajo costo de mantenimiento, disponibilidad de materiales, entre otras ventajas el concreto reforzado encuentra amplia aplicación en presas, puentes, edificios de toda clase y tamaño, estructuras subterráneas, tanques de almacenamiento de agua, muros de retención, entre otros.

En la actualidad existe una gama muy amplia de materiales que son específicos para construcciones hidráulicas como son Cementantes hidráulicos, cal hidráulica, aditivos impermeabilizantes, entre otros.

Aditivo Impermeabilizante, es un aditivo en polvo, de color gris, que reduce la permeabilidad (paso de agua) de los morteros y concretos sin alterar resistencias. Proporciona una alta impermeabilidad a las superficies, teniendo un efecto importante sobre el grado de trabajabilidad y protección al acero de refuerzo, reduce la velocidad de transmisión de agua en concretos y morteros, no produce efectos en el fraguado, evita problemas posteriores causados por el ingreso de humedad, representando esto una disminución en el costo de mantenimiento, protege contra el ingreso de sales solubles.

Se usa generalmente en: Canales de riego, muros y pisos de albercas, tanques de almacenamiento de agua, ductos para drenaje pluvial, fuentes, jardineras, cimentaciones, obras marítimas de concreto y todos aquellos elementos que estén sujetos a humedad eventual o permanente. Cemento tipo V, es un cemento ideal para el vaciado de grandes columnas de concreto, como para la construcción de presas y otras estructuras que estarán en contacto con agua.

3.2.3 Cálculo de la Cisterna. Para conocerle tamaño de la cisterna que se requiere para el Centro Cultural necesitamos conocer la dotación mínima de agua potable establecida por las Normas Vigentes para los diferentes servicios que se ofrecen en el inmueble y multiplicarlo por el número estimado de usuarios como se muestra en la siguiente tabla. (Ver Anexo A)

Lugar Usuarios Dotación de Agua Potable Litros

Auditorio

Auditorio 361 Asistentes 10 l/asistente/día 3610

Personal 20 Trabajadores 100 l/trabajador/día 2000

Administración

Sala de niños 23 niños 10 l/asistente/día 230

Biblioteca 53 Estudiantes 10 l/asistente/día 530

Oficinas 18 Administrativos 50 l/persona/día 900

Servicios 6 Trabajadores 50 l/persona/día 300

Restaurante




Restaurante 136 Comensales 12 l/comensal 1632

Cocina 5 Trabajadores 150 l/trabajador/día 750

Servicios

Personal 10 Trabajadores 100 l/trabajador/día 1000

Mantenimiento 3 Trabajadores 100 l/trabajador/día 300

Vigilancia 4 Trabajadores 100 l/trabajador/día 400

Recepción 9 Trabajadores 50 l/persona/día 450

Talleres

Planta baja

Aulas 92 Visitantes 10 l/asistente/día 920

Personal 5 Maestros 50 l/persona/día 250

1er Piso

Aulas 72 Visitantes 10 l/asistente/día 720

Personal 5 Maestros 50 l/persona/día 250

TOTAL 14,242

Al valor encontrado se le agregara el Coeficiente de Variación Diaria que tiene un valor de kd=1.2, un indicativo adimensional que regula el agua almacenada cuando hay un consumo mayor al promedio que depende de las costumbres de los usuarios, el clima, así como días y horas picos.

Primeramente ya que tenemos la demanda por día que es de 14,242 l, lo dividimos entre el valor de 43,200 que representa el tiempo en segundos que estará abierto al publico el centro cultural, el valor obtenido será el Gasto Medio Diario.

DiarioGastoMedios

ls

l

seghrs

l3296.0

200,43

242,14

)60min)(60)(12(

242,14

Ahora si multiplicamos este valor por 1.2 (Coeficiente de Variación Diaria), obtenemos el Gasto Máximo Diario, así obtenemos que:

oDiarioGastoMaxims

ls

l 3956.02.13296.0

Ahora la demanda total por día se obtiene multiplicando el Gasto Máximo Diario por los segundos de operación del inmueble, 43,200 s.

oDiarioGastoMaximss

l 4.17090200,433956.0




Ahora si multiplicamos este último valor por 3 que es el número de días que necesitamos cubrir en caso de alguna falla de suministro obtenemos el total de litros que debe almacenar la cisterna.

ll 2.5127134.17090

Dividiendo entre 1000 obtenemos los m3 que almacenara la cisterna

32712.511000

2.51271m

l

l

Dimensiones propuestas para la cisterna: Altura de 1.80 m. Ancho de 4.0 m. Largo de 6.70 m.

Área 1; (1.80 m.)(4.0 m.)(6.7 m.) = 48.24 m3

Área 2;

ca

coTan

.40.32

m

coTan .1187.0 mco

.2018.02

4.3.1187.0 2mmm

32 3523.1.7.6.2018.0 mmm

Área 3. 36831.1.7.6.1187.0.3.0.6.0 mmmmm

Sumando las 3 áreas obtenemos: 48.24 m3 + 1.3523 m3 + 1.6831 m3 =51.2754 m3




SAF.

ADMINISTRACIÓN

3.3 Cálculo y Selección del Sistema de Bombeo.

3.3.1 Carga o Altura Dinámica Total de Bombeo (ACT.)

La Altura Dinámica Total de bombeo representa todos los obstáculos que tendrá que vencer un líquido impulsado por una máquina (expresados en metros de columna del mismo) para poder llegar hasta un punto considerado como la toma más desfavorable, tal como se observa en la Figura 3.31.


Tomando en cuenta las distancias de la Red Hidráulica, se observa que el área más alejada del sistema es la Administración, que se encuentra en el Primer Piso, en la cual encontramos que el mueble más alejado, es un Lavabo. (Ver Anexo D)




La Figura 3.32 nos representa las acotaciones de la cisterna hacia el cuarto de maquinas, mismas que se tomaran en cuenta para el calculo de la succión.

ACOT:m

Figura. 3.32. (Ver Plano Planta General Instalación Hidráulica).




La Figura 3.33 muestra las acotaciones necesarias para el cálculo de la succión y descarga.

PLANTA BAJA

NPT.

LOZA

1ER NIVEL NIVEL DEL ULTIMO MUEBLE

ADMINISTRACIÓN

CUARTO DE MAQUINAS

EQUIPO HIDRONEUMATICO.

CISTERNAEJE DE LA BOMBA

PLANTA BAJA

NPT.

LOZA

1ER NIVEL NIVEL DEL ULTIMO MUEBLE

ADMINISTRACIÓN

CUARTO DE MAQUINAS

EQUIPO HIDRONEUMATICO.

CISTERNAEJE DE LA BOMBA

ACOT: m

Figura 3.33.

3.3.2 Cálculo en la succión.

Diámetro de la tubería D=0.01m. Q=0.021 m3/s. Área y Velocidad: A=7.85x10-3 m2, V=2.67 m/s. Longitud de la tubería, L= 2.7 m+ 8 m+ 4 m= 14.7 m. (Anexo F).


Válvula de pie 0.1 1 10 10

Codo 90° 0.1 4 3.20 12.8



Tuerca unión 0.1 4 1.464 5.85



2

2

2.6714.7 36.1340.026 4.80

0.1 2 9.81SUCCION

mm m s

H H mm m

s




3.3.3 Cálculo en la descarga.

En el primer tramo:

smV

mxA

smQ

mD

67.2

1085.7

021.0

1.0

23

3

Longitud de tubería es L=1.60 m. (Anexo F).


