Guía metodológica para la realización de diseños hidráulicos san

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2016 
Guía metodológica para la realización de diseños hidráulicos, Guía metodológica para la realización de diseños hidráulicos, 
sanitarios y red contra incendios de proyectos con uso sanitarios y red contra incendios de proyectos con uso 
hospitalario en Colombia hospitalario en Colombia 
Wilmar Fernando Quiroga Quira 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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GUÍA METODOLÓGICA PARA LA REALIZACIÓN DE DISEÑOS HIDRÁULICOS, 
SANITARIOS Y RED CONTRA INCENDIOS DE PROYECTOS CON USO 
HOSPITALARIO EN COLOMBIA 
 
 
 
 
 
 
 
WILMAR FERNANDO QUIROGA QUIRA 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2016 
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GUÍA METODOLÓGICA PARA LA REALIZACIÓN DE DISEÑOS HIDRÁULICOS, 
SANITARIOS Y RED CONTRA INCENDIOS DE PROYECTOS CON USO 
HOSPITALARIO 
 
 
 
WILMAR FERNANDO QUIROGA QUIRA 
 
 
 
Trabajo de Grado Presentado como Requisito para Optar al Título de Ingeniero Civil 
Director Temático 
ING. SANDRA LILIANA URIBE CELIS 
Mag. En Gerencia Ambiental 
Mag. Ingeniería Civil 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2016 
 
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AGRADECIMIENTOS 
 
El autor expresa agradecimiento a: 
 
Sandra Liliana Uribe Celis, ingeniera civil directora del trabajo de investigación, por la 
colaboración y apoyo prestado a este trabajo investigativo. 
 
 Marlene Cubillos Romero, Magister en Lingüística Hispánica, por su asesoría constante en la 
organización metodológica del trabajo de investigación. 
 
 Los docentes de la línea de hidráulica de la Universidad de La Salle que contribuyeron a mí 
formación profesional en esta área. 
 
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DEDICATORIA 
 
Dedico cada uno de mis logros académicos y profesionales a mi hija: Ana Isabella Quiroga 
Castro y Samuel Quiroga Castro, quienes con su presencia me anima en todo momento a pensar 
en grande, proyectarme a futuro y me impulsa a sacar adelante cada una de mis metas. 
 
A mi novia Luz Andrea Castro Tavera, fuente de mi inspiración y motivación, por enseñarme a 
ver la vida con amor y entusiasmo, por su paciencia, apoyo incondicional en cada una de mis 
labores profesionales y personales, por sus observaciones permanentes y por su comprensión 
durante el desarrollo de este trabajo final de pregrado. 
 
A mi madre Edilma Quira Chantre, por su constante apoyo y quien a pesar de las diferencias 
siempre confía en mis virtudes como hijo y persona. 
 
A mi padre Héctor Enrique Quiroga Cristancho, a quien por sus grandes enseñanzas y respaldo 
agradezco mi formación profesional y personal, por su temple, carácter y credibilidad en mi 
trabajo y en cada actividad que emprendo. 
 
 
 
 
 
 
 
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TABLA DE CONTENIDO 
1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 9 
2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ......................................................................................... 10 
3. OBJETIVOS ................................................................................................................................... 10 
3.1. Objetivo General .................................................................................................................................... 10 
3.2. Objetivos Específicos ............................................................................................................................. 11 
4. MARCO REFERENCIAL .......................................................................................................... 11 
4.1. Antecedentes teóricos (estado del arte) .................................................................................................. 11 
4.2. Marco Teórico ........................................................................................................................................ 12 
4.3. Marco Conceptual .................................................................................................................................. 20 
4.4. Marco Normativo ................................................................................................................................... 34 
4.5. Marco Contextual .................................................................................................................................. 36 
5. METODOLOGÍA ......................................................................................................................... 39 
6. GUÍA METODOLÓGICA PARA LA REALIZACIÓN DE DISEÑOS 
HIDRÁULICOS, SANITARIOS Y RED CONTRA INCENDIOS DE PROYECTOS CON 
USO HOSPITALARIO ........................................................................................................................ 40 
I. Introducción ............................................................................................................................................... 40 
II. Sistema de abastecimiento y desagüe de agua ........................................................................................... 43 
III. Justificación ........................................................................................................................................... 45 
IV. Descripción del sistema .......................................................................................................................... 45 
V. Materiales para redes hidráulicas, sanitarias y de red contraincendios ................................................... 48 
VI. Estudio hidrológico ................................................................................................................................ 50 
a) Obtención de precipitaciones máximas a partir de registros de una estación pluviométrica. ...................... 51 
b) Pruebas de bondad y ajuste de los datos de una distribución ........................................................................ 51 
d) Obtención de la información en el IDEAM .................................................................................................... 52 
e) Análisis de la información .............................................................................................................................. 52 
f) Determinación de la tormenta de diseño ........................................................................................................57 
g) Curvas intensidad-duración-frecuencia ......................................................................................................... 57 
h) Creación de las curvas I-D-F ......................................................................................................................... 58 
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VII. Análisis de aprovechamiento de aguas lluvias ....................................................................................... 62 
VIII. Estudio hidráulico de agua potable ....................................................................................................... 69 
a) Cálculo del Volumen de Reserva de Agua potable. ........................................................................................ 70 
b) Dotaciones para el cálculo de agua potable en hospitales: ........................................................................... 71 
c) Acometida de Acueducto ................................................................................................................................ 72 
d) Cálculo de medidor general ........................................................................................................................... 86 
e) Cálculo de la demanda conforme al método Hunter modificado para Colombia .......................................... 89 
f) Cálculo de la demanda conforme a la NTC 1500 ........................................................................................... 94 
g) Redes de Distribución ..................................................................................................................................... 96 
h) Análisis de la ruta critica ................................................................................................................................ 98 
i) Parámetros para el análisis de la ruta crítica para agua fría ............................................................................ 98 
j) Principio teórico del Sistema de abastecimiento de agua potable .................................................................. 98 
k) Cálculo del Equipo de presión agua potable: ................................................................................................ 100 
l) Método para el fraccionamiento de bombas ............................................................................................... 104 
m) Cálculo Del Tanque Hidroacumulador ........................................................................................................ 105 
n) Información del cálculo de equipos de bombeo ........................................................................................... 111 
o) Características Equipo de presión de agua potable: ................................................................................... 111 
p) Criterio de selección de Plantas de tratamiento de agua potable .............................................................. 117 
IX. Estudio hidráulico agua caliente ...........................................................................................................118 
a) Estimación de caudales ................................................................................................................................ 120 
b) Red de distribución ....................................................................................................................................... 120 
c) Equipo de Calentamiento ............................................................................................................................. 123 
d) Balanceadoras de flujo ................................................................................................................................. 124 
e) Especificaciones de Válvulas ...................................................................................................................... 124 
f) Cálculo bomba recirculación para dimensionamiento de calderines o calderas - - Características del equipo
 125 
g) Requerimientos del sistema de agua caliente ............................................................................................... 125 
h) Recomendaciones ......................................................................................................................................... 126 
i) Selección de calderas ................................................................................................................................... 126 
X. Cálculo de redes sanitarias .......................................................................................................................128 
a) Descripción de sistema sanitario en hospitales ............................................................................................ 128 
b) Estimación de las demandas de consumo ..................................................................................................... 132 
c) Método de cálculo ........................................................................................................................................ 132 
d) Diseño de desagües ...................................................................................................................................... 133 
e) Criterios para el diseño de bajantes ............................................................................................................ 136 
f) Sistema de Ventilación de tubería ................................................................................................................ 138 
g) Selección de trampa de grasas ..................................................................................................................... 139 
h) Cálculo y diseño de un Tanque séptico modificado ..................................................................................... 141 
i) Tanque séptico modificado: .......................................................................................................................... 142 
j) Cálculo de un Filtro anaerobio .................................................................................................................... 149 
k) Dimensionamiento del filtro anaerobio ........................................................................................................ 151 
l) Características de vertimientos .................................................................................................................... 152 
k. Sistema pluvial o de aguas lluvias .............................................................................................................154 
a) Descripción del sistema ................................................................................................................................ 154 
b) Método de cálculo ........................................................................................................................................ 155 
c) Curvas de intensidad pluviométrica ............................................................................................................. 155 
d) Pendiente de terrazas ................................................................................................................................... 157 
e) Bajantes de aguas pluviales ......................................................................................................................... 158 
f) Colectores de aguas pluviales ...................................................................................................................... 158 
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g) Drenaje Perimetral ....................................................................................................................................... 158 
h) Sistemas de Drenaje en edificaciones........................................................................................................... 160 
i) Cálculo de desarenador ...............................................................................................................................161 
l. Estudio del sistema de protección contra incendio ...................................................................................166 
a) Información general sistema contra incendio .............................................................................................. 166 
b) Descripción general del sistema contra incendio ......................................................................................... 166 
c) Alcance en el Sistema de detección y alarma de incendio ............................................................................ 167 
d) Sistema de rociadores ................................................................................................................................... 167 
e) Sistema de mangueras ....................................................................................................................................... 173 
f) Método de extinción a utilizar ........................................................................................................................... 174 
g) Determinación del caudal requerido en uso hospitalario ............................................................................ 175 
h) Volumen de Reserva de agua para uso hospitalario .................................................................................... 180 
i) Cálculo del equipo de presión para redes contraincendios ........................................................................ 180 
j) Características del equipo de presión para sistema contra incendio. .......................................................... 182 
k) Selección de la Bomba auxiliar o Jockey ..................................................................................................... 183 
l) Rociadores automáticos ............................................................................................................................... 184 
m) Extensión de la Protección contraincendios ................................................................................................ 185 
n) Gabinetes contra incendio ............................................................................................................................ 186 
o) Definición de ubicación de la Siamesa ......................................................................................................... 187 
p) Soportes en redes de incendio ...................................................................................................................... 187 
q) Extintores...................................................................................................................................................... 189 
r) Pintura para redes contraincendios ............................................................................................................. 190 
s) Pruebas de hermeticidad red contra incendio .............................................................................................. 190 
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................... 191 
7. BIBLIOGRAFÍA Y CIBERGRAFÍA ..................................................................................... 196 
 
