Instalaciones Hidraulicas y Sanitarias en Edificios

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INSTALACIONES HIDRÁULICAS Y 
SANITARIAS EN EDIFICIOS 
 
 
 Jorge García Sosa 
 
 
 
 
 
 
 
DERECHOS RESERVADOS COEDITORES SEMBLANZA DEL 
AUTOR 
 
 
 
 
 
 
PRÓLOGO CONTENIDO 
 
 
 
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Universidad Autónoma del Estado de Yucatán 
 
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Consejo Directivo de Fundación ICA
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Presidente 
Ing. Bernardo Quintana 
 
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Fundación ICA es una Asociación Civil constituida conforme a las leyes mexicanas el 26 de 
octubre de 1986, como se hace constar en la escritura pública número 21,127, pasada ante la 
fe del Lic. Eduardo Flores Castro Altamirano, Notario Público número 33 del Distrito Federal, 
inscrita en el Registro Público de la Propiedad en la sección de Personas Morales Civiles bajo 
folio 12,847. A fin de adecuar a las disposiciones legales vigentes los estatutos sociales, estos
fueron modificados el 17 de octubre de 1994, como se hace constar en la escritura pública 
número 52,025 pasada ante la fe del Lic. Jorge A. Domínguez Martínez, Notario Público 
número 140 del Distrito Federal. 
 
Fundación ICA es una institución científica y tecnológica inscrita en el Registro Nacional de 
Instituciones y Empresas Científicas y Tecnológicas del Consejo Nacional de Ciencia y 
Tecnología, con el número 2001/213 del 29 de agosto de 2001. 
 
Fundación ICA. 
Editor: Fernando O. Luna Rojas 
Av. del Parque 91 Colonia Nápoles 03810 México, D.F. 
 
 
Esta edición del "Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias en Edificios", se terminó en octubre de 
2001, se realizaron 500 ejemplares en disco compacto, fue grabado en Av del parque # 91, 
Col. Nápoles, C.P. 03810, en México, D.F. La edición estuvo al cuidado de Fernando O. Luna 
Rojas, Oscar Adao Hernández Yines. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Jorge García Sosa 
 
Nace en la ciudad de Mérida, Yucatán en 1958; concluye en 1980, en la Universidad de
Yucatán, sus estudios de ingeniero civil; posteriormente cursa y concluye la Maestría en 
Ingeniería (Hidráulica) en la Universidad Nacional Autónoma de México. 
 
En el período comprendido entre 1983 y 1987, se dedica a la construcción de diversas obras 
hidráulicas y sanitarias en Yucatán y Quintana Roo; en 1983, ingresa como profesor a la 
Universidad Autónoma de Yucatán, (UADY) donde desempeña, además de su actividad 
docente, diversos cargos en la Facultad de Ingeniería, entre otros como Secretario Académico 
(1987-1991), Encargado de la Biblioteca (1992-1994), Director-Editor de Publicaciones (1997-
1999); también participa como Miembro de la Comisión Dictaminadora del Área de Ingeniería, 
Tecnología y Matemáticas de la UADY en el período 1990-1992. 
 
En 1989, concluye la Especialización en Docencia impartida por la Universidad Autónoma de 
Yucatán y, en 2000, la Especialización en Gestión de Instituciones de Educación Superior, 
auspiciada por la Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior 
(ANUIES) y el Instituto Nacional de Administración Pública (INAP). 
 
Actualmente es miembro del Comité Académico del Área de Hidráulica para el Examen 
General de Egreso de la Licenciatura en Ingeniería Civil (EGEL-IC) del Centro Nacional de 
Evaluación para la Educación Superior (CENEVAL) y se desempeña como Coordinador de la 
Licenciatura en Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de 
Yucatán. 
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PRÓLOGO 
 
 
 
El objetivo del presente libro es proporcionar a los estudiantes de ingeniería civil, un apoyo 
bibliográfico que permita, mediante la utilización del mismo, la comprensión de los conceptos 
básicos de diseño de las instalaciones hidráulicas y sanitarias en edificios. 
 
Este documento está dividido en siete capítulos y dos apéndices, que podemos agrupar en 
cuatro secciones. La primera sección consta de un solo capítulo, que trata temas que en la 
época actual son de gran relevancia, en especial, el uso eficiente del agua en diversos 
ámbitos (domiciliario, industrial, municipal, agrícola y de cuenca); también, se comentan 
aspectos relacionados con las dotaciones y los consumos de agua en edificios, el uso de
cisternas, etc. 
 
La segunda sección comprende los capítulos 2, 3 y 4; expone todo lo relacionado con la 
distribución de agua en edificios, tanto de agua fría como de agua caliente, así como las 
instalaciones y equipo complementario a las mismas; en esta sección se tratan aspectosdel 
diseño de los servicios mencionados. Los temas presentados incluyen criterios de diseño 
(gasto, temperaturas, velocidades, energía disponible, etc.),distribución del agua fría y caliente 
en los edificios, procedimientos de diseño, sistemas elevadores de presión, sistemas contra 
incendios, instalaciones en albercas, sistemas de calentamiento, tuberías de retorno de agua 
caliente, etc. A fin de establecer criterios generales de diseño de los sistemas mencionados, 
se consultaron dos reglamentos de construcción: el del Distrito Federal y el del Municipio de 
Mérida, Yucatán. En esta sección se expone la metodología básica para el diseño de las 
redes de distribución de agua, misma que es presentada, de manera amplia y explícita, en el 
capítulo correspondiente a la red de distribución de agua fría. 
 
Los capítulos 5, 6 y 7 integran la tercera sección, en la que se tratan temas relacionados con
la recolección y disposición de las aguas en edificios. Los temas básicos son los sistemas de 
recolección de aguas residuales y pluviales, y de ventilación; se presentan temas tales como 
los componentes de los sistemas de recolección y ventilación de aguas residuales, así como 
su dimensionamiento. En relación a los sistemas de recolección de aguas pluviales, se 
exponen dos métodos: el convencional y el de flujo controlado finalmente, se presentan 
conceptos básicos sobre el diseño de tanques sépticos. Para el caso de los sistemas de 
recolección de aguas residuales, se proporciona una idea muy completa de los fenómenos 
transitorios hidráulicos que se presentan en ellos, a fin de lograr u ira mejor comprensión de 
su comportamiento, sin tratar con profundidad los aspectos teóricos de los fenómenos 
mencionados, puesto que los mismos son tema de estudios especializados. Asimismo, debido
a la situación actual de nuestro estado, mismo que carece de sistemas municipales de 
recolección, tratamiento y disposición de aguas residuales, se presentan los criterios básicos 
de diseño de tanques sépticos, a fin de que éstos puedan utilizarse correctamente y reducir,
en la medida de lo posible, la contaminación del manto freático, que es nuestra única fuente 
de abastecimiento de agua. 
 
Conceptos básicos para el diseño de los sistemas mencionados anteriormente, son los de 
hidráulica y de probabilidad. Con este fin se integró una cuarta sección con dos apéndices, 
mismos que tratan los conceptos necesarios para la comprensión fácil y adecuada de los 
temas principales de este libro. Se tratan temas tales como: definición y propiedades de los 
fluidos, cinemática de los fluídos, clasificación de flujos, ecuaciones fundamentales de la 
hidráulica, pérdidas de energía, equipos de bombeo, probabilidad, espacio de eventos,
Página 1 de 2PRÓLOGO
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probabilidad de un evento, teorema de Bayes, función de probabilidades binomial, función de 
probabilidades Poisson. 
 
La bibliografía consultada para la elaboración de este trabajo, incluye tanto libros de corte 
clásico, en los que se tratan temas básicos como los gastos de diseño, el concepto de unidad-
mueble, etc., así como la información más actualizada existente al momento. Por tanto, se
busca con este documento concentrar en un solo trabajo, material bibliográfico que se 
encuentra disperso en libros relacionados con el tema, reglamentos de construcción, artículos 
recientes, etc. 
 
Siendo este trabajo un primer intento por proporcionar las bases para el diseño de 
instalaciones hidráulicas y sanitarias, solicito la comprensión de los lectores en relación con 
cualquier omisión que éste contenga. Asimismo, cualquier sugerencia o recomendación para 
subsanar alguna deficiencia del trabajo o mejorar el contenido del mismo, será apreciada y 
aprovechada en futuras revisiones. 
 
Como punto final, agradezco a la Universidad Autónoma de Yucatán, a la Facultad de 
Ingeniería, y muy especialmente a la Fundación ICA, por las facilidades proporcionadas para
la elaboración de este trabajo. 
 
 
 
Jorge García Sosa 
 
 
 
Página 2 de 2PRÓLOGO
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CONTENIDO 
 
 
 
SECCIÓN 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA 
 
 
SECCIÓN 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
 
SECCIÓN 3. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS 
 
 
SECCIÓN 4. APÉNDICES 
 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SECCIÓN 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA 
 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA 
 
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SECCIÓN 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
 
CAPÍTULO 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA FRIA 
 
CAPÍTULO 3. INSTALACIONES Y EQUIPO COMPLEMENTARIO EN LAS REDES DE 
DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
CAPÍTULO 4.SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA CALIENTE EN EDIFICIOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SECCIÓN 3. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS 
 
 
CAPÍTULO 5. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS RESIDUALES 
 
CAPÍTULO 6. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS PLUVIALES 
 
CAPÍTULO 7. ACONDICIONAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SECCIÓN 4. APÉNDICES 
 
 
APÉNDICE A. ELEMENTOS BÁSICOS DE HIDRÁULICA 
 
 
APÉNDICE B. PROBABILIDAD 
 
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CONTENIDO 
 
 
 
Página 3 de 11CONTENIDO
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SECCIÓN 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA 
 
