Estudio sobre el problema de espumas en las tuberías de agua residual de edificaciones

En el presente documento se desarrolla una aproximación al problema de las espumas que se generan por el uso de detergentes y jabones en aparatos sanitarios como lavadoras

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TESIS DE PREGRADO 

 

ESTUDIO SOBRE EL PROBLEMA DE ESPUMAS EN LAS TUBERÍAS DE 

AGUA RESIDUAL DE EDIFICACIONES 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

 

 

Asesor: Juan G. Saldarriaga Valderrama 

 

 

 

 

 

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES 

FACULTAD DE INGENIERÍA 

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL 

PREGRADO EN INGENIERÍA CIVIL 

BOGOTÁ D.C. 

2021 

 

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AGRADECIMIENTOS

   

 

 

 

A mis padres por su consejo oportuno, su educación acertada y su amor incondicional 

A mis hermanas por ser mis compañeras de vida 

 

 

 

 

 

 

 

 

A los ingenieros Enrique Gonzáles y Orlando Polo por ser gestores de la temática en el estudio de 

espumas en las tuberías de drenaje de edificios 

 

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Universidad de los Andes 

Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Estudio  del  Problema  de Espumas  en  las  Tuberías  de  Agua  Residual de 
Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

 

TABLA DE CONTENIDO 

Introducción ...............................................................................................................................1 

1.1 

Objetivos ............................................................................................................................2 

1.1.1 

Objetivo General ........................................................................................................2 

1.1.2 

Objetivos Específicos ..................................................................................................2 

Justificación ................................................................................................................................3 

Contexto y descripción del problema .........................................................................................5 

Metodología ...............................................................................................................................9 

Comparación de normas técnicas de fontanería en un ámbito internacional y nacional .........11 

Crítica y análisis de la investigación ..........................................................................................30 

Conclusiones y recomendaciones ............................................................................................34 

Bibliografía ...............................................................................................................................36 

 

 

 

 

 

 

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Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Estudio  del  Problema  de Espumas  en  las  Tuberías  de  Agua  Residual de 
Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

ii 

 

ÍNDICE DE FIGURAS 

Figura 1 Componentes Sistemas de Drenaje y Ventilación .............................................................................. 7

 

Figura 2 Tipos más comunes de trampas en edificios residenciales ................................................................. 8

 

Figura 3 Zonas de presión de espumas en sección de tubería de drenaje tomado de (Officials, New York 

Plumbing Code, 2014) .......................................................................................................................... 12

 

Figura 4 Zonas de presión de espumas en sección de tubería de drenaje ..................................................... 13

 

Figura 5 Zona 1: En cambios mayores de 45 grados en el alineamiento de la bajante ................................... 13

 

Figura 6 Zona 2: Por encima de la base de la bajante .................................................................................... 14

 

Figura 7 Zona 3: En la parte horizontal donde entrega la bajante ................................................................. 14

 

Figura 8 Zona 3: En cambios mayores a 45 grados en el ramal horizontal ..................................................... 15

 

Figura 9 Zona 4: En la ventilación principal ................................................................................................... 15

 

Figura 10 Perfil de presión para estado inestable en tubería de drenaje tomado de (White, Above ground 

drainage and vent systems , 2017) ....................................................................................................... 17

 

Figura 11 Disposición de ventilación de alivio tomado de (Carmona, 2010) .................................................. 19

 

Figura 12 Primera configuración de ventilación de alivio en cambio de dirección de bajante tomado de 

(Steele, 1982) ....................................................................................................................................... 20

 

Figura 13 Segunda configuración de ventilación de alivio en cambio de dirección de bajante tomado de 

(Steele, 1982) ....................................................................................................................................... 20

 

Figura 14 Tercera configuración de ventilación de alivio en cambio de dirección de bajante tomado de 

(Steele, 1982) ....................................................................................................................................... 21

 

Figura 15 Primera configuración en cambio de dirección de bajante tomado de (Carmona, 2010) ............... 21

 

Figura 16 Segunda configuración en cambio de dirección de bajante tomado de (Carmona, 2010) .............. 21

 

Figura 17 Tercera configuración en cambio de dirección de bajante tomado de (Carmona, 2010) ................ 22

 

Figura 18 Separación de la bajante principal tomado de (Officials, National Standard Plumbing Code, 2018)23

 

Figura 19 Categoría más común para un sistema de drenaje tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 

2004) ................................................................................................................................................... 24

 

Figura 20 Configuración más común para sistema de ventilación tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 

2004) ................................................................................................................................................... 25

 

Figura 21 Sistema de drenaje y ventilación tipo 1 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) ........... 26

 

Figura 22 Sistema de drenaje y ventilación tipo 2 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) ........... 26

 

Figura 23 Sistema de drenaje y ventilación tipo 3 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) ........... 27

