Ensayo_Instalaciones_Patron_Xiu - Joshua Rafael Patrón Aguileta

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UNIVERSIDAD MESOAMERICANA DE SAN 
AGUSTIN 
 
Licenciatura En Arquitectura 
 
Sistemas de Instalaciones I 
 
ENSAYO 
 
Realizado por Joshua Patron Aguileta y Georgina Xiu Canto 
Grupo 4010 
 
11/03/2022 
 
 
INDICE 
PROLOGO ........................................................................................................................................ 1 
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 1 
1. La presión .................................................................................................................................. 2 
2. Ley de Stevin .............................................................................................................................. 2 
3. Principio de Pascal .................................................................................................................... 2 
3.1 Propiedades del principio de pascal ...................................................................................... 3 
4. Hidrodinámica ........................................................................................................................... 3 
4.1 Caudal ...................................................................................................................................... 3 
5. Principio de Benoulli ................................................................................................................. 3 
5.1 Principio de Benoulli modificado ........................................................................................... 4 
6. Dotación de Agua ...................................................................................................................... 4 
7. Almacenamiento ........................................................................................................................ 4 
8. Cálculo De Tinaco/ Cisterna / Bomba De Agua ...................................................................... 4 
8.1 Calculo de personas ................................................................................................................. 5 
Glosario .............................................................................................................................................. 7 
Bibliografía ........................................................................................................................................ 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PROLOGO 
 Mientras que normalmente ha sido la estructura la que ha tomado toda la atención en la 
arquitectura, las instalaciones por norma han sido puestas en un segundo plano. Lo común 
es que, una vez está configurado el programa, el espacio, la estructura y el sistema 
constructivo, las instalaciones se limiten a un “y dónde meto yo ahora esto”. 
Una correcta gestión de las instalaciones desde el momento de creación del proyecto permite 
su correcta integración en el conjunto del edificio. Junto con ello, trae consigo múltiples 
ventajas: mejor eficiencia energética, ahorro en el montaje, facilidad en los procesos de 
mantenimiento. Para este trabajo nos apoyamos del material que se nos proporciono en la 
universidad, junto con el Excel se pudo desarrollar distintas tablas con formulas que nos 
fueron de ayuda para el calculo de todo lo que se necesita, haciendo mas sencillo el trabajo 
de instalaciones. En las siguientes líneas se abarcará más acerca del cálculo de los distintos 
aditamentos que se necesitan para realizar la instalación hidráulica. 
 
INTRODUCCIÓN 
 
 Las instalaciones se pueden definir como el conjunto de redes y equipos fijos que 
permiten el suministro y operación de los servicios que ayudan a los edificios a cumplir las 
funciones para las que han sido diseñados. Para su adecuado funcionamiento todos los 
edificios tienen instalaciones, ya sean viviendas, fábricas, hospitales, etc., que en algunos 
casos son específicas del edificio al que sirven. La función de las instalaciones es llevar, 
distribuir y/o evacuar del edificio materia, energía o información, por lo que pueden servir 
tanto para el suministro y distribución de agua o electricidad como para la distribución de 
aire comprimido, oxígeno o formar una red telefónica o informática. En el siguiente ensayo 
se hablará específicamente de los conceptos, formulas, etc. para realizar instalaciones 
hidráulicas, se tratan conceptos como presión, hasta los pasos para el cálculo de las bombas. 
 
