INSTALACIONES HIDRÁULICAS, INSTALACIONES NORMAS Y REGLAMENTOS. UNIDAD 1
Pedro santana roman
Normas: ANSI- Dimensión en tuberías Las normas validadas por el ANSI garantizan que las características y las prestaciones de los productos sean coherentes, que cada fabricante utilice los mismos términos y definiciones, y que los productos se ensayen de la misma forma en cualquier lugar. Estas normas, adoptadas por consenso voluntario, se difunden más rápidamente y permiten que los usuarios puedan comparar los productos más fácilmente. Se coordina con estándares internacionales para que los productos fabricados en Estados Unidos puedan ser utilizados alrededor del mundo. Hay dos principales normas que se aplican a las dimensiones de la tubería:
ANSI / ASME B36.10:
Esta norma se aplica a tubos con costura y sin costura de acero forjado.
ANSI / ASME B36.19: Esta norma se aplica a tubos con costura y sin costura de acero inoxidable.
Nor
mas: ANSI- Dimensión en tuberías
Normas: ANSI- Dimensión en tuberías
Normas: ASTM- Materiales de construcción de tuberías y piezas especiales. “ASTM” . Es una organización Estadounidense que se encarga de la -
normalización de los productos. La ASTM está entre los mayores contribuyentes técnicos del ISO, y mantiene un sólido liderazgo en la definición de los materiales y métodos de prueba en casi todas las industrias, con un casi monopolio en las industrias petrolera y petroquímica.
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Tubería: Es un conducto, el cual cumple con la función de transportar agua u otros fluidos, usualmente se elabora con distintos materiales dependiendo el uso que se le dará o que será lo que transportara.
MATERIALES
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Tubería de PVC: Resistentes a la corrosión, alta resistencia eléctrica, buena resistencia mecánica a golpes y presión, baja conductividad térmica frente a temperaturas extremas, la hermeticidad de sus uniones, a toxicidad, flexibilidad, baja rugosidad, ligereza y facilidad de instalación.
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Tubos de acero (sin costura): La tubería es un lingote cilíndrico que se calienta en un horno antes de la extrusión. En la extrusión se hace pasar por un dado cilíndrico y posteriormente se hace el agujero mediante un penetrador. La tubería sin costura es la mejor para la contención de la presión gracias a su homogeneidad en todas sus direcciones. Además de que es la forma más común de fabricación y la más comercial.
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Tubo de hierro fundido: Una tubería de hierro fundido con costura o sin costura es una placa de hierro doblada según el diámetro
que se requiera y soldada por su parte unión contra la parte inicial, en el caso de la que lleva costura; la que no lleva costura es una inyección del hierro fundido en un proceso llamado fundición, en la cual la tubería sale sin costura. La diferencia principal es que la tubería con costura es mas propensa a apertura por presiones que no resiste; a diferencia de la tubería sin costura.
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Tubo de acero galvanizado: Es una tubería de acero negro, pero con el proceso de galvanizado interior y exteriormente. El galvanizado se aplica después de formado el tubo. Al igual que la de acero al carbón, se dobla la placa al diámetro que se requiera y existen con costura y sin costuras. Puede transportar distintos materiales. Polipropileno: Pertenece al grupo de las poliolefinas y es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos. Algunas de sus propiedades son; excelentes propiedades mecánicas en bajas densidades, elevada absorción de energía al impacto, muy buena elasticidad y flexibilidad.
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Cobre: Resistencia a la corrosión, alta seguridad, son fácilmente confortables, la ligereza del material, impermeabilidad, baja perdida de carga y sus propiedades bactericidas y fungicidas. Su uso más extendido es en sistemas de agua caliente en edificios.
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PIEZAS ESPECIALES
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TIPOLOGIA: - Cambios de dirección: codos - Cambio de diámetro: reducciones - Derivaciones: tees, yees y collarines - Valvuleria
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Codos: son piezas especiales que sirven para cambiar la dirección del fluido dentro de una tubería, existen de diferentes tipos y diámetros así como de materiales de construcción.
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Reducciones: son piezas que permiten reducir el diámetro por donde circula un fluido y con esta aumentar su velocidad.
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Tees, Yees y collarines: estas piezas sirven para dividir el flujo dentro de un conducto en dos o más partes las cuales pueden ser iguales en proporción o distintas, así como para cambiar la dirección del fluido,
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Válvulas: su función es la de regalar la cantidad de fluido que pasa por ellas, que puede ir desde el total del flujo a cerrar el flujo completamente.