CAPÍTULO 1.GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA 
 
 
1.1 EVOLUCIÓN DE LAS INSTALACIONES DE SUMINISTRO DE AGUA Y DE
ELIMINACIÓN DE AGUAS RESIDUALES 
 
1.2 INSTALACIONES EN EDIFICIOS 
 
1.3 USO EFICIENTE DEL AGUA 
 
1.3.1 ÁMBITO DOMICILIARIO 
1.3.2 ÁMBITO INDUSTRIAL 
1.3.3 ÁMBITO MUNICIPAL 
1.3.4 ÁMBITO AGRÍCOLA 
1.3.5 ÁMBITO CUENCA 
 
 
1.4 ABASTECIMIENTO Y REQUERIMIENTOS DE AGUA 
 
1.5 DOTACIONES Y CONSUMOS 
 
1.6 CISTERNAS 
 
 
 
 
 
 
SECCIÓN 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
CAPÍTULO 2.SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA FRIA 
 
 
2.1 DETERMINACIÓN DE LOS GASTOS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE 
DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
2.2 MÉTODOS EMPÍRICOS 
 
2.2.1 MÉTODO BRITÁNICO 
2.2.2 MÉTODO DE DAWSON Y BOWMAN 
 
 
2.3 MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS 
 
2.3.1 MÉTODO ALEMÁN DE RAÍZ CUADRADA 
Página 4 de 11CONTENIDO
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2.4 MÉTODO PROBABILÍSTICO 
 
2.4.1 APLICACIÓN DE LA TEORÍA DE LA PROBABILIDAD EN LA 
DETERMINACIÓN DE LAS CARGAS O GASTOS DE DISEÑO 
2.4.2 APLICACIÓN DEL MÉTODO DE HUNTER EN SISTEMAS MIXTOS 
 
 
2.5 DISTRIBUCIÓN DE AGUA EN EDIFICIOS 
 
2.5.1 DISTRIBUCIÓN ASCENDENTE 
2.5.2 DISTRIBUCIÓN DESCENDENTE 
2.5.3 DISTRIBUCIÓN MIXTA 
 
 
2.6 CRITERIOS DE DISEÑO 
 
2.6.1 GASTO DE DISEÑO 
2.6.2 PRESIÓN MÍNIMA DE OPERACIÓN 
2.6.3 PÉRDIDAS DE ENERGÍA 
2.6.4 VELOCIDAD MÁXIMA 
 
 
2.7 FORMATO UTILIZADO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE TUBERÍAS DE LA RED 
DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
2.8 METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
FRIA 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3. INSTALACIONES Y EQUIPO COMPLEMENTARIO EN LAS REDES DE 
DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
 
3.1 SISTEMAS ELEVADORES DE PRESIÓN 
 
3.2 EVOLUCIÓN DE LOS EQUIPOS ELEVADORES DE PRESIÓN 
 
3.3 SISTEMAS DE TANQUES ELEVADOS 
 
3.3.1 TANQUE ELEVADO 
3.3.2 EQUIPOS DE BOMBEO 
3.3.3 CONTROLES 
3.3.4 ALARMAS YDISPOSITIVOS DE SEGURIDAD 
3.3.5 VENTAJAS DE LOS TANQUES ELEVADOS 
3.3.6 DESVENTAJAS DE LOS TANQUES ELEVADOS 
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3.4 SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS 
 
3.4.1 TANQUE PRESURIZADO 
3.4.2 EQUIPOS DE BOMBEO 
3.4.3 COMPRESOR DE AIRE O SUPERCARGADOR 
3.4.4 SISTEMAS DE CONTROL 
3.4.5 ALARMAS Y DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD 
3.4.6 VENTAJAS DE LOS SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS 
3.4.7 DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS HIDRONEUMÁTICOS 
 
 
3.5 SISTEMAS DE BOMBAS ELEVADORAS DE PRESIÓN (Booster) 
 
3.5.1 EQUIPOS DE BOMBEO 
3.5.2 INSTRUMENTOS DE CONTROL 
3.5.3 INSTRUMENTOS DE ALARMA Y SEGURIDAD 
3.5.4 VENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE BOMBAS ELEVADORAS DE PRESIÓN 
3.5.5 DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE BOMBAS ELEVADORAS DE
PRESIÓN 
3.5.6 SELECCIÓN DEL SISTEMA 
 
 
3.6 PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS 
 
3.6.1 COMPONENTES DE UN SISTEMA CONTRA INCENDIOS 
 
 
3.7 TIPOS DE SISTEMAS CONTRA INCENDIOS 
 
3.7.1 SISTEMA DE TOMAS DE MANGUERAS O DE REDES DE HIDRANTES 
3.7.2 SISTEMAS CONTRA INCENDIOS CON ASPERSORES 
 
 
3.8 ACCESORIOS TÍPICOS EN LOS SISTEMAS CONTRA INCENDIOS 
 
3.9 COMENTARIOS A LOS REGLAMENTOS DE CONSTRUCCIÓN 
 
3.9.1 REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES PARA EL DISTRITO FEDERAL 
3.9.2 REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES DEL MUNICIPIO DE MÉRIDA 
 
 
3.10 ALBERCAS 
 
3.10.1 CLASIFICACIÓN DE LAS ALBERCAS 
3.10.2 COMPONENTES DE UNA ALBERCA 
 
 
3.11 FILTROS DE ALBERCAS 
 
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CAPÍTULO 4. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA CALIENTE EN EDIFICIOS 
 
4.1 INSTALACIONES DE AGUA CALIENTE EN EDIFICIOS 
 
4.2 SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA CALIENTE 
 
4.2.1 ALIMENTACIÓN DIRECTA 
4.2.2 ALIMENTACIÓN ASCENDENTE 
4.2.3 ALIMENTACIÓN DESCENDENTE 
4.2.4 ALIMENTACIÓN MIXTA 
 
 
4.3 TEMPERATURAS DEL AGUA CALIENTE 
 
4.4 ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA DE AGUA CALIENTE 
 
4.5 SISTEMAS DE CALENTAMIENTO DE AGUA 
 
4.5.1 CALENTADORES DE CALOR DIRECTO 
4.5.2 CALENTADORES DE CALOR INDIRECTO 
 
 
4.6 CALDERAS 
 
4.6.1 CALDERA DE TUBOS DE HUMO 
4.6.2 CALDERA DE TUBOS DE AGUA 
4.6.3 ACCESORIOS DE CONTROL Y SEGURIDAD 
4.6.4 PROBLEMAS CAUSADOS POR EL AGUA 
 
 
4.7 CÁLCULO DE LAS CAPACIDADES DE CALENTAMIENTO O DE RECUPERACIÓN 
Y DE ALMACENAMIENTO DE CALENTADORES 
 
4.8 METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE CALENTAMIENTO
DE UN CALENTADOR 
 
4.8.1 CALENTADORES CON TANQUE DE ALMACENAMIENTO 
4.8.2 CALENTADORES INSTANTÁNEOS Y SEMI-INSTANTÁNEOS 
 
 
4.9 EJEMPLOS DE CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE RECUPERACIÓN Y DE 
ALMACENAMIENTO DE CALENTADORES 
 
4.10 TUBERÍAS DE RETORNO DE AGUA CALIENTE 
 
Página 7 de 11CONTENIDO
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4.11 METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE 
AGUA CALIENTE 
 
4.12 CONTROL DE LA EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN TÉRMICA DE TUBERÍAS 
 
4.13 AISLAMIENTO DE TUBERÍAS 
 
 
 
 
 
SECCIÓN 3. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS 
 
CAPÍTULO 5. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS RESIDUALES 
 
5.1 SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS RESIDUALES 
 
5.2 COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS 
RESIDUALES Y DE VENTILACION 
 
5.3 NATURALEZA DE LOS FENÓMENOS HIDRÁULICOS 
 
5.3.1 SISTEMA DE DRENAJE POR GRAVEDAD 
5.3.2 CARGAS O GASTOS DE DRENAJE 
5.3.3 SIFONES Y TRAMPAS HIDRÁULICAS DE MUEBLES SANITARIOS 
5.3.4 FLUJO EN BAJANTES DE AGUAS RESIDUALES 
5.3.5 FLUJO EN COLECTORES DEL EDIFICIO 
5.3.6 CONDICIONES DE PRESIÓN NEUMÁTICA EN BAJANTES Y COLECTORES 
DE AGUAS RESIDUALES 
5.3.7 FLUJO EN DRENAJES DE MUEBLES SANITARIOS 
5.3.8 REDUCCIÓN DE GASTOS PICO EN BAJANTES Y COLECTORES DEL
EDIFICIO 
 
 
5.4 DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERÍAS DEL SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE 
AGUAS RESIDUALES 
 
5.4.1 TUBERÍAS HORIZONTALES Y COLECTORES DE EDIFICIOS 
5.4.2 TUBERÍAS VERTICALES O BAJANTES DE AGUAS RESIDUALES 
 
 
5.5 SISTEMAS DE VENTILACIÓN 
 
5.6 TIPOS Y COMPONENTES DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN 
 
5.7 FLUJO DEL AIRE EN TUBERÍAS DE VENTILACIÓN 
 
5.7.1 PROPIEDADES FÍSICAS DEL AIRE 
5.7.2 CARGA ESTÁTICA EQUIVALENTE DE AGUA, AIRE Y ESPUMAS 
5.7.3 CONDICIONES DE FLUJO 
5.7.4 EFECTOS NEUMÁTICOS EN EL DISEÑO DE SISTEMAS DE VENTILACIÓN 
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5.7.5 GASTO A TRAVÉS DE TUBERÍAS 
5.7.6 GASTO DE AIRE Y ESPUMAS 
5.7.7 PÉRDIDAS DE PRESIÓN DEBIDAS A LA FRICCIÓN EN TUBERÍAS 
5.7.8 LONGITUD PERMISIBLE DE LAS TUBERÍAS DE VENTILACIÓN 
5.7.9 FLUJO DE AIRE EN BAJANTES DE VENTILACIÓN Y EN VENTILACIÓN 
INDIVIDUAL 
5.7.10 APLICACIÓN DE LOS PRINCIPIOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS EN EL 
DISEÑO DE TUBERÍAS DE VENTILACIÓN 
 
 
5.8 DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERÍAS DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN 
 
5.9 EJEMPLOS DE DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE 
AGUAS RESIDUALES Y DE VENTILACIÓN 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 6. SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE AGUAS PLUVIALES 
 
