Las instalaciones sanitarias tienen por finalidad conducir fluidos, como el agua potable, para ser utilizados en las edificaciones y extraer los residuos, como las aguas servidas, de las mismas. Estas instalaciones satisfacen necesidades básicas del ser humano, como la preparación de alimentos, el aseo personal y la limpieza del hogar, además de permitir la eliminación de desechos orgánicos.
En el caso de las viviendas, se trata de instalaciones de tipo domiciliario, donde se consideran los aparatos sanitarios de uso privado. Su diseño debe buscar durabilidad y economía en toda la vivienda, considerando factores como las diferencias de altura y las condiciones particulares de cada proyecto. Conociendo estos datos se logrará un correcto dimensionamiento de las tuberías y accesorios de la vivienda.
Componentes principales de una instalación sanitaria domiciliaria
Una instalación sanitaria domiciliaria comprende principalmente dos sistemas relacionados, pero con funciones diferentes:
- La red de agua potable, que conduce el agua hacia los distintos aparatos y puntos de consumo.
- La red de desagüe o alcantarillado domiciliario, que recoge y evacua las aguas servidas.
- La red de ventilación, que permite equilibrar las presiones y evitar el ingreso de malos olores a la edificación.
La red de Agua Potable comprende las tuberías con sus diferentes diámetros, piezas especiales, medidores, etc.
Objetivos del diseño de alcantarillado domiciliario
El diseño debe garantizar el funcionamiento higiénico, seguro y eficiente de todos los servicios sanitarios de la vivienda. Sus objetivos son:
- Dotar de agua en cantidad y calidad suficiente para abastecer a todos los servicios sanitarios dentro de la edificación.
- Evitar que el agua contaminada ingrese a la edificación por el peligro de la contaminación.
- Conducir las aguas servidas desde cada aparato sanitario hasta la red pública.
- Evitar el retorno de gases, malos olores y contaminantes hacia los ambientes interiores.
- Facilitar los trabajos de mantenimiento, reparación o reposición de elementos.
- Garantizar una adecuada durabilidad y economía en toda la vivienda.
Planificación previa del proyecto
Antes de diseñar las redes es necesario revisar el proyecto arquitectónico y conocer la ubicación de los ambientes que contienen servicios sanitarios. Si es un baño nuevo, como ampliación de la casa, se debe entregar un croquis con el diseño del baño y un listado de los artefactos que tendrá.
El tamaño de la lámina depende del proyecto arquitectónico. En el plano deben identificarse los aparatos sanitarios, las tuberías, los puntos de conexión, las válvulas, los cambios de dirección y las cotas necesarias para comprobar las pendientes y diferencias de altura.
El diseño debe considerar el número de usuarios y el espacio mínimo indispensable para la circulación de las personas en relación con el uso de los aparatos. Los revestimientos deben garantizar una fácil limpieza de las mismas, como mayólica, loseta, etc.
Las instalaciones sanitarias deben ubicarse de tal manera que no comprometan los elementos estructurales. En lo posible debe evitarse cruzar elementos estructurales.
Ubicación de las redes sanitarias
La red debe trazarse de manera que el recorrido de las tuberías sea corto, accesible y compatible con la estructura del edificio. Hasta las conexiones domiciliarias, siendo además deseable que su recorrido no cruce los ambientes principales, como sala, comedor y hall.
En cuanto a la ubicación de las instalaciones con relación a la estructura, por lo general suele preferirse el empotramiento en muros y losas. Sin embargo, esta disposición debe analizarse cuidadosamente para evitar daños en elementos resistentes y permitir las labores de inspección.
Las instalaciones sanitarias son las más costosas de la edificación, por lo que una planificación deficiente puede aumentar considerablemente los costos de construcción y mantenimiento.
Representación gráfica del diseño
Consiste en delinear el recorrido de las tuberías desde la conexión domiciliaria hasta cada uno de los ambientes que contienen servicios sanitarios. El plano debe diferenciar claramente las redes de abastecimiento y evacuación.
Las redes de agua se grafican de menor grosor que las de desagüe, generalmente a la mitad del grosor. También deben señalarse los diámetros, las pendientes, los puntos de registro, las válvulas y la dirección del flujo.
