30.12.13

PUESTA EN OBRA DEL XPS

La colocación de planchas de poliestireno extruido (XPS) encima de la membrana impermeable en cubiertas planas invertidas, prolonga su duración, protegiéndola contra el ataque de la radiación solar, los cambios térmicos bruscos que pueden provocar cuarteamientos, los ciclos hielo/deshielo y las agresiones mecánicas durante la ejecución y el uso de la cubierta.

Además, en trabajos de reparación y/o rehabilitación energética, para cubiertas con acabado de grava o baldosas flotantes, las planchas aislantes rígidas de poliestireno extruido (XPS) permiten revisar la membrana impermeable con facilidad y posibilitan implementar nuevas capas de aislamiento a posteriori para reducir la transmitancia térmica de la cubierta. La gran resistencia a compresión de las planchas aislantes rígidas de poliestireno extruido permite también su utilización en cubiertas destinadas a parking de vehículos.
En la gran mayoría de los casos, no es preciso colocar barrera de vapor en cubiertas invertidas aisladas con planchas de poliestireno extruido (XPS). Su colocación en obra, tanto para construcción nueva como para rehabilitación energética, requiere poco tiempo, y toda operación de mantenimiento o de sustitución resulta más sencilla.
Los tipos de planchas de XPS empleadas habitualmente en cubiertas planas, son de 300 kPa y 500 kPa (éste último en el caso de estar sometidas a cargas elevadas, como cubiertas parking) de resistencia mínima a la compresión, superficie exterior lisa y mecanizado perimetral a media madera.
La cubierta invertida se aplica habitualmente sobre forjados de hormigón, aunque también puede instalarse sobre estructuras metálicas o incluso de madera.
La pendiente puede estar comprendida entre el 1 y el 5%, y se puede utilizar cualquier tipo de membrana impermeable, ya sea de tipo bituminoso, tanto adherida como no adherida, ya sea de tipo sintético, aunque para este segundo tipo de membrana habrá que consultar con el fabricante la posible incompatibilidad entre ésta y el XPS. Si se da esta incompatibilidad, puede producirse migración de plastificantes de la membrana al aislante, contrayendo dimensionalmente y fragilizándose aquélla, poniendo en riesgo la estanquidad de la cubierta, aunque generalmente será suficiente colocar una capa separadora tipo geotextil del gramaje adecuado entre ambas capas.
Podemos establecer una clasificación de cubiertas planas invertidas en transitables y no transitables.


En la cubierta plana invertida, al “invertir” las posiciones convencionales de impermeabilización y aislamiento térmico, colocando éste sobre aquella, la durabilidad de la impermeabilización aumenta notablemente.
Acabados no transitables
Cubierta invertida no transitable acabada en grava
Árido rodado, en granulometría 20 - 40 mm, lavado, y en espesor mínimo de 50 mm. Con 50 mm se aportan entre 80 y 100 kg/m2 de sobrecarga, que compensan el empuje, por flotabilidad, de las planchas ligeras y rígidas de poliestireno extruido.
Si la grava contiene exceso de finos, se colocará encima de las planchas un fieltro separador no tejido o geotextil, imputrescible y permeable al agua, de 100 g/m2 como mínimo (de poliéster, p.ej.). Así se evita que los finos se depositen en la membrana, dañándola, o que colmaten los sumideros.
Acabados transitables
Hay varias opciones como protecciones transitables. Las tres primeras para tránsito de personas y la cuarta para tránsito, además, de vehículos.
Pavimento de baldosas de hormigón
Se forma una cámara ventilada entre las planchas aislantes de poliestireno extruido y las baldosas, apoyándolas sobre soportes distanciadores.
Se tendrá en cuenta la acción punzonante de los soportes distanciadores de modo que la presión transmitida a las planchas aislantes no sobrepase el valor de resistencia a compresión para una deformación máxima a largo plazo por fluencia del 2% (es decir, alrededor de 100-130 kPa, 1-1.3 kp/cm2, dependiendo del fabricante, para un XPS con resistencia a compresión de 300 kPa).
Las baldosas se disponen sobre los soportes de manera que se formen juntas abiertas entre ellas, para permitir así cualquier dilatación, y facilitar tanto el drenaje del agua en superficie como la ventilación bajo las baldosas, de modo que se forme un pavimento “abierto” a la “difusión“.


Pavimento continuo de baldosín cerámico
En el caso de cubierta invertida se recomienda igualmente mantener un cierto grado de ventilación o aireación entre el pavimento y el aislante térmico (de nuevo se trata de conseguir un sistema “abierto” a la “difusión”). Hay productos comercializados bajo el nombre genérico de “capa de difusión” que, de hecho, no facilitan especialmente la difusión del vapor como tal, sino más bien el secado (si se prevén juntas “abiertas” de cada paño embaldosado, por donde “respire” la llamada capa de “aireación”) y, a la vez, drenaje, en caso de presentarse agua, ya provenga de condensación o de lluvia.
El objetivo aquí es impedir la formación de una lámina de agua estancada entre el mortero del embaldosado y las planchas aislantes, lámina que actuaría a modo de barrera de vapor en la “cara fría” del aislante, lo que sería contraproducente, en particular donde haya una climatología local especialmente adversa (por frío y lluvias).
Finalmente, se recomienda armar la capa de mortero (de 40 mm de espesor mínimo) con que se tome el pavimento, con un mallazo –incluso una simple tela de gallinero-, a fin de repartir de mejor forma las sobrecargas que se produzcan.
Pavimento de baldosas aislantes
Debido a la protección pesada requerida por la solución invertida (con los diversos acabados expuestos), en las tipologías anteriores se obtiene una sobrecarga en cubierta de más de 80 kg/m2. Cuando, por razones estructurales o por tratarse de una rehabilitación con limitaciones muy estrictas, tanto en sobrecarga admisible como en accesibilidad de la cubierta, se desee la solución de cubierta plana invertida con el menor peso posible, entonces podamos optar por instalar baldosas aislantes, con base aislante de poliestireno extruido (XPS) integralmente adherida a la terminación en mortero tratado u hormigón poroso, que aportan, según los modelos, entre 25 y 60 kg/m2 a la cubierta y no requieren de medios especiales para llevarlas sobre la cubierta.
Estas baldosas aislantes:
›› Se pueden usar con pendientes del 1 al 5%.
›› Su peso no se considera a la hora de evaluar el sistema de sujeción de la impermeabilización y su estabilidad ante el viento.
›› En el perímetro de la cubierta, el borde de las baldosas aislantes estará protegido de la luz solar y de la acción del viento directo por debajo de las mismas. Los petos tienen una altura mínima de 50 mm por encima de la superficie de las baldosas.
›› Para evitar la succión de viento se debe estudiar, en función del tipo de baldosa (peso, dimensiones, diseño de juntas, etc), el comportamiento ante succión de viento. Como dicho efecto se produce en el perímetro de cualquier cubierta, sobre todo en las esquinas, y también alrededor de cualquier encuentro importante: lucernarios, chimeneas, casetas de maquinaria, etc., se suele disponer en tales zonas, o bien un lastre adicional a modo de pasillo formado con baldosas de hormigón de 600x600x50 mm, o bien una fijación mecánica, o incluso el pegado de las baldosas.
Con capa de rodadura para tránsito de vehículos
Igualmente puede haber varios tipos de soluciones constructivas de cubierta invertida que proporcionen la capa de rodadura para una cubierta transitable para vehículos. Limitémonos a enumerarlas: rodadura formada por losa de hormigón armado, capa de asfalto, adoquín sobre cama de arena.
Debido a las fuertes sobrecargas, en cubierta “parking” se hace necesario el uso de planchas aislantes de poliestireno extruido de mayores prestaciones mecánicas que las habituales en cubierta invertida.
Acabados vegetales o ajardinados
Aunque en cubierta invertida, como en la convencional, es también practicable el acabado intensivo, con grandes espesores de sustrato edafomineral (más de 200 mm y hasta 1.000 mm), cultivo de todo tipo de plantas y de todo porte, y mantenimiento y regado periódicos, se destaca aquí por su actualidad la posibilidad de un acabado extensivo.
En este tipo de cubierta, más que “ajardinada”, “vegetal”, también llamada “azotea ecológica” se tiene:
›› Una capa de drenaje o “geodren” entre las planchas aislantes de XPS y la capa de sustrato.
›› Una capa de sustrato con espesor entre 60 y 120 mm (compárese con el acabado intensivo).
›› Plantas seleccionadas de modo que no necesiten cuidados ni riego periódicos (típicamente del género Sedum, plantas crasas, tipo “uña de gato”). Además son plantas con un porte pequeño, lo que, en caso de incendio, no agrava el problema, al no representar una gran masa orgánica en cubierta.
›› Las principales ventajas de las cubiertas vegetales extensivas son:
••la mejora estética, la relativa ligereza respecto de la solución intensiva;
••el mantenimiento mínimo;
••la reducción de caudales que debe soportar la evacuación de pluviales, y la formación de un sumidero de CO2 constituido por las plantas.
›› Las mayores dificultades vienen del escaso o nulo desarrollo de las plantas en climas de veranos muy secos (humedad relativa media de menos del 40%, con mínimas de menos del 20%) y temperaturas en cubierta muy altas, hasta 50-55 ºC, como consecuencia de la intensa radiación solar. En tales casos es obligado un mantenimiento y regado mínimos, o bien disponer sistemas “pasivos” que aseguren en todo caso un suministro mínimo de agua a las plantas.
Cubierta plana con estructura soporte de chapa metálica grecada (cubierta deck)
En caso de usar aislamientos orgánicos con la finalidad de mantener la temperatura por debajo del límite de servicio permanente y garantizar la estabilidad dimensional resultante, se instalan láminas impermeabilizantes sintéticas (se recomiendan de aplicación en frío) con acabado de color blanco o claro, a fin de evitar un sobrecalentamiento que pueda deteriorar al aislante. Se comprobará la posible falta de compatibilidad química entre la formulación de la lámina y el soporte dado por las planchas de aislamiento.
Es conocido, por ejemplo, el caso de las planchas de PVC que consiguen el grado adecuado de flexibilidad añadiendo plastificantes. Si entran en contacto con el poliestireno, dichos plastificantes, dependiendo de su formulación específica, pueden migrar en mayor o menor medida, volviéndose la lámina de PVC frágil y contrayendo dimensionalmente, con el consiguiente perjuicio para el sistema de cubierta. La solución pasará por disponer una capa de separación adecuada entre lámina y aislamiento.

