Mejora seguridad Nazca

TESIS: “MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE SEGURIDAD CIUDADANA EN LA, PROVINCIA DE NAZCA - ICA.”
1
MEMORIA DE CÁLCULO
1.0 GENERALIDADES
La presente memoria de cálculo corresponde el desarrollo del proyecto de
Instalaciones Sanitarias destinados a la “MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE
SEGURIDAD CIUDADANA EN LA, PROVINCIA DE NAZCA - ICA.”
2.0 CÓDIGOS Y NORMAS
Todos los sistemas de tuberías deberán ser diseñados en concordancia con las
regulaciones, códigos, estándares o especificaciones dadas en:
 Norma IS.010: Instalaciones Sanitarias Interiores para Edificaciones del
Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) - Junio 2014.
 NFPA 14 Standard for the Installation of Standpipe and Hose Systems 2007
Edition.
2.1 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
La demanda diaria de agua potable de uso doméstico es de 5.37 m3
.
2.2 SISTEMA DE AGUA FRÍA
2.2.1Cálculo de la Demanda Diaria de Agua Potable
Para la determinación de la demanda diaria de agua potable se ha considerado lo
establecido en el R.N.E., norma IS.010, ítem 2.2.
Cuadro N° 1 Demanda diaria de agua potable para el establecimiento
Descripción
Área
Asientos
Dotación
Turnos
Demand.
Demanda
por piso
(m2) l/d/m2 l/d/asiento (l/d) (l/d)
1er pisoS
Oficina de seguridad ciudadana 38.70 - 6.00 - 1 232.2
3854.27
Secretaria 14.57 - 6.00 - 1 87.42
Grupo electrógeno 10.44 - 6.00 - 1 62.64
Recepción 22.75 - 6.00 - 1 136.50
Hall 84.96 - 6.00 - 1 509.76
Secretaria 16.25 - 6.00 - 1 97.50
Oficina de serenazgo 34.47 - 6.00 - 1 206.82
SS.HH. mujeres 12.48 - 6.00 - 1 74.88
SS.HH. discapacitados 5.83 - 6.00 - 1 34.98
SS.HH. hombres 18.45 - 6.00 - 1 110.70

2
Cafetería 46.77 - 6.00 - 1 280.62
Auditorio 144.00 - 6.00 - 1 864.00
Cubículo para perros 25.71 - 6.00 - 1 154.26
Preparado y almacén de alimentos 10.95 - 6.00 - 1 65.70
Veterinario 16.05 - 6.00 - 1 96.30
Oficina 1 10.00 - 6.00 - 1 60.00
Oficina 2 10.69 - 6.00 - 1 64.14
Almacén de equipamiento 14.00 - 0.50 - 1 7.00
Baño 5.20 - 6.00 - 1 31.20
Almacén general 58.81 - 0.50 - 1 29.41
Área de lavado vehicular 54.02 - 6.00 - 1 324.12
Área de reparación vehicular 54.02 - 6.00 - 1 324.12
2do piso
Sala de crisis 53.93 - 6.00 - 1 323.58
2558.40
Oficina 10.44 - 6.00 - 1 62.64
Data center 22.44 - 6.00 - 1 134.64
Camarotes mujeres 37.13 - 6.00 - 1 222.78
Hall 81.98 - 6.00 - 1 491.88
Video wall 51.44 - 6.00 - 1 308.64
Camarotes hombres 36.90 - 6.00 - 1 221.40
Gimnasio 78.80 - 6.00 - 1 472.80
SS.HH. mujeres 21.94 - 6.00 - 1 131.64
SS.HH. hombre 31.40 - 6.00 - 1 188.40
Demanda Diaria Total(L/d) 6412.67
Demanda Diaria Total(m3/d) 6.41
2.2.2Almacenamiento de Agua
Para el establecimiento, el volumen de agua necesario para cubrir la demanda de
un día es de 6.41 m3
; considerando el uso público de los servicios, por lo tanto el
volumen de diseño de la cisterna es de 6.41 m3.
2.2.3Cálculo de la acometida – Selección del diámetro del medidor
a. Desnivel entre la red pública y el punto de entrega a la cisterna (h)
h = Z1 – Z2
o Z1: Elevación de la red pública Z1 = -1.00
o Z2: Elevación de ingreso a cisterna Z2 = -0.15
Reemplazando:
o h: Desnivel entre la red pública e ingreso a cisterna h = -0.85m