 
6.1 OBJETIVOS BÁSICOS DE UN SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL 
 
6.2 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL 
 
6.3 TIPOS DE DRENAJE PLUVIAL 
 
6.4 PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS DE DRENAJE PLUVIAL
CONVENCIONAL 
 
6.5 SISTEMAS DE DRENAJE PLUVIAL DE FLUJO CONTROLADO 
 
6.6 ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL 
 
6.7 DETERMINACIÓN DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL 
 
6.8 PROBABILIDAD DE EXCEDENCIA 
 
6.9 CURVAS DE INTENSIDAD (ALTURA) DE PRECIPITACIÓN-DURACIÓN-PERÍODO 
DE RETORNO 
 
6.9.1 MÉTODO DE CORRELACIÓN LINEAL MÚLTIPLE 
 
 
6.10 PROCEDIMIENTO PARA EL CÁLCULO DEL ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL 
 
 
 
 
 
Página 9 de 11CONTENIDO
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CAPÍTULO 7. ACONDICIONAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES 
 
 
7.1 PRINCIPIOS TEÓRICOS DEL TANQUE SÉPTICO 
 
7.2 PROCESOS FÍSICOS, QUÍMICOS Y BIOLÓGICOS DEL TANQUE SÉPTICO 
 
7.3 PARÁMETROS DE DISEÑO DE TANQUES SÉPTICOS 
 
7.4 TABLAS PARA EL DISEÑO DE TANQUES SÉPTICOS 
 
 
 
 
 
 
 
SECCIÓN 4. APÉNDICES 
 
APENDICE A. ELEMENTOS BÁSICOS DE HIDRÁULICA 
 
A 1 DEFINICIÓN Y PROPIEDADES DE LOS FLUÍDOS 
 
A. 1. 1. DENSIDAD ( ) 
A. 1. 2. PESO ESPECÍFICO ( ) 
A. 1. 3. DENSIDAD RELATIVA ( ) 
A. 1. 4. VISCOSIDAD 
 
 
A 2 CINEMÁTICA DE LOS LÍQUIDOS 
 
A. 2. 1. CAMPO DE LA VELOCIDAD 
A. 2. 2. CAMPO DE LA ACELERACIÓN 
A. 2. 3. CAMPO ROTACIONAL 
 
 
A 3 CLASIFICACIÓN DE FLUJOS 
 
A. 3. 1. FLUJOS PERMANENTE Y NO-PERMANENTE 
A. 3. 2. FLUJOS UNIFORME Y NO-UNIFORME 
A. 3. 3. FLUJOS UNIDIMENSIONAL, BIDIMENSIONAL Y TRIDIMENSIONAL 
A. 3. 4. FLUJOS COMPRESIBLE E INCOMPRESIBLE 
A. 3. 5. FLUJOS LAMINAR Y TURBULENTO 
A. 3. 6. FLUJOS ROTACIONAL E IRROTACIONAL 
 
 
A 4 ECUACIONES FUNDAMENTALES DE LA HIDRÁULICA 
 
ρ
γ
δ
Página 10 de 11CONTENIDO
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A. 4. 1. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD 
A. 4. 2. ECUACIÓN DE LA ENERGÍA 
 
 
A 5 POTENCIA 
 
A 6 PÉRDIDAS DE CARGA EN TUBERÍAS 
 
A. 6. 1. PÉRDIDAS DE CARGA POR CORTANTE O FRICCIÓN PARA FLUJOS 
DE AGUA EN TUBERÍAS 
A. 6. 2. PÉRDIDAS DE CARGA EN VÁLVULAS Y ACCESORIOS 
 
 
A 7 EQUIPOS DE BOMBEO 
 
A. 7. 1. CARACTERÍSTICAS DE LAS BOMBAS 
 
 
 
 
 
 
APÉNDICE B. ELEMENTOS BÁSICOS DE PROBABILIDAD 
 
 
B 1 PROBABILIDAD 
 
B 2 ESPACIO DE EVENTOSB 3 PROBABILIDAD DE UN EVENTO 
 
B 4 TEOREMA DE BAYES 
 
B 5 MODELOS PROBABILÍSTICOS 
 
B. 5. 1. FUNCIÓN DE PROBABILIDADES BINOMIAL 
B. 5. 2. FUNCIÓN DE PROBABILIDADES POISSON 
 
 
 
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SECCIÓN 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL
AGUA 
 
 
 
CAPÍTULO 1. GENERALIDADES SOBRE EL USO DEL AGUA 
 
1.1 EVOLUCIÓN DE LAS INSTALACIONES DE SUMINISTRO DE AGUA Y DE
ELIMINACIÓN DE AGUAS RESIDUALES 
 
Para establecer un marco de referencia en relación con la evolución de las instalaciones 
hidráulicas y sanitarias, utilizaremos las cuatro edades en las que la historia divide la
evolución de la humanidad: edad antigua, edad media, edad moderna y edad contemporánea.
 
La edad antigua abarca desde la aparición de la escritura, hace más o menos 6,000 años 
(4,000 años A.C.) hasta la caída del imperio romano (siglo V); la edad media, que va del siglo 
V al siglo XVI, y se divide en parte alta y baja, que van, respectivamente, del fin de la edad
anterior hasta el siglo XII, y del siglo XII al siglo XV, que coincide con la toma de
Constantinopla en el año 1453. La edad moderna termina con la revolución industrial y la 
revolución francesa, esto es del siglo XVI al siglo XVIII; y la edad contemporánea, que abarca 
los siglos XIX y XX. 
 
En la edad antigua, podemos mencionar dos culturas que destacaron por sus avances en las
instalaciones hidráulicas y sanitarias: la cultura romana y la civilización minoica. 
 
Hace más de 1 800 años, los romanos tenían más de 430 km de sistemas de conducción de 
agua que abastecían a toda la ciudad; después de que llegaba el agua a la ciudad por el 
acueducto, se necesitaba un sistema de almacenamiento y distribución. Para almacenarla, 
Roma tenía más de 240 depósitos y fuentes; el agua se distribuía a los usuarios mediante las 
fuentes, en donde se vendía el agua que salía por un vertedor conectado con un tubo de
plomo. El público compraba el agua y la llevaba a su casa. 
 
Los tubos de plomo que conducían el agua dieron su nombre al arte de la plomería. El 
nombre en latín del plomo es plumbum, y a la persona que trabajaba en los tubos de plomo 
para suministro de agua se le llamaba plumbarius. 
 
Los romanos no fueron la única cultura antigua que tuvo sistemas de acueductos, aunque era
el más grande y mejor organizado. 
 
Hace alrededor de 4000 años, el Rey Minos gobernaba la civilización minoica, desde su 
palacio en Knossos, Creta. Descubrimientos recientes indican que su palacio tenía un 
sistema de eliminación de desechos y aguas negras muy similar a los que tenemos en la 
actualidad. El agua en circulación arrastraba los desechos; las instalaciones tenían trampas 
para evitar la entrada de gases del alcantarillado al edificio y había respiraderos para que no 
se produjeran grandes fluctuaciones en las presiones y acumulación de gases en el 
alcantarillado. 
 
Desde la antigüedad los desechos se han eliminado ya sea mediante una fosa o arrojándolos 
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a un río, lago u océano. Todos estos sistemas son antihigiénicos y pueden ocasionar 
enfermedades en toda una ciudad. Muchas de las pestes y epidemias que mataron a miles de
personas estaban relacionadas directamente con un suministro de agua contaminada.
Durante la edad media, una de las características principales, fue la presencia de epidemias y 
pestes, no teniéndose ningún avance en esta etapa. 
 
En la edad moderna, a partir de 1870 se puede decir que comenzó el desarrollo del moderno 
inodoro, cuando los inventores y los técnicos comenzaron a tener en cuenta las necesidades
sanitarias públicas. Uno de los primeros antecedentes se atribuye a Sir John Harrington, en el 
siglo XVI, en el desarrollo del WC. 
 
Entre otras personas que contribuyeron al desarrollo del WC podemos citar a Twyford, cuyo
prototipo tenía una taza en la que se mantenían unos 3 cm de agua; el primer inodoro con 
sistema de sifón, reemplazó al de Twyford. 
 
El principio fundamental del sifón es el siguiente: consiste en una tubería hermética que 
permite al agua moverse desde una posición alta a otra inferior, por encima de un obstáculo 
que las separa. Normalmente consiste en un tubo en forma de U invertida, con un extremo de
menor longitud que el otro; el agua viene forzada por este sifón a través del brazo corto para 
que caiga por el largo debido a la fuerza de gravedad. Cuando cae, crea una zona de baja
presión en el brazo largo, la cual entonces hace subir más agua por el brazo corto a causa de 
la presión atmosférica y, una vez comenzada, la acción del sifón continúa hasta que entra aire 
en el brazo corto y se igualan las presiones. 
 
A continuación, en la figura 1.1, se muestran dos tipos modernos de inodoros: 
 
- uno de limpieza por vaciado de la taza y 
- otro de limpieza con doble sifón. 
 
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Figura 1.1 Modelos del WC moderno 
 
Durante la edad contemporánea, se tuvo un mayor interés en los aspectos sanitarios, por lo 
que se empezaron a construir, en la segunda mitad del siglo XIX, los primeros sistemas de
alcantarillado de las ciudades; también fue punto de atención la construcción de muebles 
sanitarios que permitieran la eliminación de los residuos sólidos de los domicilios. 
 
Actualmente el suministro de agua con la calidad adecuada, así como la eliminación de las 
aguas servidas, es labor del ingeniero al momento de proyectar edificios. Esto es, debe 
preverse el suministro de agua en las cantidades, presión y calidad adecuada con 
posibilidades de adaptación a cambios eventuales y ampliaciones. Asimismo, la recolección 
de las aguas residuales debe ser considerada como una regulación del proceso de 
descomposición, de tal manera que se eviten molestias a los sentidos y riesgos a la salud 
comunitaria. 
 
1.2 INSTALACIONES EN EDIFICIOS 
 
Dependiendo de la función de los edificios (hospitales, fábricas, laboratorios, condominios, 
etc.), éstos podrán tener diversos tipos de instalaciones además de las que son tratadas en 
este trabajo. 
 