27.12.13

MOVIMIENTOS EN CIMENTACIONES

La construcción de viviendas unifamiliares sobre suelos compresibles conduce habitualmente a asientos diferenciales en las cimentaciones.
Una parte de la vivienda desciende más que la otra. Consecuencia: fisuras en los muros de las fachadas, en los tabiques, en los solados, ...

Las fisuras en diagonal son típicas de asentamientos diferenciales.

Asentamientos habituales
Las viviendas unifamiliares implicadas han sido construidas generalmente mediante muros de fábrica (ladrillos o bloques de hormigón) sin sótanos y cimentadas a poca profundidad (en general, entre 0,5 y 1 m.). Las cimentaciones han sido realizadas en hormigón, normalmente hormigón armado.
Estas zapatas de cimentación tienen como función repartir las cargas de la edificación (peso propio + sobrecarga de uso) en el suelo hasta una profundidad que no excede, en principio, de 3 a 4 m. bajo el nivel de cimentación.
Si en estos límites el terreno está constituido por elementos rocosos, no es de prever ningún incidente grave.
Si, en cambio, se encuentra intercalado un estrato de arcillas finas, la vivienda corre el riesgo de sufrir movimientos que originarán daños. En primera instancia, los que nos encontraremos corresponderán a siniestros ocurridos en período climático normal, fuera de cualquier fenómeno de sequía, y que no tienen que ver con los problemas de construcciones sobre arcillas expansivas estos problemas específicos se tratarán en la segunda parte de este tema.
Las tres condiciones del movimiento
Una arcilla compresible. La primera de estas condiciones se refiere a la compresibilidad de esta arcilla, característica que está ligada a su grado de consolidación: los suelos finos peligrosos son las arcillas jóvenes, que no han tenido tiempo (geológico) suficiente de compactación por parte de estratos de sedimentos de suficiente potencia. Presentan por tanto una compresibilidad más o menos acusada, que los hace especialmente sensibles a la nueva puesta en carga que representa la nueva edificación.
Cargas irregularmente repartidas. Dado que la primera circunstancia no es suficiente por sí misma y no suele acarrear ella sola los daños contemplados. Podría en cambio provocar el asentamiento del conjunto de la vivienda, de varios centímetros, si, por ejemplo, ésta estuviera cimentada mediante una losa que reparta bien las cargas.
Se necesita, pues, una segunda condición: que las cargas transmitidas por la construcción no están distribuidas uniformemente entre distintos puntos de apoyo.
Este desequilibrio de esfuerzos en el suelo provoca lo que se llama un asentamiento diferencial, ilustrado por el esquema adjunto, en el que se han representado puntos de apoyo cargados de forma desigual, cimentados con zapatas de ancho diferente, y cuya incidencia en el terreno se puede asimilar a curvas envolventes denominadas bulbos de presión y que ayudan a comprender el mecanismo de compresión diferencial experimentado por esta capa.
Una estructura frágil. Pero todavía es necesaria una tercera condición: en efecto, este asiento diferencial tenderá a deformar los muros de la casa. Cada deformación de un muro de fábrica va acompañado de la aparición de tensiones en los revestimientos, sobre todo, a nivel de juntas entre ladrillos.
Los muros de fachadas son normalmente los más solicitados, ya que las esquinas de la edificación se encuentran más cargadas que las zonas intermedias.


Esquema de transmisión de cargas (Q) de una vivienda al terreno
Muro de fábrica muy cargado En este caso, Q1 es mayor que Q2 y Q3
Zapatas de hormigón armado (p1 > p2 o p3) Pilares de hormigón armado poco cargados.
Tierra vegetal
Estrato de poca potencia de gravilla compactada.
Asiento diferencial inevitable entre S1, S2 y S3. Asiento diferencial despreciable entre S2 y S3
Curvas "límites" de influencia de las cargas en el terreno bulbos de presiones.
Estrato compresible de mucha potencia (arcilla, marga o limo arcilloso).

Consecuencias en los muros, los tabiques
Si se reúnen las tres condiciones, el muro se agrieta, siguiendo un esquema típico, en diagonal (que refleja la deformación indicada), y siguiendo las juntas de la obra de fábrica.
Estas fisuras principales pueden ir acompañadas de fisuras horizontales bajo los forjados, incluso fisuras verticales en los cambios de material. Pueden prolongarse en el interior de la construcción, por ejemplo a los tabiques o a los alicatados.
Afectan a todo el espesor del muro pudiendo en consecuencia producir filtraciones.
En los casos más frecuentes, los asentamientos no superan unos pocos centímetros. Se estiman los asientos diferenciales en alrededor de la mitad del asiento absoluto y capaces de producir fisuras que toman entonces valores milimétricos (en general, entre 0,5 y 2 mm) a partir de un valor relativo del 1/500 es decir, 1 cm. para luces de 5 m.
La aparición de estas fisuras puede ocurrir al poco tiempo de la terminación de la construcción, o bien al cabo de varios años, según evolucione el grado de consolidación de la arcilla. El proceso acaba, en principio, por estabilizarse.
La ausencia de un estudio del suelo
El origen principal de un siniestro por asiento diferencial es el desconocimiento, al inicio de una obra, de la existencia de una capa de arcilla compresible que afectará directamente a la construcción. En construcción de viviendas, la razón puede ser simplemente la ausencia total de estudio del suelo, pero también puede ser una apreciación errónea del comportamiento de la arcilla, sobre todo cuando se quiere ahorrar los honorarios de un especialista en geotecnia.
Otras causas de asentamientos
La implantación de la casa directamente sobre terreno vegetal de superficie inconsistente, o a tan poca profundidad que el suelo no estaba protegido de las heladas.
La presencia yuxtapuesta de dos estratos de edades diferentes bajo los cimientos, una antigua poco compresible y una más moderna mal compactada en el curso de los trabajos.
La construcción de la edificación sobre un suelo heterogéneo, que contiene áreas rocosas que constituyen puntos duros, o, al contrario, restos de residuos vegetales (turbas) o de materias orgánicas en descomposición (limos), que constituyen zonas muy compresibles.
Las modificaciones de obra no consideradas en el proyecto, que crean sobrecarga excesivas en las bases de los muros.
La rotura de una canalización subterránea o de una arqueta de agua pluvial, provocando, en la base del muro, una avenida de agua que cambia localmente la consistencia del suelo.
Conclusión
Conclusión: Los daños por asientos diferenciales de edificaciones, no constituyen un fenómeno de carácter excepcional (por ejemplo climático, como una fuerte sequía prolongada, o geológico, como un deslizamiento de tierra), sino una patología frecuente, cuya reparación puede implicar una enorme gama de soluciones técnicas y, por tanto, de costes muy variables.
La lección que se puede extraer entonces es que es completamente descabellado, cada vez que se proyecta una obra en un suelo desconocido, ahorrarse un reconocimiento (incluyendo, si es necesario, la intervención de un especialista), de un coste de 600 a 1.500 euros, cuando el siniestro puede suponer un coste diez veces mayor.