Te giro 90° 0.1 1 6.42 6.42

Codo 90° 0.1 2 3.20 6.4





2

2

2.671.60 20.290.026 2.06

0.1 2 9.81DESCARGA

mm m s

H H mm m

s

Ahora para obtener la pérdida total en la descarga debemos de sumar todas las perdidas encontradas en cada tramo, hasta llegar al mueble mas alejado, por lo tanto:

.48.3426.661.545.1435.009.164.306.2arg

argarg

mmmmmmmmH

HHH

aTotalDesc

CadaTramoaDeacaTotalDesc




La expresión para el cálculo de ADT, proviene de la ecuación de BERNOULLI. En este caso la formula queda de esta manera ya que el Depósito se encuentra por debajo de la Bomba. Ver Capitulo II.

smV

mH

mZ

mZ

Donde

g

VHZZADT

88.1

.71.38

.7.2

.09.3

:

2)(

2

21

1

2

2

22112

.2.45

)81.9(2

)88.1(28.39))7.2(09.3(

2

mADT

ADT

3.3.4 Dimensionamiento de las Bombas y Motores.

Los motores eléctricos que accionan las bombas deberán tener, según las normas oficiales vigentes, una potencia normal según la fórmula siguiente:

HP (motor) = 1,3 * HP (bomba) para motores trifásicos.

Cuando el gasto máximo probable sea mayor de 13 litros por segundo, se seleccionará un equipo de bombeo compuesto por las bombas requeridas dependiendo del gasto, un tanque a presión cargado con compresora o tanque(s) precargado(s) y su equipo de control, (Para el tipo de tanque a especificar, consultar con el IMSS).

Las Bombas Piloto y las Principales deben tener la misma diferencial de presión y el número de bombas será con base en las indicaciones siguientes:

Si el gasto es mayor de 20 litros por segundo, el equipo de bombeo consistirá de 6 bombas: 2 bombas piloto con capacidad, cada una, del 15% del gasto total, y 4 bombas principales con capacidad, cada una, del 30% del gasto total.

En este caso la secuencia de operación de las bombas sería la siguiente:

Paso % del Gasto Probable Bombas Operando

1 Variable Tanque

2 15 Piloto

3 30 Una Principal

4 60 Dos Principales

5 90 Tres Principales

6 120 Cuatro Principales

Las Bombas piloto se estarían alternando




Gasto Total en la Red = %10021s

lt

Entonces sabemos que %154s

lt y %307

s

ltdel consumo total.

Para el cálculo de la potencia de las bombas piloto tenemos que: s

ltQb 4 .2.45 mADTh

Cálculo de la NPSHD

Succions

vatm

D Hhg

PPNPSH

La altura sobre el nivel del mar, en la que se encuentra la localidad de Ixtapaluca es de 3000, por lo tanto la presión

atmosférica a este nivel es de: 70000atmP Pa

2338vP Pa (Anexo L)

.85.4

.21.3

mH

mh

Succion

s

Sustituyendo valores en la ecuación:

.25.585.421.39810

233870000

3

22

mmm

mN

mN

mN

NPSH D

3.4. Selección de las Bombas.

Con los datos calculados anteriormente se eligieron las siguientes bombas.

Bombas Piloto

Características Requeridas

Q = 240 lpm.

H = 45.2 m.




Datos Técnicos de la Bomba Seleccionada

Modelo 1P-500ME

Línea Bomba Centrifuga

Caudal 280 l.p.m.

Caudal Máximo 484 l.p.m.

Carga 49 m.c.a.

Carga Máxima 60 m.c.a.

Potencia 5 Hp.

Eficiencia 41 %

Diámetro del Impulsor 6 x 3/4”

RPM 3500

Fabricante Bombas Mejorada

Bombas Principales


Q = 420 l.p.m. = 110.96 g.p.m.

H = 45.2 m. = 148.196 ft




Datos Técnicos de la Bomba Seleccionada

Modelo 90-19T

Línea Bomba Centrifuga

Caudal 111 g.p.m.

Carga 148 ft

Potencia 7.5 Hp

Eficiencia 64 %

Diámetro del Impulsor 6 ”

RPM 3500

Fabricante Bell & Gossett




3.4.1. Selección de Motores Eléctricos.

Ahora con los datos obtenidos procedemos a seleccionar el motor adecuado para accionar las Bombas. Ahora para el Calculo de los Motores Eléctricos, que accionaran a las Bombas Piloto, tenemos que:

HpHpBombaxHpHp 5.6)5)(3.1()(3.1

Pero para este caso utilizaremos motores de 7.5 Hp.

Ahora para el Calculo de los Motores Eléctricos, que accionaran a las Bombas Piloto, tenemos que: HpHpBombaxHpHp 75.9)5.7)(3.1()(3.1

Pero para este caso utilizaremos motores de 10 Hp.

Motores Trifásicos jaula de ardilla, alta eficiencia, totalmente cerrados, SIEMENS.

Especificaciones Técnicas:

Totalmente cerrados con ventilación exterior

Aislamiento Clase F

Diseño Nema B según Norma MG-1

33ºC temp. ambiente a una altitud de 2300msnm

40ºC temp. ambiente a una altitud de 1000msnm

Motores a prueba de explosión para atmósferas de División 1, Clase 1, Grupo D - Clase 2, Grupos F&G

Factor de Servicio:

Motores RGZZESD

1.15 Motores RGZE y RGZESD

1.25 Motores RGZE y RGZESD

Armazones 143T a 256T en 2 y 4 Polos

MOTORES SIEMENS

MOTORES SIEMENS MODELO

HP

RPM

TENSION (V) a 60 Hz.

TAMAÑO ARMAZON NEMA

RGZ USO GENERAL

RGZESP No. PARTE

RGZEP Prueba Explosión

10 3600 220 / 440 215 T 1LA2152YK30 1LA92152YK30* 1MJ92152YP30

10 1800 220 / 440 215 T 1LA2154YK30 1LA92154YK30* 1MJ92154YP30

7.5 3600 220 / 440 213 T 1LA02132YK30 1LA92132YK30* 1MJ92132YP30

5 3600 220 / 440 184 T 1LA01842YK30 1LA91842YK30* 1MJ91842YP30

3 3600 220 / 440 182 T A7B82500006685 1LA91822YK30* 1MJ91822YP30




3.5 Cálculo y Selección del Equipo Hidroneumático.

3.5.1 Ciclos de Bombeo.

Se denominan Ciclos de Bombeo al número de arranques de una bomba en una hora. Cuando se dimensiona un tanque se debe considerar la frecuencia del número de arranques del motor en la bomba. Si el tanque es demasiado pequeño, la demanda de distribución normal extraerá el agua útil del tanque rápidamente y los arranques de las bombas serán demasiado frecuentes. Un ciclo muy frecuente causa un desgaste innecesario de la bomba y un consumo excesivo de potencia. Por convención se usa una frecuencia de 4 a 6 ciclos por hora, el ciclo de cuatro (4) arranques/hora se usa para el confort del usuario y se considera que con mas de seis (6) arranques/hora puede "haber" un sobrecalentamiento del motor, desgaste innecesario de las unidades de bombeo y excesivo consumo de energía eléctrica. El punto en que ocurre el número máximo de arranques, es cuando el caudal de demanda de la red alcanza el 50% de la capacidad de la bomba. En este punto el tiempo que funcionan las bombas iguala al tiempo en que están detenidas. Si la demanda es mayor que el 50%, el tiempo de funcionamiento será mas largo; cuando la bomba se detenga, la demanda aumentada extraerá el agua útil del tanque más rápidamente, pero la suma de los dos periodos, será mas larga.

Para efecto de nuestros cálculos, tomaremos un número de 5 ciclos por hora.

Presiones de operación del sistema Hidroneumático.

Presión mínima.

La presión mínima de operación PMinima del cilindro en el Sistema Hidroneumático deberá ser tal que garantice en todo momento, la presión requerida (Presión Residual) en la toma más desfavorable y podrá ser determinada así:

1007.0min mtmdP ima

Donde: md: Son los metros de desnivel de la cisterna al servicio más alto. mt: Son los metros de tubo entre el equipo y el servicio más lejano.

