Alberto Soriano Rull - Suministro, Distribución y Evacuación Interior de Agua Sanitaria

Suministro, distribución y evacuación interior de agua sanitaria

Primera edición, 2012

© 2012 Albert Soriano Rull, Francisco J. Pancorbo Floristán

© 2012 MARCOMBO, S.A.

Gran Via de les Corts Catalanes, 594

08007 Barcelona

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ISBN: 978-84-267-1778-8

D.L.:

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A nuestras respectivas familias, por los muchos momentos robados y dedicados a un entusiasmo profesional compartido.

Hidráulica de las conducciones Capítulo 1

1.1 Hidráulica. Generalidades

1.1.1 Masa y densidad 1.1.1 Masa y densidad La masa es una propiedad intrínseca de los cuerpos y se mide en: Sistema cegesimal (CGS)………Gramo Sistema internacional (SI)………Kilogramo Sistema técnico (ST)………………kg-masa o UTM (Unidad Técnica de Masa) Tabla 1.1 Unidades del Sistema Internacional El peso de un cuerpo se define como la fuerza con la que es atraído por la Tierra, aplicada en su centro de gravedad (c.d.g.): Peso = m·g Al ser una fuerza, sus unidades son el Newton (N) en el Sl, la Dina (Dn) en el CGS y el Kilopondio en el ST. Densidad absoluta Se define como el cociente entre la masa de un cuerpo homogéneo y su volumen. La expresión para su cálculo es: Siendo: ρ = densidad de la sustancia, Kg/m 3 . m = masa de la sustancia, Kg. V = volumen de la sustancia, m 3 . Las unidades en las cuales suele expresarse la densidad son: Kg/m 3 , Kg/dm 3 , gr/cm 3 . La densidad de una sustancia varía con la temperatura y la presión. El agua posee una densidad absoluta a 3,8°C y a una atmósfera de presión igual a 999,997 Kg/m 3 , aunque con frecuencia en los cálculos se considera el valor de 1.000 Kg/m 3 (Sl) o un g/cm 3 (CGS).

1.1.2 Peso específico 1.1.2 Peso específico Peso específico absoluto Es el cociente entre el peso del cuerpo (P = mg) y el volumen; es decir, es el peso por unidad de volumen de una sustancia. Cuando se trata de una substancia homogénea, la expresión para su cálculo es: Siendo m la masa y g la aceleración de la gravedad. El peso específico del agua a 4°C y 1 atmósfera es γ o = 9806,26·N/m 3 .

1.1.3 Viscosidad 1.1.3 Viscosidad Viscosidad absoluta o dinámica Los fluidos no pueden considerarse siempre como perfectos debido a su viscosidad que es la propiedad en virtud de la cual oponen una resistencia al movimiento uniforme de su masa a causa del rozamiento de unas moléculas con otras. Este grado de «resistencia» se caracteriza por un coeficiente típico de cada sustancia que se llama viscosidad dinámica o más simplemente viscosidad que se representa por µ. En el Sl la unidad kg/(m·s) o Pa·s, denominada Pascal-segundo o poiseuille que es igual a 10 poises en el sistema CGS (g/cm·s), actualmente se encuentra en desuso. En los líquidos la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura y aumenta muy ligeramente con la presión, siendo el agua una excepción; ya que primero disminuye y luego aumenta con la presión. En los gases la viscosidad aumenta con la temperatura y en cuanto a la influencia de la presión es poco importante. Viscosidad relativa o viscosidad cinemática Es el cociente entre la viscosidad absoluta y la densidad. La unidad de la viscosidad cinemática en el Sl es: m 2 /s. En el sistema CGS es el stokes (abreviado S o St), cuyo nombre proviene de George Gabriel Stokes. A veces se expresa en términos de centistokes (cS o cSt). Debido a que la viscosidad cinemática del agua a 1 atm y 20°C es del orden de 0,01 St, es decir un centistokes —es usual este término como unidad de viscosidad cinemática— pudiéndose obtener su valor aproximado para el agua a distintas temperaturas mediante la expresión de Poisiville: Para las temperaturas, más habituales en las instalaciones de agua en los edificios, que suelen estar comprendidas entre 10°C y 40°C, la viscosidad cinemática también puede calcularse mediante la ecuación: Tabla 1.2 Algunas características físicas del agua en función de la temperatur a