23.12.13

PARTES DE LA RED DE EVACUACIÓN (III)

Red de Ventilación
La red de ventilación es un complemento indispensable para el buen funcionamiento de la red de evacuación, y principalmente en aquellas instalaciones donde está es insuficiente, ya que se produce una comunicación entre la red de evacuación interior del edificio con el interior de los locales sanitarios, con los consiguientes inconvenientes que esto provoca.
La causa de este efecto, es la formación de émbolos hidráulicos en las bajantes por acumulación de descargas, efecto que tendrá un mayor riesgo cuanto menor sea el diámetro de la bajante y cuanto mayores sean los caudales de vertido que recoge esta, originando así, unas presiones en el frente de descarga y depresiones tras de sí, que rompen el cierre hidráulico de los sifones y produce la comunicación mencionada. Para evitar esto, se dispone una red de tuberías paralelas a las de evacuación, que comunican las tuberías de evacuación con el aire libre, logrando de esta manera la anulación de los efectos de presión que producen los émbolos hidráulicos.
La red de ventilación se hace necesaria en las instalaciones de evacuación de gran altura, debido a que, como se ha dicho anteriormente, cuando se acumulan las descargas en una bajante o aumenta considerablemente el caudal, esto puede llenar totalmente la sección de la tubería, formándose un émbolo hidráulico (masa de agua), figura 30, que comprime el aire situado en la parte inferior de la bajante. Este aire comprimido, al no tener salida a través de los colectores, empuja el agua de los sifones de los aparatos sanitarios de las plantas más bajas, rompiendo el cierre hidráulico y pasando los aires y gases de la bajante al interior de los locales sanitarios. A este fenómeno se le denomina sifonamiento por compresión.
Al mismo tiempo, este pistón hidráulico, al pasar rozando a las derivaciones que llegan a dicha bajante, crea tras de sí una depresión tirando del agua de los sifones y produciendo así mismo la rotura del cierre hidráulico, provocado en este caso un sifonamiento por aspiración. Estos efectos, son tanto más frecuente cuanto más reducida sea la sección de la bajante y cuanta más altura tenga, siendo la causa de los malos olores que padecen los cuartos de baño y aseos, en determinadas instalaciones.
Por último otro fenómeno que puede tener lugar es el llamado autosifonamiento o lo que es lo mismo sifonamiento por la propia descarga del aparato. Suele ocurrir cuando la derivación de descarga del aparato es muy larga y de poca sección, entonces el vertido antes de pasar a la bajada general, puede llenar completamente la tubería de la derivación, produciendo tras ella una aspiración que absorbe también la última parte del agua descargada, que debería quedar en el sifón para formar el cierre hidráulico.


Para evitar o atenuar estos inconvenientes, se dispone la red de ventilación, distinguiéndose tres sistemas que resuelven el problema en toda su dimensión y en todas las instalaciones, según su grado de importancia.
Ventilación primaria.
La ventilación primaria es obligada en todas las instalaciones, y consiste simplemente en comunicar todas las bajantes por su parte superior con el exterior, consiguiendo de esta forma evitar los sifonamientos por aspiración, y siendo este sistema suficiente para instalaciones en edificios de hasta 7 plantas u 11 plantas si la bajante está sobredimensionada, y con ramales de desagües cortos (inferiores a 5 m).
Por tanto las bajantes de aguas residuales se prolongaran al menos 1,30 m por encima de la cubierta del edificio, si esta no es transitable. Si lo es, la prolongación debe ser de al menos 2,00 m sobre el pavimento de la misma. Esta salida de la ventilación primaria no debe estar situada a menos de 6 m de cualquier toma de aire exterior para climatización o ventilación y debe sobrepasarla en altura, y cuando existan huecos de recintos habitables a menos de 6 m de la salida de la ventilación primaria, ésta debe situarse al menos 50 cm por encima de la cota máxima de dichos huecos.
La salida de la ventilación debe estar convenientemente protegida de la entrada de cuerpos extraños y su diseño debe ser tal que la acción del viento favorezca la expulsión de los gases. No pueden disponerse terminaciones de columna bajo marquesinas o terrazas.


Ventilación secundaria.
La ventilación secundaria (que lleva implícita la primaria) consiste, en disponer una bajante de ventilación paralela a la de evacuación, comunicada con ella en plantas alternas y por su parte superior con el aire exterior. La última conexión se realizará a hasta 1m por encima del aparato existente más alto. Con ello se evitan los sifonamientos por aspiración y por compresión; para edificios de más de 15 plantas se realizarán conexiones a la ventilación secundaria en cada planta.
Las conexiones deben realizarse por encima de la acometida de los aparatos sanitarios. En su parte inferior debe conectarse con el colector de la red horizontal, en su generatriz superior y en el punto más cercano posible, a una distancia como máximo 10 veces el diámetro del mismo. Si esto no fuera posible, la conexión inferior debe realizarse por debajo del último ramal.
Debe utilizarse en edificios de más de 10 plantas conectándose a la bajante cada 2 plantas por encima de la acometida de cada aparato.
Esta segunda ventilación, será mucho más correcta, si bien desde el punto de vista constructivo, conlleva una mayor dificultad en la ejecución y una mayor posibilidad de humedades.


Ventilación terciaria.
La ventilación terciaria o completa (que lleva implícitas la primaria y la secundaria) consiste, en disponer la ventilación total de sifones y botes sifónicos, a través de unas derivaciones que se comunican con la bajante de ventilación, así como todos los inodoros por la parte alta de su sifón, consiguiendo de esta forma, anular totalmente los problemas de roturas de los cierres hidráulicos de botes y sifones. Este sistema, es aconsejable cuando los ramales de desagües tienen longitudes superiores a los 5 metros y el edificio tiene más de 14 plantas, con una gran acumulación de descargas en las bajantes.
Sus características principales son: Debe conectarse a una distancia del cierre hidráulico comprendida entre 2 y 20 veces el diámetro de la tubería de desagüe del aparato. La abertura de ventilación no debe estar por debajo de la corona del sifón. La toma debe estar por encima del eje vertical de la sección transversal, subiendo verticalmente con un ángulo no mayor que 45º respecto de la vertical. Deben tener una pendiente del 1% como mínimo hacia la tubería de desagüe para recoger la condensación que se forme. Los tramos horizontales deben estar por lo menos 20 cm por encima del rebosadero del aparato sanitario cuyo sifón ventila.


No es necesario decir, que una red interior de evacuación bien ventilada, nunca produce malos olores, ya que la causa de los olores fétidos que se perciben en determinados locales húmedos del interior de las viviendas, son consecuencia de una red mal ventilada. Este efecto es más notorio en los sistemas unitarios, y fundamentalmente cuando se producen precipitaciones de lluvia, ya que el riesgo de formación de émbolos hidráulicos es mayor en estos casos, al sumarse a los caudales de descarga normales, los que produce la precipitación. También es frecuente percibir estos malos olores en los sistemas urinarios, fundamentalmente durante el estío, a través de los sumideros de terrazas y patios, siendo en estos casos, consecuencia, la mayoría de las veces, de la falta de cierre hidráulico de los sifones, debidos a la evaporación del agua de los mismos, por lo que en estos casos es conveniente rellenarlos con aguas de riegos frecuentes.


