GP and large search spaces

En la figura 2.17., presentamos una forma que nos permite seguir una secuencia

secuencia, aunque se establece en esta sección, que corresponde al agua fría, es similar para el dimensionamiento de tuberías de agua caliente.

Figura 2.17. Forma para el dimensionamiento de tuberías de una red de distribución de agua

Describiremos cada sección del formato mencionado, así como la metodología a seguir para su llenado:

Información general:

Se escribirá la información solicitada como son: obra, fecha de cálculo, plano de referencia, número de hojas, etc. El objetivo es identificar plenamente a qué obra pertenece el cálculo, quién lo realizó, etc.

Puntos: de la (Columnas 1 y 2):

Esta columna se utiliza para identificar el tramo analizado, y deberán escribirse los puntos inicial y final del mismo.

Unidad-Mueble (Columna 3):

Se indicará el número de unidades-mueble que el tramo analizado deberá conducir.

Gasto (ips) (Columna 4):

Se determinará el gasto a conducir con base en las unidades-mueble. Si el cálculo es manual, pueden utilizarse las figuras de Hunter; si el cálculo es automatizado, es recomendable la utilización de fórmulas para el cálculo; pueden ser las de Manuel de Anda Flores, o las resultantes del ajuste con el programa estadístico Statgraphics.

Diámetro (mm) (Columna 5):

Se propondrá un diámetro para el tramo de tubería analizado considerando que la velocidad no puede exceder de 3 m/s y que, las pérdidas de energía no deben ser mayores de 10 m por cada 100 metros.

Para la primera aproximación, podemos considerar una velocidad de 2.5 m/s y, por la ecuación de continuidad, puesto que Q=VA; considerando que la tubería es

circular con diámetro D, tenemos:

4 2 D V VA Q= = π Despejando para D: Q V Q D= 4 =0.7136 π

con Q en m3/s

El valor del diámetro obtenido, lo aproximamos al diámetro comercial inmediato superior, para tener la primera propuesta del mismo. Con base en el diámetro comercial propuesto y el gasto de diseño para el tramo analizado, obtenemos la velocidad media de flujo.

Longitud tubería (m) (Columna 6):

Se indicará la longitud física de la tubería en el tramo analizado. Longitud equivalente (m) (Columna 7):

Para cada accesorio instalado en el tramo analizado, como serían codos, tees, válvulas de compuerta, válvulas check, etc., se determinarán las pérdidas locales ocasionadas en longitud de tubería equivalente; esto es, la longitud de tubería, de diámetro igual al propuesto, que ocasiona la misma pérdida local que origina el accesorio. Puede utilizarse cualquier tabla de longitudes equivalentes proporcionadas por los manuales de hidráulica.

Longitud total (m) (Columna 8):

Es la suma de la longitud física y las longitudes equivalentes. Velocidad (m/s) (Columna 9): 2 4 D Q V π =

Es la velocidad media en el tramo analizado; resulta de aplicar la ecuación de continuidad, utilizando el diámetro propuesto en la columna 5:

Pérdidas de energía, Hf (m) (Columna 10):

Es la pérdida de energía total en el tramo analizado; se calcula con base en las fórmulas de las pérdidas de energía, tales como Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, etc., o podrían utilizarse los nomogramas. Se recomienda la utilización de la ecuación de Darcy-Weisbach: g f V D L f H 2 2 = con:

Hf pérdidas por fricción, en m.

f coeficiente de fricción, adimensional.

D diámetro de la tubería, en m.

v velocidad del flujo en la tubería, en m/s.

g aceleración de la gravedad, en m/s2.

Es recomendable que las pérdidas de energía no excedan de 10 m en 100 m, esto es, las pérdidas de energía no deben ser mayores del 10% para cada tramo analizado. Así, debemos comparar el valor de H,, obtenido en la columna 10, con la longitud total, de la columna 8, y el valor de las pérdidas de energía deben ser menores o iguales al 1 0% de la longitud total; en caso contrario deberá aumentarse el diámetro de la tubería del tramo analizado.

Energía piezométrica anterior, Hf anterior (m) (Columna 11):

En esta columna se escribe la energía o la carga piezométrica que corresponde al inicio del tramo analizado. Cuando se trata del primer punto de análisis, si la alimentación es de tipo descendente a través de un tanque elevado, la energía piezométrica anterior o inicial es la que corresponde a la energía de posición de dicho tanque, ubicando un plano horizontal de referencia en la parte inferior del edificio; si la alimentación es de tipo ascendente, ya sea a través de la red municipal o través de un sistema hidroneumático, la energía piezométrica anterior o inicial es la que corresponde a la carga que puede suministrar dicho sistema o el equipo de bombeo correspondiente.

Energía piezométrica actual, H, actual (m) (Columna 12):

Es la energía total existente al final del tramo analizado. Es igual a la energía piezométrica al inicio del tramo, menos las pérdidas de energía correspondientes a dicho tramo.

Energía estática, H estática (m) (Columna 13):

Es la carga existente en el punto final del tramo analizado; corresponde a la energía potencial del mismo, esto es, la altura existente del punto final sobre un plano horizontal de referencia.

Energía disponible, H disponible (m) (Columna 14):

Es la energía o carga disponible en el punto final del tramo analizado; resulta de la diferencia entre la carga piezométrica actual menos la carga estática. Este valor debe cumplir con los requisitos de presión mínima para cada mueble sanitario, según se trate.

lsométrico:

Se dibujará un croquis de la instalación hidráulica, indicando el número de unidades-mueble por cada sección, las alturas de los muebles sobre el plano horizontal de referencia, así como los datos que sean de importancia para facilitar el llenado de la forma de cálculo.

Observaciones:

Se recomienda hacer constar en esta sección, el tipo de tubería utilizado en el cálculo (fierro galvanizado, cobre, etc.), las fórmulas de pérdidas de energía, las velocidades máximas aceptadas, el tipo de válvulas utilizadas, etc. Toda la información que pueda ser relevante para una revisión posterior del cálculo, debe hacerse constar en esta sección.

La secuencia de la forma de cálculo descrita anteriormente, es adecuada para desarrollar un sistema automatizado de cálculo a través de software como Lotus, Excell, Quatro, etc., minimizando errores y agilizando el proceso.

2.8 METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LA RED DE