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Memoria de Cálculo Proyecto Agua Potable Los Almendrales de Pirque MEMORIA DE CÁLCULO PROYECTO AGUA POTABLE 1 GENERALIDADES. El presente proyecto corresponde al estudio y diseño de la red de agua potable y de los elementos necesarios para su distribución 1.1 UBICACIÓN. La propiedad está ubicada en San Juan de Pirque, en la comuna de Pirque, provincia de Cordillera, en la Región Metropolitana. 1.2 SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS. Todos los arranques individuales evacuarán las descargas de los artefactos sanitarios hasta un colector que desembocará en una planta de tratamiento de aguas servidas (Ver lámina 1 de 1). 1.3 SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE. El abastecimiento de agua potable provendrá de un canal ubicado en la cota más alta del terreno, del cual se extraerá hacia dos estanques de regulación en los cuales se aplicará el tratamiento de potabilización de dicha agua. Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 1

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Page 1: Memoria calculo agua potable

Memoria de Cálculo Proyecto Agua Potable Los Almendrales de Pirque

MEMORIA DE CÁLCULO PROYECTO AGUA POTABLE

1 GENERALIDADES.

El presente proyecto corresponde al estudio y diseño de la red de agua potable

y de los elementos necesarios para su distribución

1.1 UBICACIÓN.

La propiedad está ubicada en San Juan de Pirque, en la comuna de Pirque,

provincia de Cordillera, en la Región Metropolitana.

1.2 SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS.

Todos los arranques individuales evacuarán las descargas de los artefactos

sanitarios hasta un colector que desembocará en una planta de tratamiento de

aguas servidas (Ver lámina 1 de 1).

1.3 SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.

El abastecimiento de agua potable provendrá de un canal ubicado en la cota

más alta del terreno, del cual se extraerá hacia dos estanques de regulación en

los cuales se aplicará el tratamiento de potabilización de dicha agua.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 1

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Memoria de Cálculo Proyecto Agua Potable Los Almendrales de Pirque

2 DEMANDA DIARIA DE AGUA.

La demanda total de agua potable estará dada

Consumo Medio Diario : CMD = n x N x D

n: número de habitantes por vivienda o recinto.

N: Número de Viviendas

D: Dotación.

CMD = 6 (hab/cabaña) x 96(cabañas) x

250(Lts/Hab/día)

CMD = 144.000 lts/día.

Presión de servicio : 14 mca

OBS 1 : Todos los artefactos considerados son Clase 1.

3 DIMENSIONAMIENTO ESTANQUES DE REGULACIÓN.

Volumen Estanque : Vol est = CMD x 0.7

Vol est = 144.000 (lts/día) x 0,7

Vol est = 100.000 lts

Dada la situación del proyecto, se presenta la solución de 2 estanques de

regulación. El primero ubicado en la cota más alta, el que almacenará el total

de la demanda, ya que abastecerá al segundo estanque ubicado aguas abajo,

desde el cual se distribuirá al agua potable al resto de la comunidad. Esto se

presenta debido a la excesiva presión que soportarían las redes al pie del

condominio.

El segundo estanque abastecerá a la mitad de la red, con una capacidad de

70.000 lts.

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La red de agua potable, está diseñada según los siguientes criterios:

Matriz: PVC clase 10, Diámetro variable.

Arranques domiciliarios: PVC clase 10, diámetro 25mm (7 m3/día consumo

demanda máxima).

4 CÁLCULO DEL SISTEMA DE ELEVACIÓN MECÁNICO.

GENERALIDADES

El presente cálculo se refiere al Sistema de Elevación Mecánico con la finalidad

de determinar la cantidad y capacidad de los equipos Electromecánico, para

abastecer en forma satisfactoria, los diferentes servicios de la vivienda.

Los cálculos están basados en las normas establecidas en el RIDAA, y

recomendaciones Técnicas de los fabricantes de Bombas Elevadoras e

Hidroestanques.