 
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1. La presión 
La presión es una magnitud física escalar representada con el símbolo p, que designa una 
proyección de fuerza ejercida de manera perpendicular sobre una superficie, por unidad de 
superficie. Es la fuerza normal por unidad de área, es decir equivale a la fuerza que actúa 
sobre la unidad de superficie. Para calcularla debemos dividir la fuerza normal entre el área 
de la superficie donde se aplica dicha fuerza. La presión puede ser clasificada en distintos 
tipos, pero solo nos concentraremos en tres de ellas, la presión atmosférica, esta es a la que 
se debe al peso del aire de la atmosfera. A nivel del mar es de una atmosfera, que equivale a 
1.033 kg/cm2; debemos saber que a mayor altura tenemos menor presión y a menor altura es 
mayor la presión. La presión relativa es la que se aplica sobre una unidad de área, sin 
considerar otros efectos y la presión absoluta es la suma de la presión atmosférica y la 
relativa. 
2. Ley de Stevin 
La ley de Stevin nos dice que la diferencia de presiones entre dos puntos situados dentro de 
un líquido en reposo es igual a la diferencia de la profundidad por el peso específico del 
líquido. La presión de un líquido no depende de la forma del recipiente, por lo que dependerá 
únicamente de la altura de la columna de líquido en el recipiente. Por lo tanto: el número de 
metros de profundidad equivale al número de kilogramos por metro cuadrado de diferencia 
de presiones. Cada diez metros de profundidad equivalen aproximadamente a una atmósfera 
de presión. 
3. Principio de Pascal 
El principio de Pascal o ley de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés 
Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase:” La presión ejercida por un fluido 
incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables, se transmite 
con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido”. En otras 
palabras, indica que: Cuando un fluido que está en reposo se le aplica una presión en alguna 
parte de su superficie, esta presión se transmite por igual a todas las partes del fluido. El 
principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes 
lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella 
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mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma 
velocidad y por lo tanto con la misma presión. 
3.1 Propiedades del principio de pascal 
Tomando en cuenta el principio de Pascal se pueden identificar las cinco propiedades 
siguientes de un fluido en reposo. Primera propiedad: En cualquier punto en el interior de 
un líquido en reposo la presión es la misma en todas las direcciones. Segunda propiedad: La 
presión en todos los puntos situados en un mismo plano horizontal en el seno de un fluido en 
reposo es la misma. Tercera propiedad: En un fluido en reposo la fuerza de contacto que 
ejerce en el interior de un fluido una parte de un fluido sobre la otra contigua al mismo tiene 
la dirección normal a la fuerza de contacto. Cuarta propiedad: La fuerza de la presión de un 
fluido en reposo se dirige siempre hacia el interior del fluido, es decir, es una compresión, 
jamás una tracción. Tomando como positivo el signo de compresión, la presión absoluta no 
puede ser jamás negativa. Quinta propiedad: La superficie librede un líquido en reposo es 
siempre horizontal. 
4. Hidrodinámica 
La hidrodinámica es la rama de la hidráulica que se encarga del estudio del comportamiento 
de los líquidos en movimiento, Para ello considera entre otras cosas la velocidad, la presión, 
el flujo y el gasto del liquido. La hidrodinamica investiga fundamentalmente a los fluidos 
incompresibles. Las aplicaciones de la hidrodinámica, se pueden ver en el diseño de canales, 
puertos, prensas, cascos de barcos, hélices, turbinas, y ductos en general. En esta parte se 
estudiarán los siguientes conceptos: 
4.1 Caudal 
El caudal, también conocido como flujo o gasto, es el volumen de fluido que pasa por 
determinada sección entre cada unidad de tiempo. El caudal se representa con la letra Q y las 
unidades de medida son lts/seg, m3/hr, gal/min, etc. Se puede calacular dividiendo la 
velocidad entre el tiempo o multiplicando el área por la velocidad. 
5. Principio de Benoulli 
El teorema de Bernoulli es la base para el cálculo de cualquier instalación hidráulica y postula 
que: “a lo largo de cualquier línea de corriente, la suma de las energías cinéticas, potencia y 
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piezométrica (p/y) es constante”. Esto significa que la diferencia de energía entre dos puntos 
es nula; por lo que enuncia el principio de conservación de la energía. Cada uno de los 
términos de la ecuación representan una forma de energía. En este caso, en la ecuación del 
teorema de Bernoulli, al no haber entre los puntos de análisis una transferencia o cambio de 
masa, ésta es una constante que se puede despreciar para simplificar la formula en Energía 1 
es igual a Energía 2. 
5.1 Principio de Benoulli modificado 
Es en 1738, que Daniel Bernoulli decide resolver el enigma, y presenta un experimento donde 
observa la salida de agua a través de un orificio de un tanque. Tras obtener los datos 
necesarios, afirma que el chorro no posee la misma velocidad que un cuerpo cayendo al vacío, 
pero que si tiene es capaz de adquirirla rápidamente. Sin embargo, esta deducción es 
mejorada por Johann Bernoulli, creando una ecuación más precisa, que es la que actualmente 
se maneja para el teorema de Bernoulli. La ecuación de Bernoulli dice que, si sumas la 
presión con la densidad de energía cinética y la densidad de energía potencial debida a la 
gravedad en cualquiera de los dos puntos de un flujo laminar, serán iguales. 
6. Dotación de Agua 
La dotación de agua es la cantidad mínima de agua para satisfacer el consumo diario y es 
calculada de acuerdo con el tamaño del lote. conocer la dotación mínima necesaria es 
indispensable para dimensionar la cisterna y el tinaco. La dotación de agua en una casa 
habitación de interés social es de 200 L/hab/día, departamentos de lujo son de 250 L/hab/día 
y para Residencias con alberca son de 500 L/hab/día. 
7. Almacenamiento 