Lista De Tablas 
Tabla 1. Valores críticos para la prueba de kolmogorov – smirnov .................................................................... 56 
Tabla 2. Coeficiente de escorrentía en zonas urbanas ......................................................................................... 60 
Tabla 3. Oferta de agua lluvia –ejemplo .............................................................................................................. 66 
Tabla 4. Pérdidas por fricción de tubería, según manual pavco ......................................................................... 75 
Tabla 5. Pérdida por accesorios .......................................................................................................................... 78 
Tabla 6. Valores de k para ensanchamiento y contracción brusca ...................................................................... 84 
Tabla 7. Datos capacidad de medidor .................................................................................................................. 88 
Tabla 8. Unidades de abasto ................................................................................................................................ 89 
Tabla 9. Unidades de abasto para agua potable hospitales .................................................................................. 90 
Tabla 10. Caudal máximo probable – método de hunter modificado para colombia ............................................ 92 
Tabla 11. Unidades abasto conforme a la ntc 1500 ............................................................................................. 95 
Tabla 12. Ruta crítica del sistema agua potable - ejemplo ..................................................................................107 
Tabla 13. Ruta crítica sistema de agua caliente ejemplo .....................................................................................119 
Tabla 14. Demanda ac en aparatos ...................................................................................................................120 
Tabla 15. Balanceadoras de flujo ref. csm-61 ....................................................................................................124 
Tabla 16. Zonas correspondientes a red de aguas residuales patógenas usual en hospitales .............................128 
Tabla 17. Modelo de cálculo de desagües ...........................................................................................................134 
Tabla 18. Contribución de aguas residuales por persona ...................................................................................143 
Tabla 19. Tabla tiempos de retención ................................................................................................................144 
Tabla 20. Valores de tasa de acumulación de lodos digeridos.............................................................................144 
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Tabla 21.Tanque séptico modificado ..................................................................................................................145 
Tabla 22. Valores típicos de los principales contaminantes presentes en las aguas residuales ............................147 
Tabla 23. Dimensiones del filtro anaerobio .......................................................................................................151 
Tabla 24. Carga contaminante final ...................................................................................................................152 
Tabla 25. Tabla a valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado ...................152 
Tabla 26. Tabla b valores de referencia para los vertimientos realizados a la red de alcantarillado ..................153 
Tabla 27. Tabla de intensidad -duración –frecuencia .........................................................................................156 
Tabla 28. Capacidad hidráulica tubería corrugada de drenaje ...........................................................................159 
Tabla 29. Clasificación del material en suspensión, según su tamaño ................................................................162 
Tabla 30. Viscosidad cinemática del agua ..........................................................................................................163 
Tabla 31. Número de hazen ( ) ................................................................................................................164 
Tabla 32. Grupo y subgrupo de ubicación .........................................................................................................166 
Tabla 33. Requisitos para demanda de chorros de mangueras y duración del suministro de agua .....................175 
 
listade graficas 
Gráfica 1. Curva de pérdida de carga de medidor en función del caudal de diseño ............................................ 88 
Gráfica 2. Curva de caudal máximo probable método de hunter para colombia ................................................. 91 
Gráfica 3. Representación gráfica del caudal - curva de demanda-grafica de hunter ......................................... 95 
Gráfica 4. Diagrama de consumo sanitarios de push ......................................................................................... 96 
Gráfica 5. Curva característica de la bomba .....................................................................................................110 
Gráfica 6. Instalación colectores .......................................................................................................................136 
Gráfica 7.Sección Transversal Del Tubo ...........................................................................................................137 
Gráfica 8. Trampa de grasas en acero inoxidable ............................................................................................140 
Gráfica 9. Isométrico planta de tratamiento agua residual ...............................................................................146 
Gráfica 10. Corte Longitudinal De Un Tanque Séptico Con Filtro Anaerobio De Gravas En La Última Cámara
 .................................................................................................................................................................147 
Gráfica 11 .Curvas Idf.......................................................................................................................................157 
Gráfica 12. Curva Área/Densidad .....................................................................................................................176 
Gráfica 13. Reducción Del Área De Diseño Rociadores De Respuesta Rápida ..................................................177 
Gráfica 14. Descarga por rociador ....................................................................................................................178 
gráfica 15. Extintores .......................................................................................................................................189 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUCCIÓN 
 
Ante la esencial importancia que contrae la gestión del recurso hídrico para la existencia, en 
calidad de derecho humano y como servicio público de agua y saneamiento para la ciudadanía, se 
hace apremiante la labor, competencia y responsabilidad del proyectista hidráulico, como actor 
involucrado en el desarrollo de su infraestructura, en función de su asequibilidad y 
aprovechamiento sustentable. 
 
A razón de lo anterior, el presente trabajo de grado expone una guía metodología para formular, 
calcular y realizar diseños hidráulicos, sanitarios y de red contra incendios para edificaciones de 
uso hospitalario, conforme a la normatividad colombiana que le rige, estableciendo criterios 
teórico-prácticos concretos para su construcción, teniendo en cuenta los componentes que en este 
influyen, explicándolos de manera coordinada y coherente. 
 
El proyecto contempla el siguiente contenido: Sistema de abastecimiento, Estudio hidrológico, 
Estudio hidráulico de agua potable, Estudio hidráulico de agua caliente, Cálculo de Sistema de 
redes sanitarias, Cálculo de sistema pluvial y Sistemas de protección contra incendio. Con esto, 
el documento pretende proveer al proyectista una herramienta de consulta que oriente la 
presentación de diseños para este particular tipo de edificación, garantizando la optimización y 
uso eficiente del recurso hídrico, el funcionamiento de los aparatos y satisfacer las condiciones 
establecidas en la normatividad vigente, mejorando, facilitando y asegurando la ejecución, 
operación y calidad en el proceso constructivo de la obra y contrarrestando las posibles fallas que 
surjan en proyectos de esta naturaleza hidráulica. 
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2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 
 
La gestión de los servicios esenciales de agua y saneamiento básico sugieren al proyectista 
hidráulico su competencia y responsabilidad en virtud de garantizar su desarrollo y asequibilidad. 
El problema más común en el momento de proponer, evaluar y ejecutar proyectos hidráulicos, 
sanitarios y de red contraincendios para edificaciones, especialmente de uso hospitalario, es 
encontrar bibliografía que guíe de manera concreta al proyectista sobre la metodología apropiada 
para dimensionar y calcular proyectos de esta índole, planteando criterios técnico-teóricos y 
normativos que satisfagan el complejo entramado de variables que interactúan, facilitando la 
labor de consultoría y a su vez, su posterior ejecución en una obra. 
 