4.1 VOLUMEN DEL ESTANQUE DE ACUMULACION DE AGUA POTABLE.

Para el cálculo del volumen del estanque de acumulación se considerará el

70% del gasto medio diario, debido a que se trata de una parcelación con

casas habitación.

Determinación Gasto Medio Diario

Gasto Medio Diario: GMD = D x N

Donde D: Dotación (lts/hab/día)

N: Número habitantes (Hab)

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De acuerdo a lo anterior, el gasto medio diario será:

GMD = 250 x 6 = 1500lts/día

Por lo que el gasto medio total diario será el siguiente:

G.M.T.D = 1500 x 96 lts/día = 144.000 Lts/día

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4.2 REQUERIMIENTOS.

Para el diseño de la instalación de Agua Potable se considera la alimentación

desde una central única de presurización (sala de máquinas), ubicada a un

costado de los estanques de almacenamiento.

PÉRDIDAS DE CARGA

Según la planilla de cálculo de pérdidas de carga, caudales y presiones, el

equipo de bombeo debe tener una altura manométrica en la impulsión de al

menos 27mca.

Para la elección de la motobomba : 27mca.

SISTEMA DE IMPULSIÓN DEL ESTANQUE A LA RED:

Cálculo del volumen del hidroneumático.

Donde

Qm = Caudal promedio de la motobomba (lts/min.)

Qa = Caudal de partida de la motobomba (lts/min.)

Qb = Caudal de parada de la motobomba (lts/min.)

T = Tiempo entre partidas de motobomba (atm.)

Pa = Presión de conexión o partida de la motobomba (atm.)

Pb = presión de desconexión o parada de motobomba (atm.)

Vr = Volumen de regulación o de acumulación (lts)

Vh = Volumen del estanque hidroneumático (lts)

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VOLUMEN DE REGULACION

Potencia (P) : 4 HP

Tiempo (T) : 1.5 minutos

PRESIONES

Considerando un rango de presiones entre Pa y Pb de 10mca, tenemos lo

siguiente:

- Pa = 28mca = 2.8atm.

- Pb = 38mca = 3.8atm.

CAUDALES DE BOMBEO (dependen de motobomba).

Qa a Pa : 160 lts/min.

Qb a Pb : 260 lts/min.

Caudal Medio (Qm) : 210 lts/min.

Volumen de regulación

Volumen Hidroneumático

Se instalará 1 Hidroestanque vertical de 400 lts en el estanque de

200m3.

Se instalará 1 Hidroestanque vertical de 200 lts en el estanque de

70m3.

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PÉRDIDAS DE CARGA.

Determinación de las pérdidas de carga

La determinación de las pérdidas de carga, será efectuada por el proyectista

de acuerdo con fórmulas, tablas y ábacos correspondientes a cada material, no

aceptándose sobre el punto de salida del artefacto situado más

desfavorablemente, una presión menor a 4mca para IDAP alimentadas desde la

matriz, considerándose ésta en condición de presión de día de máximo

consumo en período de punta, ó 7mca cuando se abastece desde medios

mecánicos, ni una velocidad superior a 2,5 m/s en las tuberías exteriores y de

distribución principal y 2 m/s en las tuberías de la red interior.

La presión mínima establecida para este proyecto en la red de distribución es

de 10,8mca ubicada en el arranque de la parcela Nº 39.

5 RED DE INCENDIO.

Se dispondrá de una red de incendio, con grifos de columna de diámetro

nominal 100mm, según la NCh 1646 of. 2004. Se distribuirán tres grifos

ubicados frente a las parcelas 87, 38 y 59. La capacidad del volumen de

incendio en el estanque de almacenamiento se considera como el volumen

mínimo establecido por la NCh 691 Of 1998, en el punto 6.2.2.2, el que

establece que dicho volumen no debiese ser inferior a 60 m3 (60.000lts). El

total del volumen de incendio se almacenará en el estanque Nº 1 (200 m3).