Diseño de la red de agua potable
La red de agua potable debe distribuir el caudal requerido a todos los aparatos sanitarios, manteniendo una presión adecuada en los puntos de entrega. El trazado debe permitir que el agua llegue a los aparatos sin pérdidas excesivas de carga.
La red debe llegar hasta las conexiones domiciliarias y evitar, en lo posible, el cruce de ambientes principales. También debe permitir el aislamiento parcial de la instalación mediante válvulas de interrupción.
Válvulas y elementos de control
Las tuberías deben incluir válvulas de interrupción que permitan efectuar reparaciones sin paralizar todo el servicio. Al ingreso de cada ambiente debe instalarse en lo posible una válvula.
Las tuberías de aducción e impulsión deben llevar una válvula de retención. Estos elementos ayudan a controlar el sentido del flujo y a realizar trabajos de mantenimiento con mayor seguridad.
Presiones y pérdidas de carga
Para dimensionar correctamente la red se deben analizar los siguientes factores:
- Altura estática entre la tubería de la red de distribución pública y el punto de entrega en el edificio.
- Pérdida de carga en tuberías y accesorios.
- Presión disponible en cada punto de consumo.
- Diferencias de altura entre los aparatos y la conexión con la red pública.
- Demanda máxima probable de agua.
Si se usan calentadores a gas, se recomienda que la presión mínima a la salida de la ducha sea de 5 m.
Cálculo de la demanda de agua
El método más utilizado para el cálculo de las redes de distribución interior de agua es el método de Roy B. Hunter o de los gastos probables.
Este método se basa en la aplicación de la teoría de las probabilidades para el cálculo de los gastos. Específicamente consiste en asegurar a cada aparato sanitario un número de “unidades de gasto” determinadas experimentalmente.
La unidad de gasto es la que corresponde a la descarga de un lavatorio común que tiene una capacidad de 1 pie3, el cual descarga en un minuto; es un valor adimensional.
Para estimar la máxima demanda de agua en un edificio debe tenerse en cuenta si el tipo de servicio que van a prestar los aparatos es público o privado.
En una vivienda se consideran normalmente aparatos de uso privado. En instalaciones de servicio público, varios aparatos pueden ser utilizados por diferentes personas simultáneamente, por lo que las unidades de gasto deben seleccionarse de acuerdo con las tablas del Reglamento Nacional de Construcción.
Para estimar sus unidades de gasto se puede recurrir a ciertos valores mostrados en tablas del Reglamento Nacional de Construcción.
Al aplicarse el método debe tomarse en cuenta si los aparatos son de tanque o de válvula, pues tienen diferentes unidades de gasto.
Los diámetros de las tuberías de distribución se calcularán con los gastos probables obtenidos según el número de unidades de gasto de los aparatos sanitarios para servir.
En el caso de sistemas con muy pocos aparatos sanitarios, la sobrecarga puede producir condiciones inconvenientes de funcionamiento.
Procedimiento de cálculo
- Efectuar un isométrico de la red de agua identificando cada punto de entrega a un aparato o grupo de aparatos sanitarios.
- Identificar el punto de presión mínima, siendo este el más alejado horizontalmente y el más elevado con respecto a la cota de la red pública.
- Asignar las unidades Hunter a cada aparato sanitario.
- Sumar progresivamente las unidades de gasto de arriba hacia abajo hasta el punto inicial del tramo.
- Determinar el o los gastos probables para el tramo.
- Asumir diámetros y, con los gastos respectivos, obtener las pérdidas de carga parciales.
- Comprobar que las velocidades y presiones se encuentren dentro de los límites establecidos.
Para el cálculo de las tuberías de distribución, la velocidad mínima será de 0.6 m/s, y la velocidad máxima según tablas.
Materiales utilizados en las instalaciones
Se pueden encontrar de los siguientes materiales:
Hierro fundido
Ya no se usan en instalaciones interiores por su alto costo y peso elevado.
Plástico para agua potable
Se utiliza PVC rígido para conducción de fluidos a presión SAP, Standard Americano Pesado, con una presión de 105 lb/pulg2, y clase 5 lb/pulg2, en función a la presión que pueden soportar.
Plomo
Se utiliza para trampas y ciertos trabajos especiales.
PVC sanitario
Se utiliza plástico PVC rígido SAL. Estas tuberías se encuentran en diámetros de 2”, 3”, 4”, 6” y 8”; en longitudes de 3 m para diámetros hasta de 3” y 5 m para diámetros mayores.