3
b. Carga Disponible (P)
H = Pr + h - Pi
o Pr: Presión en la red pública Pr= 10 m.c.a.
o Pi: Presión mínima al ingreso Pi = 2 m.c.a.
Reemplazando:
o H: Carga Disponible H = 7.15 m.c.a.
c. Caudal de entrada (Q)
Q = V / t
o Tiempo de llenado de Cisterna t = 4 hrs.
o Volumen de Cisterna V = 6.41 m3
Reemplazando:
o Q: Caudal de entrada Q= 0.45 lps (1.60 m3
/h)
d. Pérdida de carga máxima en el medidor (hf)
hf máx = 50% H
o H: Carga Disponible H= 7.15 m
Reemplazando:
o Hf máx: Pérdida de carga máxima hf máx = 3.58 m
Gráfico N° 1 Pérdida de carga según caudal de ingreso a cisterna y diámetro de
medidor

4
Cuadro N° 2 Pérdida de carga según caudal de ingreso a cisterna y diámetro de
medidor
Diámetro Pérdida de carga
mm pulg. lb/pul2
m
15 1/2 14.22 10.00
20 3/4 5.55 3.90
25 1 2.84 2.00
Selección de diámetro de medidor
Ømedidor = 20 mm
Ømedidor = 3/4 pulg
hfm = 3.90 m
2.2.4Cálculo de la tubería de alimentación a la cisterna
a. Carga disponible
Como el medidor ocasiona una pérdida de carga de 3.90m, la nueva carga disponible
será:
Hd = H - Hm
Donde:
H: Carga disponible inicial → H = 7.15 m
Hm: Pérdida de carga del medidor → Hm = 3.90 m
Hd: Carga disponible con el medidor seleccionado → Hd = 3.25 m
b. Cálculo de pérdida de carga
Asumiendo un diámetro de la tubería de ingreso:
Øin = 3/4 pulg.
Longitud equivalente por accesorios
1válvula de paso 3/4 = 0.164 m
1válvula de compuerta 3/4 = 0.164 m
1 codos de 90° 3/4 = 0.777 m
Longitud equivalente = 1.105 m
Longitud total

5
Lt = L + Le
Donde:
L: Longitud de la línea de servicio, m → L = 30.00 m
Le: Longitud equivalente, m → Le = 1.11 m
Lt: Longitud total, m → Lt = 31.11 m
Cálculo de la pérdida de carga
ℎ 𝑓 = 1741
𝑄1.85 𝐿
𝐶1.85 𝐷4.87
Donde:
Q: Caudal, lps → Q = 1.06 lps
D: Diámetro, pulg → D = ¾ pulg
C: Constante de Hazen y Williams → C = 150 -
hf: Pérdida de carga, m → hf =
23.04 m
Øin = 1 pulg.
1válvula de paso 1 = 0.216 m
1válvula de compuerta 1 = 0.216 m
1 codos de 90° 1 = 1.023 m
Longitud total
Lt = L + Le
Donde:

6
ℎ 𝑓 = 1741
𝑄1.85 𝐿
𝐶1.85 𝐷4.87
Donde:
D: Diámetro, pulg → D = 1 pulg
5.74 m
Øin = 1 1/4 pulg.
1válvula de paso 1 1/4 = 0.278 m
1válvula de compuerta 1 1/4 = 0.278 m
1 codos de 90° 1 1/4 = 1.309 m
Longitud total
Lt = L + Le
Donde:
ℎ 𝑓 = 1741
𝑄1.85 𝐿
𝐶1.85 𝐷4.87
Donde:

7
D: Diámetro, pulg → D = 1 1/4
pulg
1.96 m
Verificación:
Debe cumplirse que la pérdida de carga debe ser menor que la carga disponible,
hf < Hd
Caudal (lps) D (pulg)
V
(m/s)
Hf (m) Verif.
1.06 3/4 3.72 23.04 hf > Hd
1.06 1 2.09 5.74 hf > Hd
1.06 1 1/4 1.34 1.96 hf < Hd
El diámetro de la tubería de ingreso es de 1 ¼ pulg.
Conclusión
A. Diámetro del medidor: 3/4 pulg.
B. Diámetro de la tubería de ingreso: 1 1/4 pulg.