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6 VÁLVULAS

La acumulación de aire en el interior de las tuberías es uno de los principales

problemas de las redes, cualquiera sea el material de que estén hechas. El aire

ocupará las partes altas de las redes y si en estos puntos no existen accesorios

que permitan su escape al exterior, al acumularse el aire se producirá una

reducción importante del caudal (incluso podrá obstruirla completamente),

originando problemas puntuales de pérdidas de carga severas. El problema

más grave es que se puedan producir sobrepresiones que causen la rotura de

los tubos. Estas sobrepresiones se presentan principalmente de dos formas:

1) Compresión del aire por presión de agua.

2) Desplazamiento brusco de la burbuja de aire.

• CASO 1: Considerando que el agua es prácticamente incompresible y que la

presión es inversamente proporcional al volumen (p1 • V1= p2 • V2), cualquier

aumento de presión en la tubería comprimirá el aire, aumentando fuertemente

su presión, cuyo valor dependerá del aumento de presión del agua y del

volumen del aire atrapado.

• CASO 2: Es el caso más importante. Por diferencias de presiones, la burbuja

de aire tiende a desplazarse bruscamente, quedando un vacío detrás de ella

que es rápidamente llenado por agua, provocando un choque con la columna

de agua estática. Este choque produce elevadísimas sobrepresiones, similares

al caso expuesto anteriormente, sumado al hecho de que esta mayor presión

además está actuando sobre el aire incorporado en la tubería.

Para evitar los problemas del aire en las redes, éstas deberán tener accesorios

adecuados para la evacuación el aire en tipo, cantidad necesaria y ubicación

dentro de la red.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 8

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Consideraciones de diseño

Con el objeto de evitar el nocivo efecto del aire en las tuberías, se deben tener

las consideraciones siguientes al momento del diseño:

• Evitar que existan puntos altos con presiones hidráulicas menores de 6 a 9

m.c.a. (0,6 a 0,9kg/cm2).

• Deben evitarse tramos largos, sensiblemente horizontales, y evitar

pendientes menores de 4%o en tramos de bajada y de 2%o (por mil) en tramos

de subida.

• En el diseño hidraúlico deben evitarse velocidades muy bajas del flujo

(menores de 0,8 m/s) o muy altas (mayores de 1,6 m/s)

Las ventosas o válvulas de aire son los mejores accesorios para sacar el aire de

las tuberías. La ventosa más adecuada es la de tipo aerocinético, que tiene la

ventaja de no cerrarse mientras descarga aire a cualquier tasa de presión o

velocidad de descarga.

Para evitar que el aire acumulado en el interior de las tuberías cause los

problemas anteriormente mencionados (caso 1 y 2), se considera la instalación

de una serie de válvulas ventosas (6 unidades) de pequeño orificio. La

ubicación de estas está indicada en el plano 1 de 1 de agua potable.

Válvulas de corte

Se consideran 10 (diez) válvulas de corte distribuidas al interior de la red de

agua potable. Estas válvulas cumplen la función de “cortar” el suministro de

agua potable en casos especiales, como mantención o reparación en algunos

tramos de la red una vez que el sistema esté funcionando.

Las válvulas de corte están ubicadas según detalle de plano de agua potable.

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ESPECIFICACIONES TECNICAS

7.1 TUBERÍAS.

Todas las tuberías de la red de distribución exterior será de poli cloruro de

vinilo (PVC) clase 10. Su colocación y técnicas de unión deben ceñirse a las

instrucciones del fabricante.

La colocación de tuberías se apegará a las técnicas de construcción empleadas

en obras civiles, y sus diámetros y trazados serán los indicados en el plano del

proyecto.

La profundidad mínima de la red de agua potable debe ser de 1,1mts desde la

clave de la tubería. Por razones de seguridad, las canalizaciones paralelas a

otros servicios deben ubicarse a lo menos a 0,30 m, con respecto al diámetro

exterior de la tubería de agua potable. En los cruces de ambos sistemas

(alcantarillado-agua potable), la tubería de agua potable debe ir sobre la de

alcantarillado a una distancia mínima de 0,3 m.