 

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Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

iii 

 

Figura 24 Sistema de drenaje y ventilación tipo 4 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) ........... 27

 

Figura 25 Sistema de drenaje y ventilación tipo 5 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) ........... 28

 

Figura 26 Sistema de drenaje y ventilación tipo 6 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) ........... 28

 

Figura 27 Válvulas de admisión de aire tomado de (Aliaxis, 2021) ................................................................ 32

 

Figura 28 Atenuadores de presión positiva de aire tomado de (Aliaxis, 2021) ............................................... 33

 

 

 

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Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Estudio  del  Problema  de Espumas  en  las  Tuberías  de  Agua  Residual de 
Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

 

1  INTRODUCCIÓN 

En  el  presente  documento  se  desarrolla  una  aproximación  al  problema  de  las  espumas  que  se 
generan por el uso de detergentes y jabones en aparatos sanitarios como  lavadoras automáticas 
de  ropa,  lavavajillas,  lavaderos  y  fregaderos  principalmente  en  edificios  altos.  Estas  espumas 
entran  en  el  sistema  de  drenaje  y  ventilación  de  las  edificaciones  y  por  sus  características 
diferenciales  de  peso  y  composición  en  relación  con  otras  sustancias  como  el  agua,  residuos 
sólidos o aire, transitan y permanecen dentro del sistema ocasionando  desbalance de presiones, 
zonas de alta presión de espuma y reflujo y afloración de estas por sifones de piso y/o drenajes de 
aparatos sanitarios de los pisos inferiores de este tipo de edificaciones.  

Con la presente situación se realiza el proceso de entender, estudiar e investigar la bibliografía afín 
disponible.  Este  proceso  se  desarrolla  mediante  una  selección,  revisión  y  análisis  bibliográfico 
cuidadoso y detallado de normas técnicas nacionales e internacionales, de artículos  relacionados 
con el problema y de libros de autores, de igual forma nacionales e internacionales, que incluyen 
en su contenido información relevante para esta investigación. Se realizó una descripción general 
del contenido e importancia de la bibliografía estudiada, así como también una comparación más 
minuciosa entre normativas técnicas y complementada con artículos y libros. En la última etapa de 
esta  aproximación  se  realizó  una  crítica  y  análisis  de  la  investigación  para,  finalmente,  recoger 
sugerencias e indicaciones  valiosas que  confluyan  hacia la  prevención  y  eliminación  del reflujo y 
afloración de espumas.  

Dentro  de  los  resultados  encontrados  se  tiene  la  necesidad  urgente  de  una  actualización  del 
código  técnico  colombiano  con  el  propósito  de  que  se  incluya  a  las  espumas  como  un 
inconveniente  importante  en  el  diseño  e  instalación  de  sistemas  de  drenaje  y  ventilación  de 
edificios  altos.  Este  aspecto  lo  incluyen  las  normas  y  artículos  internacionales,  pero  surge  el 
menester de revisar estas normas y desarrollar nuevos métodos que especifiquen la concepción y 
el  diseño  de  sistemas  de  desagüe  y  ventilación  específicamente  para  edificios  de  gran  altura  ya 
que actualmente es un reto extrapolar las demandas de los códigos vigentes en la construcción de 
estos sistemas. 

Finalmente,  este  proyecto  dispone  de  recomendaciones  a  universidades,  asociaciones  de 
ingeniería civil y empresas afines al tema con el fin de instar las correspondientes actualizaciones 
de  normas  nacionales  y  locales  en  Colombia.  Además,  se  abre  el  camino  para  futuras 
investigaciones que ahonden en el problema y la naturaleza de las espumas dentro de los sistemas 
de  drenaje  y  ventilación  y  se  permita  la  creación  de  modelos  físicos  a  escala  que  permitan  un 
estudio y entendimiento más profundo de este problema. 

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Estudio  del  Problema  de Espumas  en  las  Tuberías  de  Agua  Residual de 
Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

 

1.1  Objetivos 

1.1.1  Objetivo General 

Entender, estudiar y proponer recomendaciones en cuanto al problema de reflujo de espumas en 
sistemas de redes de agua residuales en edificaciones. 

1.1.2  Objetivos Específicos 

•  Establecer la naturaleza del problema. 
•  Entender y apreciar la importancia e impacto del problema para la sociedad. 
•  Brindar  una  descripción  y  contexto  de  los  elementos  que  están  relacionados  con  la 

investigación. 

•  Proponer  recomendaciones  en  el  diseño  e  instalación  de  redes  de  agua  residual  en 

edificaciones que alivien el problema de espumas. 