Esta red de ventilación, precisa diámetros de tuberías bastante inferiores a los necesarios en la red de evacuación, debiendo tener siempre lógicamente una relación, la cual podemos estimar en unos 3/5, aproximadamente. El material utilizado suele ser el mismo que se emplea en la red de pequeña evacuación, para lograr una unión fácil entre materiales homogéneos.
Por último, es de destacar, como la red de ventilación evita la corrosión de las tuberías por gases, como el ácido sulfúrico y el amoníaco, que se forman en estas aguas y que son expulsados al exterior por medio de la ventilación.
Ventilación con válvulas de aireación
Recientemente, se han comercializado válvulas de aireación, denominadas “válvulas automáticas para ventilación de bajantes”, con objeto de sustituir la ventilación primaria de la bajante y eliminar la necesidad de atravesar el forjado de la cubierta. Esta indudable ventaja presenta el inconveniente de que esa solución no permite ventilar los colectores de alcantarillado público, siendo ésta una de las misiones de la ventilación, por lo que no la recomendamos más que para situaciones extremas.
Debe utilizarse cuando por criterios de diseño se decida combinar los elementos de los demás sistemas de ventilación con el fin de no salir al de la cubierta y ahorrar el espacio ocupado por los elementos del sistema de ventilación secundaria.
Debe instalarse una única válvula en edificios de 5 plantas o menos y una cada 4 plantas en los de mayor altura. En ramales de cierta entidad es recomendable instalar válvulas secundarias, pudiendo utilizarse sifones individuales combinados.


Elementos especiales en la red de evacuación.
Grupos de bombeo
Un caso cada día más frecuente de acometida: es el de la elevación por bombeo. La solución adecuada consiste en, realizar el bombeo de las aguas hasta el pozo principal y desde allí por gravedad, acometer a la red pública.
Naturalmente, el objeto fundamental de esta exigencia es conseguir de la manera más rápida posible la evacuación de las aguas utilizadas en el edificio al exterior del mismo. La creciente necesidad de disponer del espacio en cotas inferiores a la rasante del terreno para la ubicación de instalaciones y plazas de aparcamiento ha originado progresivamente la necesidad de excavar dos o más plantas de sótano en los edificios. Ello conlleva el que la cota del colector de la red municipal se encuentre más elevada que el de recogida de las aguas residuales del edificio, lo cual origina a su vez la necesidad de que las aguas residuales y a veces las pluviales del edificio se deben recoger en un pozo y mediante un grupo motobomba se transvasen hasta el alcantarillado general.
Pese a la fiabilidad de los equipos de bombeo actuales, es evidente la necesidad de llevar por gravedad todas las aguas que sea posible al alcantarillado general, dejando para el pozo de reunión de la bomba solamente las aguas de plantas inferiores a la cota del colector. Esto es particularmente importante en el caso de las aguas pluviales que pueden alcanzar un volumen considerable en períodos de tiempo cortos, por lo cual las dimensiones del pozo de reunión de aguas a evacuar por el grupo motobomba pueden llegar a ser muy grandes, creando interferencias con la cimentación del edificio y sobredimensionando el grupo.
Es deseable realizar un depósito previo al pozo de la estación de bombeo uniendo ambos con una tubería de 300 mm, de forma que la arqueta de reunión de desagües, como también se le denomina, permita que el caudal de aguas afluya sin turbulencias, especialmente cuando el pozo recoja aguas pluviales, permitiendo un óptimo funcionamiento del grupo. No se trata solamente de evitar que la entrada de agua sea directa al pozo de bombas (con lo cual, por otra parte, se crean numerosas burbujas de aire), sino que la energía cinética del agua se reduzca al golpear contra la pared, de forma que tenga lugar una desaireación satisfactoria en la cámara o arqueta que, con este motivo, se denomina tranquilizadora. Por ello, es muy frecuente que en las instalaciones de bombeo actuales los pozos prefabricados incluyan, incorporadas, cámaras de este tipo.


En todo caso, el pozo debe ser circular no solamente por razones de resistencia mecánica, sino para mejorar el movimiento del líquido y evitar la acumulación de sedimentos en las esquinas. La previsión de una arqueta de reunión de desagües puede ser ocasionalmente difícil de realizar tanto por necesidades de espacio como por la frecuente necesidad de acometer por varios laterales los colectores, pero si existe la posibilidad de evacuar aguas que contengan grasas o aceites hay que colocar un separador de grasas, previamente, para evitar un posible almacenamiento de líquidos inflamables.
Existen numerosos tipos de bombas para la evacuación de las aguas de saneamiento de un edificio, y con todas se obtienen excelentes resultados, si bien las inundables presentan la gran ventaja de ahorrar considerable espacio al colocarse todo el conjunto bajo suelo, por lo cual se hacen imprescindibles en zonas públicas y, en general, al exterior. Esta solución permite, en caso de avería, que el personal de servicio no baje nunca a la arqueta, extrayendo el aparato mediante una cadena colocada superiormente.


Separador de grasas
Esta es una arqueta o pozo, que se utiliza para separar las grasas, aceites o fangos, en aquellas instalaciones donde el vertido de estos elementos suele ser muy frecuente (garajes, cocinas de restaurantes, etc.), y es preciso eliminar las grasas antes del vertido a la red de alcantarillado, para lo cual su disposición es similar al de una arqueta sifónica (mayor capacidad), donde por diferencia de densidad, las grasas y aceites quedan flotando en la parte superior, desde donde se absorben periódicamente y se extraen al exterior (enjugándose con serrín) eliminándolas de la instalación.
Las dimensiones y capacidad dependen del volumen de vertido, y el período para su limpieza no debe ser superior a seis meses. La tapa lógicamente será registrable y debe estar interiormente enfoscado y bruñido con mortero de cemento.


Fosas asépticas
Actualmente, en nuestro país continúan existiendo municipios en los cuales la red de alcantarillado se encuentra muy deficientemente resuelta, y en numerosas zonas aisladas, ni siquiera existe, por lo cual se pueden plantear graves problemas de contaminación cuando se trata de evacuar a pequeños cauces o similares. La solución, aún muy frecuente en numerosos puntos de nuestra geografía, de evacuar directamente a pozos, incluso en núcleos de cierta importancia, presenta también no solamente un deterioro cierto del medio ambiente, sino también la contaminación frecuente de las aguas subterráneas, situación ésta más perniciosa aun que la anterior.
Es por ello que, aun existiendo alcantarillado, en las pequeñas urbanizaciones y núcleos aislados debiera preverse la necesidad de ubicar un elemento depurador previo que en todo caso será imprescindible en las viviendas unifamiliares aisladas. Las dos soluciones actualmente más usadas son las conocidas fosas sépticas o bien, y ello es más recomendable, las soluciones prefabricadas de pozos clarificadores y filtros biológicos y, en general, los tanques de dos etapas. Esta última solución, si bien resulta cara y ocasionalmente puede plantear problemas de ubicación, ha alcanzado un alto grado de fiabilidad, pudiendo aplicarse no solamente a viviendas unifamiliares aisladas, sino a pequeñas comunidades, hoteles, campings, etc., con elevados rendimientos depuradores.
El ciclo en ambos casos es, sin embargo, el mismo. Previa la separación de las aguas pluviales y fecales, estas últimas se conducen a una cámara de sedimentación donde se depositan las materias sólidas en el fondo del tanque o pozo sedimentar. Este depósito de materias se realiza por gravedad debido a la disminución de velocidad originada por el aumento de superficie del depósito con relación al diámetro de la tubería. Dado que la materia fecal contiene bacterias anaerobias, se produce un proceso de mineralización de la materia orgánica, originándose unos Iodos inodoros en el fondo del tanque con una reducción de volumen del 80% aproximadamente, mientras que en la superficie del líquido se forma una capa de espuma impidiendo la entrada del aire en el mismo.
La actuación de las bacterias anaerobias origina una producción de gases, por lo cual deben preverse unos conductos de ventilación que asciendan hasta la cubierta del edificio inmediato y un agua más clara y no descompuesta que pasa a un tanque sifónico situado junto a la fosa séptica, de forma que cuando el agua a descargar alcance cierto nivel su peso haga que cebe el sifón, de forma similar a una arqueta de descarga, y descargue todo el agua contenida en este segundo tanque.
Es más frecuente la previsión de este segundo tanque sin sifón, pero acompañado de un pozo de absorción sobre el que vierte la fosa séptica de forma que se produzca otra depuración complementaria debida a la grasa que atraviesa, lo cual permite el definitivo vertido del líquido al terreno inmediato mediante unas zanjas de drenaje. Este depurador biológico puede sustituirse por unos filtros depuradores siempre que la granulometría de los materiales filtrados (grava y escoria habitualmente) sea de un diámetro comprendido entre los 20 y 35 mm y por un repartidor de forma circular y permeable que permita que la repartición del líquido sobre la superficie del filtro sea homogénea.