Actualmente algunos materiales han caído en desuso debido a su costo y peso, que hacen la instalación más cara y complicada.
Diseño de la red de desagüe
La red de desagüe recoge las aguas servidas producidas por los aparatos sanitarios y las conduce hacia la conexión domiciliaria y, posteriormente, hacia la red pública.
La red primaria es la que recibe las aguas negras provenientes de WC, lavaplatos. La red secundaria es la que recibe las aguas grises provenientes de baño tina, baño ducha, lavatorios.
La separación entre redes permite organizar el recorrido de las aguas residuales y facilitar la identificación de los distintos ramales del sistema.
Conexión con la red pública
Esta conexión de desagüe a la red pública se realiza mediante caja de albañilería o buzón de dimensiones y de profundidad apropiada.
Lo último que se hace en la construcción de un baño es la conexión con el alcantarillado. Si se va a construir otro baño en la casa, no es necesario hacer una cámara nueva.
La ubicación y las dimensiones de la caja o buzón deben permitir la inspección, el registro y la limpieza del sistema.
Instalación de tuberías bajo tierra
En el recorrido entre el baño y la cámara de alcantarillado la tubería debe ir bajo tierra en una cama de arena, la cual permite mantener la pendiente adecuada.
La cama de arena ayuda a apoyar uniformemente la tubería y a conservar la pendiente durante el relleno. El trazado debe evitar cambios innecesarios de dirección y cruces con elementos estructurales.
Sifones y rebalses
Este kit de sifón y rebalse permite orientar la tubería del desagüe hasta llegar a su conexión con el alcantarillado.
Los sifones forman una barrera hidráulica que contribuye a impedir el paso de gases y malos olores desde la red de desagüe hacia los ambientes interiores.
Ventilación sanitaria
La ventilación de las tuberías es necesaria para mantener condiciones adecuadas de presión en la red y evitar que los gases ingresen a la edificación.
La tubería de ventilación es aquella que ventila la red primaria para evitar efectos de jeringa.
Es importante que este tubo salga en algún punto de la construcción por la techumbre hacia el exterior.
La ventilación debe proyectarse considerando la ubicación de los aparatos, la red primaria y la salida por la cubierta. En algunos casos también se debe considerar la ventilación de las tuberías por tratarse del aparato de descarga más alto.
Uniones de tuberías de PVC
Para unir tuberías de PVC se debe utilizar adhesivo apropiado y preparar correctamente las superficies de contacto.
Aplica bastante pegamento para PVC.
El adhesivo para tubería de PVC, sanitaria y conduit está sujeto a una presión máxima de 6 kg/cm2. Por su consistencia tiene muy bajo escurrimiento, y con su aplicador se utiliza fácilmente.
Al provocar una verdadera soldadura química consigue una unión perfecta, sin fugas y de gran resistencia.
Las uniones deben quedar firmes y alineadas para evitar filtraciones, desplazamientos o pérdidas de pendiente durante la instalación.
Accesibilidad, mantenimiento y seguridad
El diseño debe prever puntos de inspección y registro para facilitar las labores de mantenimiento. También debe permitir el acceso a los componentes que puedan requerir reparación o reposición.
La instalación debe disponer de periódico control y registro.
En la ubicación de los aparatos y las tuberías deben considerarse las necesidades de los usuarios y el espacio mínimo indispensable para la circulación de las personas en relación con el uso de los aparatos.
Las instalaciones sanitarias deben ubicarse de tal manera que no comprometan los elementos estructurales. En lo posible debe evitarse cruzar elementos estructurales.
Revisión del sistema antes de finalizar la obra
Antes de cerrar muros, losas o zanjas, se debe comprobar que las tuberías estén correctamente alineadas, apoyadas y conectadas. También deben revisarse los puntos de registro, las válvulas, los sifones, los rebalses y la salida de ventilación.
La comprobación debe incluir la revisión de las pendientes, la estanqueidad de las uniones y la ausencia de fugas. En la red de agua deben revisarse la presión y las pérdidas de carga; en la red de desagüe, el flujo, la evacuación y la ventilación.
Siguiendo estos pasos ya tendrás listo tu sistema de alcantarillado domiciliario.
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