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Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

 

2  JUSTIFICACIÓN 

Las  espumas  son  un  producto  generado  por  el  uso  diario  de  jabones  y  detergentes  en  distintos 
aparatos sanitarios como lavadoras automáticas de ropa, lavavajillas, bañeras y fregaderos por los 
residentes de edificaciones en las ciudades. Estas espumas se ubican y transitan día a día por las 
tuberías de los sistemas de drenaje de los edificios y causan principalmente reflujo de estas, por 
los  sifones  de  piso  y/o  por  los  desagües  de  los  aparatos  sanitarios,  zonas  de  alta  presión  de 
espuma en determinadas ubicaciones, desbalance de presiones a lo largo del sistema de drenaje y 
también  pueden  permanecer  periodos  prolongados  de  tiempo  en  las  tuberías;  situación  que 
conlleva  a  no  favorecer  la  higiene  y  posiblemente  a  promover  infecciones.  Lo  anteriormente 
planteado va encaminado a estudiar, entender e investigar de forma más detallada el problema de 
la generación de espumas y el reflujo consecuente. 

Respondiendo  al  llamado  conjunto  de  aunar  esfuerzos  de  empresas  como  Pavco  Wavin  e 
instituciones  educativas  como  la  Universidad  de  Los  Andes,  se  presentan  los  siguientes  cuatro 
aspectos provenientes de distintos ámbitos de la sociedad. En primer lugar, el sector de normativa 
técnica en el área de fontanería, el cual se encarga de regular y controlar el diseño e instalación de 
elementos  hidrosanitarios  en  el  país.  En  segundo  lugar,  la  alta  densidad  poblacional  y  de 
construcción en las ciudades de Colombia.  En tercer lugar, las necesidades y experiencias propias 
de  ciudadanos  que  han  sufrido  con  el  problema  en  cuestión  y,  por  último,  la  coyuntura  actual 
causada por el Covid–19. 

En un primer punto, la falta de especificaciones y recomendaciones por parte de la norma técnica 
colombiana en el ámbito de la fontanería y específicamente en lo referente al problema de reflujo 
de espumas en las tuberías de edificios altos lanza un llamado de alerta  con el fin de investigar y 
profundizar  en  esta  situación  que  residentes  de  este  tipo  de  edificaciones  han  tenido  que 
experimentar. 

En  una  segunda  instancia,  se  ubica  el  crecimiento  poblacional  de  Colombia,  pero  aún  más 
importante,  el  crecimiento  en  la  construcción  de  edificios  cada  vez  más  altos  en  las  principales 
ciudades  del  país.  Lo  anterior,  por  los  grandes  movimientos  de  personas  hacia  las  ciudades 
capitales debido a diversas causas, lo cual obliga un aumento en la densidad poblacional localizada 
en  centros  urbanos,  consecuentemente  se  genera  una  limitación  espacial  para  la  expansión  y 
finalmente, surge la necesidad de construir de forma vertical. 

El  tercer  aspecto  corresponde  a  las  experiencias  de  ciudadanos  en  general  que  han  sufrido 
situaciones  de  reflujo  de  espumas  por  medio  de  sifones  de  piso  y/o  desagües  de  aparatos 
sanitarios  en  los  pisos  inferiores  de  edificios  altos.  Esto  constituye  la  necesidad  urgente  de  la 

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Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

 

revisión de la norma con el fin de exponer lo que actualmente dicta la misma y propender por una 
actualización que incluya las espumas y su comportamiento en el diseño e instalación de redes en 
edificios. 

Por último y de forma coyuntural, se encuentra la pandemia del SARS-CoV-2, la cual ha provocado 
un sinfín de problemas sociales, económicos y de salud pública para los países. Este también es el 
caso  de  Colombia  y,  por  tanto,  existe  una  relación  entre  la  situación  de  salud  actual  y  la 
investigación realizada en el documento proveniente del estudio presentado por Michael Gormley 
Wastewater  systems  in  the  time  of  Covid-19:  surveillance,  epidemiology  and  design  donde  se 
menciona que, aunque la transmisión de los virus por vía de desechos netamente humanos dentro 
de  los  sistemas  de  drenaje  no  ha  sido  probada,  estos  mismos  sistemas  de  desagüe  forman  una 
parte importante en  el  origen  y  en  el  destino  de  los  virus  (Gormley, Wastewater systems in  the 
time  of  Covid-19:  Surveillance,  epidemiology  and  design,  2020).  Por  lo  cual,  es  determinante 
atender  todos  los  elementos  necesarios  para  comprender  el  problema  de  espumas  y  aguas 
residuales dentro de los sistemas de drenaje de edificios para que no se constituya como un foco 
de contaminación y propagación. 

En resumen, los elementos y  razones  presentados  anteriormente confluyen  hacia  el objetivo  de 
entender  y  estudiar  la  situación  actual  del  problema  de  espumas,  cuál  es  su  comportamiento, 
cuáles son los elementos relacionados  con  estas y qué recomendaciones de diseño  e instalación 
de  redes  de  drenaje  pueden  proponerse  para  posibles  investigaciones  experimentales  que 
permitan la recolección de datos veraces y útiles que se puedan implementar. 

