Memoria inst. sanitarias y drenaje

GENERALIDADES
Objeto del proyecto:
El proyecto desarrolla la construcción de instalaciones nuevas en:
a) Sistema de recolección de aguas servidas.
b) Sistema de distribución de agua potable.
c) Cálculo y diseño de tanque de almacenamiento, incluyendo su sistema de bombeo.
d) Cálculo y diseño de séptico.
e) Sistema de drenaje en campo artificial.
Normas utilizadas:
Normas Técnica Colombiana NTC 1500 “Código Colombiano de Fontaneria”.
Reglamento técnico del sector de saneamiento básico y agua potable (RAS 2000)
CALCULOS Y DISEÑOS DE INSTALACIONES SANITARIAS
REDES DE DISTRIBUCIÓN AGUA POTABLE
El suministro de agua potable a las diferentes instalaciones sanitarias comprende, los
trabajos de aducción, desde la alimentación principal de la red existente al complejo deportivo,
hasta el tanque de almacenamiento equipados con un sistema hidroneumático para dar la debida
presión a las instalaciones sanitarias de cada ambiente.
Red de aducción externa
El sistema de aducción se resuelve, con la red que alimenta al sector, a la cual se conectará
luego de la autorización del ente competente. Dicha red genera obras de demoliciones, excavaciones
y rellenos, dejando en la acera de acceso peatonal, las tanquillas troncocónicas y su equipo de
medición. Por otro lado, en los planos de plantas están indicadas todas las distribuciones de la red

de aguas blancas. Los trabajos a realizar se ejecutarán de acuerdo a las Normas Técnica Colombiana
NTC 1500 “Código Colombiano de Fontaneria”.
Tanque de Almacenamiento
Se propone la construcción de un tanque de almacenamiento, el cual será construido por la
contratista. Su estructura será de concreto armado, frisado con concreto hidrófugo, o de PVC, con
todos los dispositivos necesarios para su correcta operación, mantenimiento y limpieza, tales como
boca de inspección (80 x 80 CMS.), tuberías de aducción con flotantes, tuberías de succión y
servicio de limpieza, válvulas de retención, etc. El tanque estará separado de los linderos de
cualquier estructura a un metro lineal mínimo.
El control del nivel de agua en el tanque se hará por medio de interruptores automáticos que
arrancarán o detendrán las bombas.
Sistema Hidroneumático
Se colocará un Sistema Hidroneumático que garantizará el caudal y la presión mínima
requerida en cada pieza de la edificación, siendo sus componentes los siguientes:
El equipo de bombeo consiste en una bomba con la presión de trabajo y las potencias señaladas en
los cálculos.
La presión mínima en el tanque deberá garantizar por lo menos siete (7 mts.) metros en la pieza más
desfavorable.
El equipo se calculó con una presión diferencial de 14 metros.
Para mantener en todo momento el volumen de aire en el tanque hidroneumático se colocará un
compresor fijo, dotado de filtro, el tamaño del mismo se dio en la parte de los cálculos.
El sistema hidroneumático estará provisto de:

- Tablero de control automático.
- Interruptor de presión para arranque a presión mínima y pasada a presión máxima.
- Manómetro.
- Válvula de seguridad.
- Llaves de paso.
- Tuberías de limpieza.
- Drenaje en el tanque hidroneumático con su correspondiente llave de paso
- Control automático de volumen de aire y agua.
- Interruptor de flotante.
- Indicador del nivel de agua del hidroneumático.
Redes de distribución interna
Sistema de Distribución de Aguas potable
La distribución de aguas blancas se realiza por medio de tuberías de PVC, cuyo diámetro
mínimo será de 3/4”. Cabe señalar que el diámetro de la tubería de distribución a la pieza sanitaria
puede ser de ½”. Las presiones y los caudales requeridos por las diferentes piezas Sanitarias, serán
garantizadas a través del sistema hidroneumático. El dimensionado de las tuberías se realizo de
manera tal, que la velocidad del agua estuviera cercana a 1,0 y 1.5m/s, a fin de asegurar un buen
funcionamiento, y obtener valores razonables de perdidas por fricción.
Criterios de Cálculo
Se siguieron en todo momento lo estipulado en la Norma Técnica Colombiana NTC 1500
“Código Colombiano de Fontaneria”.