7.2 FITTINGS.

En todas las distribuciones y tendidos de agua potable, se utilizarán, de

preferencia, fittings del tipo bronce. Todas las uniones de cobre bronce se hará

con soldadura que contenga al menos un 50% de estaño.

7.3 VÁLVULAS.

Las válvulas indicadas en el proyecto, serán de diámetro variable (ver lámina 1

de 1), de tipo Bola. Deben ir siempre en cámaras de registro.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 11

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7.4 UNIONES DE TUBERÍAS.

7.4.1 Unión cementar

Este sistema consiste en unir dos tubos mediante el adhesivo Vinilit que

plastifica lentamente las paredes de las superficies por unir, produciendo una

soldadura en frío una vez que se evaporan los solventes del adhesivo.

Esta unión es muy segura, pero requiere de mano de obra que sepa efectuar el

pegado, y de ciertas condiciones especiales de trabajo, y es la razón por la que

su uso está restringido a los diámetros menores, entre 20 y 50mm.

Para obtener una unión correcta, se recomienda seguir las siguientes

indicaciones:

1º Cortar los tubos con sierra o serrucho de dientes finos. Asegúrese de

efectuar el corte a escuadra (90°) usando una guía.

2° Eliminar con una escofina las rebabas que deja el corte en el extremo del

tubo y efectuar un chaflán que facilite la inserción.

3° Lijar suavemente (lija al agua) el extremo del tubo y campana del accesorio

para facilitar la acción del adhesivo Vinilit (no se debe rebajar la pared del

tubo).

4° Limpiar el extremo del tubo y la campana de la unión o accesorio con

bencina blanca o diluyente duco, a fin de eliminar todo rastro de grasa o

cualquier otra impureza. De esta operación va a depender mucho la calidad de

la unión.

5º Aplicar adhesivo Vinilit generosamente en el tubo y una capa delgada en la

campana de los accesorios, utilizando una brocha. Esta debe estar siempre en

buen estado, libre de residuos de adhesivo seco. Se recomienda que dos o más

personas apliquen el adhesivo Vinilit cuando se trate de tubos y accesorios de

diámetros superiores a 75mm.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 12

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Mientras no se use el adhesivo Vinilit, éste debe mantenerse cerrado para

evitar la evaporación del solvente. No se debe efectuar la unión de la tubería o

el accesorio si están húmedos, a no ser que se use el adhesivo especial (Vinilit

secado lento).

No trabajar bajo la lluvia o en lugares de mucha humedad.

6° Introducir el tubo en la conexión con un movimiento firme y parejo. El tubo

debe introducirse a lo menos 3/4 de la longitud de la campana girándose media

vuelta y luego volver a la posición original para asegurar una unión óptima.

7° Una unión correctamente realizada mostrará un cordón de adhesivo

alrededor del perímetro del borde de la unión, el que debe limpiarse de

inmediato, al igual como cualquier mancha de adhesivo que quede sobre o

dentro del tubo o conexión.

La falta de este cuidado causa comúnmente problemas en las uniones

cementadas.

8° Toda operación, desde la aplicación de la soldadura hasta la terminación de

la unión, no debe demorar más de 1 minuto, ya que el adhesivo Vinilit es muy

rápido.

Se recomienda no mover las piezas cementadas durante los tiempos indicados,

en relación con la temperatura ambiente:

De 15° a 40°C: 30 minutos sin mover

De 5° a 15°C: 1 hora sin mover

De 0° a 5°C: 2 horas sin mover

9° Las pruebas hidráulicas de redes con uniones cementadas deben efectuarse

al menos después de 24 horas de haberse realizado éstas, de manera de

garantizar que los puntos de unión estén totalmente cementados.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 13

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Cualquier fuga en la unión, implica cortar la tubería y rehacer la unión, con los

costos y retrasos que ello implica.

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7.4.2 Unión Anger.

En la actualidad y después de larga experiencia en todo el mundo, se ha

demostrado como eficiente y seguro el uso de los anillos de goma. El sistema

de unión tipo Anger no sólo permite una estanqueidad a la presión interna, sino

que también la proporciona ante presiones externas que se pre-Colocación del

anillo.