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Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

 

3  CONTEXTO Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA  

Este capítulo tiene como objetivo llevar al lector  a la ubicación  específica donde se  desarrolla el 
problema que se estudia en el presente documento. Para tal fin, se realizará un recorrido por una 
serie de elementos y definiciones que enmarcan espacialmente el problema en cuestión. 

Un aspecto importante en el desarrollo de este documento es la clasificación de altura en edificios 
ya que dependiendo de esta altura se tiene más o menos información con respecto a las espumas 
que transitan en el sistema y esta misma altura define el alcance que tenga cada norma técnica ya 
sea  nacional  o  internacional  en  cuanto  al  diseño  e  instalación  de  redes  residuales.  Antes  de 
presentar  esta  clasificación  se  definen  los  conceptos  de  Edificación  y  Edificios  Altos  según 
documentos  técnicos  encontrados.  Por  su  parte,  la  Edificación  se  define  como  “cualquier 
estructura ocupada o proyectada para soportar o albergar cualquier uso” según la NTC – 1500 en 
su  tercera  actualización.  También  se encuentra  la  definición  de  Edificio  por parte de EMCALI, la 
cual  lo  presenta como  “Construcción  de  uno  o  varios  pisos levantados  sobre el lote de terreno, 
cuya estructura comprende un número plural de unidades independientes aptas para ser usadas 
de acuerdo con su destino natural o convencional además de áreas o servicios de uso y utilidad 
general”  (EMCALI,  2016).  En cuanto  a  Edificios  Altos  no se encontró  una definición  precisa en  la 
normativa técnica colombiana, por cuanto, se presenta la definición propuesta por el International 
Building  Code  
del  año  2012  que  dicta  que  un  edificio  alto  es  “A  building  with  an  occupied  floor 
located more  tan 75 feet (22860  mm)  above  the  lowest  level of fire department vehicle access
”. 
[Un edificio con un piso ocupado situado a más de 75 pies por encima del nivel más bajo de acceso 
de  los  vehículos  del  cuerpo  de  bomberos]  (Council,  2012).  La  clasificación  de  altura  en  edificios 
corresponde a que un edificio alto se constituye como aquel que supere los 50 metros de alto  o 
aproximadamente  14  pisos.  Un  edificio  super  alto  es  aquel  que  supere  los  300  metros,  que 
aproximadamente  son  84  pisos  y  se  tiene  la  clasificación  de  edificios  mega  altos,  los  cuales 
superan  los  600  metros  o  equivalentemente  los  168  pisos  (Gormley,  Kelly,  Campbell,  Xue  ,  & 
Stewart, 2021). 

Pasando  a  un  plano  más  específico  y  localizado  es  crucial  definir  los  sistemas  de  drenaje  y  sus 
componentes. La instalación interna de alcantarillado del inmueble o edificio se constituye como 
“El conjunto de tuberías, accesorios y equipos que integran el sistema de tratamiento, evacuación 
y ventilación de los residuos líquidos instalados en un inmueble hasta la caja de inspección que se 
conecta  a la  red de  alcantarillado”  (EMCALI,  2016).  Ahora bien,  este conjunto de  tuberías parte 
desde cada uno de los orificios de los aparatos sanitarios hasta la bajante principal que se conecta 
en  el  piso  inferior  o  sótanos  con  el  alcantarillado  matriz  de  la  ciudad.  Su  objetivo  es,  además, 
eliminar  adecuadamente  cualquier  tipo  de  residuo,  ya  sea  líquido  o  sólido,  fuera  del  inmueble, 
protegiendo de esta manera a los residentes de los edificios de la contaminación cruzada entre los 

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Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Estudio  del  Problema  de Espumas  en  las  Tuberías  de  Agua  Residual de 
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Sebastián Caicedo Vela 

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gases  del  alcantarillado  y  los  agentes  patógenos  del  sistema  de  drenaje.  Por  otra  parte,  los 
sistemas deben requerir un mínimo mantenimiento ya que se rigen bajo un diseño de drenaje por 
gravedad y deben ser lo más silencioso posible para evitar el ruido a los ocupantes proveniente de 
las descargas por encima y por debajo de estos. Cabe aclarar que este objetivo fundamental de los 
sistemas de drenaje también incluye el tratamiento adecuado de las espumas que circulan por el 
sistema. 