Cálculo de la Dotación.
Dimensionado del Estanque
Según la Norma Sanitaria, el estanque deberá tener una capacidad útil igual a la calculada
en el capítulo anterior, más una reserva de 2 días de agua. Por lo tanto se requiere una capacidad de
almacenamiento de 6.000 litros.
A continuación se presentan los resultados de los cálculos correspondientes al sistema
hidroneumático y dimensiones del estanque.
Dimensiones para 6.000 litros: 2 mts x 2 mts x 1,5 mts.

Por consiguiente se dispondrá para el sistema hidroneumático para la red de aguas claras
residencial de 2 hp, para garantizar por excedencia una vida útil considerable.
Cálculo del Gasto Máximo más probable
Este cálculo se realiza siguiendo los fundamentos del método de Hunter, el cual dice que
conociendo el Nº de piezas sanitarias, se puede fijar el tiempo medio que transcurre entre dos usos
de una de dichas piezas, y el tiempo que funciona la misma para llenar el estanque.
Sobre la base de esta probabilidad de uso, se define una medida llamada UNIDAD DE
GASTO, teniendo cada pieza una cantidad prefijada. Sumando todas las U.G. generadas por todas
las piezas, se obtiene el gasto máximo probable con el cual, se diseñarán las bombas y tuberías
internas.

Dimensionado de las tuberías
Para la obtención del diámetro de las tuberías, prevalece el criterio de diseñar cada tramo
con un valor cercano a 1.00 y 1.50 m/s, para la velocidad, empleándose el principio de continuidad
para el cálculo, adquiriendo la forma siguiente:
A= π. (D)2 /4
V=Q/A
Calculo de las Perdidas por Fricción
La obtención de las pérdidas por fricción se realizo utilizando la formula de HAZEN-
WILLIAMS, la cual toma en cuenta los siguientes parámetros:
a.- Material de las tuberías: PVC
b.- Coeficiente C: 140
c.- Temperatura promedio: 21º C.
La formula es del tipo siguiente:
Hf= 10,65 * L * (Q / C) ^ 1.852 / d ^ 4.87
Donde:
L= longitud en m.
Q= caudal en m3 / seg.
d= diámetro en m (a determinar)
Hf= pérdidas en m por m
C= coeficiente de Hazen-Williams
A continuación se presentan los resultados en cuanto a los gastos por unidad, longitudes
equivalentes y dimensionadas de tuberías, así como también las perdidas por fricción.

INFRAESTRUCTURA CASA COMUNAL
INFRAESTRUCTURA DOGOUT

Resumen del Diseño y Cálculo de la Distribución de Agua Potable
1. Diseño de la distribución en planta
2. Diseño de la distribución de la Isometría
3. Asignación de los Tramos correspondientes a la isometría de la planta
4. Asignación de las Unidades de Gastos (según la Tabla de la Gaceta Oficial)
5. Asignación del Gasto probable para cada tramo según la Tabla de Hunter de la
Gaceta Oficial (Se busca la columna que diga Piezas Corrientes)
6. Cálculos del diámetro con el gasto probable y el límite de velocidad (Pág. 13 de
Gaceta Oficial)
7. Cálculo de la Velocidad con la formula Q=V.A de donde la velocidad V=Q/A
8. Cálculo de la Longitud real que se mide en el plano de la planta e isometría.
9. Cálculo de las longitudes equivalentes según tabla de gaceta Oficial.
10. Cálculo de longitud total = Longitud Real + Longitud Equivalente
11. Perdida de gasto MxM con el diámetro y el gasto voy a la Pág. 13 de la Gaceta
(Apéndice)
12. Perdida de Carga total igual a la longitud total por la pérdida de carga MxM
13. Perdida de carga Acumulada = Perdida de Carga Anterior mas Perdida de Carga Total.
REDES DE RECOLECCION AGUAS SERVIDAS
Alcance: Se presenta el diseño de las redes en cada planta ubicadas en diversos sectores que en
conjunto recogen las aguas servidas de los baños en planta alta, fregadero y baño de servicio,
descargando la red en una tanquilla de concreto que luego pasa al tanque séptico. La red de planta
alta, descarga por un bajante de diámetro igual a 4 pulgadas.
Síntesis Descriptiva:
Las tuberías de aguas servidas y sus ramales se construirán con PVC pesado, debidamente
empotradas en la mampostería y losas. Se contemplan un bajante para descargar las instalaciones