Sustituyendo valores:

minima

minima

5.79

119.13

5.79 (0.07)(119.13 ) 10

24.12 . .

md m

mt m

P m m

P m c a

3.5.2 Presión Diferencial y Máxima.

Se recomienda que la presión diferencial, no sea inferior a 14 metros de columna de agua (20 PSI). Sin embargo, no fija un limite máximo que se pueda utilizar, por lo que hay que tener en cuenta que al aumentar el diferencial de presión, aumenta la relación de eficiencia del cilindro considerablemente y por lo tanto reduce en tamaño final del mismo; pero aumentar demasiado el diferencial puede ocasionar inconvenientes, pequeños, tales como un mayor espesor de la lámina del tanque, elevando así su costo y obligando a la utilización de bombas de mayor potencia para vencer la presión máxima, o graves, tales como fugas en las piezas sanitarias y acortamiento de su vida útil. La elección de la Presión Máxima se prefiere dejar al criterio del proyectista.

...14 acmP lDiferencia ...12.38 acmPMaxima




3.5.3 Calculo del Gasto Máximo para el Tanque Hidroneumático.

Para obtener el gasto pico probable en litros por minuto, multiplicar el número de salidas por el factor resultante entre la línea del tipo de edificio y la columna del número de salidas. En edificios habitados en su mayoría por mujeres, aumentar un 15% al resultado.

Numero de salidas de la red = 110 salidas

Tipo de Edificación Numero total de salidas de Agua

0-25 26-50 51-100 101-200 201-400 401-600 600 o +

Hospitales 3.78 3.78 3.03 2.27 1.90 1.70 1.51

Edificios Comerciales 4.92 3.78 3.03 2.68 2.27 2.05 1.81

Edificios Oficinas 4.55 3.40 2.72 2.46 1.90 1.51 1.32

Escuelas y Clubes 4.55 3.21 2.46 2.27 2.08 1.70 1.60

Hoteles y Moteles 3.03 2.46 2.08 1.70 1.51 1.32 1.24

Edificios de Apartamentos 2.27 1.90 1.40 1.13 1.05 0.95 0.90

Tabla de diferentes factores para el Tipo de Edificio.

En este caso tomaremos el factor para Escuelas y clubes, ya que el centro cultural cuenta con talleres, oficinas, etc.

Gasto pico probable = (110)(2.27)

Gasto pico probable = 249.7 250 l p m

3.5.4. Selección Del Tanque Hidroneumático.


Qmax = 250 lpm.

Pmin = 24.12 m.c.a

Pmax = 38.12 m.c.a

Pdif= 14 m.c.a




Rendimientos y Medidas de Equipos Hidroneumáticos Integrados Marca Mejorada

Modelo y Equipo

Gasto Presión Tanques Medidas

Máx LPM

Mín MCA

No. Total Litros

Largo m.

Ancho m.

Alto m

H23-150-1T86 340 17(24) 1 326 1.45 0.95 1.65

H23-200-1T86 360 19(27) 1 326 1.45 0.95 1.65

H23-300-1T119 420 28(40) 1 450 1.45 0.95 1.65

H21-P500-2T119 520 42(60) 2 900 2.45 0.95 1.65

H21-P750-3T119 560 49(70) 3 1350 3.65 0.95 1.65

H21-P1000-3T119 590 63(90) 3 1350 3.65 0.95 1.65

H31-P500-2T119 780 42(60) 2 900 2.95 0.95 1.65

Datos Técnicos del Tanque Hidroneumático Seleccionado

Modelo H23-150-1T86

Caudal Máximo 340 l.p.m.

Presión Mínima 17(24) m.c.a.

Capacidad del Tanque 326 l

Fabricante Mejorada



Instalación de la Red de Distribuciòn de Agua Potable.

INSTALACIÓN DE LA RED

DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLE.

C A P Í T U L O

IV



Instalación de la Red de Distribuciòn de Agua Potable. 96

4.1 Especificaciones de la Instalación.

En este apartado mostraremos recomendaciones y consejos que se deben de tomar en cuenta para las instalaciones que se realizaran en el centro cultural, los cuales fueron extraídos de diversas fuentes, y algunos se deben de revisar a fondo para conocer todas las indicaciones y precauciones que se deben de considerar para realizar instalaciones hidráulicas.

4.1.1 Recomendaciones para la colocación de Tuberías.

1. Todas las tuberías horizontales, necesarias para el servicio interior de los edificios, deben instalarse abajo del nivel de la losa del piso al que dan servicio.

2. Las redes principales deben localizarse entre el plafón y la losa en las zonas de circulación del edificio, para facilitar los trabajos de mantenimiento. Deben preferirse para el paso de las tuberías, los lugares como: sanitarios, cuartos de máquinas, etc.

3. Debe evitarse instalar tuberías sobre equipos eléctricos o sobre lugares que puedan ser peligrosos para los operarios, al efectuar los trabajos de mantenimiento.

4. Las tuberías horizontales de alimentación se conectarán formando ángulos rectos entre sí y el desarrollo de éstas, debe ser paralelo a los ejes de la estructura.

5. La separación entre tuberías debe permitir realizar fácilmente los trabajos de mantenimiento o reparación que se requieran.

6. Ninguna tubería debe quedar ahogada en elementos estructurales, como trabes, losas, columnas, etc., pero se podrán cruzar a través de dichos elementos, en cuyo caso será indispensable dejar preparaciones para el paso de las mismas. Las preparaciones para tuberías de alimentación de diámetros de 75 mm y menores, se harán dejando camisas que compartan una holgura igual a dos diámetros de la tubería mayor, en el sentido horizontal y un diámetro de la tubería mayor en el sentido vertical, en todos los casos se obtendrá la autorización de la DGOC.

7. Las válvulas, céspoles, coladeras, bridas, tuercas de unión y demás accesorios que se utilicen, deben ser registrables, y quedar localizadas en lugares accesibles que permitan su fácil operación; las válvulas se deben instalar con el vástago hacia arriba.

4.1.2 Recomendaciones para la Instalación de Muebles Sanitarios.

1. El montaje debe ser posterior a ala colocación de los acabados finales. 2. Los muebles se deben sujetar, amacizar o empotrar según corresponda, en piso o en muro, previa nivelación

del mueble, que garantice su correcto funcionamiento y desagüe. 3. Los lavabos y vertedero deben estar provistos de sifón con obturación hidráulica con diámetro de 32 mm para

lavabo y 38 mm para vertedero, registro para limpieza y ventilación individual en sus tubos de descarga o conectarse a otros tubos de ventilación.

4. Las llaves deben conectarse a la tubería de alimentación con tubo de cobre de 10 mm de diámetro o manguera flexible.

5. Antes de la alimentación a cualquier lavabo o inodoro con caja, se debe instalar una válvula de paso tipo ahuja, para reparación o mantenimiento de cada mueble.




4.1.3 Recomendaciones para la Instalación de Equipos.

1. El equipo de bombeo de agua potable (Hidroneumático), debe ser controlado en arranque o paro por medio de

un sistema de electroniveles, que manden la señal al tablero de protección y control. 2. Los tanques para el equipo Hidroneumático, deben ser de preferencia verticales. 3. Los equipos se deben instalar sobre bases de concreto perfectamente niveladas de 0.10 m de altura. 4. La conexión e instalación de los equipos Hidroneumáticos, se debe hacer de acuerdo a lo indicado por el

fabricante en cada caso. 5. Se debe colocar una válvula eliminadora en el punto más alto de la instalación. 6. En la instalación del equipo Hidroneumático, se debe instalar una válvula de seguridad o alivio de 13 mm de

diámetro, calibrada a un 10% menor a la presión de operación.

4.1.4 Recomendaciones para la Instalación de Bombas Centrifugas.

1. Las bases de las bombas deben ser rígidas. 2. Debe cimentarse la placa de asiento de la bomba. 3. Comprobar el alineamiento entre la bomba y su sistema de accionamiento. 4. Las tuberías no deben ejercer esfuerzos sobre la bomba. 5. Usar tuberías de diámetro amplio, especialmente en la succión. 6. Colocar válvulas de purga en los puntos elevados de la bomba y de las tuberías. 7. Instalar conexiones para altas temperaturas (según el uso). 8. Disponer de un abastecimiento adecuado de agua fría. 9. Instalar medidores de flujo y manómetros adecuados.