Las redes de drenaje o evacuación de los edificios constan de los siguientes elementos: tuberías de 
evacuación, sifones o trampas y tuberías de ventilación. Las tuberías de evacuación, por su parte, 
se  pueden  dividir  en  derivaciones,  las  cuales  enlazan  los  aparatos  sanitarios  con  la  bajante 
principal  y  pueden  ser  simples  cuando  sirven  a  un  solo  aparato  y  compuestas  cuando  sirven  a 
varios  aparatos.  Las  bajantes,  las  cuales  son  las  tuberías  de  drenaje  vertical  del  sistema,  llevan 
cada descarga de piso hacia el colector. Estas bajantes en su parte superior se prolongan hasta la 
azotea del edificio para permitir la entrada de aire en el sistema. Por último, los colectores son las 
tuberías horizontales que recogen los desechos al pie de la bajante y los transportan  a la red de 
alcantarillado público. Esta descripción anterior se esquematiza en la Figura 1 donde resaltan los 
elementos mencionados.  

En  cuanto  a  los  sifones  o  trampas  son  elementos  que  evitan  el  paso  de  emanaciones  y  malos 
olores  provenientes  de  la  red  de  drenaje  de  los  edificios  hacia  el  interior  de  las  viviendas  y, 
además, constituyen el lugar por donde se espera el reflujo de espumas en caso de su ocurrencia. 
El sistema funciona mediante un sello hidráulico. En la Figura 2 se presentan los tipos de trampas 
más  utilizadas  en  edificios  residenciales  de  las  ciudades.  Finalmente,  las  tuberías  de  ventilación 
corresponden  a  una  serie  de  tuberías  adyacentes  al  sistema  de  desagüe  tanto  vertical  como 
horizontalmente  y  establecen  la  relación  con  el  aire  exterior.  El  tamaño  de  las  bajantes  de 
ventilación  verticales  debe  ser  el  mismo  que  la  bajante  principal  de  drenaje  y  deben  proveerse 
conexiones  intervaladas  en  toda  su  longitud  cuando  se  trate  de  un  edifico  de  gran  altura.  Este 
punto se desarrollará con más profundidad en la siguiente sección del documento. 

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Sebastián Caicedo Vela 

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Figura 1 Componentes Sistemas de Drenaje y Ventilación 

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Figura 2 Tipos más comunes de trampas en edificios residenciales 

Una vez se define la clasificación de altura en edificios, el concepto de edificación o edificio como 
tal, una vez se define también el foco localizador del problema de espumas, el cual lo constituye 
los  sistemas  de  drenaje  y  sus  componentes,  es  importante  presentar  los  aspectos  relacionados 
directamente con la producción de espumas en el sistema y qué aparatos sanitarios tienen mayor 
probabilidad  de  producirla.  La  espuma  proviene  de  jabones  y  detergentes  que  se  utilizan 
constantemente en el día a día en casas y edificios, pero que genera un impacto mayor en edificios 
de  gran  altura.  Existen  documentos  técnicos  nacionales  e  internacionales  como,  por  ejemplo, 
Lineamientos para la elaboración y presentación de diseños hidrosanitarios de redes internas de 
EMCALI como también códigos de fontanería internacional  como  el  Uniform Plumbing Code o  el 
California Plumbing Code o el Oregon Plumbing Specialty Code o el New York Plumbing Code que 
confluyen  en  que  existen  aparatos  sanitarios  productores  de  espuma  que  son:  las  bañeras, 
lavanderías,  lavadoras,  fregaderos  y  lavavajillas.  De  esta  forma,  la  investigación  se  concentra 
especialmente en el tramo de sistema comprendido por estos aparatos sanitarios, sus desagües, 
sus ramales, la bajante principal y su correspondiente sistema de ventilación.  

Todo este conjunto de elementos y definiciones presentado representa la ubicación, el contexto y 
la descripción del problema de espumas y constituye el lugar donde se desarrolla la metodología y 
cuerpo de la investigación realizada. 

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4  METODOLOGÍA  

En  el  desarrollo  de  esta  investigación  se  realizó  un  procedimiento  de  búsqueda  bibliográfica 
referente  y  relacionada  con  el  tema  de  espumas  en  las  tuberías  de  agua  residual  de  las 
edificaciones. Esta búsqueda estuvo centrada en la revisión y análisis de  normativa técnica en el 
área de fontanería cubriendo los ámbitos nacional e internacional, además se incluyeron artículos 
publicados  en  revistas  indexadas  que  brindaron  información  valiosa  para  el  análisis,  crítica  y  el 
desarrollo  en  sí  del  problema.  Cabe  resaltar  que  el  propósito  de  este  capítulo  es  presentar  el 
contenido  relevante  de  cada  documento  revisado,  sin  embargo,  no  se  pretende  generar 
comparación y análisis.   