sanitarias de la planta alta. Del tanque séptico se conectara a la red principal del urbanismo con un
colector de seis pulgadas (6”). Las piezas sanitarias están debidamente identificadas en los planos.
Sistema de Ventilación:
El sistema de aguas servidas estará adecuadamente ventilado en conformidad con lo pautado
en la Norma, en este caso resultará de manera natural, por medio de las ventanillas de ventilación
de cada ambiente sanitario.
Materiales:
La distribución interior de sanitarios en tubería PVC pesada, la exterior será de PVC
igualmente.
Las piezas sanitarias:
Serán blancas de primera calidad, tendrán superficies lisas, impermeables, libre de defectos
y de partes ocultas que puedan ensuciarse.
Los drenes de piso tendrán un sello de agua con una altura mínima de 7,5 CMS. Estarán
provistos de tapas removibles, ranuras o perforadas siendo su área libre de por lo menos 2/3
del área del tubo de descarga.
De los Sifones: Toda pieza sanitaria estará dotada de un sifón cuyo sello de agua tendrá una
altura de 5 a 10 CMS. y los mismos se colocarán lo más cerca de los orificios de descarga
correspondientes siendo su distancia vertical máxima de 60 CMS.
Los diámetros mínimos de los sifones para las diversas piezas serán:
Bañera o ducha 2 pulg.
Inodoro, piso 2 pulg.
Escusado con estanque 4 pulg.
Lavamanos 2 pulg.

Los sifones de las piezas sanitarias que no sean integrales serán, auto limpiador, sin
divisiones o partes movibles.
Los sifones integrales tendrán un pasaje de agua suave y el interior uniforme.
Los sifones tendrán un tapón de registro, roscado en el fondo del sello del sifón, a menos
que el sifón sea fácilmente removible.
Cálculos de redes de Aguas Servidas:
Los cálculos de los diámetros de las tuberías, ramales de desagüe, bajantes y cloacas de
aguas servidas, se calcularan de acuerdo con el número total de unidades de descarga de las piezas
sanitarias servidas. Siendo las siguientes:
Nivel base
Cantidad Pieza Unidad de Descarga U.D. Acumulada
04 W.C. 05 20
06 LAVAMANOS 02 12
04 DUCHA 04 16
06 URINARIO 04 24
Sub. Total Acumulada = 72 U.D.
De la tabla anterior y tomando en consideración lo establecido en la Norma NTC1500, y de
la tabla se deduce que el diámetro para el ramal de desagüé o descarga primaria serán de cuatro
pulgadas (4”), manteniendo dicho diámetro hasta la tanquilla de aguas servidas, siendo de seis
pulgadas (6”) la tubería de descarga principal hasta el séptico o recolector de aguas servidas. En
el caso de los lavamanos y demás puntos de acuerdo a lo establecido en la norma el diámetro de sus
ramales de descarga será de dos pulgadas (2”).

SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE AGUAS PLUVIALES DE CAMPO SINTETICO
En la recolección de aguas pluviales proveniente del engramado sintético, se utilizaran tubos
de PVC perforados y no perforados de acuerdo a la utilidad, debidamente enterrados, con la
objetividad de recolectar el agua y desembocarlo en un colector principal.
El transporte de las aguas provenientes de la precipitación que caerán sobre el campo serán
evaluadas por medio de filtros y cárcamos, lo cual a su vez descargaran al colector principal,
receptor anteriormente mencionado. Por consiguiente el presente documento presenta la memoria
del dimensionamiento de filtros, desagües y alcantarillado pluvial.
Los diseños serán realizados con base en el reglamento técnico del sector agua potable y
saneamiento RAS – 2000 y las normas técnicas Colombianas NTC 1500 (Código Colombiano de
Fontanería)
Demografía
• Área tributaria