Gemma Vázquez Arenas

20.12.13

PARTES DE LA RED DE EVACUACIÓN (II)

Elementos auxiliares de la red de evacuación
Comprenden todos los elementos, accesorios a la red de evacuación, que permiten el funcionamiento correcto de la misma, destacando fundamentalmente los sifones, sumideros, canalones, botes sifónicos, arquetas y pozos, que con una misión específica cada uno de ellos, conjugan una evacuación rápida de las aguas, con una independencia que garantiza unas condiciones higiénicas adecuadas.
Sifones
El sifón es el cierre hidráulico que impide la comunicación del aire viciado de la red de evacuación con el aire de los locales habitados donde se encuentran instalados los distintos aparatos sanitarios que desaguan en dicha red.
El sifón, además debe permitir el paso fácil de todas las materias sólidas que puedan arrastrar las aguas residuales. No debe representar una dificultad a la evacuación de estos materiales e impedir que queden retenidos en él, con posibilidad de acumulación y posible obstrucción.
Por ello, en su enlace con la bajante debe tener una adecuada pendiente hidráulica, acometiendo a un nivel inferior, al del propio sifón, para que arrastre todos los sólidos que tengan las aguas en suspensión, y además produzca un efecto auto limpiante. Aunque como ya se ha visto anteriormente hay que llevar cuidado con el posible efecto de sifonado en el cierre.
La característica más importante de un sifón, es su cota de cierre o altura "a", cuyo valor no puede ser ni demasiado pequeño (peligro de pérdida por los sifonamientos), ni demasiado grande (peligro de obstrucción), siendo el valor adecuado el comprendido entre 5 cm como mínimo y 10 cm como máximo, como ya se indicó anteriormente.


En las siguientes figuras, se indican los tipos más diversos de sifones, que solucionan todos los casos de instalación, conjugando la salida de la válvula de desagüe del aparato sanitario y la acometida del sifón a su derivación o bajante.
Destacamos los siguientes tipos:
- Tipo P: para salida vertical y enlace horizontal.
- Tipo S: para salida y enlaces verticales.
- Tipo Q: para salida vertical y enlace inclinado.
- Tipo Y: para salida horizontal y enlace inclinado.
- Tipo U: para salida y enlaces horizontales.


Algunos aparatos sanitarios llevan el sifón incorporado, al fabricarse ya con esta intención, como ocurre en los inodoros.


Los sifones deben llevar una tuerca de registro en su parte inferior que permita su limpieza.
Otros cierres hidráulicos que podemos definir en este además apartado de los sifones son:
- Bote sifónico, para acumulación de varios desagües, indicado en la figura. Por lo general, agrupa los desagües de bañera, lavabo y bidé, quedando enrasado con el pavimento (figura 19) y siendo registrable mediante tapa de cierre hermético. La unión a la bajante se puede realizar directamente a ella y si constructivamente no es posible se puede realizar a través del manquetón del inodoro.


Sifón botella, cierre hidráulico de gran capacidad. como indica la figura, con salida vertical y enlace horizontal muy adecuado para
fregaderos, lavaderos, etc.


Sumideros
Tienen una rejilla de entrada y salida horizontal o vertical, y sirven para la recogida de aguas a ras de pavimento (terrazas, azoteas, patios, garajes, etc.), los sumideros deben de ser sifónicos (figura 22) y los de salida horizontal o inclinada, son más aptos que los de tipo campana, ya que estos últimos no suelen ser autolimpiantes y periódicamente hay que levantar la rejilla y limpiarlos manualmente.


En azoteas transitables, el sumidero va colocado en el interior de una caldereta, tal y como se indica en la figura 23, la cual recoge el vertido del sumidero y lo dirige hacia la bajante.


Canalones de pluviales
Son elementos que se utilizan, para la recogida del agua de lluvia en los aleros y cubiertas, debiendo tener una pendiente suave hacia la bajante y un anclaje seguro y firme que admita su capacidad máxima de llenado sin desprenderse.


Arquetas y pozos
Las arquetas y los pozos de registro, complementan a la red horizontal de colectores, con el único fin de canalizar con facilidad y rapidez las aguas residuales, hasta la red de alcantarillado urbano.
En la figura siguiente, se ve la disposición de las diferentes clases y tipos de arquetas que, bajo la planta de un supuesto edificio, reúnen los desagües de los colectores hasta el pozo de registro, desde el cual se canaliza hasta el alcantarillado.


Arqueta a pie de bajante
Son como su nombre indica, las que reúnen o enlazan las bajantes de la red de evacuación con los colectores, y por tanto, cada bajante debe llevar la suya en su final.
Por lo general es el punto en que la red que comienza a ser enterrada, y por tanto, como punto conflictivo, debe poder registrarse en caso de necesidad. Por supuesto si la red de colectores está colgada, no existirá este tipo de elementos en la instalación.
Su disposición debe ser tal, que reciba a la bajante lateralmente sobre un dado de hormigón y que el tubo de entrada esté orientado hacia la salida, teniendo el fondo de la arqueta pendiente hacia la salida, para su rápida evacuación. La tapa, se realizará con una losa de hormigón con armaduras, y descansará sobre un cerco de perfil metálico, enfoscada y bruñida interiormente con mortero de cemento.
Estas arquetas pueden ser de recogida de aguas fecales, de pluviales o mixtas, aunque en este último caso es conveniente que se trate de una arqueta sifónica, como ya veremos más adelante, para evitar olores desagradables por la mezcla de aguas principalmente sucias y pluviales.


Arqueta de paso
Son las que se colocan en los encuentros de los colectores cuando haya cambios de dirección, de sección o de pendiente, o bien en los tramos rectos cada 15 o 20 m de colector. Su disposición, es colocando en su interior un semi-tubo que da orientación a los colectores hacia el tubo de salida, debiendo formar ángulos obtusos o mayores de 90º, con la dirección para que la salida sea fácil, y procurar que los colectores opuestos acometan descentrados, no más de uno por cada cara.
De estas arquetas de paso, hay una de ellas que es la última, la cual recibe el nombre de "arqueta principal", esta debe tener unas dimensiones mínimas y, en algunas ocasiones, sustituye al pozo de registro.


Arqueta sumidero
Es la que sirve para recogida de aguas de lluvia, escorrentías, riegos, etc., por debajo de la cota del terreno, teniendo su entrada por la parte superior (rejilla), y con la salida horizontal.
Llevará en su fondo pendiente hacia la salida y la rejilla será desmontable, limitando su medida al paso de los cuerpos que puedan arrastrar las aguas, estas arquetas deben estar comunicadas con una arqueta sifónica. Se pueden colocar a la entrada de los garajes de los edificios, en las cubiertas transitables, etc.


Arqueta sifónica
Esta arqueta tiene la entrada más baja que la salida, y a ella deben acometer las arquetas sumidero, antes de acometer a la red de evacuación, de lo contrario saldrían malos olores a través de su rejilla, por lo cual, esta arqueta suele reunir a varios sumideros. La cota de cierre oscila entre 8 y 10 cm, y en zonas muy secas y en verano, suelen precisar hacer algún vertido periódico para evitar la total evaporación del agua de la arqueta sifónica, y por tanto, evitar la rotura del cierre hidráulico.


Pozos
Los pozos pueden ser de dos tipos: de registro simplemente, para centralizar la recogida de toda la red inferior y canalizarla hasta la red urbana, o bien de resalto, que sirve para compensar las grandes diferencias entre las cotas de la red interior y la urbana, cuando éstas se producen, sirviendo a veces, con un solo pozo para los dos cometidos.
El pozo de registro
Es obligado por algunas ordenanzas municipales, debe tener un diámetro mínimo de 90 cm y tendrá unos pates de bajada hasta el fondo, así como una tapa registrable, que permita el paso de un hombre (unos 60 cm), que haga posible la limpieza del mismo. Este pozo se instalará dentro de los límites de la propiedad del edificio en que recoge sus aguas de evacuación, y cuando se disponga, en su caso, sustituirá a la arqueta principal. Pueden ser de sección circular (los más frecuentes) cuadrado o rectangular.
Aunque existen actualmente comercializadas soluciones de pozos de registro y arquetas domiciliarias prefabricadas, la realidad es que, aunque estas son útiles para obras de infraestructura de saneamiento a realizar en tiempos reducidos, no son muy usados en los edificios, por lo cual el pozo tradicional recogido en la figura siguiente continúa siendo la solución más habitual.