8
2.2.5Cálculo de la Máxima Demanda Simultánea (MDS)
Para el cálculo de la MDS se ha tenido en consideración:
Cuadro N° 3 Unidades de gasto para el cálculo de las tuberías de distribución
de agua (uso público)
Aparato
Sanitario
Tipo
Unidades de gasto
Total
Agua
Fría
Agua
Caliente
Inodoro Con tanque-descarga reducida 2.5 2.5 -
Inodoro Con tanque 5 5 -
Inodoro Con válvula semiautomática y automática 8 8 -
Inodoro
Con válvula semiautomática y automática de
descarga reducida
4 4 -
Lavatorio Corriente 2 1.5 1.5
Lavatorio Múltiple 2 1.5 1.5
Lavadero Hotel restaurante 4.0 3.0 3
Lavadero - 3 2 2
Ducha - 4 3 3
Tina - 6 3 3
Urinario Con tanque 3 3 -
Urinario Con válvula semiautomática y automática 5 5 -
Urinario
Con válvula semiautomática y automática de
descarga reducida
2.5 2.5 -
Urinario Múltiple (por ml) 3 3 -
Bebedero Simple 1 1 -
Bebedero Múltiple 1 1 -

9
Cuadro N° 4 Unidades de gasto
Ambiente Piso Aparato Tipo Cant. UH Total
SS.HH. Varones 1 Lavatorio Corriente 3 2 6
SS.HH. Varones 1 Inodoro Con válvula semiautomática y automática 3 8 24
SS.HH. Varones 1 Urinario Con válvula semiautomática y automática 2 5 10
SSHH-Mujeres 1 Inodoro Con válvula semiautomática y automática 3 8 24
SSHH-Mujeres 1 Lavatorio Corriente 3 2 6
SH Discapacit 1 Inodoro Con válvula semiautomática y automática 1 8 8
SH Discapacit 1 Lavatorio Corriente 1 2 2
SS.HH. Jefatura 2 Inodoro Con válvula semiautomática y automática 1 8 8
SS.HH. Jefatura 2 Lavatorio Corriente 1 2 2
SS.HH. Secretarìa 2 Inodoro Con válvula semiautomática y automática 1 8 8
SS.HH. Secretarìa 2 Lavatorio Corriente 1 2 2
SS.HH. Jefatura 3 Lavatorio Corriente 1 2 2
UH Totales 270
Con un número de Unidades Hunter de 270, se tiene un caudal de 3.87 lps.
2.2.6Cálculo del Ramal más desfavorable
Para el cálculo del ramal más desfavorable se ha tenido en consideración:
Material de la tubería : PVC
Norma de la tubería : NTP_399.002
Clase de la tubería : Clase 10 - SDR 21 - 145 psi (10 bar)
Coeficiente H&W : 150
Presión requerida : 17.58 m (25 psi)
Aparatos Sanitarios : De válvula

TESIS: “PROYECTO INTEGRAL PARA LA CONSTRUCCION DE UN PABELLON POLICIAL CON POLIGONO DE TIRO Y SERVICIO DE ARMAMENTO Y MUNICIÓN EN SÓTANO, ALMACEN EN
PRIMER NIVEL, OFICINAS ADMINISTRATIVAS EN SEGUNDO Y TERCER NIVEL, SALA DE CONVENCIONES EN EL CUARTO NIVEL, EN LA SEDE CENTRAL DE LA REGIÓN POLICIAL ICA”
10
N° Tramo UH
Q
(lps)
Ø
Di
(mm)
V
(m/s)
Accesorios
Leq
(m)
Cant
Lacc
(m)
L Acc
LH
(m)
ΔHx-y
(m)
L Tot
(m)
hf
(m)
Py
(m)
1 W - A 8 1.00 1 29.4 1.47 Codo 90° 3/4 1.023 3 3.069 3.347 2.021 0.650 6.018 0.481 18.711
Reducción 1 1/4 0.278 1 0.278
2 A - B 16 1.22 1 1/4 38 1.08 Tee pase directo 1 0.873 1 0.873 21.963 3.714 0.000 25.677 0.850 19.560
Codo 90° 1 1/4 1.309 5 6.545
Válvula Globo 14.545 1 14.545
3 B - C 20 1.33 1 1/4 38 1.17 Tee pase directo 1 0.873 1 0.873 0.873 1.285 0.000 2.158 0.084 19.644
4 C - D 30 1.55 1 1/4 38 1.37 Tee pase directo 1 0.873 1 0.873 23.272 6.045 0.000 29.317 1.511 21.155
Codo 90° 1 1/4 1.309 6 7.854
Válvula Globo 14.545 1 14.545
5 D - E 50 1.97 1 1/4 38 1.74 Tee salida lateral 1 2.618 1 2.618 2.946 1.538 0.000 4.484 0.360 21.516
Reducción 1 1/2 0.328 1 0.328
6 E - F 61 2.12 1 1/2 43.4 1.43 Tee salida lateral 1 3.109 1 3.109 3.541 1.057 0.000 4.598 0.222 21.737
Reducción 2 0.432 1 0.432
7 F - G 61 2.12 2 54.2 0.92 Tee salida lateral 1 4.091 1 4.091 4.091 0.000 4.000 8.091 0.132 25.869
8 G - H 122 2.74 2 54.2 1.19 Tee salida lateral 1 4.091 1 4.091 4.091 1.352 0.000 5.443 0.143 26.622
9 H - I 126 2.77 2 54.2 1.20 Tee salida lateral 1 4.091 1 4.091 6.136 11.341 0.000 17.477 0.468 27.090
Codo 90° 1 1/4 2.045 1 2.045
hf total 4.25