1.1.4 Tensión superficial y capilaridad

1.2 Hidrostática

1.2.1 Concepto de presión

1.2.2 Presión hidrostática

1.2.3 Teorema general de la hidrostática

1.2.4 El principio de los vasos comunicantes

1.2.5 El principio de Pascal

1.2.6 El principio de Arquímedes

1.3 Hidrodinámica

1.3.1 Definiciones y conceptos

1.3.2 Ley de continuidad

1.3.3 Alturas geométricas, piezométrica y cinética

1.3.4 Teorema de Bernoulli

1.3.5 Movimiento del agua a presión en tuberías

1.3.6 Pérdidas de carga lineales

1.3.6.1 Fórmula de Flamant

1.3.6.2 Número de Reynolds

1.3.6.3 Rugosidad de las tuberías

1.3.6.4 Fórmula de Colebrook-White

1.3.6.5 Pérdidas de carga localizadas

1.3.7 Golpe de ariete

1.3.7.1 Fórmulas de Michaud y Allievi

1.3.8 Código técnico español y golpe de ariete

Físico-química del agua

2.1 Características físicas del agua

2.1.1 Caracteres organolépticos

2.2 Características químicas del agua

2.3 Otras propiedades físico-químicas del agua

2.3.1 Celda electroquímica

2.4 Corrosión

2.4.1 Corrosión electroquímica

2.4.2 Efectos indeseables de la corrosión

2.4.3 Mecanismo de la corrosión

2.5 Tipos de corrosión

2.5.1 Por la naturaleza de la substancia corrosiva

2.5.2 Por los mecanismos de corrosión

2.5.2.1 Corrosión galvánica

2.5.3 Por la apariencia del metal corroído

2.5.4 Protección contra la corrosión

2.6 Dureza del agua

2.7 Índices de estabilidad del agua

2.7.1 Índice de saturación de Langelier (IS)

2.7.2 Índice de estabilidad de Ryznar (IR)

2.7.3 Índice de Lucey

2.8 Incrustaciones

2.8.1 Mecanismo de la incrustación

Anexo al capítulo 2. Características corrosivas o incrustantes

Tratamientos domésticos y terciarios del agua

3.1 Tratamientos clásicos

3.1.1 Aireadores

3.1.2 Filtración

3.1.3 Dosificadores de inhibidores

3.1.4 Protección catódica contra la corrosión

3.1.5 Descalcificadores

3.1.6 Desmineralización parcial

3.1.7 Osmosis inversa (desmineralización total)

3.1.8 Filtración con carbón activo

3.1.9 Cloración

3.1.10 Erradicación térmica (desinfección térmica ocasional)

3.2 Desinfección de la Legionella

3.2.1 Hipercloración

3.2.2 Desinfección térmica (sobrecalentamiento del agua)

3.3 Nuevas aplicaciones

3.3.1 Enriquecimiento en gas carbónico

3.3.2 Enriquecimiento en oxígeno

3.3.3 Carbón activo más resina intercambiadora de iones

3.3.4 Ozonización

3.3.5 Ionizadores cobre-plata

3.4 Descalcificadores no convencionales PWT

3.4.1 Descalcificadores PWT sin alimentación eléctrica

3.4.1.1 Imanes permanentes

3.4.2 Descalcificadores PWT con alimentación eléctrica

3.4.2.1 Electromagnéticos (solenoides)

3.4.2.2 Electrónicos

3.4.2.3 Electrolíticos

3.4.2.4 Electrostáticos