Gemma Vázquez Arenas

18.12.13

PARTES DE LA RED EVACUACIÓN

La red interior de evacuación de un edificio, consta de tres partes fundamentales:
1. El conjunto de tuberías de evacuación.
2. Los elementos auxiliares formados fundamentalmente por los cierres hidráulicos; sifones, sumideros y arquetas.
3. La red de ventilación.
Se estudiaran cada una de estas partes de forma independiente.
4.1 Tuberías de Evacuación.
El primer conjunto que constituyen las tuberías de evacuación, lo forman los desagües, las derivaciones, las bajantes y colectores.
 Desagües
Conducto que, arrancado de las válvulas u orificios de caída de los aparatos sanitarios, desembarca en otro conducto de mayor diámetro. Al desagüe de los inodoros, se le suele nombrar comúnmente como manguetón del inodoro.
Algunos autores introducen dentro de este concepto de desagüe a las derivaciones como una parte de dichos desagües.
 Derivaciones.
Son las tuberías horizontales con cierta pendiente, que enlazan los desagües de los aparatos sanitarios con las bajantes. Estas tuberías tendrán una pendiente mínima de un 2,5 % y máxima de 10 %, y normalmente discurren bajo el piso o empotradas sobre paramentos o cámaras de aire, o bien colgadas en falsos techos.
Las derivaciones de diferentes aparatos sanitarios, se pueden agrupar en un bote sifónico o desaguar directamente a la bajante, en cuyo caso, se dispondrá un sifón por aparato sanitario, no obstante hay determinados aparatos sanitarios que es preceptiva su unión directamente con la bajante, como son: inodoros, vertederos y placas turcas, y otros que es de buena disposición el que lleven sifón individual, como los fregaderos, lavaderos y aparatos de bombeo, tal como se indica en la figura.


La distancias máximas que son aconsejables, se especifican asimismo en dicha figura, debiendo de estar el inodoro en un radio de 1 m alrededor de la bajante, mientras que el bote sifónico se puede encontrar en un radio de 2 m alrededor de la bajante, y las derivaciones más alejadas a 2'5 m del bote sifónico, con una pendiente comprendida entre el 2% y el 4%.
En la figura 11, se representan en planta, las derivaciones que se agrupan en un cuarto de baño alrededor del bote sifónico y la salida de éste hasta la bajante, que recoge las descargas constituyendo este conjunto de tuberías compuesta por los ramales de cada aparato sanitario, y la derivación del bote hasta la bajante, lo que se denomina la "pequeña evacuación", para distinguirla de la red horizontal de colectores, que representa la "gran evacuación". Obviamente también se abarca en esta pequeña evacuación, a las derivaciones de los fregaderos de cocinas y las máquinas como lavadoras y lavaplatos; aunque no es muy usual la utilización de botes sifónicos en cocinas, y en la nueva normativa indica que no es posible colocar cierres hidráulicos en serie.


Para las redes de pequeña evacuación cuyos aparatos estén dotados de sifón individual deben tener las características siguientes:
i) en los fregaderos, los lavaderos, los lavabos y los bidés la distancia óptima a la bajante estará en los 2.5 m pudiendo ser como máximo 4,00 m, con pendientes comprendidas entre un 2,5 y un 5 %;
ii) en las bañeras y las duchas la pendiente debe ser menor o igual que el 10 %;
iii) el desagüe de los inodoros a las bajantes debe realizarse directamente o por medio de un manguetón de acometida de longitud igual o menor que 1,00 m, siempre que no sea posible dar al tubo la pendiente necesaria.
 Bajantes
Son las tuberías verticales que recogen el vertido de las derivaciones y desembocan en los colectores, siendo por tanto descendentes, éstas van recibiendo en cada planta las descargas correspondientes a los aparatos sanitarios que recogen en las mismas.
Las bajantes deben realizarse sin desviaciones ni retranqueos y con diámetro uniforme en toda su altura excepto, en el caso de bajantes de residuales, cuando existan obstáculos insalvables en su recorrido y cuando la presencia de inodoros exija un diámetro mínimo concreto. El cual no debe disminuir en el sentido de la corriente.
Podrá disponerse únicamente de un aumento de diámetro cuando acometan a la bajante caudales de magnitud mucho mayor que los del tramo situado aguas arriba.
El principal problema de las bajantes es conseguir el sellado en las juntas, lo que se resuelve, según la clase de tubería utilizada; pero que en síntesis, suele ser una junta, por lo general, de enchufe y cordón como se indica en la figura 12. Es también importante la unión, perfectamente anclada a los paramentos verticales por donde discurren, siendo por lo general a base de abrazaderas, collarines o soportes, que permiten el que cada tramo de tubo sea autoportante, para evitar que los más bajos se vean sobrecargados. Estos tubos suelen discurrir empotrados, en huecos o en cajeados preparados para tal fin, o bien exteriormente adosados a los paramentos de patios interiores, patinillos, etc.


El paso a través de los forjados, se debe de hacer con independencia total de la estructura, disponiendo un contratubo de fibrocemento con holgura, que posteriormente se rellena con masilla asfáltica, tal y como se indica en la figura.


Las bajantes, por su parte superior se prolongarán siempre hasta salir por encima de la cubierta del edificio, para su comunicación con el exterior, disponiéndose en su extremo un remate que evite la entrada de aguas o elementos extraños. Cuando existan azoteas transitables, se prolongará como mínimo 2 m por encima del solado.
Por su parte inferior, se une a una arqueta (arqueta de pie de bajante), y cuando la bajante sea exterior y de material poco resistente, se cubrirá hasta una altura de 2 m desde el suelo, con un contratubo resistente (generalmente de hierro fundido).
 Colectores
Son tuberías horizontales con pendiente, que recogen el agua de las bajantes y la canalizan hasta el alcantarillado urbano. La pendiente de los colectores será siempre superior a 1,5 %, si bien está muy condicionada por las cotas del alcantarillado urbano, teniendo en ocasiones unos límites demasiado estrictos, y en otras ocasiones, precisan pozos de resalto para alcanzar las cotas de este alcantarillado urbano.
Por lo tanto tendremos colectores enterrados y colectores colgados, cuando la cota del alcantarillado se encuentre por encima del nivel más bajo del local a evacuar.


 Colectores colgados
Este tipo de instalación, es una solución totalmente garantizada, siendo muy importante la utilización de un tipo de tubería que sea ligera y que disponga de unas juntas de estanqueidad total, al mismo tiempo que permita su fácil inspección y registro. Estos colectores se enlazan con las bajantes directamente, mediante una unión suave y orientada hacia el punto de vertido. No puede realizarse a partir de simples codos a no ser que estén reforzados.
En este caso, una buena disposición es la que se representa en la figura 14a, donde se ve la unión de la bajante con la red de colectores suspendida del forjado, y debido al compromiso de la instalación, la misma, se ha realizado con tubería de fibrocemento de presión y juntas de unión Gibault, que aseguran un cierre hermético y una duración grande, y por lo general, sin problemas.


Se debe tener en cuenta que la conexión de una bajante de aguas pluviales al colector en los sistemas mixtos, debe disponerse separada al menos 3 m de la conexión de la bajante más próxima de aguas residuales situada aguas arriba.
Además dicha red de colectores colgados debe tener una pendiente del 1% como mínimo, y que no deben acometer en un mismo punto más de dos colectores.
En los tramos rectos, en cada encuentro o acoplamiento tanto en horizontal como en vertical, así como en las derivaciones, deben disponerse registros constituidos por piezas especiales, según el material del que se trate, de tal manera que los tramos entre ellos no superen los 15 m. La fijación de los colectores debe ser muy segura, para evitar que las descargas puedan producir desprendimientos o pérdidas de estanqueidad. Todo el conjunto se debe ocultar con un cielo raso de escayola o similar, si se encuentra en una zona habitable.


 Colectores enterrados
Los colectores deben estar asentados sobre una solera de hormigón en masa, en el interior de las zanjas por donde discurren y disponer de un pequeño recalce de al menos 5 cm de hormigón, cubriéndoles con relleno por tongadas de 20 cm de espesor, tal y como se representa en la figura.


Esta red debe tener una pendiente del 2 % como mínimo. La acometida de las bajantes y los manguetones a esta red se hará con interposición de una arqueta de pie de bajante, que no debe ser sifónica. Se dispondrán registros de tal manera que los tramos entre los puntos contiguos no superen 15 m.
Las uniones de los tubos se deben hacer de forma estanca, utilizándose con mucha frecuencia en colectores de hormigón la junta de corchete (figura 15b), formada por rasillas y mortero de cemento de 100 Kg/cm2.