Aunque el área de estudio se encuentra levemente a una cota baja con respecto a sus
alrededores, las contribuciones de aguas de lluvia solo corresponden con las que directamente caen
sobre la cancha.
• Bases de diseño
Las redes de descarga se diseñaron como pluviales, los filtros fueron diseñados con base en la
ecuación de Hooghoudt, los cárcamos con base en los criterios de canales abiertos y los desagües
del techo de las graderías con los criterios NTC 1500. Los criterios y parámetros de diseño están
de acuerdo con las normas para el diseño de alcantarillado del RAS-2000, siendo los mismos los
siguientes:
- Criterios y parámetros de diseño para la evaluación hidráulica del sistema de
alcantarillado pluvial.
Con el objetivo de tener claro los criterios y parámetros que se utilizarán para la evaluación
hidráulica de las redes de alcantarillado urbano, se hará un compendio de estos, siempre teniendo
en cuenta los establecidos en el reglamento técnico del sector de saneamiento básico y agua potable
(RAS 2000) del Ministerio del desarrollo económico.
- Criterios y parámetros básicos para el diagnóstico y diseño del sistema del alcantarillado.
Para la evaluación hidráulica de la red de alcantarillado de descarga de la cancha sintética, se
tuvo en cuenta los criterios recomendados por el RAS2000, en el capítulo B.3.
Se utilizó para la evaluación hidráulica la fórmula de Manning, pues el dimensionamiento
hidráulico de la sección de un colector puede hacerse suponiendo que el flujo en este es uniforme.
Esto es válido en particular para colectores de diámetro pequeño.
=
1
ℎ
Donde:
V: Velocidad en m/s
h: Coeficiente de rugosidad de Manning

R: Radio hidráulico
S: Pendiente m/m
- Coeficiente de rugosidad (Manning)
Este coeficiente es estimado partir de mediciones de laboratorio y de campo, y depende en
general del tipo de material del conducto. Para el presente diseño se empleó tubería plástica.
PVC: 0.010 (Fuente: Tabla D.2.2. RAS-2000)
PVC: 0.009 (Según manual de fabricante de tuberías)
- Infiltración (Q INF)
Es normal la infiltración de aguas superficiales a las redes de sistemas de alcantarillado,
principalmente freáticas, a través de fisuras, en juntas ejecutadas deficientemente en la unión de
colectores con pozos de inspección.
Los aportes de infiltración en redes de sistemas de alcantarillado serán asumidos de acuerdo a
la tabla D.3.7 RAS 2000. Por consiguiente y por diseño conservador se tomara la tasa de infiltración
0.4 l/s-ha.
- Tiempo de concentración
El tiempo de concentración está compuesto por el tiempo de entrada y el tiempo de recorrido en el
colector. El tiempo de entrada corresponde al tiempo requerido para que la escorrentía llegue al
lugar de recolección, mientras que el tiempo de recorrido se asocia con el tiempo de viaje a transito
del agua del colector.
Tc = Te + Tt
Donde:
Te: Tiempo de entrada
Tt: Tiempo de recorrido
=
60
L: Longitud
Vs: Velocidad