El  documento  de  normativa  técnica  colombiana  revisado  corresponde  a  la  NTC  –  1500 
denominada  Código  Colombiano  de  Instalaciones  Hidráulicas  y  Sanitarias  en  su  actualización 
número  3.  Este  código  rige  los  requisitos,  las  restricciones,  el  diseño  y  la  instalación  tanto  de 
aparatos  de  fontanería  como  redes  hidrosanitarias  y  de  ventilación  para  cualquier  tipo  de 
edificación en Colombia. Dentro del contenido de la norma se incluyen definiciones de conceptos 
utilizados  a  lo  largo  de  esta  y  que  constituyen  un  marco  de  referencia  para  comprender  su 
contenido.  Se presentan las pruebas que se deben realizar dentro de un sistema de drenaje para 
corroborar su correcto funcionamiento, dentro de las que se encuentran las pruebas de agua, aire 
y final para la tubería de desagüe de aguas  residuales y de ventilación. Como se mencionó en la 
sección  anterior  del  documento,  dentro  de  los  aparatos  sanitarios  productores  de  espuma  se 
encuentran  las  lavadoras  automáticas  de  ropa  que,  además  son  las  más  utilizadas  en  edificios 
residenciales  en  Colombia,  por  lo  que  la  norma  incluye  las  características  necesarias  que  deben 
tener  para  su  conexión  de  agua  y  desagüe,  especificando  que  deben  cumplir  con  la  ASSE  1007. 
Igualmente,  se  determinan  las  características  de  conexiones  y  requisitos  para  otros  aparatos 
sanitarios.  

La sección referente a los desagües sanitarios y las diferentes consideraciones y restricciones para 
el  diseño  e  instalación  de  los  sistemas  forma  parte  fundamental  de  la  revisión  de  esta  norma 
colombiana.  En  esta  sección  se  tratan  los  materiales  aprobados  para  tubería  de  drenaje  y 
ventilación,  los  accesorios  apropiados  de  acuerdo  con  el  material  escogido,  se  presentan 
consideraciones  como  la  no  reducción  de  diámetro  en  la  dirección  de  flujo  y  se  especifica  el 
proceso para el dimensionamiento de los elementos de drenaje siguiendo el método de Hunter, el 
cual se basa en determinar el número mínimo de aparatos sanitarios, posteriormente asignarles 
las unidades de desagüe  correspondientes,  luego  identificar los caudales de  diseño  y  finalmente 
asignar  el  diámetro  de  la  tubería.  Lo  anterior,  corresponde  a  una  descripción  general  pero 
concreta del método de Hunter.  

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Otra sección relevante de la norma es la correspondiente a las ventilaciones. En esta se consideran 
los  requisitos  de  los  sistemas  de  ventilación,  la  limitación  en  su  uso,  cuáles  son  los  materiales 
apropiados para este sistema (generalmente es el mismo material que la tubería de drenaje),  se 
especifica la extensión de la ventilación y su dimensionamiento. Se presentan las conexiones con 
la tubería de desagüe y la ventilación de los aparatos sanitarios. 

En la norma NTC  –  1500 no se tienen  consideraciones  especiales para las espumas generadas y 
que transitan por las redes de los edificios tanto en las tuberías de drenaje como en las tuberías de 
ventilación. 

Otro  punto  revisado  en  el  ámbito  de  normativa  técnica  lo  conforman  varios  códigos 
internacionales  de  países  como  Estados  Unidos,  España,  Inglaterra,  Australia  y  Nueva  Zelanda. 
Dentro de estos se destacan consideraciones más precisas en cuanto a la situación de las espumas 
dentro de los sistemas de drenaje y ventilación de los edificios. Algunas de estas son: los cambios 
en  la  dirección del flujo,  las conexiones  a  ciertas  áreas  denominadas como zonas de presión  de 
espuma,  el  dimensionamiento  tanto  de  las  tuberías  de  agua  residual  como  de  ventilación, 
mencionan los respiraderos de alivio que deben disponerse para aligerar la estadía de espumas en 
el  sistema  y  hacen  un  recuento  de  la  formación  de  estas,  su  recorrido  y  lo  que  posiblemente 
pueden llevar a causar. 

Por otra parte, se revisaron artículos y libros relacionados con el tema de fontanería, sistemas de 
drenaje  y  ventilación  en  edificios  altos,  entre  otros.  Estos  brindaron  información  adicional 
sustancial  en  la  investigación  ya  que  tratan  puntos  de  crítica  y  análisis  a  los  procedimientos 
seguidos  por  las  normas  de  fontanería  en  los  diferentes  países  y,  además,  analizan  y  proponen 
nuevas alternativas de diseño e instalación de sistemas de drenaje y ventilación para edificaciones 
con una altura mayor. 

Con esta compilación de documentos se procede a realizar una comparación detallada a partir de 
informaciones,  afirmaciones,  consideraciones  y  restricciones  estipuladas  en  cada  grupo  de 
bibliografía con el propósito de entregar al lector un panorama más completo del problema base 
en el desarrollo de este proyecto. 