Lo anterior, puede derivar en diseños desarticulados con la normatividad vigente, requerimientos 
y conceptualizaciones, obviando acciones complementarias de tipo legal, institucional, social, 
económico y estético que sustentan el desarrollo de proyectos hidráulicos de propósito múltiple. 
 
Este proyecto presenta una propuesta metodológica con énfasis en edificaciones de uso 
hospitalario, teorizando paso a paso los criterios de diseño para la realización de proyectos de 
esta naturaleza, teniendo en cuenta sus particularidades. 
3. OBJETIVOS 
3.1. Objetivo General 
Proponer una guía metodológica para la elaboración de diseños hidráulicos, sanitarios y red 
contraincendios en edificaciones de uso hospitalario en Colombia, considerando la teoría y 
normatividad que le rige. 
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3.2. Objetivos Específicos 
 Presentar marco teórico, conceptual y normativo que guíe al proyectista hidráulico en el 
diseño de redes hidráulicas, sanitarias y contraincendios para edificaciones de uso 
hospitalario en Colombia. 
 Plantear guía metodológica que oriente al proyectista en la formulación de cálculos y 
memorias correspondientes a diseños hidráulicos, sanitarios y red contraincendios para 
edificaciones con uso hospitalario en Colombia. 
 Definir los lineamientos técnicos para el diseño de redes hidráulicas, sanitarias y 
contraincedios para hospitales en Colombia. 
 Indicar al proyectista el procedimiento para dimensionar las estructuras y los equipos que 
se usan en virtud de los estudios hidrológicos, hidráulicos, pluviales, sanitarios y red 
contraincendios propias de edificaciones hospitalarias en Colombia. 
 Explicar al proyectista la forma de sistematizar la información obtenida tras los estudios 
hidráulicos, pluviales, sanitarios y red contraincendios para presentar proyectos de 
diseños hidrosanitarios viables para edificaciones de uso hospitalario en Colombia. 
 
4. MARCO REFERENCIAL 
4.1. Antecedentes teóricos (estado del arte) 
Aunque se encuentra una amplia producción bibliográfica entorno a los diseños e instalaciones 
hidráulicas y sanitarias para edificaciones, así como una densa literatura sobre hidráulica de 
fluidos, todos cumplen la función como ineludible material de consulta y guía de apoyo para el 
exitoso desempeño de un proyecto de diseño propio d esta naturaleza. No obstante, es complejo 
hallar textos que actúen como guía metodológica para la presentación de proyectos hidráulicos, 
que indique un paso a paso, conjugando la investigación, el análisis y la experiencia en obra, con 
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la salud pública, la higiene personal, el diseño de construcción, los materiales de plomería, lás 
técnicas y la reglamentación, especialmente cuando el diseño corresponde a una edificación de 
uso hospitalario, particularmente. 
 
Uno de los documento más cercano al tema propuesto, lo presenta María Claudia Gómez, 
estudiante de la Universidad de La Salle en su proyecto de grado, en 1985, denominado 
“Instalaciones hidráulicas y sanitarias-edificio torre II agrupación de viviendaVILLA 
CALAZANS”, donde se pone en evidencia la metodología utilizada en el diseño hidráulico y 
sanitario para edificaciones de uso residencial. (Gómez, 1985) 
 
El presente trabajo pretende generar una guía práctica de consulta, entendible al ingeniero civil o 
sanitario que emprenda proyectos hidráulicos de consultoría para edificaciones de uso 
hospitalario, constituyéndose en herramienta para el dimensionamiento de redes hidráulicas, 
sanitarias y de red contra incendio, tomando como referencia la técnica, teoría y normatividad 
colombiana vigente. 
4.2. Marco Teórico 
 
Riccardo Petrella (2004), profesor emérito de la Universidad Católica de Lovaina, fundador del 
Comité Internacional para el Contrato Mundial del Agua y autor de “El manifiesto del agua” a 
través de este último llama la atención preguntado “¿Qué es el agua? A lo que responde: 
El agua es el elemento vital, esencial e insustituible para la vida de toda especie viva. 
Durante miles de años, los seres humanos han podido vivir sin petróleo, sin coche, sin 
nevera, incluso sin el euro y sin ordenador, del mismo modo que dentro de cien mil años 
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se podrá vivir sin petróleo, sin el gobierno de los Estados Unidos o del Parlamento 
Europeo y sin el teléfono móvil actual. Pero ningún ser humano ha podido vivir en el 
pasado, ni podrá vivir en el futuro, sin agua. Junto con el aire, el sol y la tierra, el agua 
es indispensable e irremplazable para la existencia de vida. Su carácter indispensable e 
insustituible hace del agua un bien común –una res publica, como decían los romanos 
hace dos milenios– de cuyo acceso no puede excluirse a nadie, sea cual sea la razón que 
eventualmente se esgrima. En efecto, cualquier medida privada o pública (nacional, 
local…) que se traduzca en limitaciones puestas al acceso al agua para un uso 
“duradero”, solidario y cooperativo, por razones étnicas, raciales, religiosas, 
económicas o estratégico-militares, es inaceptable y debería considerarse ilegal, ya que 
contraria al carácter indispensable e insustituible del agua para la vida. La 
disponibilidad del agua y su accesibilidad deben ser salvaguardadas y promovidas. La 
protección y la conservación del agua desde el punto de vista cuantitativo y cualitativo 
son responsabilidad colectiva. Corresponde a todos los miembros de la sociedad asumir 
dicha responsabilidad en común y ejercerla de manera compartida en interés de todas las 
especies vivas. El agua pertenece al ámbito de los derechos –y, por lo tanto, de los 
deberes– humanos (Petrella,2004) 
Partiendo de esta base, es relevante entender la importancia e impacto de la ingeniería civil desde 
el área hidráulica en servicio de lo público, debida su capacidad técnica y teórica, en beneficio de 
la existencia misma, ya que de su responsabilidad profesional dependen infraestructuras 
adecuadas que cumplan con los requerimientos de Agua potable y Saneamiento básico, 
elementos claves para mejorar las condiciones de vida de cualquier población. 
 
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De acuerdo con Vennard J. (1979) el deseo del hombre de comprender los fenómenos en los 
fluidos surgió cuando tuvo problemas de suministro de agua, de irrigación, de navegación y de 
energía hidráulica. Con sólo una rudimentaria apreciación de la física de los fluidos cavó pozos, 
construyó canales, operó ruedas hidráulicas y dispositivos de bombeo rudimentario y, al 
aumentar el tamaño de sus ciudades construyó acueductos cada vez más grandes que alcanzaron 
su mayor dimensión y grandeza en la ciudad de Roma. Pero, a excepción de las ideas de 
Arquímedes (287-212 a de JC) sobre los principios de flotación, en la mecánica de fluidos 
moderna aparece muy poco del escaso conocimiento de los antiguos. Después de la caída del 
Imperio Romano (476 d de JC) no existe, hasta la época de Leonardo Da Vinci (1452-1519), 
registro alguno de progreso en la mecánica de fluidos. Este gran genio proyectó y construyó la 
primera esclusa de cámaras para un canal, cerca de Milán e introdujo una nueva era en la 
ingeniería hidráulica; sin embargo hasta la época de Leonardo los conceptos sobre el movimiento 
de fluidos debe considerarse más, UN ARTE QUE COMO UNA CIENCIA. 
 
Después de la época de Leonardo la acumulación de conocimientos sobre hidráulica ganó 
momentum rápidamente, siendo sobresalientes las contribuciones de Galileo, Torricelli, Mariotte, 
Pascal, Newton, Pitot, Bernoulli, Euler y D’Alembert a los principios básicos de la ciencia. 
Aunque las teorías propuestas por estos científicos se confirmaban en general por experimentos 
rudimentarios, las divergencias entre la teoría y la realidad condujeron a D’Alembert a declarar 
en 1744, “La Teorìa de los fluìdos deberá basarse necesariamente en la experimentación” 
D’Alembert demostró que no existe resistencia al movimiento de un cuerpo cuando este se 
mueve a través de un fluido ideal (no viscoso o invíscido), pero es obvio que esta conclusión no 
puede aplicarse a los cuerpos que se mueven a través de fluidos reales. Esta discrepancia entre la 
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teoría y el experimento, que se denominó la paradoja de D’Alembert, ha sido ya resulta. No 
obstante, demuestra con claridad las limitaciones de la teoría de esa época para la resolución de 
problemas sobre fluidos. Con motivo del conflicto entre la teoría y la experimentación, surgieron 
dos escuelas de pensamiento para el estudio de la mecánica de los fluidos, una que trataba acerca 
de los aspectos teóricos y otra que acerca de los aspectos prácticos del flujo de los fluidos. En 
cierto sentido estas escuelas de pensamiento han subsistido hasta la actualidad, lo que ha 
resultado como el campo matemático de la hidrodinámica y la ciencia práctica de la hidráulica 
(p. 17-18). Por tanto, el presente proyecto pertenece especialmente al campo de la hidráulica. 
 