- Coeficiente de escorrentía
El coeficiente de escorrentía, C, es función de tipo de suelo, del grado de permeabilidad de la
zona, de la pendiente del terreno y otros factores que determinan la fracción de la precipitación que
se convierte en escorrentía. En su determinación deben considerarse las perdidas por infiltración en
el suelo y otros efectos retardadores de la escorrentía. De igual manera, deben influir
consideraciones sobre el desarrollo urbano, los planes de ordenamiento territorial y las
disposiciones legales locales sobre el uso del suelo. El valor del coeficiente debe ser estimado tanto
para la situación inicial como la futura, al final del periodo de diseño.
Para áreas de drenaje que incluyan subareas con coeficientes de escorrentías diferentes, el
valor C representativo del área debe calcularse como el promedio ponderado con las respectivas
áreas. RAS-2000. Sistemas de recolección y evacuación de aguas residuales y pluviales, pagina
D.47.
=
(∑ . )
∑
Sin embargo, el coeficiente de escorrentía no se calculará ya que se estima que toda el agua
precipitada será transportada hasta el alcantarillado por medio de los filtros.
- Caudal de diseño
Para el diseño se utiliza el método racional, el cual calcula el caudal pico de aguas lluvias con
base a la intensidad media del evento de precipitación, con una duración igual al tiempo de
concentración del área de drenaje y un coeficiente de escorrentía.
Q = 2,78 x C x i x A
- Velocidad mínima
La velocidad debe ser suficiente para lavar los sólidos depositados durante periodos de caudal
bajo; la velocidad mínima real permitida en el colector es 0,45 m/s.
En caso de no cumplir la velocidad, se calculará el esfuerzo cortante:
T = TR.S. > 1.2 N/m2 ó 12 kg/m2

Donde:
T: esfuerzo cortante
Y: Peso específico del agua residual (N/m3)
R: Radio hidráulico (m)
S: Pendiente (decimales)
- Velocidad máxima
Esta se relaciona con las características de los materiales del colector, no debe sobrepasar los
10 m/s cuando se trata de tuberías plásticas como las que se proponen para este sistema.
- Pendiente mínima
Es la pendiente mínima del colector que permite tener condiciones de auto limpieza.
- Pendiente máxima
La pendiente máxima admisible es aquella para la cual se obtiene una velocidad máxima real.
- Profundidad hidráulica máxima
El valor máximo admisible de la profundidad hidráulica para el caudal de diseño (evaluación
hidráulica) en un colector, debe estar entre 85 y 90% del diámetro real de éste.
- Profundidad mínima a la cota clave
La profundidad mínima recomendada por el RAS 2000 para colectores en vías peatonales o zonas
verdes: 0,7 m a la clave.
- Profundidad máxima a la cota clave.
En general, la máxima profundidad de los colectores es del orden de 5m.
- Periodo de retorno utilizado
Tramos de alcantarillado con áreas tributarias entre 2 a 10 hectáreas: 3 años

- Coeficiente de impermeabilidad
Este coeficiente es asumido de acuerdo a la tabla 1. Coeficiente de impermeabilidad
Cubiertas 0.75 – 0.85
Pavimento asfaltico y superficies de concreto 0.70 – 0.95
Vías adoquinadas 0.70 – 0.85
Laderas con vegetación 0.30
Parques de juegos 0.20 – 0.35
La zona en estudio, es decir al interior del campo tiene un coeficiente de impermeabilidad muy
cercano a cero, pues de esos se trata el sistema de filtros diseñado, por lo tanto se asume un
coeficiente de impermeabilidad de cero.
- Parámetros de la lluvia
Se utilizó los datos de acuerdo al estudio de precipitaciones siguiente.
Precipitaciones de las estaciones analizadas
ESTACIÓN TIPO LATITUD LONGITUD ELEVACION REGISTROS
Aeropuerto
Rafael Núñez
SP 10 27 75 31 2 msnm 1941-1995
Escuela Naval CP 10 23 75 32 1 msnm 1947-1987
La información obtenida de las estaciones anteriores fue la siguiente:
1- Valores totales mensuales de precipitación (mm)
2- No. de días con precipitación
3- Precipitación máxima en 24 horas (mm)
4- Valores medios mensuales de Temperatura ( C)

Para este proyecto se trabajó con la estación Aeropuerto Rafael Núñez, por ser la más representativa
del régimen de lluvias del sector en estudio, además por poseer el registro pluviográfico más
completo.
A continuación en la tabla siguiente se muestran los valores totales mensuales de precipitación entre
los años 1941 – 1995, de la estación Aeropuerto Rafael Núñez.
Valores Totales Mensuales de Precipitación (mm)
Valores / Mes Totales Mensual
Medios
Totales Mensual
Máximos
Totales Mensual
Mínimos
Enero 4.7 108.0 0.0
Febrero 0.9 30.0 0.0
Marzo 1.3 28.0 0.0
Abril 23.1 110.8 0.0
Mayo 88.1 274.2 0.2
Junio 96.2 283.1 5.0
Julio 88.4 399.3 0.0
Agosto 108.1 395.6 0.9
Septiembre 123.6 327.8 0.0
Octubre 200.3 472.6 11.1
Noviembre 115.6 365.5 0.0
Diciembre 33.8 205.0 0.0
Anual 88.4 472.6 0.0
Aunque podrían evaluarse lluvias con más duración, estas no son tan comunes aunque presentan
una precipitación total mayor hablando de volumen.