El anillo y la cavidad de la campana deben limpiarse y secarse

cuidadosamente, insertando a continuación el anillo con la parte más gruesa

hacia el interior del tubo.

Debido a las características del anillo de goma, se asegura una alta resistencia

al envejecimiento y, por su diseño, una impermeabilidad a bajas y altas

presiones.

En el caso de tubos sin chaflán, es necesario de todos modos hacerlo en obra

con una escofina.

Antes de acoplar el tubo, debe limpiarse el interior del enchufe y el exterior del

tubo o espiga a insertar.

En seguida se procede a lubricar el chaflán y parte de la espiga. A continuación

una persona ajusta el tubo cuidando que el chaflán quede insertado en la

goma, mientras otra persona procede a empujar el tubo hasta el fondo,

retirándolo luego un centímetro (1cm) hacia atrás. Si la profundidad de

inserción se ha marcado previamente, el tubo se introduce hasta la marca.

Para ejecutar una unión en forma correcta se debe:

1º Cortar a escuadra

2º Biselar a 15° y eliminar rebabas

3º Pulir el bisel.

4º Marcar longitud de inserción "L"

5º Limpiar anillo y cavidad

6º Introducir anillo

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 15

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7º Aplicar lubricante a espiga del tubo

8º Introducir el tubo dentro de la unión

9º Retroceder hasta marca "L" de la longitud de inserción.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 16

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7.5 COLOCACIÓN TUBERÍA EN ZANJA.

La zanja se excavará en el alineamiento del trazado de la tubería, de acuerdo

al proyecto y considerando dificultades en terreno tales como árboles,

postación, canales, otros ductos (gas, electricidad, teléfono, etc.).

La zanja se excavará respetando la alineación, cotas y pendientes

especificadas en los planos respectivos.

La profundidad de la zanja será en función de las cargas estáticas y dinámicas,

del diámetro y de las condiciones particulares de la obra.

La profundidad debe permitir instalar el encamado, el tubo y el relleno por

sobre la clave de la tubería, que es de 1,1metros como mínimo para diámetros

de tuberías superiores a 90mm (NCh 2282-2 Of 1996). Para diámetros

menores, la profundidad mínima de la zanja se reduce a 60cm para diámetros

20, 25 y 32 mm.

El ancho de la zanja a nivel de la superficie varía según su profundidad, el tipo

de talud y el diámetro del tubo por instalar. Para tuberías de diámetros

superiores a 90mm, el ancho mínimo en el fondo y a nivel de la clave del tubo

será igual al diámetro exterior del tubo más 30cm a cada lado (según NCh

2282-2 Of 1996).

Para diámetros menores, el ancho de zanja mínimo se reduce a 40cm para

diámetros 20, 25 y 32mm.

El material de la excavación será depositado a una distancia mínima de 45cm

del borde de la zanja. La proximidad y altura de dicho material no debe poner

en peligro la estabilidad de la excavación.

El fondo de la zanja se debe limpiar para eliminar piedras, raíces, afloramientos

rocosos y cualquier otro obstáculo.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 17

Page 18: Memoria calculo agua potable

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El relleno final deberá efectuarse tan pronto como sea posible después de

instalada y probada la tubería, considerando que ya se hizo un relleno parcial y

se efectuaron los ensayos pertinentes.

La zanja estrecha es el tipo más conveniente para instalar tuberías enterradas,

ya que las cargas potenciales se minimizan. La zanja ancha implica que el tubo

debe soportar pesos mayores que en el caso de la zanja angosta.

Si las paredes de la zanja son inestables, se deben instalar entibaciones,

encofrados u otro medio para soportar las paredes.

Si el fondo de la zanja es inestable, se deberá estabilizar o utilizar otros

métodos de fundación tales como envigado, uso de geotextiles, medios

químicos, agotamiento, etc.