Los acoples de bomba, constituyen un ajuste que se encogerá ligeramente sobre el eje; con el objeto de ensamblar el acople con facilidad y precisión, el acople debe expandirse calentándolo a 300°F, en un baño de aceite y ensamblarse con el eje mientras está caliente.

4.2 Especificaciones de Instalación de los Muebles Sanitarios.

En las siguientes figuras se muestra detalladamente como se instalan los diferentes muebles que componen un baño.




DETALLE DE CONEXION MINGITORIO

CON FLUXOMETRO.

DETALLE DE CONEXION DE INODORO

CON FLUXOMETRO.




DETALLE DE CONEXION DE INODORO




DETALLE DE CONEXION REGADERA




4.3 Programa de Mantenimiento.

El Mantenimiento es el conjunto de actividades necesarias para sostener el buen funcionamiento y el estado físico de un inmueble, los equipos y las instalaciones, con todas sus condiciones originales de diseño, operación y funcionalidad para lo cual fueron proyectados, fabricados e instalados.

Existe diversos tipos de mantenimiento, la diferencia entre ellos es su prioridad, el sistema de trabajo, el periodo entre cada servicio, así como el tipo de trabajo que se realice y las condiciones ambientales en las se desarrolle, por mencionar algunos, pero en este apartado conceptualizaremos 2, Mantenimiento Preventivo y Mantenimiento Correctivo que se le deberá dar a la red y a los equipos instalados bajo un programa, para mantener las condiciones óptimas de funcionamiento del proyecto, las sugerencias y programas que de aquí se desprendan son única y exclusivamente para este proyecto tomando en cuenta el trabajo de los equipos y el uso de las instalaciones.

Antes de comenzar cualquier acción de mantenimiento es conveniente recordar lo siguiente:

1. Apagar todos los interruptores del equipo sujeto al servicio. 2. Remover los fusibles de servicio eléctrico. 3. Cerrar las válvulas en la tubería de toma y salida respectivas. 4. Revisar manuales del proveedor del equipo. 5. Hacer saber a los usuarios y otras personas que se encuentran cerca de un perímetro de de mantenimiento

4.3.1. Mantenimiento Preventivo.

Este es un conjunto de acciones y precauciones para prolongar la vida útil y evitar las probabilidades de falla, lo aplicaremos a los equipos y a las instalaciones hidráulicas, de acuerdo a sus características operativas, su valor adquisitivo, su tecnología, y su importancia dentro de los servicios que presta el inmueble.

En la realidad, el mantenimiento preventivo integra en su conjunto de actividades otro tipo de mantenimiento, el predictivo, que consiste en pronosticar el reemplazo de piezas antes de que se termine su vida útil probable, bajo determinadas condiciones técnicas de trabajo y funcionalidad establecidas por los fabricantes, y bajo predicciones obtenidas estadísticamente a través de la utilización de instrumentos de medición y diagnóstico.

4.3.1.1 Mantenimiento Preventivo a Equipos e Instalaciones.

El desgaste natural, el uso exhaustivo, la operación incorrecta, el maltrato de los usuarios, el manejo inadecuado, deterioros causados por el ambiente, desde el punto de vista de la climatología o la geografía, acentúan las probabilidades de falla y el deterioro prematuro de los equipos e instalaciones del inmueble. Para contrarrestar estos efectos aplicamos el mantenimiento preventivo que comprende cinco etapas las cuales se enlistan a continuación:

I. Levantamiento del inventario de los equipos e instalaciones por su especialidad o sistema al que pertenecen (eléctrico, hidráulico, etc.), por medio de Tarjetas y Hojas de inventarios.

II. Elaboración de un listado de actividades preventivas específicas para cada una de las partes de estos equipos y de sus instalaciones, para cada especialidad.

III. Elaboración de un programa de inspecciones periódicas y de ejecución de actividades para cada equipo específico. (Programación del Mantenimiento).




IV. Elaboración de órdenes de servicio programadas, en las que se identifique al equipo por revisar, su localización, descripción del mantenimiento preventivo a ejecutar, el técnico idóneo para ejecutar esta orden y la persona que recibirá el equipo una vez ejecutada la orden de servicio. (Programación individual)

V. Establecimiento de un archivo para conocer y controlar los resultados de las inspecciones programadas: fecha y tiempo de la inspección, información del estado físico del equipo e instalaciones, acciones llevadas a cabo, refacciones y materiales utilizados, necesidades de asesorías, y apoyos especializados, capacitación y adiestramiento a operarios, a usuarios, o al propio personal técnico-operativo. (Control del mantenimiento preventivo)

Además de lo anterior debemos recordar que para propiciar el uso correcto de las instalaciones, se debe evitar que los usuarios queden expuestos a riesgos en zonas donde la maquinaria o equipo pueda ser manipulado por los visitantes, es por eso que una actividad preventiva importante es la señalización. De igual forma es necesario evitar actos inconvenientes que ocasionen deterioros al inmueble o a las instalaciones. En las Normas del IMSS encontraremos diversos formatos sugeridos que no pueden ser útiles para llevar a cabo las cinco fases del Mantenimiento Preventivo.

4.3.2 Mantenimiento Correctivo.

Conjunto de acciones que consiste en eliminar fallas y daños consecuencia del desgaste o de otras causas que impidan el funcionamiento normal del bien mueble o inmueble. Mediante las actividades de mantenimiento correctivo se restablecen las condiciones de operación y funcionamiento de los equipos o las instalaciones, cuando presentan fallas en sus componentes.

Esta clase de mantenimiento también esta seccionada en diversos tipos, que se diferencian principalmente en que unos solo remedian al momento el problema para poder seguir trabajando, mientras que otras clases de mantenimiento detienen los equipos hasta encontrar el origen verdadero de la falla, lo que ala larga es mas conveniente pues se evitaran hacer múltiples y constantes reparaciones, además que reducirán notablemente la vida útil de los equipos, para este proyecto vamos solo lo vamos a dividir en 2 tipos. Primeramente el Mantenimiento Correctivo Jerarquizado que se presenta cuando los equipos fallan, provocando paros de algún sistema completo, y como consecuencia se propician cortes de uno o más servicios, que en mayor o menor grado afectan la operación del complejo en su conjunto. Por lo anterior y para evitar situaciones criticas, debemos determinar a qué equipos es necesario establecerles este tipo de mantenimiento, para que en caso de un paro imprevisto, poder garantizar la funcionalidad del conjunto con los recursos disponibles. La segunda división es el Mantenimiento Correctivo Integral; los Inmuebles con las características propias del CCI están sometidos a un uso exhaustivo y a la destrucción paulatina, lo cual nos obliga a programar suspensiones o paros de algún sistema (electricidad, agua, aire acondicionado) o de algún área de servicio específica (Auditorio, Cocina, Talleres, etc.). Cuando ésta situación se presenta, es necesario ejecutar trabajos de mantenimiento correctivo integral, para eliminar no solamente las fallas, sino también para restablecer las condiciones óptimas de funcionamiento y operación de manera integral del área de servicio o sistema problemático. Mantenimiento correctivo a mobiliario e instalaciones. Tarde o temprano, todo tipo de elementos requiere de alguna reparación, ya sea por desgaste natural, por mal trato, por abandono, por mal manejo, por destrucción accidental, o por cualquier otra causa. Es importante programar por zonas las reparaciones integrales de las instalaciones debido a que nuestra preocupación primordial debe ser la confiabilidad las Instalaciones que rodea al usuario.




Es de suma importancia puntualizar que el personal de mantenimiento, además de conservar las condiciones óptimas de funcionamiento a los edificios, equipos e instalaciones, tiene la responsabilidad de poner en marcha, maniobrar o manejar y sacar de funcionamiento los equipos instalados, así como tener un estricto control de las condiciones de funcionalidad de los sistemas, a través de bitácoras para registro de lecturas de instrumentos de medición, anotación de actividades operativas, motivo por el cual deben ser lo suficientemente calificados para la realización de estas tareas. Un caso típico de operación se puede observar en las casas de máquinas, donde se ubican la subestación eléctrica, los tableros principales, el tanque hidroneumático para agua potable, las bombas de agua, las compresoras de aire, etc.