- Espaciamiento entre drenes
=
8 . . ℎ
+
4 ℎ
L: Espaciamiento entre drenes en metros
Kf1: Coeficiente de permeabilidad del estrato de suelo encima del dren en metros/dia
Kf2: Coeficiente de permeabilidad del estrato de suelo bajo el dren en metros/dia.
D: Factor en metros; se toma dela tabla; espesor equivalente del estrato de suelo permeable bajo el
eje del tubo de drenaje. Este factor depende del espaciamiento L y de la distancia D entre el dren y
estrato impermeable en metros.
h: Altura del nivel freático permisible con relación al dren en metros.
T: Profundidad del dren en metros.
F: Profundidad del nivel freático permisible medida desde la superficie, en metros. En general f =
0.5
S: Precipitación máxima que debe ser evacuada, en metros.
Ilustración de la Formula de hooghoudt
Tomado del manual técnico de tubosistemas de uso agrícola PAVCO.
- Perfil estratigráfico del terreno natural
Para los limos arenosos el coeficiente de permeabilidad es 0.06 m/día y para los limos arcillosos
el coeficiente es de 0.012 m/día.

- Perfil estratigráfico después de la intervención.
Para la correcta instalación de la grama sintética se instala una capa de triturado cuyo coeficiente
de permeabilidad es muy superior a 3.6 metros día y por lo tanto el suelo se hace muy permeable
en los primeros 20cm, después de ellos se recomienda cambiar el primer estrato por arenilla, la cual
es muy permeable, permitiendo un rápido desalojo del agua de exceso. El coeficiente de
permeabilidad para este material es de 1.2 m/día. Con estos dos coeficientes se hace el cálculo del
espaciamiento de los drenes obteniendo un resultado de máximo 5 metros entre centro y centro de
la tubería, iniciando en los extremos.
Espaciamiento entre drenes.
DESCRIPCIÓN VARIABLE VALOR
Espaciamiento entre drenes L 5,123
Coeficiente de permeabilidad del
estrato de suelo arriba el dren en
m/día (triturado)
Kf1 3,6
Coeficiente de permeabilidad del
estrato de suelo bajo el dren en m/día
(Arenilla)
Kf2 1,2
Factor en metros; se toma de la tabla;
espesor equivalente del estrato de suelo
permeable bajo el eje del tubo de drenaje.
Este factor depende del espaciamiento. L
de la distancia D entre el dren y estrato
impermeable en metros
d 0,71
Distancia entre el dren y el estrato
impermeable en metros
D 0,75
Altura del nivel freático permisible
con relación al dren en metros.
h 0,4
Profundidad del nivel freático
permisible medida desde la
superficie, en metros. En general f =
0.5
f 0,5
Profundidad del dren en metros t 0,5
Precipitación máxima que debe ser
evacuada, en m/día
S 0,14

Tomado del manual técnico de tubosistemas de uso agrícola PAVCO.
- Desagüe de cubiertas
Todas las áreas de cubierta deben ser evacuadas por la red de desagües de aguas de lluvia. Para el
cálculo de caudales de sistemas de aguas pluviales se consideró na intensidad de precipitación
obtenida a partir de las curvas de intensidad – frecuencia propia de la zona para un periodo de
retorno mínimo de 15 años y una duración de 30 minutos. Para definir las dimensiones de los
desagües principales se utilizaron las tablas siguientes dela norma NTC 1500.
Según lo anterior para una intensidad dada de acuerdo al estudio, un área aproximada de 2000 m2,
el diámetro mínimo a utilizar sería 100mm.

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