Según Juan José Bolinaga (1999), en su texto Proyectos de Ingeniería hidráulica, “la ingeniería 
hidráulica es la rama de la ingeniería civil que se ocupa de planificar, proyectar, construir y 
operar las obras hidráulicas; entendiendo por estas últimas, las obras civiles cuya función es 
captar, regular, controlar, transportar, distribuir, recolectar y disponer de las aguas o bien 
protegerse de ellas. En un sentido más específico se acepta que una obra civil tenga el carácter 
antes dicho, si sus dimensiones han sido establecidas tomando mayormente en consideración 
criterios y normas hidráulicas e hidrológicas.” 
 
Siguiendo la definición anterior, se establece que el objetivo de la ingeniería hidráulica es fijar 
las mencionadas dimensiones. Sin embargo, para alcanzar ese objetivo se requiere 
frecuentemente de un proceso largo y complejo que consiste no únicamente en la aplicación de 
técnicas, criterios, normas y cálculos hidráulicos -o de las otras ramas de la ingeniería civil- sino 
que conlleva consideraciones de diversa índole, dentro de un marco conceptual de referencia más 
amplio. 
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El proceso a que se ha hecho referencia se denomina Planificación de proyectos hidráulicos, el 
cual, a su vez, forma parte de uno más amplio que engrana al anterior con la planificación del 
desarrollo y que se denomina Planificación del uso de los recursos hidráulicos. 
 
Esto ha conducido a la elaboración de planes generales en diversos países. Las ramificaciones del 
primer proceso señalado, se empiezan a conocer al analizar el concepto de proyecto hidráulico. 
 
El concepto de proyecto hidráulico está íntimamente ligado, en su sentido más amplio, a los 
usos que el ser humano haga del agua. En su concepción más general, esos usos son de dos tipos: 
por un lado, aquellos que utilizan el agua con fines de aprovechamiento y, por otro lado, 
aquellos que suministran protección contra los efectos dañinos de ella. En otras palabras, se 
entiende por usar el agua modificar su acontecer natural, es decir,su ciclo hidrológico. 
(Bolinaga, 1999). 
 
Para la presente guía, dentro del uso como aprovechamiento, se puede fijar el de abastecimiento 
urbano, “que se refiere al empleo del agua en poblaciones, y comprende el uso propiamente 
doméstico (alimentación, sanitario y, en general del hogar); el uso público (lavado de calles, 
fuentes, suministro a edificaciones públicas, riego de parques y similares); el uso comercial 
(oficinas, comercios, depósitos y sitios similares; y el uso industrial, bien sea como materia prima 
o como medio secundario (refrigeración, lavado y transporte)”. En este contexto, los proyectos 
hidráulicos para edificaciones, específicamente, de uso hospitalario corresponden al suministro 
de edificaciones públicas. No obstante, también puede estar vinculado al llamado uso ecológico, 
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que implica “la ayuda del agua al mantenimiento de un medio que proporcione las condiciones 
más favorables a los factores biológicos y, por lo tanto, mayor bienestar a la humanidad” 
(Bolinaga, 1999). 
 
En cuanto a los usos dirigidos a protegerse de la acción destructiva del agua, el presente proyecto 
puede clasificarse dentro de la disposición de aguas servidas, “que comprende la re-colección y 
descarga de las aguas contaminadas por el uso que el hombre ha hecho de ellas directa o 
indirectamente. Nótese que en este caso la acción destructiva está más relacionada con la calidad 
que con la cantidad.” (Bolinaga, 1999). 
 
Aunque existen clasificaciones y definiciones de estos mismos, la presente guía evidencia que 
los proyectos hidráulicos son de propósito múltiple y conllevan para cada obra hidráulica 
acciones de carácter físicas como complementarias. Dentro de estas últimas, se encuentran las 
legales, institucionales, sociales, económicas, administrativas y hasta estéticas, indicando el 
grado de complejidad que reúnen estos proyectos para su proceso de elaboración y planificación 
en todos los estados de su desarrollo. “Esta complejidad se refleja, entre otras cosas, en el 
conjunto de especialidades profesionales y subprofesionales cuyo concurso es necesario reunir 
para llevar adelante un proyecto de esta naturaleza. Estas especialidades irían desde los 
ingenieros hidráulicos y los de otras ramas de la ingeniería civil (sanitaria, estructural, suelos, 
vial y geotécnica), hasta los ingenieros agrónomos, eléctricos, mecánicos e industriales; y, 
también, los abogados, los economistas y los sociólogos, además del personal subprofesional de 
asistencia.” 
 
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Sin embargo, aún su multiplicidad e interdisciplinaridad, dentro de la literatura, se encuentra que 
las obras hidráulicas se dividen en diferentes tipos, para lo que, en este proyecto, se relacionan 
con obras de conducción, distribución y recolección. Las primeras, como su nombre lo indica, 
“se emplean para transportar agua desde los lugares de captación a los sitios de consumo, o de 
éstos a los de descarga. Las tuberías o conductos cerrados, los canales y los cauces de ríos o 
quebradas, son representativos de este tipo de obra y, con un criterio más amplio, también lo son 
los buques y los camiones cisternas.” (Bolinaga, 1999) Las segundas, de distribución, “son las 
obras cuya función es repartir el agua entre los usuarios. Los ejemplos más representativos son 
las tuberías y canales y, también nuevamente/los camiones cisternas. (Bolinaga, 1999). 
Finalmente las terceras “son aquellas que recogen los excesos de agua y los llevan hasta la 
conducción de descarga respectiva. Los ejemplos más representativos, además de las tuberías y 
los canales, son los sumideros y los empotramientos de aguas servidas.” (Bolinaga, 1999). 
 
Por lo anterior, el proyectista hidráulico es el responsable de dirigir y coordinar el proyecto, 
manteniendo el vínculo de todas las especialidades implicadas, a fin de satisfacer las necesidades 
planteadas para el sistema hidráulico y sanitario, considerando los conceptos hidráulicos más 
relevantes para la presentación de cálculos y diseños de una edificación, conceptos que están 
claramente especificados en el marco conceptual. 
 
Por otra parte, en cuanto se refiere a los aparatos sanitarios, se pueden definir como instrumentos 
o dispositivos generalmente mecánicos, compuestos de diferentes piezas combinadas; que tienen 
como objetivo el aseo personal, la evacuación de aguas servidas o aguas lluvias, la limpieza de 
objetos y otras funciones especiales. Éstas cumplen con una doble función: de terminales del 
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suministro de agua y de origen del sistema de evacuación. Esto permite definir la cantidad de 
agua que debe abastecerse y, al mismo tiempo, el volumen de aguas servidas que va a evacuar. 
Tales condiciones de funcionamiento son la base para definir las características de los 
dispositivos que hay que instalar y sus sistemas auxiliares (Rodríguez Díaz, 2005, p.3). 
 
Los criterios del diseñador facilitan la instalación y mantenimiento de los aparatos sanitarios, 
recomendando su ubicación en lugares iluminados y ventilados, con el fin de evitar la 
contaminación del agua potable, garantizando su adecuado uso, funcionamiento, comodidad y 
economía (Rodríguez, 2005). 
 
La hidráulica básica de los sistemas a presión, útil para el diseño de instalaciones hidráulicas y 
sanitarias, requerirá de la aplicación de dichos conceptos dados en ecuaciones. Por ejemplo, 
como resultado del análisis de la ecuación de energía y de Bernoulli, se conoce la variación de la 
energía a lo largo de un sistema; comportamiento que se realiza a partir de lo que en hidráulica se 
denomina línea de energía y línea piezométrica (Rodríguez, 2005), que se va a utilizar a lo 
largo de cualquier diseño. Junto con estas, se requerirá la aplicación de fórmulas que consideren 
las pérdidas de energía por fricción, locales (por ampliación y reducción de sección, de dirección, 
por entrada o por salida, por válvulas o sistemas de control, por bifurcación, por dispositivos de 
control de flujo) y la longitud equivalente. 
 