Normas: DIN- Europea Las siglas DIN; que significaban Deustcher Industrie Normen que en español es; Normas de la Industria Alemana.
Clasificación de las normas: •
Normas Fundamentales de Tipo General: a este tipo pertenecen las normas relativas a formatos, tipos de línea, rotulación, vistas, etc...
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Normas Fundamentales de Tipo Técnico: son aquellas que hacen referencia a las características de los elementos mecánicos y su representación. Entre ellas se encuentran las normas sobre tolerancias, roscas, soldaduras, etc.
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Normas de Materiales: son aquellas que hacen referencia a la calidad de los materiales, con especificación de su designación, propiedades, composición y ensayo. A este tipo pertenecerían las normas relativas a la designación de materiales, tanto metálicos, aceros, bronces, etc., como no metálicos, lubricantes, combustibles, etc.
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Normas de Dimensiones de piezas y mecanismos: especificando formas, dimensiones y tolerancias admisibles. A este tipo pertenecerían las normas de construcción naval, máquinas herramientas, tuberías, etc.
Según su ámbito de aplicación, las normas pueden ser: •
Internacionales: A este grupo pertenecen las normas emitidas por ISO, CEI y UIT-Unión Internacional de Telecomunicaciones.
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Regionales: Su ámbito suele ser continental, es el caso de las normas emitidas por el CEN, CENELEC y ETSI.
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Nacionales: Son las redactadas y emitidas por los diferentes organismos nacionales de normalización, y en concordancia con las recomendaciones de las normas Internacionales y regionales pertinentes.
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De Empresa: Son las redactadas libremente por las empresas y que complementan a las normas nacionales.
Normas: NOM- Norma Oficial Mexicana NOM
Normas oficiales mexicanas, las NOM tienen como principal objetivo prevenir los riesgos a la salud, la vida y el patrimonio y por lo tanto son de observancia obligatoria. Las NOM son las regulaciones técnicas que contienen la información, requisitos, especificaciones, procedimientos y metodología que permiten a las distintas dependencias gubernamentales establecer parámetros evaluables para evitar riesgos a la población, a los animales y al medio ambiente. -
Algunas de las normas: • • •
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Normas de Seguridad y métodos de prueba: que los productos funcionen con materiales, procesos, sistemas y métodos que eviten ponerte en riesgo. Normas de eficacia energética. Garantizan que uses satisfactoriamente los productos y servicios. Además este tipo de normas propician la conservación del medio ambiente. Normas de prácticas comerciales. Verifican que los prestadores de servicios te brinden la información necesaria, a fin de que disfrutes de servicios solventes y evites ser objeto de prácticas abusivas. Normas de información comercial. Se aseguran de que los productos te den a conocer sus características, naturaleza, cantidades, advertencias y, en general todos los elementos que te permitan tomar mejores decisiones. Normas metodológicas. Su objetivo es que los instrumentos de medición, a través de los cuales se determina el pago que tienes que hacer, funcionen correctamente.
Reglamentos de instalaciones hidráulicas y sanitarias.
Diseño de líneas y redes hidráulicas- EDIFICIOS La instalación hidráulica es un conjunto de tuberías y conexiones de diferentes diámetros y diferentes materiales; para alimentar y distribuir agua dentro de la construcción, esta instalación surtirá de agua a todos los puntos y lugares de la obra arquitectónica que lo requiera, de manera que este líquido llegue en cantidad y presión adecuada a todas las zonas húmedas de esta estalación también constara de muebles y equipos. Las instalaciones hidráulicas y sanitarias en casas y edificios se pueden identificar también con los trabajos que se conocen popularmente como de plomería. El sistema de suministro de agua potable es un procedimiento de obras, de ingeniería que con un conjunto fuentes de abastecimiento, captaciones, estructuras de almacenamiento y regularización, tuberías y tomas domiciliarias, se suministra el agua potable de las fuentes hasta los hogares y edificios de una ciudad, municipio o área rural comparativamente concentrada.
SISTEMAS DE ABASTOS PARA EDIFICIOS: • • • •
Sistemas Sistemas Sistemas Sistemas
de de de de
abastecimiento directo abastecimiento por gravedad abastecimiento combinado abastecimiento por presión
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Sistemas de abastecimiento directo: se dice contar con un sistema de abastecimiento directo, cuando la alimentación de agua fría a los muebles sanitarios de las edificaciones se hace en forma directa de la red municipal sin estar de por medio tinacos de almacenamiento y tanques elevados.
