Diseño del canalón de recogida de aguas: CTE Vs. UNE-EN 12056-3

¿Qué ocurrió aquí? ¿Se trata de una lluvia catastrófica o bien no diseñaron correctamente la recogida de aguas de la cubierta?

Diseño-del-canalón-de-recogida-de-aguas-01

Para evitar estas situaciones nos basaremos en la norma UNE-EN 12056-3 para establecer el método de cálculo de la sección de los canalones de recogida de agua en las cubiertas inclinadas y lo compararemos con lo establecido en el Código Técnico de la Edificación.

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En primer lugar debemos conocer la intensidad pluviométrica de la zona donde se ubique la edificación. Podemos ayudarnos de las webs de información meteorológica para obtener ese dato. Para España puedes consultar el mapa de isoyetas (isolínea que presenta la misma precipitación en la unidad de tiempo) zonas pluviométricas y la tabla de intensidad pluviométrica del Código Técnico que mostramos a continuación:

mapa-isoyetas-zonas-pluviometricas-cte

tabla-intensidad-pluvimetrica-cte-b1

La intensidad pluviométrica (i) define el volumen de agua de precipitación por unidad de tiempo en un metro cuadrado de superficie. En el caso de la tabla se muestra en mm/hora. Pasaremos a l/(s×m2) dividiendo por 3.600. Tomado la ciudad de Cáceres como ejemplo obtendríamos:

Isoyeta: 30, Zona: B → i = 70 mm/h = 0,0194  l/(s×m2)

Ahora calcularemos el caudal de agua que recibirá el canalón. Por lo general, tendremos construcciones simétricas, pero en caso contrario podemos tomar el paño de cubierta más desfavorable o realizar varios cálculos para superficies variables.

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El caudal Q, en litros /segundo, se obtiene de la siguiente expresión:

Q = i × S × Cr x Cs

En donde:

S es la superficie efectiva de la cubierta que recibirá el canalón.

Cr es el coeficiente de retardo. Depende del material de revestimiento de la cubierta. Generalmente tomaremos 1.

Cs es un coeficiente de seguridad que depende de las características de la construcción y la disposición del canalón: 1 en situación normal, 1,5 si puede causar molestias por encontrase sobre accesos o zonas de mucho tráfico peatonal, 2 si el rebose puede ocasionar inundaciones en el interior del edificio o 3 en caso de situaciones de riesgo especiales: hospitales, museos, productos químicos, etc.

Para el cálculo de la superficie efectiva de la cubierta debemos diferenciar entre las zonas donde sea o no común el efecto de agua-viento.

Cuando no se tenga en cuenta el agua-viento: S = Lr x Bp; Longitud por anchura en proyección del paño de cubierta que recoge el canalón.

Con agua viento débil (hasta el 26o de desviación con la vertical) S =  Lr (B + H/2) donde H es altura desde el canalón al caballete o limatesa.

Con agua viento fuerte  S= Lr x B. La longitud por la anchura real (no en proyección)

En caso de agua-viento de los paramentos verticales que puedan desaguar sobre el mismo canalón se incluirá el 50% de su superficie.

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Vamos a seguir con el ejemplo aplicando los siguientes datos:

Nave industrial. Agua viento débil; Lr = 45, B = 8, H = 3.  Canalón sobre muelle de carga Cs = 1,5

S = 45 x (8 + 3/2) = 427, 5 m2                   Q =  0,0194  l/(s×m2) x 427, 5 m2 x 1 x 1,5 = 12, 44 l/seg

Una vez tenemos la cantidad de agua que recibirá el canalón, podemos diseñar el canalón adecuado según lo que se denomina capacidad de diseño QL (l/seg)

La capacidad nominal del canalón se puede obtener por tres métodos:

  • Que lo facilite el fabricante si es un modelo estándar normalizado.

  • Mediante ensayo

  • Mediante cálculo

De modo lógico, tendremos un canalón óptimo cuando la capacidad  de diseño que nos proporcione el fabricante sea mayor que el caudal QL > Q.