El programa de Mantenimiento optimiza el aprovechamiento del conjunto de recursos humanos, tecnológicos, materiales y financieros, al establecer las actividades mínimas y necesarias para garantizar los mejores índices de confiabilidad, continuidad, seguridad y economía para poner al alcance de los usuarios los servicios del CCI, siendo este un punto crítico donde se percibe la presencia de los Ingenieros.

A continuación comentaremos algunas instrucciones que se deberán seguir para realizar un mantenimiento correctivo de calidad y se enlistaran las principales fallas de los Equipos, las posibles causas que originan un mal funcionamiento, lo que ayudara a resolver las fallas de manera más rápida y precisa.

4.3.2.1 Mantenimiento de las Bombas Centrifugas

Si se siguen unas cuantas instrucciones al armar y desarmar la bomba se pueden economizar tiempo, trabajo y evitar mas problemas.

Al desarmar la Bomba.

1. No es necesario desconectar la tubería de succión o de descarga ni cambiar la posición de la bomba. 2. La tubería auxiliar debe desconectarse sólo en los puntos en que sea necesario para quitar una parte, excepto

cuando hay que quitar la bomba de la base. 3. Después de haber desconectado la tubería, debe amarrarse un trapo limpio en los extremos o aberturas del

tubo para evitar la entrada de cuerpos extraños. 4. Emplear siempre un extractor para quitar un acople del eje. 5. Las camisas del eje tienen roscas para apretarle en sentido contrario a la rotación del eje. 6. Estudiar la erosión la corrosión y los efectos de cavitación en los impulsores. 7. Verificar la concentricidad de los nuevos anillos de desgaste antes de montarlos en los impulsores. 8. Revisar todas las partes montadas en el rotor. 9. Llevar un registro completo de las inspecciones y reparaciones.

Después de desarmar la Bomba.

1. Antes de hacer la inspección y el chequeo, limpie las partes cuidadosamente. 2. Los residuos gomosos y espesos pueden quitarse a vapor. 3. El lodo o depósitos de sustancias extrañas similares a las anteriores pueden quitarse por medio de un chorro de

arena, trabajo que se hace cuidadosamente para que no forme huecos ni dañe las superficies labradas de la máquina.




Para el Reensamble. La bomba hidráulica es una máquina construida con precisión. Las tolerancias entre las partes giratorias y las estacionarias son muy pequeñas y debe ejercerse el mayor cuidado para ensamblar adecuadamente sus partes con el objeto de conservar estas tolerancias. El eje debe estar completamente recto y todas las partes deben estar absolutamente limpias. Un eje torcido, mugre o lodo en la cara del eje impulsor, o sobre la camisa de un eje puede ser causa de fallas o daños en el futuro. Los impulsores, las camisas del espaciador y las del eje constituyen un ensamblaje resbaladizo bastante ajustado al eje. Debe usarse una pasta delgada de aceite al ensamblar estas partes en el eje. Limpiar completamente los conductos de agua de la carcaza y repintarlos.

A continuación anexamos el Cuadro de la Fallas más Comunes que se presentan en las Bombas Centrifugas

Diagnóstico de Fallas en Bombas Centrífugas

Problema Posible Falla

No Bombea Entrada de aire por el sello mecánico. Sentido de giro invertido.

Impulsor obstruido. Entrada de aire por la tubería de aspiración.

Caudal Insuficiente Válvula de retención obstruida. Impulsor obstruido.

Presión Insuficiente Impulsor dañado. Sello mecánico defectuoso.

La Bomba se desceba Entrada de aire en la tubería de aspiración. Válvula de retención trabada.

No Arranca Cable de alimentación interrumpido. Motor en corto circuito.

Capacitor y/o Fusibles quemados.

Consumo de Energía

Excesivo Partes giratorias rozando. Sello mecánico defectuoso o muy comprimido.

Pérdida por el Sello

Mecánico Sello mecánico defectuoso. Impulsor desbalanceado.

Corta vida útil del sello

mecánico Sello mecánico mal armado o muy comprimido. Impulsor desbalanceado.

La bomba vibra o es

ruidosa

Válvula de retención y/o Impulsor obstruidos. Partes giratorias rozando.

Impulsor dañado o desbalanceado. Excesivo ajuste de rodamientos.

Suciedad y/o oxidación de los rodamientos.

La bomba recalienta o

engrana

Partes giratorias rozando. Falta de lubricación de los rodamientos.

Suciedad y/o oxidación de los rodamientos.

Salta el protector térmico Partes giratorias rozando. Motor en corto circuito. Protector térmico mal regulado

Bomba mal seleccionada.

Saltan los fusibles Partes giratorias rozando. Motor en corto circuito. Capacitor quemado.




4.3.2.2 Mantenimiento Correctivo de Motores Eléctricos.

Un buen análisis de motores eléctricos debe contener resultados de 6 zonas fundamentales par poder distinguir el problema, las cuales son; el Circuito de Potencia, la Calidad de la Energía, el Aislamiento, el Estator, el Rotor y el Entrehierro. Aquí hablaremos de las 2 más importantes.

1.- Circuito de Potencia; involucra la revisión de los conductores con sus bornes, interruptores, protecciones térmicas, fusibles, contactores y cuchillas. Los falsos contactos son la fuente de un 46% de las fallas en motores.

2.- La Calidad de energía: sin duda es una zona de falla con mucha influencia en la vida de un motor puesto que la distorsión tanto de voltaje como de corriente, picos de voltaje, desbalances de voltaje reducen la vida útil de un motor. Cuando los voltajes de línea aplicados a un motor no son equilibrados se desarrollan corrientes desbalanceadas en los devanados del estator y reducen el torque del motor

Las pruebas ha realizar deben de contemplar pruebas tanto con motor detenido como con motor energizado. Las pruebas con motor detenido son de particular importancia en aquellos casos en que un motor que esta fallando se puede terminar de dañar al ponerlo en funcionamiento.

Diagnóstico de Fallas en Motores Eléctricos

PROBLEMA POSIBLE FALLA

El motor funciona en forma irregular Avería en los rodamientos. Acoplamiento mal equilibrado.

No arranca Tensión muy baja. Contacto del arrollamiento con la masa.

Rodamiento dañado. Defecto en los dispositivos de arranques.

Arranca a golpes Espiras en contacto.

Motor trifásico arranca con dificultad

y disminución de velocidad al ser

cargado

Tensión demasiado baja. Caída de tensión en la línea de

alimentación. Estator mal conectado.

Contacto entre espiras del estator.

Trifásico se calienta rápidamente

Cortocircuito entre fases.

Contacto entre muchas espiras.

Contacto entre arrollamiento y masa.

Se calienta excesivamente pero en

proceso lento

Exceso de carga. Falla una fase.

Frecuencia de conexión y desconexión muy rápida.

Tensión demasiado elevada. Tensión demasiado baja.

Interrupción en el devanado. Conexión equivocada.

Cortocircuito entre fases. Poca ventilación.

Inducido roza el estator. Cuerpos extraños en el entrehierro.

La marcha no corresponde al régimen señalado por la placa

Estator se calienta y aumenta la

corriente

Estator mal conectado. Cortocircuito entre fases.

Contacto entre arrollamientos y masa.



Analisis de Costos y Presupuestos.

ANALISIS DE COSTOS Y

PRESUPUESTOS.