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Sistemas de abastecimiento por gravedad: en este sistema, la distribución del agua fría e realiza generalmente a partir de tinacos o tanques elevados, localizados en las azoteas en forma particular por edificación o por medio de tinacos o tanques regularizadores construidos en terrenos elevados en forma general por población.
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Sistema de abastecimiento combinado: se adopta este tipo de sistemas cuando la presión que se tiene en la red general para el abastecimiento de agua fría no es la suficiente para que llegue a los tinacos o tanques elevados, como consecuencia principalmente de las alturas de algunos inmuebles, por lo tanto, hay necesidad de construir en forma particular cisternas o instalar tanques de almacenamiento en la parte baja de las construcciones.
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Sistema de abastecimiento por presión: El sistema de abastecimiento por presión es más complejo y dependiendo de las características de las edificaciones, tipo de servicio, volumen de agua requerido, presiones, simultaneidad de servicios, número de niveles y números de muebles.
Diseño de líneas y redes hidráulicas- COMUNIDAD URBANA Conducción: la denominada línea de conducción consiste en todas las estructuras civiles y electromecánicas cuya finalidad es la de llevar el agua desde la captación hasta un punto que puede ser un tanque de regularización, una planta de tratamiento de potabilización o el sitio de consumo. Es necesario mencionar que debido al alejamiento 20 cada vez mayor entre la captación y la zona de consumo, las dificultades que se presentan en estas obras, cada día son mayores.
Tratamiento: el tratamiento, se refiere a todos los procesos físicos, mecánicos y químicos que harán que el agua adquiera las características necesarias para que sea apta para su consumo. Los tres objetivos principales de una planta potabilizadora son lograr un agua que sea: segura para consumo humano, estéticamente aceptable y económica.
Regularización: como punto importante de este apartado, es indispensable establecer con claridad la diferencia entre los términos almacenamiento y regularización. La función principal del almacenamiento, es contar con un volumen de agua de reserva para casos de contingencia.
Línea de alimentación: esta línea es el conjunto de tuberías que sirven para conducir el agua desde el tanque de regularización hasta la red de distribución.
Red de distribución: este sistema de tuberías es el encargado de entregar el agua a los usuarios en su domicilio, debiendo ser el servicio constante las 24 horas del día, en cantidad adecuada y con la calidad requerida.
Sistemas de alcantarillado: tienen como función el retiro de las aguas que ya han sido utilizadas en una población y por ende contaminado, estas aguas reciben el nombre genérico de aguas residuales.
Red de atarjeas: son los conductos de menor diámetro y reciben las aguas residuales domiciliarias por medio de tuberías que salen de la casa.
Subcolectores: estas tuberías son las que recolectan las aguas que llevan las atarjeas. Su diámetro debe ser igual o mayor a 20 cm. aunque al inicio puede ser de esta medida
Colectores: los colectores son las tuberías que captan el agua que traen las atarjeas y los subcolectores por lo que su diámetro debe ser generalmente mayor al de ellas.
Emisor: a este conducto, ya no se le conecta ninguna descarga de aguas residuales y su función es retirar de la localidad todo el volumen de agua captada por la red de alcantarillado y conducirla al sitio donde se tratará o verterá.
Tratamiento: evita la contaminación provocada por las aguas residuales a los cuerpos de agua superficial y subterráneos, por lo que no se permiten descargas de aguas residuales a las corrientes superficiales ni a los terrenos sin tratar.
Sitio de vertido: una vez que las aguas residuales han sido tratadas, se deben desalojar o reusar, en el primer caso, es necesario localizar un lugar específico que puede ser un cuerpo de agua.
Obras conexas: este tipo de obras son estructuras auxiliares que tendrán funciones específicas dentro del sistema de alcantarillado, éstas son, pozos de visita, traga tormentas y generadas por la topografía del sitio, estaciones de bombeo de ser necesarias.
Diseño de líneas y redes hidráulicasCOMUNIDAD RURAL •
Establecer criterios para el diseño de redes de distribución de sistemas de agua potable para zonas rurales.
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Para el diseño de redes de distribución se deben considerar los siguientes criterios:
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La red de distribución se deberá diseñar para el caudal máximo horario.