Si no utilizamos un canalón prefabricado y tenemos que recurrir al cálculo la cosa comienza a complicarse por lo que tomaremos dos supuestos contando con que la mayoría de los casos coinciden con ellos:

  • El canalón está nivelado, es decir, no tiene pendiente o esta es inferior a 3mm/m.

  • El canalón se considera “corto”.

Un canalón se considera “corto” si la longitud de desagüe no es mayor de 50 veces la altura de cálculo W. La longitud de desagüe L es el mayor de estos valores:

  • La distancia que existe entre un extremo del canalón y el punto de desagüe

  • La mitad de la distancia entre dos puntos de desagüe.

Z es la altura máxima del canalón y W es la altura de cálculo entre el fondo del canalón y su punto de rebose como se observa en el siguiente croquis. Si el canalón se encuentra el exterior del edificio consideramos W= Z, pero si se encuentra en el exterior vamos a disminuir prudencialmente la altura de cálculo al restarle un coeficiente “a” (W= Z-a) que valdrá:

  • 25 mm si Z es menor de 85 mm

  • 0,3 veces Z si se encuentra entre 85 y 250 mm.

  • 75 mm si Z en mayor de 250 mm.

seccion-canalon-cubierta

Para los canalones de forma semicircular o similar con salidas que garanticen la descarga libre, capacidad de diseño QL se calcula mediante la siguiente fórmula:

QL = 0,9 × QN

Donde multiplicamos la capacidad nominal del canalón QN, en litros por segundo (l/s) por un coeficiente de minoración.

La capacidad QN nominal del canalón, en litros por segundo (l/s), calculada como 2,78 × 10-5 × AE1,25 o bien se determina mediante ensayo, siendo AE el área total de la sección transversal del canalón, en milímetros cuadrados que se indica en el anterior croquis.

Si el canalón es de sección rectangular es aún más complicado pues si la expresión general vuelve a ser la misma (QL = 0,9 × QN) ahora tenemos que:

QN = Fd × Fs en litros por segundo (l/s);

QSV = 3,89 × 10-5 × AE1,25

Y Fd y Fs son el coeficiente de forma y el coeficiente de altura que se obtienen de dos gráficas de la norma.

Cuando el recorrido del canalón tenga uno o más ángulos mayores de 10º en su longitud la capacidad de evacuación del mismo, QL, debe multiplicarse por un coeficiente de reducción de 0,85

Vamos seguir nuestro cálculo con un canalón semicircular. Aumentemos el valor del caudal Q por redondeo a 13 l/seg para obtener un valor mayor de QL.

QL = Q = 13 l/s = 0,9 · Qn → Qn = 14,44 l/s

Qn = 14,44 l/s = 2,78 · 10-5 · AE1,25 → Despejando obtenemos AE = 37.361 mm2

Para hacernos una idea de la sección lo tomamos con la sección de un semicírculo π· r2/2 = 37.361 mm2.  Obtendríamos un semicírculo de 309 mm de diámetro.

Si nos guiamos por el Código Técnico de La Edificación:

canalones-Documento-Básico-HS

Con nuestra pendiente 37,5% y una superficie de 360 m2, el diámetro nominal de canalón no superaría los 250 mm, lo que supone una sección de semicírculo de 24.543 mm2, inferior a lo obtenido con la norma UNE.

Puede quizás justificarse con lo especificado en el apartado 2.4.4.2.9 Canalones del Documento Básico HS Salubridad: “Los canalones deben disponerse con una pendiente hacia el desagüe del 1% como mínimo”. Sin embargo darle pendiente a un canalón es bastante complicado. Los fabricados de modo industrial no tienen pendiente y en general no disponemos de esa pendiente en los elementos a los que adosamos el canalón (una cubierta de chapa, el alero de un tejado, etc) Así que te recomendamos mucha precaución con el diseño de los canalones especialmente en zonas con riesgo de inundación interior y si no puedes cumplir todas las condiciones del CTE mejor que utilices otro método de cálculo como el de la norma UNE-EN 12056-3. El CTE es de obligado cumplimiento salvo que se justifiquen otros sistemas o cálculos igualmente eficaces.