La presente guía se realiza de conformidad a los criterios técnicos, teóricos y normativos para el 
diseño de instalaciones hidráulicas, sanitarias y de red contra incendio propuestas para la 
construcción de edificaciones de uso hospitalario en Colombia, que se verán reflejadas a lo largo 
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del desarrollo del documento, garantizando el funcionamiento óptimo los sistemas y 
satisfaciendo y asegurando la calidad en el proceso constructivo de la obra. 
4.3. Marco Conceptual 
 
A continuación se presentan los conceptos que sirven de referencia para el desarrollo de la 
presente guía. 
 Acometida: derivación de la red de distribución que llega hasta el registro de corte de un 
usuario. 
 Agua potable: reúne los requisitos organolépticos, físicos, químicos y microbiológicos 
que la hacen apta y aceptable para el consumo humano; cumple con el Decreto 1575 de 
2007 y la Norma Técnica Colombiana NTC 813. 
 Aparato sanitario: artefacto que facilita la utilización del agua potable, está conectado a 
una instalación interior y descarga al sistema de desagüe una vez utilizado. 
 Aguas lluvias: aguas provenientes de la precipitación pluvial. 
 Aguas residuales/servidas: desechos líquidos provenientes de los aparatos sanitarios. 
 Aguas residuales Patógenas: residuos líquidos peligrosos provenientes de las salas de 
atención de enfermedades infectocontagiosas. 
 Alcantarillado: conjunto de obras para la recolección, conducción y disposición final de 
las aguas residuales o de las aguas lluvias. 
 Alcantarillado combinado: sistema compuesto por todas las instalaciones destinadas a la 
recolección y transporte simultaneo de aguas residuales y de aguas lluvias. 
 Aparato sanitario: es un aparato conectado a las instalaciones habitacionales y está 
destinado al uso del agua para fines higiénicoso a recibir desechos de aguas usadas. 
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 Aportación: cantidad de agua negra y residual que se vierte al sistema de alcantarillado. 
 Bajante: tubería principal, vertical, de un sistema de desagüe de aguas lluvias o 
residuales que se extiende a través de uno o más pisos. 
 Caja de ventilación: es una tubería horizontal con salida para la atmosfera en un punto y 
destinada a recibir dos o más tubos de ventilación. 
 Caja colectora: caja donde se reúnen los residuos líquidos que requieren de elevación 
mecánica. 
 Caja de distribución. Caja destinada a recibir los residuos y distribuirlos uniformemente 
y en forma proporcional al escurrimiento afluente, a modo de mantener las descargas 
próximas a las cantidades preestablecidas 
 Caja de inspección: estructura para la conexión de desagües subterráneos con posibilidad 
de inspección. Debe estar provista de cañuelas en mortero que garanticen el flujo y de 
tapa removible. 
 Caja de paso: caja dotada de una rejilla o trampa ciega destinada a recibir agua de 
limpieza de pisos y afluentes de tuberías secundarias de una misma unidad autónoma. 
 Caja Domiciliar: estructura localizada fuera del paramento del predio, a partir de la cual 
se realiza la conexión domiciliaria al sistema de alcantarillado. 
 Caja retenedora: dispositivo proyectado e instalado para separar y retener sustancias 
indeseables en las redes de drenaje sanitario. 
 Caja sifonada: caja dotada de lecho hídrico destinada a recibir afluentes de la instalación 
secundaria de desechos. 
 Cárcamo: deposito excavado en el suelo para captar la escorrentía superficial. 
 Carga total: Es igual a la pérdida de carga más la carga de velocidad en el punto de 
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descarga. 
 Caudal: volumen de agua que pasa por una sección en una unidad de tiempo. 
 Cisterna: tanque de almacenamiento de agua potable construido bajo el nivel de suelo. 
 Colector habitacional: es un tramo de tubería que está comprendido entre la última 
inserción del subcolector, ramal de desechos o de descarga y el colector público. 
 Colector público: tuberías pertenecientes al sistema público de drenaje sanitario y 
destinado a recibir y conducir los afluentes de los colectores habitacionales. 
 Columna de ventilación: Es un tubo ventilador vertical que se desenvuelve a través de 
uno o más pisos o niveles y cuya extremidad superior está abierta a la atmosfera o 
conectada a un tubo ventilador primario o caja de ventilación. 
 Conexión al colector público: Punto de inserción al colector público. 
 Conexión domiciliaria: conducto que transporta las aguas residuales, lluvias o 
combinadas desde la caja domiciliar de inspección hasta un colector de la red pública de 
alcantarillado. 
 Corriente laminar en tuberías: Las leyes de la corriente laminar en las tuberías rectas se 
determinaron experimentalmente, en forma independiente, por Hagen y Poiseuille. La ley 
de Hagen – Poiseuille puede deducirse a partir de los principios fundamentales como 
sigue: considérense las fuerzas que obran sobre un cilindro de líquido de longitud l y 
radio r. Sí el movimiento es uniforme, la fuerza originada por la diferencia de presión 
sobre los extremos del cilindro, tiene que equilibrarse exactamente con la resultante de 
los esfuerzos cortantes de su superficie lateral. Puede verse por as fórmulas que en 
corriente laminar, la velocidad media es la mitad de la velocidad máxima. En corriente 
laminar f es completamente independiente de la rugosidad, pues sólo varía con el número 
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Reynolds, es decir, con la resistencia relativa de las fuerzas viscosa y la inercia. El trabajo 
experimental de Hagen y Poiseuille y los ensayos efectuados por muchos investigadores 
posteriores han establecido la exactitud de esta relación dejándola fuera de duda. Esta 
relación se verifica tan perfectamente que la aplicación a tuberías circulares es uno de los 
métodos básicos empleados para determinar la viscosidad. La ley de Hagen y Poiseuille o 
la relación correspondiente entre f y R, se aplican cuando R es menor de 2000. En el 
intervalo de números de Reynolds de 2000 a 4000, la corriente pasa de laminar a 
turbulenta. Los valores de f son inciertos en este intervalo. Para el cálculo de una tubería 
que trabaje en este intervalo, el único procedimiento seguro es suponer que la corriente es 
turbulenta y elegir f prolongando las curvas. 
 Corriente turbulenta en tuberías: Cuando la corriente ocurre a número de Reynolds 
mayores de 4000, los valores de f en la fórmula de Darcy-Weisbach, varían con la 
rugosidad, la viscosidad y la densidad. La corriente turbulenta se divide en tres 
categorías, a saber: en tubos lisos, en tubos relativamente rugosos a velocidades grandes, 
y en la zona de transición comprendida entre las dos primeras categorías. En la corriente 
en tubos muy lisos, los valores de f varían con R. Nunca llega a convertirse en una recta 
horizontal, lo cual demuestra que las propiedades de los líquidos influyen sobre la 
corriente en todo intervalo de números de Reynolds. Los tubos de vidrio y los de metal 
estirado con superficie muy lisa se encuentran en esta categoría. En la zona de turbulencia 
completamente establecida o plena las curvas f se vuelven horizontales, demostrando así 
que la corriente es completamente independiente de las propiedades de los líquidos. 
Nikuradse demostró que los valores de f situados en dicha zona sólo dependen de la 
rugosidad relativa (ε/d) siendo ε la rugosidad absoluta y d el diámetro del tubo, en las 
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mismas unidades ensayando tubo cuya rugosidad fue producida artificialmente con arena 
de tamaño uniforme. La tercera categoría de corriente turbulenta se presenta cuando los 
valores de f se encuentran en la zona comprendida entre la cura para tuberías lisas y la 
línea de trazos. La corriente en los tubos comerciales se produce generalmente dentro de 
esta categoría. En esta zona, las curvas de f para los diversos valores de la rugosidad 
relativa se separan en puntos sucesivos de aquellas para tuberías lisas y se vuelven 
horizontales usando entran en la zona de turbulencia plena. Este principio de rugosidad 
fue difícil de aplicar, pero fue vencido por Colebrook y White, quienes establecieron la 
relación entre f y R, por medio de su ecuación, donde se logró calcular los valores de la 
rugosidad en tubos comerciales de distintos l, comprando los valores de f para estos tubos 
con los de Nikuradse para tubos con rigurosidad artificial. Rouse Hunter avanzó más y 
presentó la tabla de valores de rugosidad. La línea de trazos que separa a la zona de 
transición con la de turbulencia plena, fue sugerida también por Rouse. La rugosidad 
aumenta con la edad en los tubos sujetos a corrosión. 