TESIS: “PROYECTO INTEGRALPARA LA CONSTRUCCION DE UN PABELLON POLICIALCON POLIGONODE TIRO Y SERVICIO
DE ARMAMENTO Y MUNICIÓN EN SÓTANO, ALMACEN EN PRIMER NIVEL, OFICINAS ADMINISTRATIVAS EN SEGUNDO Y
TERCER NIVEL, SALA DE CONVENCIONES EN ELCUARTO NIVEL, EN LA SEDE CENTRAL DE LA REGIÓN POLICIAL ICA”
11
2.2.7Cálculo del equipo de bombeo
2.2.7.1Tubería de Impulsión y Succión
a. Caudal
El caudal de bombeo es igual a la Máxima Demanda Simultánea, es decir, igual a
2.77 lps.
b. Diámetro de la tubería de impulsión
Para la estimación del diámetro de la tubería de impulsión, se empleó el siguiente
cuadro:
Cuadro N° 5 Selección de diámetro de tubería de impulsión
Gasto de bombeo
Diámetro de la tubería de
impulsión
(lps) (mm) (pulg)
Hasta 0.5 20 3/4
Hasta 1.0 25 1
Hasta 1.6 32 1 1/4
Hasta 3.0 40 1 1/2
Hasta 5.0 50 2
Hasta 8.0 65 2 1/2
Hasta 15.0 75 3
Hasta 25.0 100 4
Fuente: Anexo N° 5 –IS.010 – RNE
Según el Anexo N°5 de la Norma IS.010, el diámetro mínimo de la tubería de
impulsión es:
Øimp = 40 mm Øimp = 11/2
pulg
El diámetro más económico para la línea de impulsión de las bombas que funcionan
sólo algunas horas por día, como es el caso en Instalaciones Interiores en
Edificaciones, se aplica la siguiente fórmula.
𝐷 = 1.3 (
𝑛
24
)
1/4
√𝑄

12
Donde:
n: Número de horas de bombeo por día, hr → n : 8
Q: Caudal de bombeo, m3/s → Q: 0.00277 m3
/s
Resolviendo:
D: Diámetro de la línea de impulsión, m → D: 0.05199 m
D : 52.0 mm
Selección del diámetro de la línea de impulsión (árbol de descarga)
Material: Acero ASTM A 53/GR B
SCH: 40
Longitud: 1.49 m
DN Dreal Dreal e Di Vel. C S hf
mm pulg mm mm m/s m/m m
1 1/4 33.40 1.315 3.56 26.28 5.11 120 1.3760 2.05
1 1/2 48.26 1.900 3.68 40.90 2.11 120 0.1596 0.24
2 60.33 2.375 3.91 52.51 1.28 120 0.0473 0.07
2 1/2 73.03 2.875 5.16 62.71 0.90 120 0.0199 0.03
Diámetro seleccionado → DN: 2 pulg.
V: 1.28 m/s
hf: 0.07 m
c. Diámetro de la tubería de succión
La tubería de succión debe ser siempre de un diámetro mayor que la tubería de
impulsión
Øsucc = 73.03 mm Øsucc = 21/2 pulg
Øsucc(int) = 62.71 mm