C A P Í T U L O

V



Analisis de Costos y Presupuestos. 109

5.1 Introducción.

Los Costos se generan por llevar el producto o servicio hasta el consumidor final. Los costos se pueden identificar fácilmente analizando el producto, servicio o proceso. Por ejemplo en este proyecto son costos directos el Material y la Mano de Obra. Cuanto más detallado y realista sea el cálculo del costo, menos probable serán las sorpresas que se puedan presentar a medida que el proyecto se va ejecutando. El cálculo del gasto preliminar es frecuentemente usado para obtener o arreglar el financiamiento. Cuanto más cerca esté la ejecución del proyecto, más seguro se vuelve el presupuesto, debido a que una considerable cantidad de tiempo entre el momento que se proponga el proyecto y el tiempo en que sea construido. Si el proyecto es propuesto durante un tiempo de alza de la tierra, material y mano de obra, el costo puede necesitar ser mayor, debido a las fluctuaciones de los artículos del proyecto. Por otro lado un presupuesto es un plan de acción dirigido a cumplir una meta prevista, expresada en valores y términos financieros que, debe cumplirse en determinado tiempo y bajo ciertas condiciones previstas. La principal función de los presupuestos se relaciona con el Control financiero de la organización. El control presupuestario es el proceso de descubrir qué es lo que se está haciendo, comparando los resultados con sus datos presupuestados correspondientes para verificar los logros o remediar las diferencias. Los presupuestos pueden desempeñar tanto roles preventivos como correctivos dentro de la organización. Para el presente análisis fue necesario consultar con diversos Fabricantes y Distribuidores de los Materiales y Equipos que se ocuparan en la Instalación Hidráulica y realizar los presupuestos correspondientes. Tomando en cuenta precios, calidad, tiempo de entrega, así como formas de pago nos decidimos por los siguientes Fabricantes y Distribuidores:

Materiales y Accesorios Grupo Ferrebaños. Juan Sebastian Bach #183 Col. Vallejo Del. Gustavo A. Madero C.P. 07870 Mexico. D.F. Tel. 5118-32-00. Fax 5118-32-01

Bombas y Equipo Hidroneumatico

Sistemas de Bombeo. Calle Emilio P. Campa Mz. 155 Lt. 16 y 17 No. Oficial 135. Col. Santa Martha Acatitla Norte, Del. Iztapalapa. Mexico D.F.. Teléfonos: (01 55) 31.83.31.42 / 31.83.31.73

Motores Eléctricos Siemens Mesoamérica. Poniente 116 no. 589 Col. Industrial Vallejo 02300 México, D.F. Teléfono: 55 / 5328 2069. Fax: 55 / 5328 2000 Ext.3621.

Para la realización de la Instalación se ha planeado un tiempo de total de entrega de 5 semanas. Aunque se tienen un par de días de más sobre las actividades de los trabajadores, solo se utilizarán en caso de tener problemas durante el período de la instalación. Este cálculo se hizo basándonos en un documento del Departamento de Obras Publicas del Gobierno del Distrito Federal, donde se estipulan los tiempos de entrega de diversos trabajos, así como los salarios mencionados en la tabla correspondiente, bajo esos estándares se proyectó la realización de esta obra hidráulica,.

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=plan&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=valores&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=tiempo&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=presupuestos&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=Control&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=la%20organizaci�n&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=control&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=proceso&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=datos&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=presupuestos&?intersearch

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=la%20organizaci�n&?intersearch




5.2 Presupuesto de Materiales para la Instalación Hidráulica.

PRESUPUESTO:

Ingeniería Instalación

OBRA: Instalación de la Red de Distribución de Agua

Potable para el Centro Cultural Ixtapaluca.

UBICACIÓN: Colonia El Vergel, Ixtapaluca,

Estado de México.

HOJA: 1/3

ACCESORIO DIMENSION CANTIDAD PRECIO UNITARIO IMPORTE

Soldadura Estaño #50 4 Rollos 86.98 347.92

Soldadura Estaño #95 4 Rollos 169.85 679.40

Σ 1,027.32

A).- MATERIALES DE COBRE

ACCESORIO DIMENSION CANTIDAD PRECIO UNITARIO IMPORTE

Codo 45° 1¼" 3 45.62 136.86

Codo 90° ½" 65 2.65 172.25

Codo 90° 1" 150 15.79 2368.5

Codo 90° 1¼" 4 25.05 100.2

Codo 90° 1½" 1 33.05 33.05

Codo Reductor 1¼"-½" 10 30.65 306.5

Codo Reductor 1¼"-1" 14 35.98 503.72

Codo Reductor 1½"-½" 18 40.26 724.68

Codo Reductor 1½"-1" 32 45.26 1448.32

Cruz ¾" 1 82.15 82.15

Cruz 1¼" 13 105.12 1366.56

Cruz 1½" 18 254.03 4572.54

Llave de Nariz ½" 2 7.23 14.46

Niple 1" 12 32.05 384.6

Tee Giro 90° ½" 85 70.32 5977.2

Tee Giro 90° ¾" 7 80.16 561.12

Tee Giro 90° 1" 48 95.02 4560.96

Tee Giro 90° 1¼" 20 105.12 2102.4

Tee Giro 90° 1½" 7 135.03 945.21

Tuerca Union 1" 12 100.15 1201.8

Tapon Capa ½" 66 5.12 337.92

Tapon Capa 1" 46 12.15 558.9

Reducción Campana 1½"-1¼" 1 50.45 50.45

Reducción ¾"-½" 6 25.56 153.36

Reducción 1¼"-½" 11 45.85 504.35

Reducción 1½"-½" 5 65.12 325.6

Válvula Angular ½" 50 25.69 1284.5

Válvula de Compuerta 1" 12 90.15 1081.8

Válvula de Retención 3" 2 190.58 381.16


Válvula de Retención 1¼" 2 96.23 192.46


Σ 32,614.62




Continuación

ACCESORIOS DIMENSIONES CANTIDAD PRECIO UNITARIO IMPORTE

Codo 45° 1½" 2 28.15 56.3

Codo 45° 1¼" 1 23.15 23.15

Codo 45° 2" 1 40.16 40.16

Codo 45° 3" 1 50.36 50.36

Codo 90° ¾" 3 6.96 20.88

Codo 90° 1¼" 5 13.15 65.75

Codo 90° 1½" 7 18.02 126.14

Codo 90° 4" 6 40.15 240.9

Codo Reductor ¾"-½" 2 10.45 20.9

Codo Reductor 1"-½" 1 11.56 11.56

Cople 1¼" 8 14.56 116.48

Tee 4x3x3 1 38.29 38.29

Tee Giro 90° 1" 2 43.65 87.3

Tee Giro 90° 1¼" 3 53.25 159.75

Tee Giro 90° 1½" 4 68.56 274.24

Tee Giro 90° 2" 1 93.45 93.45

Tee Giro 90° 3" 1 133.98 133.98

Tuerca Unión ¾" 10 38.97 389.7

Tuerca Unión 1¼" 31 63.15 1957.65

Tuerca Unión 1½" 22 78.96 1737.12

Tuerca Unión 2" 9 105.89 953.01

Tuerca Unión 4" 4 192.09 768.36

Tuerca Unión c/ Brida 3" 27 189.36 5112.72

Válvula de Compuerta 4" 2 187.99 375.98

Válvula de pie 4" 1 398.21 398.21

Válvula Check 4" 1 202.58 202.58


Yee 4" 3 205.69 617.07

Σ 14,269.24

TUBERIA C.40 S/C TRAMO 6,40 m

Tubería ¾" 6 359.62 2157.72

Tubería 1" 2 520.65 1041.3

Tubería 1¼" 19 810.56 15400.64

Tubería 1½" 11 1053.12 11584.32

Tubería 2" 10 1865.2 18652

Tubería 3" 13 3259.36 42371.68

Σ 91,207.66

TUBERIA COBRE TRAMO 6 m

Tubería ½" 17 220.58 3749.86

Tubería ¾" 2 369.15 738.3

Tubería 1" 13 548.23 7126.99

Tubería 1¼" 4 836.98 3347.92

Tubería 1½" 7 1193.56 8354.92

Σ 23,317.99




5.3 Presupuesto de Ingeniería para la Instalación Hidráulica.

En este apartado se tomaran en cuenta aspectos muy importantes dentro del presupuesto del trabajo, la mano de obra, el transporte al lugar de la obra y la depreciación o desgaste de la Maquinaria y/o Equipo que utilizaremos para el trabajo.