 Densidad (ρ): La densidad de un fluido se define como su masa por la unidad de 
volumen. [M/L
3
] 
 Densidad Relativa (S): Relación existente entre el peso de un fluido y el peso de un 
volumen ideal de agua. Es un parámetro adimensional. 
 Desconectado: dispositivo provisto de lecho hídrico destinado para impedir el paso de 
gases,(también llamado tapón hidráulico) 
 Diámetro nominal: es un número simple que sirve para clasificar dimensionalmente los 
elementos de las tuberías (tubos, conexiones, conductos, cajas etc.) y que corresponde en 
forma aproximada al diámetro interno de la tubería, generalmente se expresa en 
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milímetros (mm). 
 Disponibilidad: La disponibilidad de agua dulce se calcula midiendo las corrientes de 
agua y la precipitación de cada país menos la cantidad de evaporación. El agua dulce se 
refiere al agua potable para beber, para irrigar los sembrados y par la mayoría de los usos 
industriales. 
 Drenaje: residuo líquido que debe ser conducido a un destino final. 
 Drenaje sanitario: son los desechos provenientes del uso del agua para fines higiénicos. Drenaje combinado: red de alcantarillado por la que se desalojan simultáneamente las 
aguas negras, residuales y pluviales. 
 Drenaje separado: red de alcantarillado diseñada para desalojar exclusivamente las 
aguas negras y residuales o las aguas pluviales. 
 Ecuación de Energía: En hidráulica la energía Total (ET) de un fluido incompresible en 
movimiento puede representase por la suma de las energías potencial, cinética y de 
presión. 
 Ecuación de Bernoulli: Establece que la energía total en un punto es constante para un 
flujo permanente 
 Equipo eyector de aguas negras: dispositivo mecánico fijo, que sirve para evacuar 
aguas negras o desechos líquidos que no puedan ser evacuados por gravedad. 
 Fórmula de Manning: Fórmula para calcular las pérdidas de energía en las tuberías y 
que se aplica para determinar el diámetro en centímetro dcm, la pendiente s y la descarga 
Q. Como las fórmulas de la hidráulica no son suficientemente exactas para justificar los 
cálculos prolijos, no se recomienda gran exactitud en la interpolación. Para la resolución 
de diversos problemas con esta fórmula se plantea la utilidad de varias tablas. 
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 Fosa séptica: unidad de sedimentación y digestión de flujo horizontal y funcionamiento 
continuo destinado al tratamiento primario del drenaje sanitario. 
 Fluido: Toda sustancia capaz de fluir (líquidos y gaseosos) y su principal característica 
es no tener forma propia, pues adquiere la forma del recipiente que la contiene. En el caso 
de las instalaciones hidráulicas y sanitarias, los fluidos que se transportan son agua y aire. 
Algunas de sus propiedades más importantes son: Densidad (ρ), Pesos específico (ϓ), 
densidad relativa (S), presión (P), Viscosidad absoluta (µ), Viscosidad cinemática (ʋ). 
 Golpe de ariete: sobrepresión producida por la detención brusca del flujo de agua. 
 Hidrostática: Es la rama de la hidráulica que estudia las presiones y fuerzas producidas 
por el peso de un fluido en reposo. 
 Inodoro: aparato sanitario destinado a recibir exclusivamente los desechos humanos. 
 Instalación primaria de drenaje. Conjunto de tuberías y dispositivos donde tienen 
acceso los gases provenientes del colector público o de los dispositivos de tratamiento 
 Instalación secundaria de drenaje. Conjunto de tuberías y dispositivos donde no tienen 
acceso los gases provenientes del colector público o de los dispositivos de tratamiento 
 Instalaciones hidráulicas: en las edificaciones, es el conjunto de tuberías y muebles que 
distribuyen el agua potable. 
 Instalaciones sanitarias: en las edificaciones, es el conjunto de tuberías y muebles que 
desalojan el agua de desecho del consumo humano. 
 Lecho hídrico: Capa líquida de un desconectador que impide el paso de los gases. 
 Longitud Equivalente: Consiste en expresar las pérdidas locales en función de una 
longitud de tubo equivalente (Le) de igual diámetro para cada uno de los accesorios del 
sistema, es decir, se busca que produzca la misma pérdida entre el accesorio en cuestión y 
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el tramo recto de cierta longitud y de mismo diámetro 
 Manómetros: Son tubos unidos a depósitos, tuberías o canales con el fin de medir su 
presión. Se utilizan las ecuaciones de la hidrostática para determinar presiones a partir de 
las lecturas manométricas, aun cuando los manómetros se emplean con mayor frecuencia 
para medir las presiones de los fluidos en movimiento. Para asegurarse de que no se 
incluyen fuerzas debidas a la aceleración en las lecturas manométricas, es necesario 
instalar el tubo en una pared paralela a las líneas de corriente o flujo de manera que la 
abertura o boca, no perturbe la trayectoria de dichas líneas. Cuando los manómetros 
contienen solamente el fluido que pasa por el conducto, se les llama piezómetros, que son 
medidores de la presión muy sensibles, pero no son prácticos para la medición de grandes 
presiones por la longitud excesiva de tubo que necesitan. 
 Pendiente: declive o inclinación de una tubería, referida a un plano horizontal. Se 
expresa en porcentaje o en milímetros de desnivel por metro de longitud del tubo. 
 Pérdida de carga a la entrada: tiene lugar en donde el agua entra al conducto 
procedente de una masa de agua tranquila relativamente grande, H0. 
 Pérdida de la carga debida al rozamiento: es la pérdida continua de carga, 
prácticamente constante por unidad de longitud, que se produce en todos los conductos. 
No incluye las pérdidas de carga súbitas que resultan por cambios de velocidad, ni la 
pérdida adicional resultantes de curvas o codos, H1. 
 Pérdida de carga a causa del ensanchamiento, en donde el conducto cambia de una 
sección a otra de mayor área. Un caso especial es cuando un conducto descarga a un 
volumen grande de agua tranquila, H2. 
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 Pérdida de carga por contracción: tiene lugar cuando el área de la sección de un 
conducto se hace menor. La pérdida de carga en la entrada es un caso especial, H3. 
 Pérdida de carga debida a obstrucciones: tiene lugar donde quiera que haya una 
obstrucción a la corriente, H4. 
 Pérdida de la carga debida a las curvas o cambios de dirección: que tiene lugar en 
cada parte en la que haya un cambio de alineación, H5. 
 Pérdidas secundarias: Pérdidas de carga no causadas por rozamiento. 
 Pérdida de carga total: Es la pérdida de carga debida a todas las causas, Hα. 
 Pérdida de energía debida al rozamiento: Muchos investigadores han tratado de 
determinar las leyes que rigen el flujo o circulación de los fluidos en las tuberías. Una de 
las primitivas expresiones de pérdida de energía en una tubería fue desarrollada por 
Chezy en 1775. Se han desarrollado muchas fórmulas empíricas a partir de datos de 
ensayos y la mayoría de ellas parten de la hipótesis de que la pérdida de energía sólo 
depende de la velocidad, las dimensiones del conducto y la rugosidad de la pared. (1883) 
demostraron que la densidad y la viscosidad del fluido influyen en la pérdida de energía, 
y más tarde, principalmente como deducción del trabajo de Nikuradse (1933), se 
reconoció generalmente que el efecto de la rugosidad no depende del valor absoluto de 
esta sino de su relación a diámetro del tubo. De todas las fórmulas usadas para determinas 
las pérdidas de energía en las tuberías, solamente la fórmula Darcy-Weisbach permite la 
evaluación apropiada del efecto de cada uno de los factores que afectan la pérdida. Esto 
se logra transportando el coeficiente de rozamiento (f) en función del número de 
Reynolds (R). El flujo, corriente, en las tuberías se divide en dos tipos generales, laminar 
y turbulento. Cuando la corriente es laminar, las capas adyacentes del fluido se desplazan 
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paralelas entre sí y no hay velocidades transversales de la corriente. La corriente 
turbulenta se caracteriza por la presencia de velocidades transversales de la corriente que 
originan remolinos. Se tiene corriente laminar cuando R es menor de 2000 y turbulenta 
cuando R es mayor de 4000. 
 Peso Específico: (ϓ) El peso específico de un fluido se define como su peso por unidad 
de volumen y cambia con el lugar por efectos de la aceleración de la gravedad [W/L
3
] 
 Precipitación: Caída de agua atmosférica en forma de lluvia. 
 Presión: cociente entre la fuerza aplicada a una superficie entre el área de la 
misma.[F/L
2
] 
 Presión atmosférica: es el peso que ejerce el aire de la atmósfera como consecuencia de 