A continuación presentamos una lista de instalaciones que pueden ser requeridas según el 
tipo de edificio: 
 
A)INSTALACIONES HIDRAULICAS Y SANITARIAS 
 
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1.- Agua fría 
2.- Agua caliente 
3.- Retorno agua caliente 
4.- Contra-incendio 
5.- Albercas 
6.- Riego por aspersión 
7.- Desalojo de aguas residuales 
8.- Desalojo de aguas pluviales 
9.- Ventilación de bajantes 
10.- Otras 
 
B)ESPECIALES 
 
1.- Vapor: alta y baja presión 
2.- Retorno de condensados 
3.- Gas combustible: L.P. y natural 
4.- Aire comprimido 
5.- Vacío para aseo: barredoras 
6.- Vacío para laboratorio y hospitales 
7.- Oxígeno 
8.- Oxido nitroso 
9.- Correo por aire comprimido 
10.- Elevadores 
11.- Escaleras mecánicas 
12.- Ductos para incineración de basuras 
13.- Diversos fluidos en laboratorios y fábricas 
14.- Sonido 
15.- Telefónicas 
16.- Intercomunicación 
17.- Protección con pararrayos 
18.- Televisión: antena maestra 
19.- Sistemas cerrados de televisión 
20.- Alarma contra-incendios 
21.- Alarma contra-robos 
22.- Puertas automáticas 
23.- Otras 
 
C)AIRE ACONDICIONADO 
 
1.- Clima artificial 
2.- Calefacción por vapor 
3.- Calefacción por agua caliente 
4.- Calefacción por aire 
5.- Otras 
 
D)ELECTRICAS 
 
1.- Alumbrado 
2.- Fuerza eléctrica 
3.- Computadoras 
4.- Calefacción eléctrica 
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5.- Purificación de aire por filtros electrónicos 
6.- Otras 
 
E) EQUIPOS 
 
1.- Sistema de bombeo simple 
2.- Sistemas hidroneumático 
3.- Sistema de bombeo programado 
4.-Calderas: vapor y agua caliente 
5.- Tanques de agua caliente 
6.- Tanques de condensados 
7.- Tanques de combustibles: gas o diese¡ 
8.- Tanques de oxígeno: manifolds 
9.- Tratamiento de aguas: purificación, suavizador 
10.- Compresoras de aire 
11.- Sub-estaciones eléctricas 
12.- Plantas generadores de electricidad 
13.- Equipos de albercas 
14.- Otras 
 
En el diseño de las instalaciones de edificios, es importante prever los lugares y las 
dimensiones de los ductos o canalizaciones verticales y horizontales, así como los espacios o 
cuartos destinados a la maquinaria, con base en el criterio de los proyectistas de cada una de
las instalaciones necesarias. 
En cada una de las instalaciones anteriores deben revisarse sus especificaciones particulares,
a fin de definir los tipos y calidades de los materiales a utilizar, así como las pruebas a las que 
se someterán las mismas. 
 
Comúnmente, al observar una construcción lo primero en que fijamos nuestra atención, se 
relaciona con los aspectos estructurales y arquitectónicos de la obra; pocas veces 
consideramos que las instalaciones son elementos indispensables para el adecuado
funcionamiento de los edificios y les prestamos poca atención. 
 
Esto se debe, también, a la falta de experiencia en la dirección y supervisión de estos tipos de 
instalaciones, por lo que se deja en manos de los contratistas que realizan estos trabajos. 
 
En lo referente a las instalaciones hidráulicas y sanitarias, se puede observar que los 
contratistas no abundan, debido probablemente, a cuatro factores: 
 
1 . Generalmente las instalaciones hidráulicas y sanitarias son los contratos más 
pequeños en la construcción de una obra. 
2. Existen pocas posibilidades de innovación debido a que, en la mayor parte de los 
casos, únicamente se ensamblan piezas ya elaboradas. 
3. Muy pocos contratos consideran grandes suministros de material, lo que significa 
menos márgenes de ganancia. 
4. Los tres factores anteriores crean condiciones de fuerte competencia, lo que limita el
crecimiento de los contratistas. 
 
Con objeto de tener una referencia, en relación con los costos de las instalaciones en 
edificios, en la tabla 1.1. presentamos los porcentajes que representan las instalaciones en
general, y las instalaciones hidráulicas y sanitarias. 
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1.3 USO EFICIENTE DEL AGUA 
 
Aproximadamente el 70% de nuestro planeta está cubierto por agua, sin embargo el 99% es 
salado por lo que el 1% restante es la totalidad del agua de que disponemos para nuestro uso
y consumo. 
 
La distribución del agua, en la hidrósfera, es como se muestra en la tabla 1.2. 
 
La distribución espacial del agua, a nivel mundial, es desigual y lo es más si se le relaciona 
con la población. Así la disponibilidad anual de agua por habitante en miles de metros
cúbicos, es de 109 para Canadá, 15 para la Unión Soviética, 10 para los Estados Unidos, 4 
para México y 0.16 para Arabia Saudita y Jordania. 
 
Tabla 1.1. Porcentaje del costo medio de instalaciones y de instalaciones hidráulicas y 
sanitarias, en relación con el costo total de obra[1] 
 
 
México dispone de una cuantificación, realizada por la Secretaría de Agricultura y Recursos 
Hidráulicos[2] de los elementos que integran el ciclo hidrológico. Cada año llueven en 
promedio 780 mm, equivalentes a 1530 Km3 y en los ríos escurre la cuarta parte, 41 0 Km3. 
Este volumen representa la disponibilidad media anual de agua renovable en el territorio
nacional. 
 
La distribución de la lluvia en México está relacionada con la orografía y con las 
características propias de las latitudes y actitudes en que se encuentran localizadas las 
diferentes zonas en el territorio. Por eso la distribución de la lluvia es irregular, tanto en el 
tiempo como en el espacio. 
TIPO DE EDIFICIO % MEDIO DEL COSTO DE INSTALACIONES 
% MEDIO DEL COSTO DE 
INSTALACIONES 
HIDRÁULICAS Y SANITARIAS 
Apartamentos 35 8.7 
Iglesias 4.8 
Escuelas (salones de clases y edificios 
administrativos) 6.5 
Fábricas 6.1 
Hospitales 40 9.1 
Escuelas (con internados) 7.6 
Supermercados 6.0 
Bodegas, almacenes 4.6 
Oficinas 33 5.3 
PROMEDIO 6.52 
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A excepción de la porción noroeste de la vertiente del Pacífico, donde la temporada lluviosa 
se presenta en invierno, las lluvias en el territorio mexicano se concentran en el mes de
septiembre. 
 
Tabla 1.2 Distribución del agua en la hidrósfera[3] 
 
 
*Los valores indicados se consideran agua dulce aprovechable por el hombre, sin tratamiento
previo; no se consideran los efectos de la contaminación. 
 
 
De acuerdo con la distribución espacial de las lluvias y la temperatura, un 31% de la superficie
nacional es desértico y árido; un 36% semiárido y el restante 33% subhúmedo y húmedo. 
Como ya se mencionó un 27% del volumen de lluvia precipitada al año escurre en la 
superficie (41 0,000 millones de m3). La distribución espacial del agua en los ríos es similar a 
las de las lluvias: las mayores corrientes del país se concentran en la región del sureste. 
 
La precipitación, el agua superficial y una pequeña parte del agua subterránea se renueva 
anualmente. La mayor parte de esta última está constituida por almacenamientos no 
renovables y sólo pueden utilizarse una vez. 
 
UBICACIÓN 
DEL AGUA 
ÁREA 
(Km2x103) 
VOLUMEN 
(Km3x103) 
ALTURA 
EQUIVALENTE 
(m) 
% DEL AGUA 
TOTAL 
% DEL AGUA 
DULCE 
TIEMPO DE 
RESIDENCIA 
MEDIO 
Océanos 362,000 1’350,000 2,700 97.6 3,000 años
Tierras emergidas 
*Ríos 
(Volumen 
instantáneo) 
----- 1.7 0.003 0.0001 0.02 15 a 20 días
*Lagos de 
agua dulce 825 125 0.25 0.009 1.73 10 años
Lagos de 
agua salada 700 105 0.20 0.008 150 años
*Humedad del 
suelo en la 
zona 
no saturada 
131,000 150 0.30 0.01 1.92 Semanas a años 
Casquete de 
hielo 
y glaciares 
17,000 26,000 50 1.9 Miles de años
*Agua 
subterránea 131,000 7,000 14 0.5 96.14 
Decenas a 
miles de años 
Total de las 
tierras 
emergidas 
148,000 33,900 65 2.4 -----
*Atmósfera 
(vapor de 
agua) 
510,000 13 0.025 0.001 0.19 8 a 10 días
TOTAL 510,000 1’384,000 2,750 100.00 100.00 -----
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Existen 14 km3 de almacenamiento en lagos y lagunas y 147 km3 en los vasos de 
almacenamiento constituidos para regular las variaciones estacionases y anuales del
escurrimiento en los ríos y hacer disponible los recursos en épocas de escasez. La 
evaporación media anual de la superficie libre del agua en los almacenamientos es de 11 km3.
 
La preocupación por utilizar mejor el agua no es nueva, de hecho, la inadecuada distribución 
de la misma ha dado origen diversos programas para hacer más eficiente su uso en los 
diversos ámbitos: domiciliario, industrial, municipal, agrícola y de cuenca. 
 
Generalmente estos programas fueron de tipo emergente, pero la contaminación y la 
permanente escasez del agua, los ha convertido en programas de mediano y largo plazos. 
 
Así, debido a las sequías mundiales del año de 1970, surgen los primeros programas de 
ahorro de agua; estos programas buscan la reducción del consumo de agua a cualquier 
precio, incluyendo el confort de los usuarios. Esto se explica, debido a que no fueron 
planeados con anticipación y fueron resultado de emergencias, como ya se ha mencionado. 
Ejemplos de las acciones que se tomaban en este tipo de programas eran tales como la
reducción del tiempo de bombeo, la programación del suministro del agua por sectores, etc. 
 