PRESUPUESTO: Ingeniería Instalación


Potable para el Centro Cultural Ixtapaluca.


Estado de México.

HOJA: 2/3

B).- MANO DE OBRA

Puesto Jornada Salario por Dia Pago por Obra Personal Total

Ayudante de Plomero 8 Hrs. $ 180.27 $ 4,506.75 2 $ 9,013.50

Plomero 8 Hrs. $ 245.47 $ 6,136.75 2 $ 12,273.50

Técnico Especializado 4 Hrs. $ 323.45 $ 8,086.25 1 $ 8,086.25

Ingeniería 3 Hrs. $ 494.24 $ 12,355.50 1 $ 12,355.50

Σ $ 41,728.75

C).- HERRAMIENTA Y EQUIPO

Concepto Depreciación por Día Depreciación por Obra Subtotal Total

Herramienta Menor % 0.0357 % 0.8925 $ 4,500.00 $ 4,016.25

Equipo Auxiliar % 0.0278 % 0.6950 $ 6,000.00 $ 4,170.00

Transporte % 0.0419 % 1.0475 $ 10,000.00 $ 10,475.00

Σ $ 18,661.25




5.4 Presupuesto de Final de la Instalación Hidráulica.

El IMSS establece un rango de utilidad para los Contratistas de un 28% al 32%, dependiendo del tipo de Instalación, el Tiempo de servicio del contratista con el Instituto, la Unidad donde se llevara a cabo el trabajo, entre otras cuestiones. Para efectos de este proyecto tomaremos una utilidad del 30%.

PRESUPUESTO: Ingeniería Instalación


Potable para el Centro Cultural Ixtapaluca


Estado de México

HOJA: 3/3

CONCEPTO UNIDAD CANTIDAD UNITARIO IMPORTE

A).- MATERIALES

Accesorios de Cobre Pzas. 725 $ 32,614.62

Accesorios de Fierro Pzas. 160 $ 14,269.24

Tubería de Cobre Tramos 43 $23,317.99

Tubería de Fierro Cedula 40 Tramos 61 $91,207.66

Bombas Centrifugas 5 Hp. Equipos 2 $ 6,039.71 $ 12,079.42

Bombas Centrifugas 7.5 Hp. Equipos 4 $ 7,847.34 $ 31,389.36

Motores 7.5 Equipos 2 $ 3,825.00 $ 7,650.00

Motores 10 Equipos 4 $ 5,185.00 $ 20,740.00

Tanque Hidroneumático Equipos 1 $ 37,071.13 $ 37,071.13

Σ $ 270,339.42

B).- MANO DE OBRA

Ayudante de Plomero Hrs. 200 $ 22.53 $ 9,013.50

Plomero Hrs. 200 $ 30.68 $ 12,273.50

Técnico Especializado Hrs. 100 $ 80.86 $ 8,086.25

Ingeniería Hrs. 75 $ 164.74 $ 12,355.50

Σ $ 41,728.75

C).- HERRAMIENTA Y EQUIPO

Herramienta Menor % 0.0357 $ 4,016.25

Equipo Auxiliar % 0.0278 $ 4,170.00

Transporte % 0.0419 $ 10,475.00

Σ $ 18,661.25

CONCEPTO IMPORTE

Σ

MATERIALES $ 270,339.42

MANO DE OBRA $ 41,728.75

HERRAMIENTA Y EQUIPO $ 18,661.25

COSTO DIRECTO $ 330,729.42

UTILIDAD (30 %) $ 99,218.82

PRECIO UNITARIO $ 429,948.24




CONCLUSIONES El objetivo establecido al inicio del proyecto se cumplió, puesto que el Centro Cultural “Ixtapaluca” tendrá la capacidad de cubrir los servicios para el cual se diseño, sin fallas y con un mínimo de mantenimiento, además se realizo un presupuesto para la instalación que estará al alcance del Gobierno solventar, porque si recordamos los servicios culturales se impartirán de manera gratuita, razón por la cual se hizo un estudio a conciencia para encontrar los materiales al mejor precio, pero sin sacrificar la calidad. A través de la realización del presente trabajo se establecieron los parámetros mas importantes que se deben tomar en cuenta para realizar la instalación de una red hidráulica;

1. Conocer las especificaciones del proyecto. 2. Realizar una proyección de la instalación con base en las normas y especificaciones correspondientes. 3. Calcular la red así como los equipos necesarios para el buen funcionamiento de la instalación. 4. Revisar la proyección con el fin de encontrar opciones mas practicas. 5. Analizar los costos y presupuestos de los cuatro rubros mas importantes; materiales, mano de obra,

depreciación de la herramienta y equipo utilizado, así como la utilidad. La distribución de agua potable es un servicio indispensable para la población, razón por la cual surgió el interés por conocer lo relacionado con este problema al que se enfrenta la Ciudad de México junto con el Área Metropolitana, dentro de este proyecto se abarcan dos puntos importantes que pueden ayudar a reducir el problema mencionado, primeramente suministrar el agua de manera eficiente de acuerdo a la demanda, y en segundo lugar la realización de instalaciones de calidad para evitar fugas. De acuerdo con la Comisión Nacional del Agua estos 2 son de los principales problemas que se presentan en la actualidad. En el proyecto se conocieron aspectos importantes para realizar trabajos de ingeniería en el IMSS (Instituto Mexicano del Seguro Social), ya que se tomaron en cuenta sus normas técnicas para el calculo e instalaciones de la red hidráulica, en el Capitulo 2 mencionamos los capítulos por los que se rigió este proyecto, además de utilizar los formatos que el instituto exige para el análisis de los costos y presupuestos por obras. La realización del proyecto permitió establecer una buena comunicación entre los integrantes del equipo, tomando como base un cronograma que sirvió como guía para las diversas actividades que se tenían que efectuar; además permitió llevar a cabo un proceso de investigación personal en temas que eran poco conocidos hasta antes de este trabajo.



Anexos y Bibliografía.

ANEXOS Y BIBLIOGRAFÍA.



115

ANEXOS ANEXO A.

DOTACIONES RECOMENDADAS DE AGUA POTABLE.

DOTACIÓN EDIFICACIÓN

85 l/persona/día Zonas rurales

150 l/persona/día Habitación popular (D. F.)

200 l/persona/día Habitación de interés (D. F.)

250 l/persona/día Departamento de lujo (D. F.)

500 l/persona/día Residencia con alberca (D. F.)

70 l/empleado/día Edificios de oficinas

200 l/huésped/día Hoteles (con todos los servicios)

2 l/espectador/función Cines

60 l/obrero/día Fábricas sin consumo industrial

200 l/bañista/día Baños públicos

50 l/alumno/día Escuelas primarias

300 l/bañista/día Clubes con servicio de baño

15 l/comensal Restaurantes

30 l/comensal Restaurantes de lujo

20 l/kg ropa seca Lavanderías

200 l/cama /día Hospitales

300 l/cama/día Hospitales

10 l/m2 área rentable Edificios de oficinas

5 l/m2 superficie sembrada en césped

Jardines



116

ANEXO B.

UNIDADES DE CONSUMO O UNIDADES MUEBLE (U. M.)

Aparato o Grupo de Aparatos Uso Público Uso Particular Forma de Instalación

W. C. 10 6 Válvula de descarga

W. C. 5 3 Tanque de descarga

Lavabo 2 1 Grifo

Bañera 4 2 Grifo

Ducha 4 2 Válvula mezcladora

Fregadero 4 2 Grifo

Pileta de office 3 Grifo

Mingitorio de pedestal 10 Válvula de descarga

Mingitorio mural 5 Válvula de descarga

Mingitorio mural 3 Tanque de descarga

Cuarto de baño completo 8 Válvula de descarga para W. C.

Cuarto de baño completo 6 Tanque de descarga para W. C.

Ducha adicional 2 Válvula mezcladora

Lavadero 3 Grifo

Combinación de lavadero y fregadero 3 Grifo

ANEXO C.

