1. Cálculos hidráulicos
Por lo cual decimos que Ecuación General de la Energía:
De esta manera se realizara el desarrollo de la ecuación Bernoulli para determinar
las perdidas por fricción en las trayectorias de las tuberías por instalar del sistema de
protección contra incendios:
0
0
0
Donde:
= Presión 1 = 0, se encuentra a nivel de la presión atmosférica.
= Altura 1= 0, el tanque esta a nivel del piso y es donde comienza el sistema (0)
= velocidad 1 = 0, la velocidad del agua a este nivel es cero porque es el punto de partida.
= presión de bombeo ó energía añadida por algún dispositivo (bomba).
= Perdida de fricción en la tubería.
Donde:
= 65 PSI = 454,21 KN/m² Presión residual.
= 9,8 KN/m³
Peso Especifico del agua.
= 21.11 m Altura del edificio.
2g = 2(constante) x gravedad = 2 x 9,8 m/seg²
: Pérdidas totales por fricción.
Calculo de pérdidas de Presión

2. Calcular Z:
La cual es la sumatoria de planta baja y mezzanina de la ferretería.
Determinación de la velocidad
Donde:
Q= es el caudal (m3/seg)
A= es el area (m2)
Donde:
En
que es el diámetro del niple
para la ecuación de Bernoulli:

3. Transformación
para la sustitución del Q en la ecuación de velocidad:
⁄
Sustitución en la ecuación de velocidad. Por lo que decimos:
⁄
⁄
Entonces sustituimos el valor de
en
:
⁄
⁄
El Caudal que establece la COVENIN 1331 para sistemas clase I para las
tuberías de 4”; 2 ½” y 1 ½”:
⁄
⁄
Formula de La pérdidas de fricción en las tuberías se determinaran mediante la
siguiente ecuación:
Donde:

4. J = Resistencia por fricción
Q = Caudal= 6,5lats/ seg par alas
y 12.6lts/ seg para las tuberías 4”
Partiendo del principio de simultaneidad de un sistemas con una fuente común de agua.
C = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN
843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).
D = Diámetro de la tubería dependiendo del caso ya sea
En la cual Se multiplicara la resistencia por fricción por una constante de 6,05 x
105Bar/ m para llevarla a unidades del sistema internacional (SI) como lo establece la
NFPA 13
Determinamos Hazen Williams para la tubería de
Longitud tubería = 17.94 m
por lo que decimos:

5. Longitud equivalente se determinara mediante la siguiente tabla
M
S
D
Según Norma COVENIN 823
Longitud Equivalente de Accesorios Según Diámetro de Tubería

6. Entonces decimos que mediante la tabla longitud total de cada accesorio:
Cantidad
Accesorio
Equivalencia en metros
1
Válvula de Retención Ø 4pulg
6.6
1
Válvula de Compuerta Ø 4 pulg
0.5
2
Codo de 90° Ø 4 pulg
6
Σ L Total = 6.6m + 0,5m + 6m
Luego sustituimos en
Σ L Total = 13.1 m
:
Donde:
Por lo resolvemos
y podemos decir que:
Tabla de diámetros para tubos de acero
DIAMETRO
DIAMETRO
ESPESOR
NOMINAL
EXTERIOR
PARED
MAXIMO MINIMO
DE TUBO 6,40 m
GALV. NEGRO
R/A
LISO
pulg
mm
mm
mm
Kg
Kg
3/8
17,50
16,30
2,31
5,70
5,41
½
21,70
20,50
2,77
8,51
8,13
¾
27,10
25,90
2,87
11,33
10,82
1
33,80
32,60
3,38
16,70
16,00