 

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5  COMPARACIÓN  DE  NORMAS  TÉCNICAS  DE  FONTANERÍA  EN  UN 

ÁMBITO INTERNACIONAL Y NACIONAL 

Este  capítulo  se  concentrará  en  la  correspondiente  comparación  entre  normativas  técnicas 
estudiadas  y  se  complementará  con  artículos  y  libros  relacionados  con  el  tema  propio  de  la 
investigación presente para entregar una  aproximación adecuada  de la situación de espumas en 
sistemas de drenaje y ventilación de edificios altos. El contenido seguirá el recorrido seguido por 
las espumas dentro del sistema, es decir, desde su formación en aparatos sanitarios específicos, su 
mezcla  con  agua  y  residuos  sólidos  y  posterior  tránsito  por  derivaciones,  bajantes,  colectores  y 
tuberías de ventilación del sistema. 

El  problema  comienza  con  la  generación  de  espumas  proveniente  del  uso  de  jabones  y 
detergentes de aparatos sanitarios como lavavajillas, lavaderos, lavadoras automáticas de ropa y 
fregaderos.  Este  producto  entra  en  el  desagüe  propio  de  cada  aparato  y  es  en  esta  ubicación 
donde ocurre la primera mezcla con agua, residuos sólidos y aire que entra a la bajante principal 
desde pisos superiores, una segunda mezcla ocurre cuando las descargas de los ramales de cada 
piso entran en la bajante principal. Esta mezcla se mueve por la bajante y se acumula en las partes 
bajas del sistema y en cambios de dirección de la bajante principal. Esto se evidencia con mayor 
exactitud en el libro de Rafael Pérez Carmona titulado Instalaciones Hidrosanitarias y de Gas para 
Edificaciones  y  también  en  el  libro  de  Alfred  Steele  denominado  Engineered  Plumbing  Design  II 
donde menciona que “los lugares de almacenamiento de las espumas son las partes más bajas del 
sistema  y  los  cambios de alineamiento  mayores  de  45  grados”  (Carmona, 2010).  Ahora bien,  es 
preciso  en  este  punto  aclarar  la  diferencia  de  peso  entre  las  espumas  y  el  aire,  por  lo  que,  la 
permanencia prolongada de estas en el sistema es debida a esta característica. Según la literatura, 
las  espumas  pueden  pesar  desde  2  hasta  19  libras  por  pie  cúbico;  la  variación  de  rango  está 
relacionada con el periodo de  tiempo en que la espuma permanezca en las tuberías y  el tipo de 
detergente  o  jabón  utilizado  (Officials,  National  Standard  Plumbing  Code,  2018).  Por  su 
característica  de  peso  descrita,  es  complicado  para  el  agua  drenar  satisfactoriamente  la 
acumulación de espumas y, consecuentemente, se desencadenan fenómenos de altas presiones a 
lo largo del sistema de drenaje y ventilación, fomentando la formación de las denominadas zonas 
de presión de espuma.  

Las zonas de presión de espuma son concebidas como ciertas ubicaciones del sistema de drenaje 
donde  se  generan  altas  presiones  cuando  el  aire  comprime  los  rezagos  de  espumas. 
Generalmente, las espumas no encuentran un camino viable para drenar, por lo cual, dan lugar a 
la formación de cuatro zonas de presión de espuma que se especificarán a continuación.  

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La  NTC  –  1500  no  concibe  la  inclusión  de  la  situación  de  espumas  dentro  de  los  sistemas  de 
drenaje,  sin  embargo,  normas  internacionales  como  el  New  York  Plumbing  Code,  el  National 
Standard  Plumbing  Code
  y autores  como  Pérez  Carmona y Steele, confluyen  en  la concepción  y 
descripción detallada de las cuatro zonas en cuestión. Se presenta la esquematización simplificada 
de las cuatro zonas de presión tanto la versión encontrada en el New York Plumbing Code como la 
versión adaptada manualmente, posteriormente, esquemas detallados de cada zona y finalmente 
su descripción precisa. 

 

Figura 3 Zonas de presión de espumas en sección de tubería de drenaje tomado de (Officials, New York Plumbing 

Code, 2014) 

 

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Figura 4 Zonas de presión de espumas en sección de tubería de drenaje 

 

Figura 5 Zona 1: En cambios mayores de 45 grados en el alineamiento de la bajante 

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Figura 6 Zona 2: Por encima de la base de la bajante 

                                  

 

Figura 7 Zona 3: En la parte horizontal donde entrega la bajante 

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Figura 8 Zona 3: En cambios mayores a 45 grados en el ramal horizontal 

 

Figura 9 Zona 4: En la ventilación principal 

Teniendo  presente  los  esquemas  anteriores,  y  las  zonas  sombreadas  de  las  figuras,  las  cuatro 
zonas de presión de espuma corresponden a: 

•  Zona 1: En cambios mayores de 45 grados en el alineamiento de la bajante, donde se dan 

40  veces  el  diámetro  de  tubería  verticalmente  y  10  veces  el  diámetro  de  tubería 
horizontalmente del cambio. En el mismo tramo horizontal, se da 40 veces el diámetro de 
tubería aguas arriba del nuevo cambio vertical. 