Excavación en zanja

7.5 ENCAMADO.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 18

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Memoria de Cálculo Proyecto Agua Potable Los Almendrales de Pirque

Los tubos no se deben poner directamente sobre el fondo de la zanja, salvo

que el material del fondo cumpla con las características exigidas por la NCh

2282-2 Of 1996.

Los tubos deben asentarse en el material de encamado en toda su longitud,

por lo cual éste se construye de manera de adaptarse a las irregularidades del

diámetro del tubo, originadas por cambios de sección y/o colocación de

accesorios de unión.

El fondo de la zanja debe ser continuo, plano y libre de piedras, troncos,

materiales duros o cortantes. Si el fondo es de material suave, fino, sin piedras

y se puede nivelar fácilmente, no es necesario usar rellenos de base especial,

siempre y cuando sean debidamente compactados y cumplan con las

características exigidas por la NCh 2282-2 Of 1996. Si el fondo está constituido

por material pedregoso o rocoso, se debe colocar una capa de arena o material

granular de mínimo 10cm que cumpla la granulometría y compactación exigida

por la NCh 2282-2 Of 1996. Está prohibido el uso de material arcilloso

inmediatamente alrededor del tubo, ya sea en el encamado, relleno lateral o

superior.

La superficie del material de encamado debe seguir la pendiente especificada

en el diseño. Es fundamental brindar a la tubería un apoyo uniforme y continuo

en toda su longitud.

7.6 RELLENO.

El relleno debe efectuarse inmediatamente después de colocada la tubería.

El material de relleno destinado a estar en contacto directo con el tubo estará

constituido por capas de arena o suelos granulares previamente harneados.

Se rellenarán los costados del tubo, desde el encamado hasta el eje central de

éste.

Proyectista: Danilo Letelier Reyes, Ing. Civil 19

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Memoria de Cálculo Proyecto Agua Potable Los Almendrales de Pirque

Se debe compactar este material, para obtener un grado de 90% del Proctor

Standard.

Posteriormente se debe agregar otra capa de material de relleno de manera

que cubra el tubo hasta una altura de 150mm sobre la clave.

Se debe compactar esta capa exclusivamente sobre los bordes de la zanja.

Se debe continuar el relleno de la zanja hasta llegar al nivel natural del terreno

con tierra de la excavación previamente tamizada y debidamente compactada.

La tierra proveniente de la excavación debe ser tamizada con una malla cuya

mayor abertura sea 25mm.

Este último relleno es efectuado por capas sucesivas, de un espesor máximo

de 0,30 m, que deben ser compactadas sucesiva y adecuadamente.

El número de capas dependerá de la profundidad de la zanja.

Antes de completar el relleno de la zanja se debe probar la tubería, para lo cual

deben quedar descubiertas todas las uniones y piezas especiales.

7.7 PRUEBA DE PRESIÓN.

Se efectuará dicha prueba en cada sector que permita formar tramos de 20 m.

o más, colocando la bomba de prueba y el manómetro testigo en el extremo

más bajo. Se usará una presión de 10kg/cm2 (10 Atmósfera), la que deberá

mantenerse sin variación durante un tiempo no inferior a 10 minutos.

7.8 PRUEBAS HIDRÁULICAS.

Al mismo tiempo se revisarán las uniones que deberán estar a la vista,

mostrando todo su perímetro. Se rechazará la prueba al mostrar fugas o

disminuciones de nivel.

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8 PIEZAS ESPECIALES.

Las piezas que suministrará el contratista deberán ser los necesarios para la

instalación de las tuberías que se indican en los planos del proyecto.

Además, el contratista deberá disponer de todos los otros accesorios, tales

como pegamento, lubricante, lija, hoja de sierra y equipos de gas, para realizar

una buena ejecución de los trazados.

9 OTRAS PARTIDAS.

Aquí el contratista podrá considerar cualesquier otra partida que no se ha

especificado, pero que a criterio del contratista sea necesario para llegar a

buen término las obras proyectadas, según se constate en visitas a terreno.

DANILO LETELIER REYES

INGENIERO CIVIL

14.500.085-8

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