Se sugiere al menos 1 día del consumo cuando el servicio es continuo; en caso contrario 
almacenar 2 días de consumo. Si no hay presión suficiente todo el día usar cisterna con 
bomba: siempre al menos el 40% de 1 día en el tanque alto y el resto en la cisterna o tanque 
bajo. 
8. Cálculo De Tinaco/ Cisterna / Bomba De Agua 
Ahora expondremos las formulas y los pasos a seguir para poder calcular cada una de las 
partes necesarias para las instalaciones hidráulicas 
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8.1 Calculo de personas 
Para el cálculo de personas, lo que se hace es multiplicar el número de recámaras por dos 
personas por cada recamara más 1 persona adicional que siempre debemos considerar por el 
número de cuarto(s) de servicio más 1 persona. Teniendo el numero de personas, ya podemos 
calcular el tinaco. 
8.2 Cálculo de Tinaco 
Para calcular la capacidad del tinaco es necesario multiplicar la dotación de agua por el 
número de personas por el coeficiente el cual siempre será uno. Y para escoger un tinaco es 
necesario revisar las especificaciones y elegir el que tengas igual o mayor capacidad a la de 
nuestro calculo, por ejemplo, si tenemos que al final nos quedó que necesitamos un tinaco de 
2500 lts, podemos elegir dos tinacos de 1100 lts y uno de 600 lts, por otra parte, también 
podemos adquirir un tinaco de 2500 lts. 
8.3 Cálculo de Cisterna 
Para diseñar una cisterna es necesario tener presente lo que determina el reglamento y las 
normas de construcción sanitarias para evitar en lo posible la contaminación del agua 
almacenada a base de una construcción impermeable y considerando las distancias mínimas 
recomendables entre la cisterna y los linderos más próximos, bajadas de aguas negras, y 
albañales; además de considerar las condiciones dadas por las características y dimensiones 
propias del terreno así como el volumen de agua requerido o por otras condiciones generales 
o particulares en cada caso. Para calcular la capacidad de una cisterna se necesita multiplicar 
la capacidad del tinaco por 1000 Lts y a ese resultado se le multiplica por el factor de 
abastecimiento que es siempre es 2, ese resultado que nos dé, se multiplica por el 15% que 
es el volumen de aire en la cisterna y ya por último se suman ambos resultados, dando al final 
la capacidad de nuestra cisterna. 
8.4 Cálculo de Bomba de agua 
Las bombas de agua son máquinas operadas hidráulicamente caracterizadas por su 
capacidad de transmitir energía a fluidos (en particular a líquidos) a través del trabajo de un 
campo de fuerzas centrífugas. Su objetivo principal es transferir fluidos a través de un 
aumento de presión. Para calcular la bomba de agua hay que tomar en cuenta que la eficiencia 
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(e), en los casos reales, se saca a partir de las eficiencias de los equipos utilizados (bomba y 
motor). Dónde las eficiencias promedio son: Para el motor (eléctrico-90%-0.90, Gasolina-
25-40%-0.25-40, Diesel-40%-0.40) y para la bomba (casera-60%-0.60, pozo profundo-80%-
0.80, industrial-70-80%-0.70-0.80). Teniendo esto claro podemos calcular la bomba, 
empezando por sacar el caudal de manera que primero debemos dividir el Volumen del tinaco 
entre el tiempo en segundos, después debemos sacar la Eficiencia multiplicando la eficiencia 
del motor por la de la bomba, luego debemos calcular la presión, sumando la altura del tinaco 
mas la altura de la tubería mas la altura de la cisterna. Después de obtener todos los resultados 
podemos proseguir a hacer la formula final, en la cual debemos multiplicar el caudal por la 
presión que se divide entre 75 multiplicado por la eficiencia, y así es como obtendremos el 
resultado final. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Glosario 
Instalaciones: son el conjunto de redes y equipos fijos que permiten el suministro y 
operación de los servicios que ayudan a los edificios a cumplir las funciones para las que 
han sido diseñados. 
Fuerza: es un fenómeno que modifica el movimiento de un cuerpo o bien lo deforma. Las 
fuerzas pueden representarse mediante vectores, ya que poseen magnitud y dirección. 
Fluido incompresible: es cualquier fluido cuya densidad siempre permanece constante con 
el tiempo, y tiene la capacidad de oponerse a la compresión de este bajo cualquier 
condición. Esto quiere decir que ni la masa ni el volumen del fluido puede cambiar. 
Émbolo: Pieza que se mueve alternativamente en el interior de un cuerpo de bomba o del 
cilindro de una máquina para enrarecer o comprimir un fluido o recibir de él movimiento. 
Velocidad: Magnitud física que expresa el espacio recorrido por un móvil en la unidad de 
tiempo, y cuya unidad en el sistema internacional es el metro por segundo ( m/s ). 
Energía: es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos 
mismos o en otros cuerpos. Es decir, el concepto de energía se define como la capacidad de 
hacer funcionar las cosas. 
Energía cinética: por su parte se manifiesta cuando los cuerpos se mueven y está asociada 
a la velocidad. 
Energía potencial: hace referencia a la posición que ocupa una masa en el espacio.Gravedad: es un fenómeno de la naturaleza por el cual los cuerpos que poseen masa se 
atraen entre sí de manera recíproca, con mayor intensidad conforme más masivos sean 
dichos cuerpos. 
Densidad: es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado 
volumen de una sustancia o un objeto sólido. Usualmente, se simboliza mediante la 
letra rho (ρ) del alfabeto griego. 
 
 
 
 
 
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Bibliografía 
Instalaciones I. (2013). Recuperado el 4 de marzo de 2022, de ARQUITECTURA Y 
EDUCACIÓN: http://aducarte.weebly.com/instalaciones-i.html 
Presión - Concepto, tipos de presión y ejemplos. (2013). Retrieved March 5, 2022, from 
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La energía. (2018). Retrieved March 5, 2022, from Endesa website: 
https://www.fundacionendesa.org/es/educacion/endesa-educa/recursos/que-es-la-
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Gravedad - Concepto, medición, unidades y ejemplos. (2013). Retrieved March 5, 2022, 
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