Debido al malestar social que estos programas causaban, y puesto que ya se tenían mejores 
oportunidades de planeación de las diversas acciones, surgen los llamadosprogramas de
conservación de agua, mismos que prestaban atención a algún aspecto específico del 
recurso. agua, como podría ser su reuso, el evitar la sobreexplotación de las captaciones, 
fueran superficiales o subterráneas, etc., pero no tenían un enfoque global del problema y su 
horizonte de planeación era a mediano plazo. 
 
Finalmente, se plantearon sistemas que consideraran todos los ámbitos de consumo del agua, 
así como horizontes de planeación a largo plazo, obteniendo con esto los llamados programas 
de uso eficiente del agua. 
 
El uso eficiente del agua aporta beneficios no solamente al sistema que lo efectúa, sino 
permite también mejorar para otros usuarios. Así, por ejemplo, el ahorro del líquido en zonas 
habitacionales implica una menor explotación de ríos y acuíferos, una mejor calidad del agua, 
una menor necesidad de obras nuevas; además al reducirse los consumos, hay menos agua 
residual, menos necesidad de obras de drenaje, más facilidad de tratamiento y menos riesgo 
de contaminación de los cuerpos receptores. 
 
La tabla 1.3. muestra, de manera resumida, las diversas técnicas de uso eficiente del agua 
que deben ser consideradas para cada uno de los ámbitos de consumo de la misma. 
 
Tabla 1.3 Técnicas de uso eficiente del agua[4] 
 
ÁMBITO TÉCNICAS EJEMPLOS 
DOMICILIARIO 
INTERIORES
WC de bajo consumo 
Regaderas
Lavadoras
Detección de fugas 
EXTERIORES
Riego eficiente de jardines 
Manejo de albercas 
Uso de plantas de la región 
RECIRCULACIÓN Sistemas de enfriamiento 
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Los ámbitos que deben considerarse en los programas de uso eficiente del agua son: 
 
1.- Domiciliario. 
2.- Industrial. 
3.- Municipal. 
4.- Agrícola. 
5.- Cuenca. 
 
A continuación, comentaremos algunas de las técnicas que se utilizan para los distintos 
ámbitos de consumo del agua. 
 
 
1.3.1 ÁMBITO DOMICILIARIO 
 
Este rubro se refiere al consumo de agua que realizamos en la vivienda, tanto en los usos
interiores como exteriores. 
 
Del análisis de consumos, se puede observar que se distribuyen de la siguiente manera: 
 
 WC (inodoro) 35% 
 Regaderas 30% 
 Lavadoras de ropa 20% 
 Fregaderos y trasteros 15% 
 Total 100% 
 
Así, con base en los datos recolectados, las acciones fueron enfocadas hacia la utilización de 
INDUSTRIAL 
 Sistemas de lavado 
Proceso de transporte de materiales
REUSO 
Purificación de aire 
Transporte de materiales 
Proceso de lavado 
REDUCCIÓN DEL CONSUMO
Optimización de procesos 
Descargas intermitentes 
Riego eficiente 
MUNICIPAL 
EDUCACIÓN Programas escolares 
DETECCIÓN Y REPARACIÓN DE FUGAS Distritos pitométricos Auditorías de agua 
MEDICIÓN Programas de macro y micromedición
TARIFAS Escalonadas 
REGLAMENTACIÓN A nivel ciudad, domicilio o actividad
AGRÍCOLA 
DEL CAMPO
Subsoleo
Uso de rastrojo 
Nivelación de tierras 
Compactación de surcos 
ADMINISTRATIVAS
Programación de riegos 
Riego ilimitado 
Monitoreo de la humedad del suelo
DE SISTEMAS
Reemplazo de regaderas por tuberías
Reducción del área regada 
Riego por goteo 
CUENCA 
PROGRAMACIÓN LINEAL Problemas de transporte 
PROGRAMACIÓN NO LINEAL Multiplicadores de Lagrange 
PROGRAMACIÓN DINÁMICA Teorías de redes 
DESCOMPOSICIÓN Y NIVELES DE 
OPTIMIZACIÓN Subfunciones de Lagrange 
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muebles sanitarios de bajo consumo. 
 
En relación con el WC, se diseñaron muebles que operaban adecuadamente con 6 litros de
agua por descarga; el WC tradicional utilizaba 20 litros de agua en cada descarga. En
consecuencia, mientras que un individuo consumía de 80 a 100 litros/día con el WC 
tradicional, con el WC de bajo consumo, esta cantidad se reducía a 36 litros/día. 
 
Puesto que éste era un problema crítico, fundamentalmente para las ciudades con gran 
cantidad de habitantes, el Departamento del Distrito Federal, incluyó en su reglamento de 
construcciones la obligatoriedad de] uso de muebles de bajo consumo en las nuevas
edificaciones; esto está vigente a partir del 3 de julio de 1 987. 
 
Otros accesorios que fueron reglamentados incluyen: las regaderas, permitiéndose la 
utilización de equipos que tuvieran descargas menores de 10 litros por minuto. 
 
Se recomienda también el uso de aereadores en fregaderos y lavabos, lográndose ahorros 
cercanos al 6% en el consumo de los accesorios de este tipo. 
 
En relación al uso de lavadoras, se recomienda la utilización de las que tienen sistema de 
carga frontal (tina horizontal), puesto que éstas permiten ahorros de agua del 50% en relación 
con el uso de lavadoras de tina vertical. 
 
Se recomienda la verificación periódica de las instalaciones con objeto de detectar fugas
intradomiciliarias; estas fugas generalmente, se ubicaban en los inodoros. 
 
En relación a los usos exteriores del agua en la vivienda, se recomienda para el riego de 
jardines, realizar esta actividad en horas de menor insolación, con objeto de reducir la 
evaporación; el riego deberá realizarse en las primeras horas de la mañana o en las primeras 
de la noche. Asimismo, se sugiere el uso de plantas de la región, puesto que son las que 
mejor se adaptan al clima que prevalece en la zona. 
 
En las casas habitación que cuentan con albercas, se recomienda la instalación y uso de 
filtros, con objeto de mantener en buen estado el agua de las mismas, el mayor tiempo
posible. Asimismo, el lavado de automóviles deberá realizarse utilizando cubetas con el 
objeto de ahorrar agua. 
 
1.3.2 ÁMBITO INDUSTRIAL 
 
En el ámbito industrial, el agua se consume en tres grandes actividades, que son: 
 
¾ Transferencia de calor: el agua es utilizada en procesos de calentamiento o 
enfriamiento. Esto es, se utiliza en la generación de vapor por medio de calderas o, 
para el enfriamiento de vapor, por medio de torres de enfriamiento. 
¾ Generación de energía: gran parte de la energía generada se obtiene de plantas 
termoeléctricas, que utilizan el agua para generar vapor que es utilizado para mover la 
turbinas. 
¾ Aplicación a procesos: el agua es utilizada como medio de transporte o como materia
prima; sería el caso de la industria del papel, o de las industrias refresqueras. 
 
Las acciones que se recomiendan en el ámbito industrial, para lograr hacer más eficiente el 
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uso del agua, son tres: recirculación, reuso y reducción del consumo. 
 
En relación a la recirculación, el proceso consiste en utilizar el agua en el mismo proceso 
donde inicialmente se usó; ésta puede requerir de algún tratamiento, puesto que por lo 
general sus características físicas y químicas, varían después de ser utilizada la primera vez. 
Esquemas de este proceso se muestran en la figura 1.2. 
 
 
Figura 1.2 Esquemas de sistemas de recirculación 
 
 
 
a)sin recirculación 
 
b)con recirculación 
 
 
El reúso, considera que el efluente de agua de algún proceso, puede ser utilizado en algún 
otro proceso, siempre y cuando cumpla con la calidad requerida. Según el caso, el efluente 
de agua, puede recibir o no tratamiento, con el fin de adecuar sus características físicas y 
químicas. Véase la figura 1.3. 
 
 
Figura 1.3. Esquema de un sistema de reúso 
 
El último método consiste en la reducción en los consumos de agua en los procesos que se 
realizan. En este método se hace necesario calcular el volumen de agua requerido para 
determinado proceso, compararlo con el consumo real y tomar acciones que conduzcan a la
disminucióndel consumo. 
 
En cualquiera de las acciones anteriores se hace necesario el implementar dos acciones
básicas: la medición de los consumos y el monitoreo de la calidad del agua. 
 
 
1.3.3 ÁMBITO MUNICIPAL 
 
En las ciudades actuales, podemos ver que se presentan diversos problemas relacionados
con el agua, entre los que se pueden mencionar el agotamiento de las fuentes de captación, 
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la contaminación generada, así como los altos costos de captación, conducción, distribución, 
tratamiento y disposición de las aguas. 
 
Otros problemas adicionales en la utilización del agua, son la gran cantidad de fugas
existentes, la falta de reúso, las tarifas irreales y sistemas de facturación y cobranza 
deficientes. 
 
La distribución del consumo del agua en las ciudades es de la siguiente forma: 
 
 Casa-habitación 71% 
 Industria 12% 
 Comercio 15% 
 Sector de servicios 2% 
 Total 100% 
 
Las técnicas de uso eficiente del agua utilizadas en el ámbito municipal son: 
 
1. Comunicación y educación 
2. Detección y reparación de fugas 
3. Medición 
4. Sistemas tarifarios 
5. Reglamentación 
 
En lo referente a la comunicación y educación, son programas a largo plazo y, buscan crear 
conciencia en la ciudadanía en los aspectos relacionados con el consumo del agua. Las 
acciones son realizadas a través de medios masivos de comunicación, como son la televisión, 
la radio, la prensa, etc., y buscan enseñarle a la población el valor del agua; otras acciones, 
incluyen la enseñanza del ciclo hidrológico, así como de diversos aspectos relacionados con 
el agua, a estudiantes, en los cursos de la educación primaria y secundaria. 
 
Indudablemente, todos los programas de este tipo requieren la colaboración ciudadana; se 
tienen indicadores que señalan ahorros, en el consumo de agua, del 4% al 5%. 
 