13
La velocidad en la tubería de succión será: → Vsucc = 0.90 m/s
2.2.7.2Cálculo de la pérdida de carga
Succión
 Diámetro de succión
Ø succ = 2 ½ pulg.
 Longitud equivalente por accesorios
Accesorios Qty L. Equiv. Le total
válvula de pie 1 17.44 17.440
reducción 1 0.544 0.544
codo de 90° 1 2.577 2.577
Longitud Equivalente total por accesorios 20.561
 Cálculo de la pérdida de carga total
Longitud total
Lt = L + Le
Donde:
ℎ 𝑓 = 1741
𝑄1.85 𝐿
𝐶1.85 𝐷4.87
Donde:
D: Diámetro, pulg → D = 2.47 pulg

14
hf: Pérdida de carga, m → hf1 =
0.45 m
Árbol de descarga
 Diámetro
Ø imp = 2 pulg.
 Longitud equivalente por accesorios
Accesorios Cantidad K K total
Codo 90° estándar 2 2.045 4.090
Válvula esférica 1 0.432 0.432
Válvula de compuerta 1 5.682 5.682
 K 10.204
 Cálculo de la pérdida de carga total
Longitud total
Lt = L + Le
Donde:
ℎ 𝑓 = 1741
𝑄1.85 𝐿
𝐶1.85 𝐷4.87
Donde:
D: Diámetro, pulg → D = 2.07 pulg

15
hf: Pérdida de carga, m → hf2 =
0.56 m
Distribución – Punto más desfavorable
Según el ítem 2.2.6 Cálculo del Ramal más desfavorable, se tiene una pérdida de
carga de 4.25 m.
Cálculo de la pérdida de carga total
hfL = hf1 + hf2+ hf3  hfL = 5.26 m
2.2.7.3Cálculo de la altura dinámica total (HDT)
HDT = Hg + hft + Ps = (CD – CS) + hft + Ps  HDT = 29.39 m
Donde:
Hg : Altura geométrica  Hg = 6.55 m
CD :
Cota de descarga en estructura de
llegada
 CD = 4.95 msnm
CS : Cota de succión  CS = -1.60
hft :
Pérdida de carga total en tubería y
accesorios
 hft = 5.26 m
Ps : Presión residual de salida  Ps = 17.58 m
2.2.7.4Cálculo del NPSH
NPSHDISPONIBLE=Hatm-Hvap-hs±∆Hs
Donde:
Ha: Presión atmosférica Ha = 9.89 m
Hvap: Presión de vapor Hvap = 0.239 m
hs: Pérdidas de fricción en la tubería de succión hs = 0.45 m
s: Altura de succión Hs = -1.95 m

16
*Nota: Hs Positivo cuando la bomba está por debajo del depósito (preferido) y
negativa cuando está por encima del mismo.
NPSHDISPONIBLE = 7.25 m
Para el equipo de bombeo se debe comprobar la ausencia de cavitación:
NPSHdisponible - NPSHr equer ido > 1
2.2.7.5Cálculo de la potencia de la bomba
Se tiene, para cada equipo de bombeo:
N° de equipos 02
Caudal de bombeo (lps) 2.77
Altura Dinámica Total (m) 29.39
Eficiencia aprox. 0.50
Potencia aprox. de Bomba (HP) 2.17
2.3 SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales son las aguas consideradas como desagüe que se inician en
cada aparato sanitario y que recorre los distintos ambientes y son conducidas al
exterior para su descarga final en el colector público.
2.3.1Descarga al colector público
En el desarrollo del diseño de las redes generales se ha previsto la instalación de
una conexión domiciliaria de 4” de diámetro con descarga al colector público
ubicado en la JJ. Elías.

17
De acuerdo al Anexo N° 9 de la Norma IS.010, según el número de Unidades de
Descarga totales, el diámetro de los colectores es de 6”.
Ambiente Piso Aparato Tipo Øtr Cant. UD Total
SS.HH. Varones 1 Lavatorio Corriente 1 1/4 3 1 3
SSHH-Mujeres 1 Lavatorio Corriente 1 1/4 3 1 3
SH Discapacit 1 Lavatorio Corriente 1 1/4 1 1 1
SS.HH. Jefatura 2 Lavatorio Corriente 1 1/4 1 1 1
SS.HH. Secretarìa 2 Inodoro Con válvula semiautomática y automática 1 8 8
SS.HH. Secretarìa 2 Lavatorio Corriente 1 1/4 1 1 1
SS.HH. Jefatura 3 Lavatorio Corriente 1 1/4 1 1 1
264Unidades de Descarga totales en el establecimiento

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