La red horizontal de colectores, se dispondrá siempre por debajo de la red de aguas limpias, debiendo llevar en zonas de tránsito una profundidad mínima de 1,20 m y cuando sea preciso en estas zonas, se reforzará con un contratubo resistente.
 Acometida
Como norma cada edifico deberá tener su acometida independiente. La acometida en la mayoría de los municipios, normativamente se definirá y constará de las siguientes partes:
1. Arqueta interior o de arranque (pozo o arqueta general sifónica): que hará de enlace de la red del edifico con la tubería de entronque (debe estar en el interior del edifico en zona comunitaria), y registrable, es el último tramo de la red colectora y antes de conectar con el alcantarillado a través de la acometida.
2. tramo de tubería que va desde el limite de la propiedad hasta el alcantarillado; tubería de entronque: es la cometida en si
3. El entronque con la red de alcantarillado. Se realiza de dos formas:
 Taladro directo o pieza especial de conexión.
 Pozo de registro o arqueta de registro general (pozo de encuentro o de acometida)
Las aguas pluviales y fecal es de un edificio no contienen sustancias nocivas, aunque este aspecto, está cambiando sustancialmente a lo largo de estos últimos años. Así pues, suele bastar con realizar el pozo de registro o arqueta de registro general que recoge los caudales de los colectores horizontales, al interior o al exterior del edificio, desde donde parte el ramal principal o acometida hasta conectar con la red general. Todo esto en el caso de una solución de vertido por gravedad, pues el caso de evacuación forzada presenta una problemática diferente que analizaremos en el apanado correspondiente. En todos los casos, el diámetro de la acometida de todo edificio, debiera realizarse con un dimensionamiento mínimo de 200 mm.
La ubicación de este pozo suele ser difícil, especialmente cuando las ordenanzas del Municipio, exigen su previsión en el interior del perímetro construido del edificio, debiendo buscarse un patio o lugar de fácil acceso no habitable y lo más próximo posible a la red general de alcantarillado. Ocasionalmente, la realización de un local, por ejemplo, de almacenamiento de bicicletas o coches de niño, en la planta baja puede resolver esta dificultad.

Gemma Vázquez Arenas

16.12.13

CONCEPTOS BÁSICOS DE LA RED DE EVACUACIÓN

CONCEPTOS BÁSICOS DE EVACUACIÓN
1 Desagües de aparatos. Pendiente hidráulica.
El Saneamiento es la ciencia de evacuar del habitat del hombre, edificio o ciudad, las aguas por él introducidas con fines sanitarios o industriales, además de las aguas provinentes de los fenómenos metereológicos, y proceder tras los oportunos tratamientos, a su aprovechamiento y/o reincorporación al medio natural.
Por lo que en primer lugar se conduce por gravedad el agua contenida en los aparatos sanitarios o la lluvia de las cubiertas, a conductos generales verticales o "bajantes", a partir de otros de menor diámetro denominados "desagües".
Los desagües trabajan normalmente a sección llena en la mayor parte de su recorrido, por lo que en sus paredes actúan presiones, que se materializarían, en el caso de orificios de diámetro mínimos, en una línea envolvente descendente desde la superficie libre del líquido hasta la caída libre en el bajante, como se puede ver en la figura 1, constituyendo la denominada "pendiente hidráulica" o "piezométrica" del desagüe, la cual es muy importante tener en cuanta a la hora de establecer las distancias de conexión con las tuberías de evacuación general o bajantes, y de la cual también dependen algunos problemas de obstrucción asociados a los desagües.

Pendiente hidráulica producida en la descarga de un desagüe de un aparato sanitario

2. Sifonado.
En Física se llama sifón a un tubo lleno de líquido, curvado en forma de "U" invertida con las ramas desiguales, en el que se produce una corriente a causa de la diferencia del peso del líquido que ocupa ambas ramas.

Sifón.

Expliquemos su funcionamiento, como sigue: La presión en el punto A será la atmosférica "P" menos la originada por el peso de la columna líquida "a"; y la presión en B será asimismo "P" menos la originada por el peso de la columna líquida "b", y se dará que P-a > P-b. Si se ha provocado una depresión inicial en el tubo, y el extremo corto está introducido en un recipiente con líquido, se producirá el referido movimiento de A hacia B, continuando dicho movimiento hasta que por el extremo del ramal corto entra aire.
Así, cualquier ventilación o agujero practicado en el conducto que pusiera la vena líquida en contacto con la atmósfera, detendría el funcionamiento del sifón o "sifonado".
3. Cierres hidráulicos.
Un cierre hidráulico consiste en una depresión o punto bajo de un sistema de desagüe tal que, reteniendo una porción de agua, impide el paso de los gases mefíticos de la red de saneamiento hacia las válvulas de los aparatos o puntos de recogida de las aguas pluviales. Las formas básicas más usuales y sus aplicaciones en las redes se representan en la figura.


De todos ellos, el primero que se ve en la figura retiene la última porción del líquido que ha sido desaguado, mientras que los restantes actúan frecuentemente por reboso del líquido que llega al cierre. Estos últimos, llamados también antisucción, inicialmente resisten mejor los fenómenos que provocan la destrucción del cierre hidráulico, pero tienen el inconveniente de acumularse en ellos suciedad, y así perder sus cualidades por lo que son rechazados por muchos reglamentos de países anglosajones.
En España son de uso generalizado pues reducen, como veremos más adelante, los sistemas de ventilación. Como regla genérica no deben utilizarse en redes de desagües de fregaderos, piletas, lavavajillas y lavadoras, duchas de playa y otras instalaciones proclives a la formación de posos; tampoco, por obvias razones higiénicas, como cierre hidráulico de urinarios, ni inodoros.
4. Problemas de sifonado en los cierres hidráulicos.
La función de los cierres hidráulicos puede ser anulada por el fenómeno de sifonado. De ello proviene la inapropiada denominación de "sifón" con que se denomina a los cierres hidráulicos, así como los nombres de "bote sifónico", "sifón de botella", "cazoleta sifónica", etc., con el que se designan a los restantes auxiliares que nos podemos encontrar en este tipo de instalaciones.
En la figura podemos observar como, al llenarse el conducto de agua, se produce el necesario fenómeno de sifonado en un cierre hidráulico en "S" entre los puntos A y B, y en la segunda figura se observa como después de la descarga o sifonado el cierre hidráulico ha sido destruido, ya que dejaría pasar gases y vapores de las conducciones de evacuación al interior del local húmedo.

Pérdida del cierre hidráulico.

Las soluciones a este problema consisten en:
a) Sobredimensionar el conducto para que el agua no descienda a sección llena; cuestión antieconómica y problemática con recipientes de gran concavidad.
b) Colocar el punto B más alto que el A (figura 5), cuestión no siempre viable constructivamente.
c) Por último, proceder a la ruptura del sifonado mediante la llamada "ventilación terciaria".
Dicha ventilación, se realiza a través de un conducto a presión atmosférica, el cual es aconsejable situarla por encima de la pendiente hidráulica para evitar su obstrucción por suciedad.
Otras normas para el buen funcionamiento del sistema son las siguientes:
 Altura mínima del cierre hidráulico: 5 cm.
 mínimo del sifón y desagüe: 2,5 cm.
 Registro en todos los sistemas de cierres hidráulicos.


5 Autosucción.
Otro fenómeno que hay que tener en cuenta es el de la succión que origina sobre el cierre hidráulico el paso del último tramo del líquido, actuando a modo de émbolo. Los esquemas que siguen aclaran conceptos y ahorran palabras. Habrá más demanda de líquido en el segundo caso que en el primero, por lo que si la distancia AB es superior a 1.50 m. habrá que interponer una ventilación terciaria como ya he indicado.

Autosucción en los desagües.