Casi todos los sistemas municipales de abastecimiento de agua potable son antiguos y, en
muchos casos, con programas de mantenimiento pobres, por lo que la detección y reparación 
de fugas se hace muy importante. Se pueden utilizar diversos métodos para la detección de 
fugas: trazadores, auditorías de agua, distritos pitométricos, etc; en cualquiera de los métodos 
mencionados se hace necesaria la medición. 
 
La medición es una de las primeras acciones que se deben implementar para la aplicación de 
programas de uso eficiente del agua; la instalación de medidores induce, de manera natural, 
una reducción en los consumos de agua. Se recomienda realizar una inspección anual a 
tomas de agua mayores a las 2", y un muestreo aleatorio para tomas de diámetros menores. 
 
Otra de las acciones a realizar es el establecimiento de sistemas tarifarios. Éstos son buenos 
si las tarifas que se aplican son reales, si están relacionadas con los consumos y si se aplican
incrementos diferenciales grandes. Es aconsejable, en los cambios de tarifas, informar
adecuadamente a la ciudadanía de las razones de éstos, de los costos de la captación, 
conducción, potabilización, distribución, etc. 
 
La reglamentación también es otro aspecto que debe ser cuidado entre las acciones que se
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realizan; éstas son de tipo restrictivo y deben ser aplicados con rigor, si se busca que ésta 
tenga efectos adecuados. 
 
En la tabla 1.4., se presentan las ventajas, desventajas y las reducciones esperadas de 
consumo, al aplicar las técnicas mencionadas anteriormente en el ámbito municipal. 
 
 
Tabla 1.4. Ventajas, desventajas y reducciones de consumo esperadas al aplicar técnicas de 
uso eficiente del agua en el ámbito municipal 
 
 
 
 
1.3.4 AMBITO AGRÍCOLA 
 
Un alto porcentaje del agua en el país se utiliza en el campo, por lo cual es de interés el 
conocer las diversas técnicas utilizadas en el mismo, con objeto de hacer más eficiente su 
consumo. 
 
En general, las técnicas son de tres tipos: métodos de campo, estrategias administrativas y 
modificación y adaptación de nuevos sistemas de riego. 
 
Los métodos de campo están orientados hacia la retención y mejor distribución del agua en el 
campo; ejemplos de estos métodos son la nivelación de terrenos, la utilización de represas en 
surcos, la reducción de evaporación, etc. 
 
Las estrategias administrativas incluyen la medición del agua precipitada y el agua 
consumida, la programación de riegos según las necesidades de humedad del suelo, el 
monitoreo constante de la humedad del suelo, etc. 
 
La modificación y adopción de nuevos sistemas de riego, se realizará en función del tipo de 
zona de riego, de la aceptación de los usuarios, etc; se requiere la participación de los éstos 
primordialmente. 
TÉCNICAS VENTAJAS DESVENTAJAS REDUCCIÓN DEL CONSUMO (%) 
Medición Fácil implementación, gran potencial de ahorro 
Altos costos de instalación 
y verificación 
25% en áreas sin 
medición 
Reparación de fugas Reducción del agua no contabilizada 
Los costos de reparación 
pueden superar los del 
agua ahorrada 
9% aproximadamente
Sistemas tarifarios Pueden inducir al ahorro
Malestar social, objeción 
de usuarios, estructuras 
bien diseñadas para ser 
efectivas 
10% aproximadamente
Reglamentación 
Gran potencial de ahorro, 
reducción de aguas 
residuales 
Resistencia de 
constructores y usuarios 
Más de 10% del uso 
residencial 
Educación y comunicación 
Cambio de malos hábitos, 
resultados a largo plazo, 
participación voluntaria 
Esfuerzo bien planeado y 
coordinado 5% aproximadamente
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1.3.5 ÁMBITO CUENCA 
 
Es el más general de los análisis, puesto que la cuenca hidrológica es la unidad natural para 
planear el uso eficiente del agua y evaluar sus resultados; incluye todos los ámbitos que 
hemos venido mencionando: domiciliario, industrial, municipal y agrícola. 
 
Sin duda, es el más complejo por la multiplicidad de objetivos, así como por las opciones de 
solución. El diagrama general del proceso de planeación de los aprovechamientos hidráulicos 
a nivel cuenca, se muestra en la figura 1.4. 
 
La primera acción dentro de este diagrama implica el establecimiento de los valores y metas 
sociales, por lo que deberán revisarse documentos tales como el Plan Nacional de Desarrollo, 
las políticas aplicables a la cuenca, etc. 
 
Posteriormente, se establecerán los objetivos a optimizar teniendo en cuenta aspectos tales
como las restricciones en el uso del agua, los recursos humanos y materiales con los que se
cuenta, las características del medio ambiente, así como la tecnología que puede ser 
utilizada. 
 
Con base en estos objetivos, y teniendo en cuenta todos los factores que los afectan como ya
mencionamos, restricciones, recursos, etc., se realiza la cuantificación y planteamiento de 
alternativas de los mismos, para llegar a un modelo. Este modelo podrá ser lineal, no-lineal, 
determinístico, probabilístico, etc., dependiendo de la complejidad del problema. 
 
 
 
 
Figura 1.4. Diagrama general del proceso de planeación de los aprovechamientos hidráulicos
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Se realizará una evaluación del mismo, para iniciar la implantación de las decisiones 
tomadas. Será necesario, realizar evaluaciones de la aplicación del modelo con base en las 
consecuencias directas e indirectas, para retroalimentar el modelo y consecuentemente,
mejorarlo. 
 
A manera de conclusión, debemos decir que no se tiene una conciencia clara de la 
problemática del recurso agua, por lo que deben hacerse esfuerzos en darla a conocera la
ciudadanía. Asimismo, es importante apoyar los programas de uso eficiente del agua,
especialmente el más general de todos, a nivel cuenca, puesto que permite un panorama más 
general del uso del agua. 
 
 
1.4 ABASTECIMIENTO Y REQUERIMIENTOS DE AGUA 
 
Las aguas suministradas deben cumplir ciertos requisitos de calidad y cantidad, según el uso 
a que éstas se destinen. De manera muy general, podemos establecer tres tipos de agua,
que se muestran en la tabla 1.5. 
 
Los abastecimientos pueden ser de dos tipos: 
 
Abastecimiento privado: generalmente se presentan en lugares apartados de las ciudades y
deben contar con sistemas de purificación de las aguas captadas. El tratamiento de las aguas 
dependerá del uso a que se destina. 
 
Tabla 1.5. Usos del agua 
 
 
 
Abastecimiento público: este tipo de abastecimiento corresponde al utilizado en las ciudades y 
deben contar con sistemas de potabilización de las aguas captadas. 
 
Los contaminantes más comunes, que se presentan en las captaciones de agua, sean
públicas o privadas, son: 
 
Sólidos suspendidos: materiales que son insolubles en el agua. El término sólidos 
suspendidos incluye tanto material orgánico como material inorgánico, así como líquidos 
inmiscibles. 
 
TIPO DE AGUA USOS CALIDAD
Agua de consumo
Cocina y bebida Potable 
Baños Potable 
Lavado de ropa Blanda 
Riego No contaminada 
Alimentación de animales No contaminada 
Agua de circulación
Calefacción Blanda 
Refrigeración Blanda 
Albercas Potable (recomendable)
Agua en reposo
Depósitos para incendios Sin especificación
Tuberías de incendios y riego Sin especificación
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Sólidos disueltos: materiales sólidos que están íntimamente ligados a un sistema líquido; 
tienen un diámetro medio menor a 0.000001 mm; comúnmente se conocen con solutos. Los 
sólidos disueltos se dividen en sales disueltas y material orgánico disuelto. 
 
Sales disueltas: sólidos que forman componentes iónicos en una solución. Pueden ser iones o 
cationes, dependiendo de la carga positiva o negativa que tengan. Se conocen como 
minerales. 
 
Material orgánico disuelto: materiales que no se disocian en iones y cationes. 
 
Microorganismos: viven en el agua y son capaces de reproducirse y propasarse a través de 
los sistemas de agua. Estos incluyen bacterias, virus y algas. 
 
Gases disueltos: gases tales como oxígeno, dióxido de carbono, etc. 
 
Ninguno de los contaminantes anteriores debe estar presente en los abastecimiento de agua.
Algunos de los procesos de tratamiento utilizados para la remoción de contaminantes se
muestran a continuación, en la tabla 1.6. 
 
Tabla 1.6. Procesos de tratamiento de agua utilizados en la eliminación de varios tipos de 
contaminantes[5] 
 
Procesos de 
tratamiento 
Contaminantes 
típicos 
Residuos 
flotantes: 
aceites, grasas, 
sólidos, etc. 
Material 
suspendido: 
arena, coloides, 
etc. 
Minerales 
disueltos: calcio, 
sodio, sulfatos, 
etc. 
Disueltos 
orgánicos: 
fenoles, 
pesticidas, 
bacterias, virus, 
etc. 
Rejillas 
 
X 
Flotación X X 
Aeración/ 
Clarificación X X 
Coagulación X X 
Tratamiento 
biológico X X 
Centrifugación X 
Filtración X X 
Adsorción de 
carbón X
Intercambio iónico X 
Destilación X X
Electrodiálisis X X
Ósmosis inversa X X
Ultrafiltración X
Desinfección X
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1.5 DOTACIONES Y CONSUMOS 
 
Una vez definido el tipo de captación que se utilizará, así como si requiere o no tratamiento, 
se definirá la cantidad de agua que deberá suministrarse al edificio en función de la zona en 
que está ubicado, el uso a que se destinará el mismo, el número de personas que lo utilizarán, 
el número de muebles sanitarios que tendrá, las costumbres de la región, etc. Esta cantidad 
de agua se conoce como dotación. 
 
A continuación, se presentan dos tablas de dotaciones: una, en función del tipo de edificio, así 
como de factores tales como el área rentable, del número de espectadores, comensales, etc. 
(tabla 1.7.), y otra, de tipo general en función del tipo de edificio (tabla 1.8). 
 