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Identificar las zonas a servir y de expansión de la población.
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Realizar el levantamiento topográfico incluyendo detalles sobre la ubicación de construcciones domiciliarias, públicas, comerciales e industriales; así también anchos de vías, áreas de equipamiento y áreas de inestabilidad geológica y otros peligros potenciales.
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Considerar el tipo de terreno y las características de la capa de rodadura en calles y en vías de acceso.
MATERIALES • • • • • • •
Para la selección de los materiales de las tuberías se deberá tomar en cuenta los siguientes factores: Resistencia a la corrosión y agresividad del suelo. Resistencia a los esfuerzos mecánicos producidos por las cargas, tanto externas como internas. Características de comportamiento hidráulico del proyecto. Condiciones de instalación adecuadas al terreno. Resistencia contra la tuberculización e incrustación. Vida útil de acuerdo a la previsión del proyecto.
Los materiales más comunes son: • Poli cloruró de Vinilo
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Polietileno Fierro Galvanizado Fierro Fundido Fierro Dúctil Acero
CALCULOS Redes abiertas: El Dimensionamiento de las redes abiertas se realizará de acuerdo con los siguientes criterios: • Se admitirá que la distribución del caudal sea uniforme a lo largo de la longitud de cada tramo. • La pérdida de carga en el ramal será determinada para un caudal igual al que se verifica en su extremo. • Cuando por las características de la población se produzca algún gasto significativo en la longitud de la tubería, éste deberá ser considerado como un nudo más.
Redes cerradas: El flujo de agua a través de ellas estará controlado por dos condiciones: • El flujo total que llega a un nudo es igual al que sale. • La pérdida de carga entre dos puntos a lo largo de cualquier camino, es siempre la misma.
Redes cerradas Para el cálculo de los caudales se puede disponer de los siguientes métodos:
Método de las Áreas: Consiste en la determinación del caudal en cada nudo considerando su área de influencia. Este método es recomendable en localidades con densidad poblacional uniforme en toda la extensión del proyecto.
Método de Densidad Poblacional: Este método considera la población por área de influencia de cada nudo. Para la aplicación de este método se deberá definir la población en cada sector del área del proyecto.
Método de la Longitud Unitaria: Por este método se calcula el caudal unitario, dividiendo el caudal máximo horario entre la longitud total de la red. Para obtener el caudal en cada tramo, se debe multiplicar el caudal unitario por la longitud del tramo correspondiente.
Método del Número de Familias : Por este método se calcula un caudal unitario, dividiendo el caudal máximo horario entre el número total de familias de la población.
Redes abiertas Si la red abasteciera a más de 30 conexiones, podrán emplearse cualquiera de los métodos indicados anteriormente para el cálculo de los caudales.
Diseño de líneas y redes hidráulicasProcesos Industriales •
Se emplean en la actualidad gran variedad de materiales para la fabricación de cañerías.
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Las normas ASTM, por ejemplo, especifica más de 150 diferentes tipos. Podemos resumirlos en el siguiente cuadro :
Métodos De Fabricación Existen seis procesos de fabricación de caños.
Fundición En este proceso, el material en estado líquido se moldea tomando su forma final. Se fabrican mediante este proceso los caños de hierro fundido, algunos aceros especiales no forjables y la mayoría de los no metálicos como vidrio, porcelana, barro vidriado, hormigón, cemento amianto, cauchos, etc.
Forja Es el menos usado. Sólo se utiliza para caños de paredes gruesas, para muy altas presiones. El lingote de acero es previamente perforado en el centro con una broca, en frío. Luego la pieza es calentada en un horno y las paredes son forjadas con un martinete contra un mandril central. El lingote sufre durante la forja un notable aumento de longitud.
Extrusión En la fabricación por extrusión, una pieza cilíndrica de acero en estado pastoso es colocado en un recipiente de acero debajo de una poderosa prensa. En una única operación, que dura pocos segundos se produce:
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1) El émbolo de la prensa, cuyo diámetro es el mismo que el de la pieza, se apoya sobre la misma. 2) El mandril accionado por la prensa agujerea completamente el centro de la pieza. 3) De inmediato, el émbolo de la prensa empuja la pieza obligando al material a pasar por una matriz calibrada con el diámetro exterior de caño.
Laminación Los procesos de laminación son los más importantes para la fabricación de caños sin costura. Se emplean para caños de acero al carbono, de baja aleación e inoxidables.