la gravedad sobre la superficie terrestre o sobre una de sus capas de aire. El planeta 
tierra está formado por una presión sólida (las tierras), una presión liquida (las aguas) y 
una gaseosa (la atmósfera). La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve todo el planeta 
y está formado por mezcla de gases que en conjuntos llamamos aire, como todos los 
cuerpos, tiene peso, el cual ejerce una fuerza sobre la superficie terrestrees lo que 
llamamos presión atmosférica. La presión atmosférica varia, no siempre es igual en los 
diferentes lugares del planeta, ni en la diferente época del año. La variación lineal, o 
proporcional a la altura, deducida para los líquidos, no se aplica a la presión atmosférica 
(ni a ninguna atmósfera gaseosa), porque la densidad de la atmósfera varía con la altitud. 
El valor medio de la presión atmosférica al nivel del mar se toma ordinariamente como 
1.033 kilogramos por centímetro cuadrado. A los medidores de presión atmosférica se les 
llama barómetros. Como podemos ver la presión ejercida. Por lo atmosférica se debe al 
peso (P: m.z) de la misma su valor es de 1001.000 páscales que corresponde a la presión 
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normal. Existen otras unidades para medir la presión y la equivalencia entre estos son: 
101.000 Pa = 1 atm = 760 mm Hg = 101 mb 
 Presión de un fluido: La fuerza por unidad de área que obra sobre una superficie real o 
imaginaria situada dentro de un fluido se llama presión, se demuestra que la presión en un 
punto cualquiera de un fluido actúa con igual intensidad en todas las direcciones. La 
fuerza resultante de la presión del fluido sobre la superficie limitadora ha de ser normal a 
ésta en todos sus puntos, a causa de la incapacidad de los fluidos en reposo para transmitir 
esfuerzos cortantes o tangenciales. La variación de la presión con la profundidad o altura 
dentro de un líquido se calcula considerando las fuerzas que obran sobre el prisma 
vertical de altura Δh y área de su sección Δa. La suma de todas las fuerzas que obran 
sobre este prisma en dirección vertical, así como en todas las demás direcciones, debe ser 
igual a cero. Las fuerzas verticales son el peso del prisma líquido, la fuerza debida a la 
presión p1 que obra en la parte superior y la debida a p2 que obra en la parte inferior. En 
los trabajos de ingeniería es de uso más común la presión manométrica. 
 Potabilización de agua: procedimiento por medio del cual se logra que el agua obtenga 
las características necesarias para el consumo humano. 
 Pozo eyector: tanque que recibe aguas lluvias o servidas que no pueden ser evacuadas 
por gravedad y requieren vaciarse por medio mecánico. 
 Pozo de visita: dispositivo destinado a permitir la visita de inspección, limpieza y no 
obstrucción de las tuberías. 
 Ramal de descarga: tuberías que reciben directamente los afluentes de los aparatos 
sanitarios. 
 Ramal de drenaje: tubería que recibe los afluentes de los aparatos sanitarios. 
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 Ramal de ventilación: tubo ventilador interconectado al desconectador o ramal de 
descarga de uno o más aparatos sanitarios a una columna de ventilación o a un ventilador 
primario. 
 Red pública de drenajes sanitarios: conjunto de tuberías pertenecientes al sistema 
urbano de drenajes sanitarios directamente controlado por las autoridades públicas. 
 Registro: caja dotada de rejilla en la parte superior destinada a recibir aguas de limpieza 
de piso y de regadera (ducha) 
 Registro sifonado: caja sifonada provista de una rejilla 
 Reflujo: flujo en el sentido inverso al previsto para un conducto. 
 Sifón: desconectador destinado a recibir los afluentes de las instalaciones de drenajes 
sanitarios. 
 Sello hidráulico: volumen de agua existente en un sifón. 
 Sistema de desagüe: conjunto de tuberías, accesorios y equipos, destinados a la 
evacuación de las aguas servidas y aguas lluvias de una edificación. 
 Sistema de suministro de agua potable: conjunto de tuberías, accesorios, equipos y 
griferías destinados al manejo y distribución del agua potable dentro de una edificación. 
 Sistema de ventilación: conjunto de tuberías y accesorios instalados para proveer una 
corriente de aire desde o hacia el sistema de desagüe, que proporcione circulación de aire 
dentro del sistema, con el fin de prevenir la pérdida del sello hidráulico de los sifones, por 
sifonaje o contrapresión. 
 Subcolector: tuberías que reciben afluentes de uno o más tubos de caída o bajada o 
ramales de drenaje. 
 Sumidero: cavidad destinada a recibir el afluente del dispositivo de tratamiento y a 
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permitir su infiltración en el suelo. 
 Tanque: dispositivos para almacenar fluidos. 
 Tubería: conducto fabricado de diferente materiales, por lo general de sección circular 
para transportar fluidos. 
En hidráulica se entiende por tubería cualquier conducto cerrado que transporta agua a 
presión. Por lo general son de sección circular. Los conductos cerrados en que el agua 
circula sin llenarlos completamente se clasifican en su totalidad como canales abiertos, 
como las alcantarillas y tuberías de avenamiento. 
Como los factores de que dependen las pérdidas de carga en los conductos son 
independientes de la presión, se aplica la misma ley a la corriente de agua de tuberías y 
canales abiertos, y las fórmulas para cada caso tienen la misma forma general. Las 
fórmulas para la pérdida de cargo por rozamiento están en función de radio hidráulico, r, 
que para las tuberías circulares, llenadas por la corriente, es r=d/4, siendo d el diámetro 
interior. Es mejor que las formulas se expresen directamente en relación con d en vez de 
r si luego hay que sustituir éste en función de d. La tabulación de las fórmulas y 
disposición de las tablas de esta sección se refiere a tuberías, es decir, conductos 
circulares que trabajan totalmente llenos; los parcialmente llenos se estudian en la sección 
siguiente bajo el título de canales abiertos. Por tanto, en la forma en que se emplea aquí la 
palabra tubería, comprende todos los tipos de conductos circulares que trabajan llenos. 
Los conductos circulares (o tubos) que trabajan parcialmente llenos se estudian en la 
sección siguiente sobre canales abiertos. En la práctica, la ecuación de Bernoulli debe ser 
modificada para que incluyan las pérdidas de carga resultantes de las diversas causas 
expuestas a continuación. Existe una pérdida de carga continua cuando el agua fluye 
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dentro de cualquier conducto recto. Esta pérdida se mantiene una proporción, respecto a 
la longitud, prácticamente constante mientras no haya variación en la velocidad del agua 
ni en el alineamiento del conducto. Además de esta pérdida constante, tiene lugar otra 
siempre que cambie la velocidad o la alineación. 
 Tubo horizontal: cualquier tubería instalada en posición horizontal que haga un ángulo 
menor de 45 grados con la horizontal. 
 Tubo vertical: cualquier tubería instalada en posición vertical que haga un ángulo no 
mayor de 45 grados con la vertical 
 Tubo ventilador: tubo destinado a posibilitar el escurrimiento del aire de la atmosfera 
para la instalación del drenaje y viceversa; o la circulación del aire en el interior de la 
instalación, con la finalidad de proteger el hecho hídrico de los desconectadores de 
ruptura por aspiración o comprensión y encaminar los gases emanados del colector 
público para la atmosfera. 
 Tubo ventilador de circuito: es un tubo ventilador secundario conectado a un ramal de 
drenaje y sirviendo a un grupo de aparatos sin ventilación individual. 
 Unidad Hunter de contribución: factor probabilístico numérico que representa la 
frecuencia habitual de utilización asociada al gasto o escurrimiento típico de cada una de 
las distintas piezas de un conjunto de aparatos heterogéneos en funcionamiento 
simultaneo durante una hora de contribución. 
 Válvula antirreflujo: accesorio de funcionamiento automático destinado a evitar la 
inversión del flujo normal de cualquier conducto de desagüe, de tal manera que se 
asegure el sentido especificado por diseño para el flujo del contenido de los 
alcantarillados de aguas lluvias o negras. 
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 Viscosidad Absoluta (µ): es una propiedad del fluido y expresa la resistencia al corte 
ofrecida por el fluido cuandose mueve. Las unidades de la viscosidad absoluta son la 
fuerza por tiempo sobre longitud al cuadrado o de masa sobre longitud por tiempo. 
 Viscosidad Cinemática (ʋ): Es la viscosidad absoluta divida entre la densidad, con el fin 
de obtener unidades de longitud al cuadrado sobre tiempo. 
4.4. Marco Normativo 
 