Algunos autores indican distancias no superiores a 1 m., incluso si el cierre hidráulico está constituido por un bote sifónico, aunque este valor no se impone, excepto para los desagües de inodoros.
El algunos casos este fenómeno subsiste, incluso cuando el agua no discurre por el tubo a sección llena, y más adelanta veremos como se puede subsanar.
6 Aplicaciones del sifonado en los cierres hidráulicos de los inodoros.
En los últimos 20 años se ha extendido la aplicación del fenómeno del sifonado a los inodoros que se denominan, en tal caso, "sifónicos" y que presentan grandes ventajas sobre los denominados "no sifónicos" al eliminar con garantías las materias fecales en suspensión. Su esquema de funcionamiento se representa:


Inicialmente el cierre hidráulico se encuentra en la posición (1); al realizarse la descarga del tanque (15-20 litros, con un caudal de 2 l/seg) el vaso se llena bruscamente (2) provocándose el sifonado entre los puntos A y B, lo que arrastra toda la materia en suspensión (3). El cierre hidráulico es restituido mediante un pequeño chorro complementario a la descarga (4). En el breve momento en que se destruye el cierre hidráulico el aire es arrastrado por la vena líquida, debido a la depresión propia del fenómeno, por lo que no existe peligro de paso de olores de la red al local.
Se deben colocar tanques con capacidad no inferior a los 15 litros o caudales de descarga, en el caso de fluxores, no inferiores a 1,5 l/seg.

Gemma Vázquez Arenas

12.12.13

DIMENSIONADO DE GRUPOS DE PRESIÓN

Dimensionado del grupo de presión
El cálculo se va ha realizar para un grupo hidroneumático de presión, ya que serán estos los que principalmente se utilizarán en las instalaciones de abastecimiento de agua.
El grupo hidroneumático viene definido principalmente por:
1. Capacidad del depósito de reserva o de regulación auxiliar.
2. La altura manométrica de la bomba y potencia de la misma.
3. Volumen del depósito de presión.
1. CAPACIDAD DEL DEPÓSITO DE RESERVA O DE REGULACIÓN AUXILIAR
El volumen del depósito se calculará en función del tiempo previsto de utilización, aplicando la siguiente expresión:
V = Q . t . 60 (litros)
Siendo:
V : el volumen del depósito en litros;
Q : el caudal máximo simultáneo (dm3/s);
t : el tiempo estimado (de 15 a 20 minutos).
(La estimación de la capacidad de agua, también se podrá realizar con los criterios de la norma UNE 100030:1994.)
Hasta ahora la estimación del depósito de reserva se realizaba considerando el volumen en litros, que correspondía a un periodo de media a una hora con un caudal punta. Pero en algunos casos podría llegar a ser exagerado, ya que para un caudal de 100 l/min, tendríamos un depósito de 6000 l, el cual no es muy adecuado para espacios restringidos, sin embargo considerando 15 min tendríamos un depósito de 1500 l, el cual es más adecuado. El problema se encuentra en el caso de que los cortes de la red sean muy prolongados y continuos.
Hay que tener en cuenta que el depósito de reserva se colocará en la instalación, aunque no sea necesario un equipo de elevación, ya que garantiza como se apuntaba antes la continuidad del servicio.
Principalmente estos depósitos están realizados con resinas de fibra de vidrio o materiales plásticos, los cuales dan gran diversidad y pocos problemas constructivos.
2. CÁLCULO Y ELECCIÓN DE LAS BOMBAS
De forma indicativa se va a ver en el siguiente esquema los tipos de bombas que pueden existir aunque en nuestro caso no vamos a profundizar en ello.


El cálculo de las bombas se hará en función del caudal y de las presiones de arranque y parada de la bomba o las bombas (mínima y máxima respectivamente). Si se instalan bombas de caudal variable, la presión será en función del caudal solicitado en cada momento y siempre constante.
Siempre se van a instalar como mínimo dos bombas en paralelo, y funcionando alternativamente, ya que así se asegurará el abastecimiento de la instalación además de mejorar el mantenimiento de la misma, ya que no será una única bomba la que sufrirá continuamente las paradas y arranques bruscos. En estos casos no sería necesario colocar además, un bomba de reserva.
El número de bombas a instalar en el caso de un grupo de tipo convencional, excluyendo las de reserva, se determinará en función del caudal total del grupo; por tanto se dispondrán de:
 dos bombas para caudales de hasta 10 dm3/s,
 tres para caudales de hasta 30 dm3/s, y
 cuatro para más de 30 dm3/s.
CAUDAL:
El caudal de las bombas será el máximo simultáneo de la instalación o caudal punta y vendrá fijado por el uso y necesidades de la instalación.
PRESIONES:
 La presión mínima o de arranque (Pb), será el resultado de sumar la altura geométrica de aspiración (Ha), la altura geométrica (Hg), la pérdida de carga del circuito (Pc) y la presión residual en el grifo, llave o fluxor (Pr). Normalmente no existe una altura geométrica de aspiración pues la bomba u el tanque de regulación se encuentran en el mismo plano pero si el depósito de encontrará por debajo o por encima de la bomba se debe tener en cuenta esa alura de aspiración; resumiendo se puede decir que la Pmin será:
Pmin = Pb>=1.20H + Pr
La pérdida de carga del circuito (Pc) se puede aproximar al 20% de la altura geométrica de la instalación, esto siempre como aproximación.
 Para la presión máxima (Pa), se adoptará un valor que limite el número de arranques y paradas del grupo de forma que se prolongue lo más posible la vida útil del mismo. Este valor estará comprendido entre 2 y 3 bar por encima del valor de la presión mínima.
POTENCIA:
La potencia de la bomba, será la que se precise para la altura manométrica máxima obteniéndose por la fórmula:
P = Q. Hm / (60. η. 75) C.V.
Siendo:
P = potencia en C.V.
Q = caudal en l/min
Hm = presión máxima m.c.a.
η = rendimiento.
Este valor teórico, se suele ajustar al valor comercial inmediato que suponga un 20% mayor, para imprevistos y sobrecargas en línea.
La elección de la bomba mas adecuada para cada elevación, esta en función de su curva característica, debe de proporcionar el caudal deseado y con un consumo mínimo de energía (rendimiento optimo). La curva característica de la bomba nos indica su rendimiento óptimo; máxima efectividad y menor consumo de energía.
La curva de rendimiento parte de cero (caudal nulo), y va aumentando hasta alcanzar un valor que corresponde al caudal nominal de la bomba, disminuyendo para caudales superiores.

Curva característica de bomba.

La curva caudal-altura manométrica, parte de la altura Ho, que supone para el caudal nulo (cero), teniendo una zona (Ho -Hm Hi), en la cual, a cada altura, le corresponde dos caudales siendo la zona de inestabilidad de la bomba. El punto óptimo, es el que se corresponde con el rendimiento más alto (punto A), si bien, este punto no siempre corresponde con nuestra necesidad, existiendo una zona de rendimiento admisible y que proporciona unos limites mínimos y máximos de los valores de caudal y altura manométrica.
La mejor bomba deberá tener una curva sensiblemente plana, donde la presión inicial se diferencie poco de la altura máxima de forma que la zona de turbulencia sea reducida.
Por lo general, los fabricantes de bombas, representan la gama de fabricación de sus modelos, por medio de una serie de cuadriláteros curvilíneos, en los que se indica el tipo de bomba, eligiendo la que más se ajuste a cada instalación, ya que la superficie limitada por cada curva superior e inferior, materializa la zona en que se puede variar la velocidad, sin que el rendimiento de la bomba se resienta.

Curva característica de diferentes bombas comerciales.

3. CAPACIDAD DEL TANQUE DE PRESIÓN
Se obtiene al igual que la bomba en función del número de ciclos por hora de bombeo; que normalmente se fijarán entre 4 y 6 ciclos; y de las presiones máxima y mínima de la red.

Tanque de presión.

El cálculo del volumen de un tanque de presión con membrana se realizará teniendo en cuenta la fórmula siguiente:
Vn = Pb x (Va / Pa) litros
Siendo:
Vn es el volumen útil del depósito de membrana;
Pb es la presión absoluta mínima;
Va es el volumen mínimo de agua;
Pa es la presión absoluta máxima
Existen otra muchas formas de cálculo; tanto si el tanque tiene un compresor como sino; así como realizando el cálculo de una manera aproximada como exacta.
A continuación se puede ver una hoja de un catálogo en la cual se aprecia la diferencia entre los tanques de presión con membrana de los que no la tienen, así como las características de los grupos de electrobombas.

Trazado de la instalación con grupo de sobrepresión con contador único.


Trazado de la instalación con grupo de sobrepresión con contadores divisionarios.

Situación del equipo
El grupo de presión se instalará en un local de uso exclusivo que podrá albergar también el sistema de tratamiento de agua. Las dimensiones de dicho local serán suficientes para realizar las operaciones de mantenimiento.


Gemma Vázquez Arenas