Tabla 1.7. Dotaciones de agua en función del tipo de edificio y servicio[6] 
 
 
 
 
Tabla 1.8. Consumo de agua por persona y por día en litros[7] 
 
TIPO DE EDIFICIO Y SERVICIO DOTACIÓN 
Habitación de tipo popular 150 1/persona/día
Habitación de interés social 200 1/persona/día
Residencias y departamentos 250-500 1/persona/día
Oficinas 70 1/empleado/día o10 1m2 área rentable 
Hoteles 500 1/huesped/día
Cines 2 1/espectador/función
Fábricas (no incluye consumo industrial) 70 1/obrero/turno
Escuelas 100 1/alumno/día
Clubes (deben sumarse los demás servicios: 
restaurante, auditorio, riego, etc.) 500 1/bañista/día
Restaurante 16-30 1/comensal
Lavandería 40 1/kg ropa seca
Hospitales 500-1000 1/cama/día
Riego de jardines 1 1/m2 superficie de césped 
Riego de patios de servicio 2 1/m2
TIPO DE EDIFICIO CONSUMO EN LITROS POR PERSONA Y POR DÍA 
Hoteles y casas de departamentos 200-450
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También se hace importante, establecer el número mínimo de muebles sanitarios con los que 
debe contar un edificio en función del tipo de servicio que presta. A continuación, en la tabla 
1.9. se dan recomendaciones en ese sentido. 
 
Tabla 1.9. Número mínimo de muebles sanitarios en función del uso del edificio[8] 
 
Oficinas 60-120
Vivienda unifamiliar 120-300
Riego de jardines (aspersores) 450
Riego de jardines (tubería de ¾”) 1100
 TIPO DE EDIFICIO MUEBLES SANITARIOS MÍNIMOS REQUERIDOS 
 HABITACIONES 
1 inodoro
1 lavabo 
1 tina regadera 
1 fregadero 
1 lavadero 
 
 ESCUELAS: Primarias 
1 inodoro por cada 100 niños o fracción
1 inodoro por cada 35 niñas 
1 urinario por cada 30 niños 
1 lavabo por cada 60 personas 
1 bebedero por cada 75 personas 
 
 ESCUELAS: Secundarias 
1 inodoro por cada 100 hombres
1 inodoro por cada 45 mujeres 
1 urinario por cada 30 hombres 
1 lavabo por cada 100 personas 
1 bebedero por cada 75 personas 
 
 1 persona por cada 10m2 
 
EDIFICIOS DE OFICINAS O 
PÚBLICAS 
1 persona por cada 10m2
1 inodoro para 1-15 personas 
2 inodoros para 16-35 personas 
3 inodoros para 36-55 personas 
4 inodoros para 56-80 personas 
5 inodoros para 81-110 personas 
6 inodoros para 111-150 personas 
1 inodoro más por cada 40 personas adicionales. 
 
 Urinario: se suprime un inodoro por cada urinario instalado sin que el número de inodoros sea menor que 2/3 de lo indicado anteriormente. 
 
1 lavabo para 1-15 personas
2 lavabos para 16-35 personas 
3 lavabos para 36-60 personas 
4 lavabos para 61-90 personas 
5 lavabos para 91-125 personas 
1 lavabo adicional por cada 45 personas más o fracción. 
1 bebedero por cada 75 personas. No se deben instalar dentro de los 
sanitarios. 
 
 1 bebedero por cada 75 personas. No se deben instalar dentro de los sanitarios. 
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ESTACIONAMIENTO 
FABRILES: 
Talleres fundiciones 
1 inodoro para 1-15 personas
2 inodoros para 16-35 personas 
3 inodoros para 36-60 personas 
4 inodoros para 61-90 personas 
5 inodoros para 91-125 personas 
1 inodoro adicional por cada 30 personas adicionales o fracción. 
 Urinario: se suprime un inodoro por cada urinario instalado sin que el número de inodoros sea menor que 2/3 de lo indicado anteriormente 
 
 
1 lavabo por cada 100 personas
1 lavabo más por cada 10 personas adicionales. Cuando hay peligro 
de contaminación de la piel con materiasvenenosas, infecciosas o 
irritantes, instalar un lavabo por cada 5 personas. En otros casos 
puede instalarse un lavabo por cada 15 personas. Cada 60 cm de 
lavabo corrido o cada 45 cm de lavabo circular común, con llaves de 
agua por cada espacio, se considerarán equivalentes a un lavabo. 
 
1 regadera por cada 15 personas, si en su trabajo están expuestos a 
calor excesivo o a contaminación de la piel con sustancias 
venenosas, infecciosas o irritantes. 
 1 bebedero por cada 75 personas
 DORMITORIOS 
1 inodoro por cada 10 hombres. 1 inodoro por cada 8 mujeres. Si hay 
más de 10 personas, agregar un inodoro por cada 25 hombres 
adicionales y un inodoro por cada 20 mujeres en exceso de 8. 
 
 
1 urinario por cada 25 hombres; si hay más de 150 hombres, agregar 
un urinario por cada 50 hombres adicionales. 
 
1 lavabo por cada 12 personas. Agregando un lavabo por cada 20 
hombres y uno por cada 15 mujeres. Se recomienda poner lavabos 
dentales adicionales en los sanitarios comunes. 
 
1 regadera por cada 8 mujeres y además 1 tina por cada 30 mujeres. 
Para más de 150 personas, agregar una regadera por cada 20 
personas 
 1 bebedero por cada 75 personas.
CINES, TEATROS, 
AUDITORIOS 
1 Inodoro para 1-100 personas
2 inodoros para 101-200 personas 
3 inodoros para 201-400 personas 
Para más de 400 personas se agregará un inodoro por cada 500 
hombres y un inodoro por cada 300 mujeres más. 
 
 
1 urinario para 1-200 hombres
2 urinarios para 201-400 hombres 
3 urinarios para 401-600 hombres 
Un urinario adicional para cada 500 hombres más. 
 
 
1 lavabo para 1-200 personas
2 lavabos para 201-400 personas 
3 lavabos para 401-750 personas 
SERVICIOS SANITARIOS 
PROVISIONALES PARA 
TRABAJADORES 
1 lavabo y urinario por cada 30 trabajadores. Si se usan urinarios 
corridos, se considerarán las siguientes equivalencias: 
50 cm lineales -- 1 urinario 
90-120 cm -- 2 urinarios 
1.50 m -- 3 urinarios 
1.80 m -- 4 urinarios 
 
 
Al aplicar los criterios expuestos anteriormente debe tomarse muy en 
cuenta la accesibilidad de los muebles sanitarios, ya que al ceñirse 
únicamente a los valores numéricos especificados pueden resultar 
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En dependencias o municipios que tengan sus propios reglamentos o especificaciones
relacionadas con el número mínimo de muebles sanitarios que deben utilizarse en los
edificios, éstos tendrán prioridad sobre las tablas mencionadas anteriormente y que son
únicamente a manera de recomendación. 
 
Antes de iniciar el cálculo de los diámetros de las tuberías que suministrarán agua a todos los 
muebles sanitarios, y una vez que hemos definido la fuente de captación, el número de 
personas que utilizarán los servicios y de muebles sanitarios que se instalarán, hablaremos de 
la regularización, misma que nos permitirá contar con agua suficiente para abastecernos en
los momentos en los que los equipos de bombeo no pueden hacerlo. 
 
Comúnmente, para el caso de edificios, se cuenta con redes municipales de agua potable que
proporcionarán el agua que alimentarán al edificio. 
 
Se pueden presentar dos situaciones: 
 
a)La red tiene la capacidad y presión suficiente para abastecer al edificio en forma continua. 
Es el caso de una red bien diseñada y que, además, suministra agua a edificios de poca 
altura. 
 
b)La red tiene fluctuaciones que permiten el abastecimiento en forma intermitente. Puede ser 
que la red no esté diseñada correctamente, o que el edificio al que se proporcionará agua es 
demasiado alto. 
 
Para el primer caso puede diseñarse la instalación con tomas directa a los servicios, puesto 
que la red cuenta con capacidad suficiente, tanto en gasto como en energía. 
 
En el segundo caso hay que considerar la regularización del agua abastecida (tinacos, 
cisternas, etc.) y, si es necesario, la utilización de equipos elevadores de presión (tanques 
elevados, hidroneumáticos, bombas booster, etc.). Dedicaremos, más adelante, mayor 
cuidado al estudio de los equipos elevadores de presión. 
 
En nuestro medio, debido al rápido crecimiento de la población que supera el crecimiento de 
los servicios de abastecimiento de agua, generalmente se presenta el segundo caso, esto es,
el agua se abastece en forma intermitente. 
 
Otro factor muy importante en el consumo del agua es la variabilidad del mismo, de hora a
hora, de día a día y de estación en estación. Esto se corrige con estructuras de 
regularización. 
Estas variaciones en el consumo del agua, son debidas a varios factores tales como: 
 
- Condiciones cismáticas. 
- Condiciones económicas. 
- Características de la región y de la comunidad. 
- Costumbres de la población. 
COMENTARIOS 
soluciones inadecuadas para el edificio de que se trate. Así, por 
ejemplo, en escuelas de varios pisos deberá haber sanitarios en 
cada piso de salones de clase. 
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Para poder garantizar el suministro de agua en las horas de demanda pico, debe contarse con
algún almacenamiento de agua que nos permita hacer frente a estas variaciones. 
 
Es común utilizar, para este propósito, tanques elevados y cisternas, como estructuras de 
regularización. 
 
Puesto que los tanques elevados, además de utilizarse como estructuras de regularización, 
sirven para elevar la presión del agua, dejaremos el estudio de éstos, cuando tratemos 
equipos de elevación de presión. Analizaremos el papel que juegan las cisternas, así como el 
cálculo de las proporciones más económicas. 
 
 
1.6 CISTERNAS 
 
La utilización de cisternas para satisfacer demandas pico es una práctica común para el caso 
de edificios. 
 
Una vez conocido el consumo diario, se establece la capacidad de la cisterna, que debe ser
suficiente para abastecer el edificio con un mínimo de 2/3 del consumo diario; a la capacidad 
anterior se agrega, en caso de requerirse, una reserva para el sistema de protección contra 
incendios. Es importante mencionar, que estos valores puede variar en función del 
conocimiento, que el proyectista, tenga de la zona en la que se diseña, así como del 
reglamento de construcciones que se aplique. 
 