PRESIÓN DE SALIDA DE MUEBLE Y CAUDAL.

(A) Aparato (B) Diámetro de la tubería (pulgadas)

(C) Presión (Kg./cm2) (D) Caudal (L. P. M.)

Lavabo 3/8 0.58 12

Grifo de cierre automático 1/2 0.87 10

Lavabo público, 3/8” 3/8 0.73 15

Fregadero, 1/2” 1/2 0.36 15

Bañera 1/2 0.36 25

Lavadero 1/2 0.36 20

Ducha 1/2 0.58 20

W. C : con tanque de descarga

1/2 0.58 12

W. C. con válvula de descarga

1 0.73 - 1.46 75 - 150

Mingitorio con válvula de descarga

1 1.09 60

Manguera de jardín de 15 m 1/2 2.19 20



117

ANEXO D.

El siguiente cuadro muestra la rugosidad relativa (e/d) para los diferentes diámetros de tubo de cobre rígido tipo “M”.

VALORES DE RUGOSIDAD RELATIVA PARA TUBO DE COBRE RÍGIDO TIPO “M”

Diámetro

Nominal

( )mm

Diámetro

Interior

( )mm

Rugosidad Relativa

( )d

6 8.255 1.817x10-4

10 11.430 1.312x10-4

13 14.453 1.038x10-4

19 20.599 7.282x10-5

25 26.767 5.604x10-5

32 32.791 4.574x10-5

38 38.785 3.867x10-5

51 51.029 2.940x10-5

64 63.373 2.367x10-5

75 75.718 1.981x10-5

100 99.949 1.501x10-5



118

ANEXO E.

PROPIEDADES DEL AGUA.

( )

Temperatura

C

3

Peso especifico

kN(m

3

Densidad

kg(

m

2

Viscosidad dinamica

sNm

2

Viscosidad cinematica

ms

0 9.81 1000 31.75 10x 61.75 10x

5 9.81 1000 31.52 10x 61.52 10x

10 9.81 1000 31.30 10x 61.30 10x

15 9.81 1000 31.15 10x 61.15 10x

20 9.79 998 31.02 10x 61.02 10x

25 9.78 997 48.91 10x 78.94 10x

30 9.77 996 48.00 10x 78.03 10x

35 9.75 994 47.18 10x 77.22 10x

40 9.73 992 46.51 10x 76.56 10x

45 9.71 990 45.94 10x 76.00 10x

50 9.69 988 45.41 10x 75.48 10x

55 9.67 986 44.98 10x 75.05 10x

60 9.65 984 44.60 10x 74.67 10x

65 9.62 981 44.31 10x 74.39 10x

70 9.59 978 44.02 10x 74.11 10x

75 9.56 975 43.73 10x 73.83 10x

80 9.53 971 43.50 10x 73.60 10x

85 9.50 968 43.30 10x 73.41 10x

90 9.47 965 43.11 10x 73.22 10x

95 9.44 962 42.92 10x 73.04 10x

100 9.40 958 42.82 10x 72.94 10x



119

ANEXO F.

LONGITUD EQUIVALENTE DE CONEXIONES A TUBERÍA EN METROS.

Continuación. LONGITUD EQUIVALENTE DE CONEXIONES A TUBERÍA EN M

Diámetro

(pulgadas)

Codo

90º

Codo

45º

Te giro de 90º

Te paso recto

Válvula de

compuerta

Válvula de globo

Válvula de

ángulo

3/8 0.30 0.20 0.45 0.10 0.06 2.45 1.20

1/2 0.60 0.40 0.90 0.20 0.12 4.40 2.45

3/4 0.75 0.45 1.20 0.25 0.15 6.10 3.65

1 0.90 0.55 1.50 0.27 0.20 7.60 4.60

1 1/4 1.20 0.80 1.80 0.40 0.25 10.50 5.50

1 1/2 1.50 0.90 2.15 0.45 0.30 13.50 6.70

2 2.15 1.20 3.05 0.60 0.40 16.50 8.50

2 1/2 2.45 1.50 3.65 0.75 0.50 19.50 10.50

3 3.05 1.80 4.60 0.90 0.60 24.50 12.20

3 1/2 3.65 2.15 5.50 1.10 0.70 30.00 15.00

4 4.25 2.45 6.40 1.20 0.80 37.50 16.50

5 5.20 3.05 7.60 1.50 1.00 42.50 21.00

6 6.10 3.65 9.15 1.80 1.20 50.00 24.50

Diámetro

(pulgadas)

Niple Tuerca Unión

Cruz Válvula de pie

Válvula de

retención

1/2 0.08 0.17 1.81 1.2 0.87

3/4 0.09 0.25 2.65 1.8 1.27

1 0.13 0.27 3.27 2.50 1.68

1 1/4 0.16 0.59 4 3.12 2.16

1 1/2 0.19 0.73 4.75 3.75 2.56

2 0.26 1 6.25 5 3.27

3 0.39 1 9.37 7.5 5.06

4 0.52 1.46 12.49 10 6.75



120

ANEXO G.

RELACIÓN DE UNIDADES MUEBLE CON RESPECTO A LA DEMANDA DE AGUA.

Total de

unidades mueble

Demanda de agua

en L. P. M.

5 15

6 18

8 24

10 30

12 33

16 42

20 53

30 76

38 84

40 90

48 102

50 105

52 106

56 110

75 140

76 140

92 156

100 165

200 250

300 320



121

ANEXO H.

FACTOR DE FRICCIÓN PARA CONDUCTOS DE ACERO COMERCIAL.

Tamaño de conducto nominal (pulg.) Factor de fricción

12

0.027

34

0.0269

1 0.0267

1 14

0.0264

1 12

0.0026

2 0.0259

3 0.0258



122

ANEXO I.

PROPIEDADES DE LA ATMÓSFERA.

Altitud

m

Temperatura

C

Presión

kPa

0 15.00 101.3

200 13.70 98.9

400 12.40 96.6

600 11.10 94.3

800 9.80 92.1

1000 8.50 89.9

2000 2.00 79.5

3000 -4.49 70.1

4000 -10.98 61.7

5000 -17.47 54.0

10000 -49.90 26.5

15000 -56.50 12.11

20000 -56.50 5.53

25000 -51.60 2.55

30000 -46.64 1.20



123

ANEXO J.

VALORES D E k PARA BIFURCACIONES.



124

ANEXO K. DIAGRAMA DE MOODY



125

ANEXO L.

PRESIÓN DE VAPOR DE AGUA A VARIAS TEMPERATURAS.

Temperatura C

Presión de vapor kPa

5 0.872

10 1.23

15 1.71

20 2.34

25 3.17

30 4.25

40 7.38

50 12.35

100 101.3



126

BIBLIOGRAFIA Capitulo I Disponible en Internet <http://www.ixtapaluca.gob.mx > [recuperado en Octubre 2007] Capitulo II Mecánica de Fluidos y Maquinas Hidráulicas. Autor Claudio Mataix Plana segunda Edición (1982) Oxford University Press. Mecánica de Fluidos Aplicada. Autor. Robert l. Mott Cuarta Edición 1996 Prentice Hall Hispanoamericana. Mecánica de Fluidos Merle C. Potter David C. Wiggert Editorial Thomson Tercera Edición 2005. Capitulo III Becerril L. Diego Onesimo, “Datos Prácticos de Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias”, México D.F. 2005. Capitulo IV Disponible en Internet <http://www.mantenimientomundial.com > [recuperado en Septiembre 2007] Disponible en Internet <http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articulos/maquinashidraulicas/mantenimeientodebombas> [ recuperado en Septiembre 2007] Capitulo V Becerril L. Diego Onesimo, “Datos Prácticos de Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias”, México D.F. 2005. Disponible en Internet <http://www.obras publicas.com/



Planta General Instalación Hidráulica. 127

PLANO PLANTA GENERAL INSTALACIÓN HIDRAULICA.

AUTOCAD

ingenierÍa mecÁnica agradecimientos - tesis.ipn.mx completa1.pdf · esta tesis representa el...

Documents