1.2.6.- Dimensionado de conductos y pérdidas de carga.
Una vez determinado el caudal de cada tramo de la instalación debemos dimensionar los conductos de ese tramo de acuerdo a los siguientes criterios:
Velocidad: la mínima será de 0,5 m/s y la máxima de 2 m/s. Pero por encima de los 1,5 m/s las conducciones producen ruido y requieren de aislamiento acústico. Lo recomendable es que las velocidades se encuentren entre 1 y 1,5 m/s
Diámetro comercial: debemos seleccionar el material de construcción de acuerdo a nuestras necesidades. Lo más habitual en redes de abastecimiento será tubería multicapa o cobre. Según el sistema elegido debemos disponer de los diámetros comerciales que se fabrican y a los que se pueda tener acceso
Pérdidas de carga: es importante tener claro cuáles son las pérdidas de carga de la instalación hasta el punto más desfavorable por lo que se debe ir calculando la pérdida de carga en función del diámetro y la velocidad. Para eso utilizaremos unos ábacos de cálculo simplificado.
Tubería construida a base de un material de doble o triple capa que intercala láminas de metal y plástico. Es muy utilizado por su ductilidad, ligereza y resistencia y también por ser más económico que otras alternativas tradicionales.
Valor numérico que refleja en alguna unidad de presión la pérdida relativa de presión en un fluído que circula por una sección determinada de tubería.
Paso 1: trazado, recorridos y tramos
En primer lugar debemos definir la instalación a estudiar y todos sus tramos. Por regla general diferenciaremos la instalación domiciliaria, la derivación individual de cada vivienda hasta el contador y la alimentación de las baterías de contadores desde la acometida del edificio.
No es necesario estudiar todas y cada una de las viviendas del edifico puesto que la disposición de ellas será igual en todos los casos. Por lo que debemos clasificarlas en dos grupos:
Vivienda que se abastecen con presión de red: de este grupo analizaremos la más desfavorable, es decir, la que tenga un aparato al menos ubicado los más lejos y la mayor altura desde la acometida.
Viviendas que se abastecen con grupo de impulsión: de este grupo debemos estudiar la más desfavorable y la más favorable. Con la primera definiremos las pérdidas máximas de carga de la instalación para poder dimensionar el grupo de impulsión y las bombas. Con la segunda comprobaremos el recorrido más favorable al aparato más cercano a las bombas para comprobar que la presión de servicio no exceda de 500KPa
Para determinar los tramos de la instalación será necesario disponer de un esquema tanto en planta como en sección, pues es preciso concretar la longitud real del tramo en metros lineales. Así mismo en ese esquema es necesario que dibujes de forma icónica todos los accesorios instalados en la red. En general serán codos 90º, derivaciones en T, llaves de corte, válvulas anti retorno y contadores. En algunos de los tramos de la instalación dispondremos también de filtros
Nombraremos cada tramo de la instalación donde se modifique el caudal con una letra ordenada consecutivamente. De esta forma podremos diferenciar los tramos de una letra a otra. El tramo debe comprender desde un punto donde se modifique el caudal hasta el siguiente accesorio donde vuelva a modificarse. De esta forma en cada tramo sólo puede haber un único caudal instalado.
Paso 2: parámetros de suministro
Una vez definidos los tramos según caudales y dibujados todos los accesorios de cada tramo, debemos obtener los siguientes datos de cada tramo:
Caudal Instalado, Qi: lo haremos mediante la suma directa de todos los caudales del tramo
Nº aparatos instalados: contaremos la cantidad de aparatos contenidos en el tramo de la instalación. Si se trata de instalaciones colectivas N será el número de viviendas servidas
Coeficiente de simultaneidad Ke o Kv: dependiendo de si se trata de la parte domiciliaria o colectiva de la instalación calcularemos de acuerdo al sistema estudiado los coeficientes de simultaneidad
Caudal Simultáneo, Qs: con el Qi y el Ke o Kv, mediante una multiplicación obtendremos el Qs del tramo
Paso 3: diámetros de predimensionado
Diámetro de pre dimensionado: utilizando los ábacos de cuatro columnas trazaremos una línea que una el caudal, Qs, del tramo con la velocidad a 1m/s y a 1,5 m/s. Esto nos dará un intervalo entre dos diámetros en milímetros o pulgadas. Será el diámetro mínimo y el diámetro máximo correspondiente a ese tramo
Diámetro mínimo: el CTE-DB-HS4 en la tabla 4.2 define un diámetro mínimo para cada ramal individual de cada aparato, y además se debe tener en cuenta que nunca se puede reducir el diámetro de los conductos en el sentido contrario al suministro
Diámetro comercial: Comparando los diámetros de pre dimensionado, y los de la tabla 4.2 con los de los catálogos de los que dispongamos, definiremos un diámetro comercial para cada tramo. Una vez definido el diámetro comercial, volveremos al ábaco y con el diámetro y el Qs del tramo obtendremos la velocidad real y la pérdida de carga unitaria. La pérdida de carga unitaria, nos indica la presión que se pierde en un tramo de 1 m de la tubería por rozamiento
Paso 5: pérdidas de carga
Recorrido: el recorrido es la distancia total recorrida por el tramo, medida sobre el eje hipotético de los tubos, en metros lineales.
Longitud equivalente: La longitud equivalente es un método por el cual a cada accesorio contenido en la red del tramo se le asigna según el tipo de accesorio y su diámetro unos metros lineales equivalentes a la pérdida de carga que genera en la red. El resultado es suponer que en vez de tener ese accesorio se dispone de un mayor recorrido de tubería que supone una pérdida de presión equivalente. Debemos sumar la longitud equivalente de cada accesorio del tramo, según el diámetro comercial para obtener la longitud equivalente
Altura geométrica: la altura geométrica es la diferencia de altura entre el inicio y el final del tramo. Esta altura será negativa si favorece el tránsito del agua (descendente hacia los puntos de consumo) o positiva si perjudica el tránsito del agua (ascendente hacia los puntos de consumo). Se debe considerar la suma total de todos los tramos de recorrido verticales del tramo que se estudia para obtener una altura geométrica final
Longitud de cálculo: la longitud de cálculo del tramo será la resultante de la suma del recorrido, la longitud equivalente y la altura geométrica del mismo
Pérdida de carga: la pérdida de carga medida en MCA, será la resultante de multiplicar la longitud de cálculo por la pérdida de carga unitaria. De esta forma conoceremos la pérdida de presión que supone el tramo dentro de la red