El Reglamento de Construcciones del Municipio de Mérida, establece en su artículo 235 del 
Capítulo XXXII, que la capacidad de la cisterna deberá ser igual al consumo diario de los 
ocupantes del edificio, más un almacenamiento para protección contra incendios, que se 
establecerá en función del uso del edificio; el Reglamento de Construcciones para el Distrito
Federal indica, en su artículo 150 del Capítulo VI, que los edificios habitacionales, la
edificaciones de cinco niveles o más, deberán contar con cisternas calculadas para almacenar 
dos veces la demanda mínima necesaria diaria de agua potable de la edificación y equipadas 
con sistemas de bombeo. 
 
A fin de evitar desperdicios en la construcción de cisternas, determinaremos las proporciones 
que deben guardar las paredes de las mismas, a fin de lograr economía en las mismas. 
 
Consideraremos la altura o profundidad de la cisterna como un valor fijo lo mismo que el
volumen a almacenar. En consecuencia, la superficie de la cisterna queda definida. 
 
Con objeto de evitar espesores excesivos de muros, las cisternas se construyen con varios
compartimientos. 
 
Obtendremos la relación entre longitudes de paredes para un desarrollo mínimo de las 
mismas; consideraremos dos casos: compartimientos en una sola hilera y compartimientos en
dos hileras. 
 
Así, para el primer caso de cisternas con compartimientos en una hilera: 
 
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con S: superficie de cisterna 
n: número de compartimientos 
a, b: paredes de cisternaDel análisis de la cisterna (véase la figura 1.5.), tenemos: 
 
M = 2na + (n + l)b 
 
 
 
 
Con M: suma de longitudes de paredes de la cisterna. Sabemos que la superficie es: S = nab
y por tanto: 
 
 
 
Figura 1.5. Cisterna con una fila de compartimientos 
 
 
 
Sustituyendo: 
 
 
 
 
Para obtener un desarrollo mínimo de paredes, derivamos e igualamos a cero: 
 
 
 
 
Así: 
 
nb
Sa =
bn
b
Sbn
nb
SnM )1(2)1(2 ++=++=
0)1(2 2 =++−= nb
S
db
dM
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Pero, S=nab 
 
Del análisis de la expresión, se ve que el mínimo se obtiene cuando la suma de las paredes 
longitudinales es igual a la suma de las paredes transversales 
 
 
 
 
Considerando que 
 
 
 
 
 
y variando el número de compartimientos llegamos a las proporciones económicas para una 
cisterna de una fila de compartimientos. Estas se muestran en la tabla 1.10. 
 
Tabla 1. 10. Proporciones económicas para una cisterna con una fila de compartimientos 
 
 
 
Verificaremos una relación; tenemos que n =6 
 
 
Si 
 
 
 
NUMERO DE 
COMPARTIMENTOS 
RELACIÓN ENTRE 
LONGITUDES DE PAREDES 
a:b 
1 1:1
2 3:4
3 2:3
4 5:8
5 3:5
6 7:12
7 4:7
8 9:16
9 5:9
10 11:20
)1(212 2 +=⇒+= nbnanb
nab
n
nba
2
)1( +=
ab
n
nab
n
nba
7
12
1
2
2
)1( =⇒+=⇒
+=
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Considerando: a=l, tenemos 
 
 
Así, la relación a:b, será: 
 
 
 
o sea 7:12 
 
 
Para el caso de cisternas con dos hileras de compartimientos (véase la figura 1.6.): 
 
Sabemos que: S = nab 
 
 
La suma de las paredes de la cisterna (M), será: 
 
 
 
Pero, partiendo de S = nab, tenemos 
 
 
 
 
 
 
 
ab
7
12=
7
12:1
)2(
2
3 ++= nbnaM
nb
Sa =
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Figura 1.6. Cisterna con dos filas de compartimientos 
 
Sustituyendo: 
 
 
 
Derivando e igualando a cero: 
 
 
 
Pero: S = nab 
 
0 sea: 
 
 
Como en el caso anterior, cuando las longitudes de las paredes longitudinales y las paredes
transversales son iguales, se obtiene el mínimo desarrollo de las mismas. 
 
Considerando: 
 
 
)2(
2
3)2(
2
3 ++=++= nb
b
Snb
nb
SnM
0)2(
2
3
2 =++−= nb
S
db
dM
22
3)2(
b
Sn =+
b
na
b
nabn
2
3
2
3)2( 2 ==+
)2(
2
3 += nbna
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Obtenemos la tabla 1.11. 
 
 
Tabla 1.11. Proporciones económicas para una cisterna con dos filas de compartimientos 
 
 
 
A manera de ejemplo, verificaremos una relación; para n=6 
 
 
 
Si, a=l, tenemos 
 
 
 
Así, la relación a:b será: 
 
 
ó 8:9 
 
Así, por ejemplo, obtendremos la longitud mínima de paredes para una cisterna con una 
profundidad de un metro y un volumen total de 36 m3. La superficie de la cisterna será de 36 
m2. 
 
Consideraremos dos casos de compartimientos: para una hilera y para dos hileras. 
 
Dando n = 4, en ambos casos tendremos: 
Para una hilera (véase la figura 1.7.): 
 
Para n = 4, tenemos una relación a:b= 5:8, o sea, 
NUMERO DE 
COMPARTIMENTOS 
RELACIÓN ENTRE 
LONGITUDES DE PAREDES 
a:b 
2 4:3
4 1:1
6 8:9
8 5:6
10 4:5
12 7:9
14 16:21
16 3:4
18 20:27
20 11:15
)2(2 +n
16
18
)26(2
)6(3
)2(2
3 aa
n
nab =+=+=
6
18=b
16
18:1
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y S= nab 
 
Así: 
 
 
Por tanto: 
 
 
De lo anterior: b = 3.80 m 
 
Verificando la relación: 
 
2na = b(n+1) 
 
Así: 
 
2na = 2x4(2.37) = 18.96m 
 
b(n + 1) = 3.80(4 + 1)=19.00m 
 
 
 
 
 
Figura 1.7. Cisterna con una fila de compartimientos 
 
 
 
Para una cisterna con dos hileras de compartimientos (véase la figura 1.8.): 
 
De la misma manera, con n = 4 y una relación a:b, 1:1 o sea a=b Y S=nab 
 
Por tanto, 
ab
5
8=
5
8naS =
37.2
)4(8
)36(5
8
5
5
8
5
8 2 ===⇒==
n
SanaanaS
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Verificando la relación: 
 
 
 
 
b(n+2)=3(4+2)=18 
 
 
Figura 1.8. Cisterna con dos filas de compartimientos 
 
[1] Hettema, Robert M., "Mechanical and elcetrical building construction” Prentice Hall, Inc., 1984. 
[2] Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos, Subsecretaría de Infraestructura Hidráulica, "Agua 
y sociedad: una historia de las obras hidráulicas en México", SARH, 1988, pp. 8-14. 
[3] Tabla modificada de E. Custodio, M.R. Llamas,"Hidrología Subterránea", Tomo 1, Segunda Edición, 
Editorial Omega, 1983, Tabla 5. 1. Distribución del agua en la Hidrósfera, p. 269. 
[4] Arreguín Cortés, Felipe A.,"Uso eficiente del agua", Ingeniería Hidráulica 
en México, Vol VI Número 2, 11 Epoca, Mayo-Agosto 199 1, p. 13. 
[5] Tabla modificada de Harrís Cyril M., "Handbook of utilities and services for buildings: planning, 
design, and installation", McGraw Hill, 1990., p. 1. 5. 
[6] Tabla modificada de Zepeda C. Sergio, "Manual de Instalaciones hidráulicas, 
sanitarias, gas, aire comprimido y vapor", Editorial LIMUSA, 1986, p. 184. 
[7] Tabla modificada de Gay, Fawcett, McGuinness & Stein, “Vnstalaciones en Edificios", Editorial 
Gustavo Gil¡, p. 36. 
[8] Tablamodificadaderequerimíentosdemueblessanitariosenedificiostomada del Manas Vincent T., 
"National Plumbíng Code Handbook: Standards and Design lnformation", McGraw Hill, Tabla 7.21.2., 
pp. 7-21 - 7-22. 
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SECCIÓN 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA FRÍA 
 
 
El objetivo del diseñador de redes de distribución de agua fría en edificios, es garantizar el 
suministro adecuado, en gasto y energía, a todos los muebles y equipos durante el tiempo de
operación, con los diámetros más económicos de tubería. 
 
Otros objetivos complementarios a considerar serían: evitar los efectos de erosión debida a 
velocidades excesivas de flujo, evitar daños por golpe de ariete o ruidos indeseables debido a 
excesivas velocidades de diseño, evitar depósitos de carbonatos, debidos al paso de aguas
duras en las tuberías. 
 
Como ya hemos mencionado, uno de los principales objetivos del diseño de redes de 
distribución de agua, es proporcionar el gasto suficiente para todos los muebles y equipos. La 
determinación del gasto de diseño, trae aparejado el dimensionamiento de las tuberías del 
sistema de distribución de agua. 
 
El problema de la determinación de los diámetros requeridos para las diferentes partes de un 
sistema de distribución de agua se resuelve de la siguiente manera: 
 
1 . Primero, se determina la carga de diseño, esto es, el gasto que conducirá cada 
tubería y para el cual debe ser diseñada. 
 
2. Con el gasto de diseño establecido, se determina cuál es el diámetro de las tuberías 
que deben utilizarse. 
 
Como podemos observar, de los comentarios anteriores, la determinación del gasto de diseño 
es básica para iniciar el diseño de sistemas de distribución de agua. 
 
2.1 DETERMINACIÓN DE LOS GASTOS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE 
DISTRIBUCIÓN DE AGUA 
 
Este problema es complicado debido al hecho que los muebles sanitarios en los edificios, al
ser utilizados por los individuos, son operados de manera intermitente y con frecuencias
irregulares. 
 
Los diferentes tipos de muebles sanitarios no son usados uniformemente durante el día: los 
baños son comúnmente utilizados por los individuos, en las