7. 11/4
42,60
41,40
3,56
22,59
21,70
11/2
48,70
47,50
3,68
26,88
25,92
2
60,90
59,70
3,91
36,03
34,82
2½
73,80
72,30
5,16
56,77
55,23
3
89,80
88,00
5,49
74,11
72,26
4
115,40
113,20
6,02
105,28
102,85
6
170,00
166,60
7,11
184,45
180,86
Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales
Norma COVENIN 843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)
Decimos que:
D ext.
D int.
Donde:
DIAMETREO EXTERIER
CUADRO
Constante “C” en función del tipo de tubería para la
formula de Hazen Williams
C=100
Acero Negro (Tubería Seca)
C=120
Acero Negro (Tubería Mojada)
C=120
Acero Galvanizado
C=140
Cobre

8. C=100
Fundición (sin revestir)
C=130
Fundición (Revestida en Cemento)
C=140
Fibra de Vidrio
Tabla De la NFPA 13. Valores C de Hazen – Williams
Por tabla de Valores C de Hazen – Williams
decimos que el factor C= 120 acero
galvanizado
Determinamos el valor J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder
multiplicar el resultado por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y
Evaluamos:
Donde:
J = Resistencia por fricción
Q = Caudal
C = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN
843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).
D = Diámetro de la tubería
⁄
⁄
⁄

9. Lo cual Quiere decir que por cada metro de tubería recorrida de 4” en metros el
sistema de extinción de incendio pierde
Luego sustituimos en
⁄
para determinar la perdida por fricción en esta
diámetro tubería
31.04 m *
⁄
Determinamos Hazen Williams para la tubería de
por lo que decimos:
Longitud tubería = 14.08 m
Longitud equivalente:
Cantidad
Accesorio
Equivalencia en metros
5
Codo de 90° Ø
9m
1
Reducción Ø
0.61 m
1
Tee en bifurcación
3.6 m
Σ L Total = 9 m+ 0.61 m + 3.6 m
Sustituimos y decimos que
Σ L Total = 13.21 m
es igual:

10. Diámetros para tubos de acero
DIAMETRO
DIAMETRO
ESPESOR
NOMINAL
EXTERIOR
PARED
MAXIMO MINIMO
DE TUBO 6,40 m
GALV. NEGRO
R/A
LISO
pulg
mm
mm
mm
Kg
Kg
3/8
17,50
16,30
2,31
5,70
5,41
½
21,70
20,50
2,77
8,51
8,13
¾
27,10
25,90
2,87
11,33
10,82
1
33,80
32,60
3,38
16,70
16,00
11/4
42,60
41,40
3,56
22,59
21,70
11/2
48,70
47,50
3,68
26,88
25,92
2
60,90
59,70
3,91
36,03
34,82
2½
73,80
72,30
5,16
56,77
55,23
3
89,80
88,00
5,49
74,11
72,26
4
115,40
113,20
6,02
105,28
102,85
6
170,00
166,60
7,11
184,45
180,86
Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales
Norma COVENIN 843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)

11. Determinación del diámetro para sustituir en la ecuación de Hazen Williams.
Decimos que:
Donde:
D ext.
D int.
DIAMETREO EXTERIER
Determinamos el valor de J como lo establece la norma NFPA 13. Para poder
multiplicar el resultado por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y
Evaluamos:
Donde:
J = Resistencia por fricción
Q = Caudal
C = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN
843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).
D = Diámetro de la tubería
⁄

12. ⁄
⁄
Lo cual Quiere decir que por cada metro de tubería
recorrida en metros el sistema de
⁄
extinción de incendio pierde
Luego se sustituyo en
para determinar la pérdida por fricción en este
diámetro tubería:
4.96 m *
⁄
Determinamos Hazen Williams para la tubería de
por lo que decimos:
Llevamos de cm a m la Longitud tubería por lo que decimos que:

13. Longitud tubería =
Determinamos la Longitud equivalente:
Cantidad
Accesorio
Equivalencia en metros
1
Válvula de compuerta Ø
0.30 m
1
Reducción Ø
0.50 m
Σ L Total = 0.30 m+ 0.50 m
Sustitución en
Σ L Total = 0.80m
por lo que decimos:
Diámetros para tubos de acero
DIAMETRO
DIAMETRO
ESPESOR
NOMINAL
EXTERIOR
PARED
MAXIMO MINIMO
DE TUBO 6,40 m
GALV. NEGRO
R/A
LISO
pulg
mm
mm
mm
Kg
Kg
3/8
17,50
16,30
2,31
5,70
5,41
½
21,70
20,50
2,77
8,51
8,13
¾
27,10
25,90
2,87
11,33
10,82
1
33,80
32,60
3,38
16,70
16,00
11/4
42,60
41,40
3,56
22,59
21,70
11/2
48,70
47,50
3,68
26,88
25,92
2
60,90
59,70
3,91
36,03
34,82
2½
73,80
72,30
5,16
56,77
55,23

14. 3
89,80
88,00
5,49
74,11
72,26
4
115,40
113,20
6,02
105,28
102,85
6
170,00
166,60
7,11
184,45
180,86
Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales
Norma COVENIN 843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)
Determinación del diámetro para sustituir en Hazen Williams.
Decimos que:
D ext.
D int.
Donde:
DIAMETREO EXTERIER
Por tabla de Valores C de Hazen – Williams,
decimos que el factor C= 120 acero
galvanizado
Determinamos el valor de J
como lo establece la NFPA 13. Para poder
multiplicar el resultado por el factor de conversión que lo transforma a Bar/m y
Evaluamos:

15. Donde:
J = Resistencia por fricción
Q = Caudal
C = Coeficiente de fricción en la tubería según tabla 1 de la Norma COVENIN
843 tomando el valor 120 (Acero Galvanizado).
D = Diámetro de la tubería.
⁄
⁄
⁄
Quiere decir que por cada metro de tubería
⁄
extinción de incendio pierde
Luego se sustituyo
esta diámetro tubería
recorrida en metros el sistema de
en
para determinar la perdida por fricción en

16. ⁄
1.1 m *
Sumatorias de las pérdidas de fricción
por lo que sustituimos y
decimos que:
∑
Eso es igual ∑
Luego al resultado de ∑
se transforma a metros de columna de agua (mca),
multiplicando por la constante 10,22mca que equivalen a 1 Bar. Porque algunos fabricantes
de bombas así lo establecen:
∑
Retómanos y sustituimos en la formula
∑
⁄
⁄

17. Presión de bombeo
la Multiplicas por un factor de seguridad 1.1. Entonces
formulamos que:
SELECCION DE LA BOMBA
Considerando los resultados de caudal y presión obtenidos en los cálculos hidráulicos
realizados, se selecciona el sistema de bombeo siguiendo las curvas características del
fabricante de bombas ksb que sea compatible en con el sistema contra incendio.

18. Según la grafica de las curvas características basados en los resultados de los cálculos
hidráulicos podemos observar que para el sistema contra incendio, la bomba recomendada
es la una bomba meganorm 32-200 con una potencia de 10 hp.
Tabla de dimensiones

21. Curva característica de la Bomba Seleccionada
Se Concluye que como NPSH disponible >NPSH Requerido por lo cual no afectara la
capacidad de bombeo del sistema de extinción de incendios.
Determinación Net Positive Suction Head o NPSH (Cabeza neta de succión positiva)
El NPSH (Carga de Aspiración Neta Positiva), se define como la diferencia entre la carga
de presión de estancamiento en la entrada de la bomba y la carga de la presión de vapor.
Para el cálculo de NSPH de la bomba es importante calcular primeramente la pérdida por
fricción según Hanzen Williams en el tramo de succión, por lo cual decimos que:
NPSH disponible >NPSH Requerido
Datos:
(Máxima temperatura del agua 3.6.1.3 covenin 1376)
Donde:
La Pérdida de fricción en la tubería viene dada por:

22. NPSH (Cabeza neta de succión positiva) es igual a:
Longitud tubería = (2.5 + 0.4)= 2.9m
Longitud equivalente:
Cantidad
Accesorio
Equivalencia en metros
1
Codo 90o4pulg
3
1
Válvula de compuerta
6.6
Σ L Total = 3 m + 6.6 m
Σ L Total = 9.6
Sustituimos valores de Longitud tubería y
en
por lo que decimos que:
Diámetros para tubos de acero
DIAMETRO
DIAMETRO
ESPESOR
NOMINAL
EXTERIOR
PARED
MAXIMO MINIMO
DE TUBO 6,40 m
GALV. NEGRO
R/A
LISO
pulg
mm
mm
mm
Kg
Kg
3/8
17,50
16,30
2,31
5,70
5,41
½
21,70
20,50
2,77
8,51
8,13
¾
27,10
25,90
2,87
11,33
10,82
1
33,80
32,60
3,38
16,70
16,00

23. 11/4
42,60
41,40
3,56
22,59
21,70
11/2
48,70
47,50
3,68
26,88
25,92
2
60,90
59,70
3,91
36,03
34,82
2½
73,80
72,30
5,16
56,77
55,23
3
89,80
88,00
5,49
74,11
72,26
4
115,40
113,20
6,02
105,28
102,85
6
170,00
166,60
7,11
184,45
180,86
Tubos de Acero con Costura, para Agua, Gas, Aire, Vapor y Aplicaciones Industriales
Norma COVENIN 843-84 Serie pesada (ASTM a 53 SCH 40)
Determinamos el diámetro para sustituir en la ecuación de Hazen Williams.
Decimos que:
D ext.
D int.
DIAMETREO EXTERIER
Determinamos el area para evaluar si la velocidad esta dentro del rango que establece
la Norma Sanitaria 4044:

24. Se ubica dentro del rango que
⁄
establece la Norma Sanitaria
⁄
4044
.
Transformamos el caudal ⁄
⁄
para sustituir en la ecuación de
Hazen Williams Partiendo del principio de simultaneidad de un sistema con una
fuente común de agua por lo que decimos que:
Llevamos de ⁄
a ⁄
⁄
⁄
C= 120 acero galvanizado (según NFPA 13. Valores C de Hazen – Williams)
Luego sustituimos para hallar el valor de J como lo establece la norma NFPA
13. Para poder multiplicar el resultado por el factor de conversión
transforma a Bar/m y Evaluamos:
⁄
que lo

25. ⁄
⁄
Quiere decir que por cada metro de tubería de 4” recorrida en metros el sistema de
extinción
de
incendio
pierde
⁄
Determinamos la perdida por fricción en este diámetro tubería de 4”
⁄
Luego al resultado de
se transforma a metros de columna de agua (mca),
multiplicando por la constante 10,22mca que equivalen a 1 Bar. Porque algunos
fabricantes bombas así lo establecen:
Se sustituye en la Ecuación de
=

26. Curvas características de la bomba seleccionada para el cálculo del NSPH según el
fabricante.
Curva característica de la Bomba Seleccionada
Se Concluye que como NPSH disponible >NPSH Requerido por lo cual no afectara la
capacidad de bombeo del sistema de extinción de incendios.
Capacidad del tanque
El dimensionamiento del tanque se efectúa tomando como parámetros de cálculo el caudal
de bombeo (Q), los ciclos por hora (Tseg). Según lo establece Norma COVENIN 1331.
Entonces decimos mediante la siguiente ecuación que:
Donde:
V = Volumen
Q = Caudal Mínimo de la Bomba.
T = Tiempo mínimo requerido.

27. ⁄
La Norma COVENIN 1331 establece que se debe asegurar el suministro de agua durante
una hora si ocurre cualquier eventualidad que es igual a unos
Que en
:
Para la construcción del tanque se debe considerar la altura máxima de succión, la cual es
de 2,5 m, esto quiere decir, que se debe calcular ancho y largo del tanque para que disponga
de
. Entonces establecemos la ecuación:
√
Esto quiere decir que las medidas recomendadas para la construcción del tanque
son las siguientes:
Profundidad: 2,5 m
Ancho: 3.1 m
Largo: 3.1 m