El proyecto en mención es institucional, se utiliza el método modificado de probabilidades de 
Roy B. Hunter, presentado en E.U.A en 1932, mediante el coeficiente de simultaneidad K, y 
conforme a las actualizaciones presentadas en la Norma Técnica Colombiana 1500. La 
Actualización de la norma sismo resistente de 2010, creada por la Ley 400 de 1997, y nombrada 
como NSR-10, es garantizar la seguridad de los ocupantes de las edificaciones, cumpliendo con 
estándares internacionales y con una inversión razonable en términos de costo de los elementos 
estructurales y no estructurales. 
 
En la propuesta metodológica producto de este trabajo, se lleva a investigar con la autoridad 
competente a fin de establecer las estrategias de tratamiento, control de calidad, conducción y 
vertimiento final, así como las correspondientes estructuras recomendadas para cada caso. 
 
Esta propuesta mostrará la viabilidad de vertimientos emitida por dicha autoridad y la 
incorporación en el diseño planteado de la infraestructura necesaria para cumplir con los 
condicionantes normativos para realizar los respectivos vertimientos, de acuerdo al 
cumplimiento de los Decretos 3930 y 4728 de 2010. 
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Se deben considerar como mínimo el cumplimiento de las condiciones de diseño de las redes de 
ventilación requeridas por la NTC-1500, de manera que se garantice el mantenimiento de los 
sellos hidráulicos de los diversos aparatos conectados a un mismo colector y de igual manera la 
ventilación y re ventilación de cada una de las bajantes proyectadas. 
 
El proyecto de investigación deberá estudiar los registros históricos de lluvias del sitio a fin de 
estructurar diseños que consideren situaciones extremas de lluvia y estructuras de alivio y 
rebose en caso de superar los niveles máximos considerados, pretendiendo que la afectación sea 
menor. Igualmente las redes de desagües deberán señalizarse de acuerdo a los requerimientos 
de la NTC 3458, Higiene y seguridad identificación de tuberías y servicios. 
 
Para el diseño del sistema hidráulico de extinción de incendios aplicará la NSR-10 - Título J, 
que aplican para los edificios de salud, y serán diseñados de tal modo que permitan la 
inspección, prueba y mantenimiento, de acuerdo con la norma NFPA 25. En los edificios de 
uso hospitalario se instalarán rociadores automáticos y tomas fijas de agua para bomberos de 
acuerdo a lo indicado en el apartado J.4.3.4 de la NSR-10. 
 
Los diseños deberán cumplir con los lineamientos técnicos fijados por las normas de 
referencia, para cada una de los subsistemas y componentes constitutivos del sistema de 
protección contra incendio tal como se relacionan a continuación: 
 
 
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 NFPA-13, Ed. 2007 o 2010: norma para la instalación de rociadores automáticos. 
 NFPA-16, Ed. 2007 o 2011: norma para la instalación de conexiones de mangueras 
contra incendio. 
 NFPA-20, Ed. 2007 o 2010: norma para la instalación de bombas estacionarias para 
protección contra incendio. 
 NFPA-22, Ed. 2008: norma para tanques de agua para protección contra incendio. 
 NFPA-25, Ed. 2008 o 2011: norma para inspección, prueba y mantenimiento de sistemas 
de protección contra incendio a base de agua. 
 
Conforme a lo anterior, para la realización de proyectos hidráulicos de uso institucional es 
imperante tener en cuenta la siguiente normatividad: 
 Normas Técnicas ICONTEC 1500 - Código Colombiano De Fontanería 
 Reglamento Técnico Del Sector De Agua Potable Y Saneamiento Básico – RAS 2000 
 Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 
 Decreto 926 del 19 de marzo de 2010 
 Ley 373 de 1997 uso eficiente y ahorro del agua 
 Normas Técnicas ICONTEC 2886 - Higiene y seguridad. Tanques de agua para sistemas 
privados 
 
4.5. Marco Contextual 
 
La Organización Mundial de la Salud (OMS) indica que los esfuerzos para aumentar el acceso al 
agua potable y al saneamiento básico, bien pueden ser la intervención más eficaz, que por sí sola, 
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permita mejorar la salud humana y prevenir las enfermedades y la muerte (OMS, 2012). En 
Colombia, aún existe un alto porcentaje de la población que no tiene acceso a acueductos y 
alcantarillados que respondan con infraestructuras adecuadas a los requerimientos de Agua 
potable y Saneamiento básico para sus habitantes, aunque estos se consideren elementos claves 
para mejorar las condiciones de vida de la población. Por esta razón, en torno al Plan de 
Desarrollo Nacional, en cabeza del Viceministerio del Agua y de la Comisión Reguladora del 
Agua Potable, se han creado funciones específicas en pro de promover el desarrollo sostenible a 
través de la formulación e implementación de políticas, programas, proyectos, regulación 
normativa y financiación que garanticen el acceso a estos servicios (CONPES 3810, 2014). 
 
El 28 por ciento de la población rural de Colombia enfrenta una situación crítica por la falta de 
acueducto, por lo que miles de personas hacen “maromas” para poder consumir agua de pozos y 
ríos, y se exponen así a enfermedades. En 20 años se pasó de cubrir el 41 por ciento al 72,8 por 
ciento, lo que significa que por año solo se le dio soluciones a un 1,59 por ciento de la población. 
Es una cifra mínima, teniendo en cuenta que en Colombia hay 11’653.673 personas viviendo en 
el campo. Los más de 3 millones de pobladores rurales sin acceso al agua potable equivalen al 
número de habitantes de una ciudad como Cali. (Ávila Jiménez, 2015) 
 
Por otra parte, la gestión ambiental en los entes territoriales ha empezado a cobrar gran 
importancia con la implementación en el país de la Ley 99 de 1993 en la cual se disponen las 
funciones a desarrollar por cada una de estas entidades en cuanto al manejo de los recursos 
naturales y todo lo concerniente a la parte ambiental dentro de su jurisdicción. Los recursos 
naturales son de gran importancia dentro de cualquier territorio y aún más para las comunidades 
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que los ocupan, es por tal razón que buscar en estos un desarrollo sostenible debe ser una de las 
metas que la humanidad se debe proponer para los siguientes años. 
 
Con el fin de lograr dicha meta, las ciudades y municipios colombianos ahora plantean dentro de 
sus respectivos Planes Regionales de Desarrollo programas y proyectos para hacer uso racional 
de los recursos naturales, buscando también la inversión para la protección, conservación y 
mejoramiento de estos, promoviendo el desarrollo en sus respectivas regiones con un enfoque 
integral y que garantice mejor de calidad de vida para la comunidad. 
 
A partir de 2006, el Gobierno Nacional implementó los Planes Departamentales para el Manejo 
Empresarial de los Servicios de Agua y Saneamiento (PDA), fortaleciendo el manejo empresarial 
de los servicios y articulando los recursos de inversión provenientes de la nación, departamentos, 
distritos, municipios y Corporaciones Autónomas Regionales (CAR), lo que ha brindado apoyo 
para la ejecución de inversiones y pago de subsidios. Por tanto, cada vez se invierten mayores 
recursos y adoptan normatividades que persigan obtener dichos resultados; sin embargo para 
algunos sectores, la asequibilidad sigue siendo deficiente, y ante esta situación, los estudios 
técnicos y detallados de consultoría, bien estructurados y con altas especificaciones, adquieren, 
día tras día, mayor importancia. 
 
Con el fin de satisfacer estas necesidades básicas, y buscar su coherencia en el contexto social y 
ambiental al que pertenece, el uso eficiente y racional