•  Zona 2: En la base de la bajante, donde se  desarrollan 40 veces el diámetro de tubería 

verticalmente. 

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•  Zona  3:  En  la  parte  horizontal  donde  entrega  la  bajante  y  se  desarrollan  10  veces  el 

diámetro de tubería  aguas abajo del  accesorio que reciba la bajante. Se da otro caso de 
zona  de  presión  de  espuma  cuando  existen  cambios  mayores  de  45  grados  en  el  ramal 
horizontal,  donde  se  dan  40  veces  el  diámetro  de  tubería  aguas  arriba  y  10  veces  el 
diámetro de tubería aguas abajo. 

•  Zona 4: En la ventilación principal, donde la influencia alcanza la misma altura que en la 

bajante.  

Una  vez  presentadas  y  descritas  las  zonas  de  presión  de  espumas,  las  cuales  representan  las 
ubicaciones a lo largo de las tuberías de los sistemas de drenaje y ventilación donde permanecen 
las espumas,  es recomendación unánime de códigos y textos relacionados con el tema que, no se 
realicen conexiones directas tanto de tubería de agua residual como tubería de ventilación  en las 
cuatro zonas, por cuanto, promoverían el reflujo y afloración de espumas por los sifones de piso 
y/o desagües de aparatos sanitarios de apartamentos ubicados en pisos inferiores principalmente 
de los edificios altos. 

Adicionalmente a la constitución de las cuatro zonas de presión de espuma, la presencia de este 
producto  generado  dentro  del  sistema  también  produce  un  desbalance  de  presión,  el  cual, 
mediante  la  práctica  de  la  ingeniería  en  fontanería,  se  trata  de  equilibrar.  Por  naturaleza  los 
sistemas  de drenaje  y  ventilación  en  edificios  de  gran  altura, que se  constituyen  como  sistemas 
complejos,  son  de estado  inestable  por la  dependencia  del  tiempo  y  las condiciones  cambiantes 
debido  a  los  flujos  multifásicos  y  multicomponentes  que  se  vierten  en  él  (White,  Above  ground 
drainage and vent  systems , 2017).  De  forma  complementaria, se presenta  el siguiente  perfil  de 
presión  de  flujo  inestable  a  lo  largo  de  la  tubería  de  drenaje,  donde  se  presenta  el 
comportamiento cambiante en cada etapa o porción de tubería. Se puede decir también que, en 
su gran mayoría el sistema trabaja con presiones negativas y cerca de la entrega al alcantarillado 
principal  se  vuelve  positiva.  Sin  embargo,  la  porción  positiva  de  presión  es  insignificante 
comparada con la presión negativa presente en el resto del sistema. 

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Figura 10 Perfil de presión para estado inestable en tubería de drenaje tomado de (White, Above ground drainage and 

vent systems , 2017) 

Teniendo presente la figura anterior, se tiene que en el segmento de tubería A-B, la tubería está 
seca, la velocidad del aire es mayor que la  velocidad en la superficie de la tubería, por lo que se 
crea  un  factor  de  fricción  positivo  y  de  forma  consecuente,  la  presión  cae.  En  el  punto  B  de  la 
tubería, el aire pasa por los flujos de agua que entran  a la bajante por los ramales de descarga y 
ocurre  una caída de presión  debido  a  efectos  de  la  pérdida por  separación.    En  el segmento  de 
tubería B-C, la tubería ya se encuentra mojada y pueden ocurrir dos escenarios. El primero, donde 
la  velocidad  del  flujo  de  aire  excede  la  velocidad  terminal  del  agua  provocando  una  caída  de 
presión debido a una fricción positiva entre superficies. El segundo escenario, corresponde a  una 
velocidad  de  flujo  de  aire  menor  que  la  velocidad  terminal  del  agua,  lo  cual  conlleva  a  un 
incremento  en  la  presión  debido  a  una  fricción  negativa.  Finalmente,  en  el  segmento  C-D,  la 
velocidad  terminal  del  agua es mayor  que  la  velocidad  del  flujo de  aire  generando  un factor de 
fricción  negativo  y  consecuentemente,  la  presión  se  incrementa  hasta  sobrepasar  la  presión 
atmosférica.  

Ahora bien, dentro de la literatura estudiada se proponen distintas recomendaciones con el único 
propósito  de  aliviar  las  zonas  de  presión  de  espuma,  equilibrar  el  estado  de  presiones  en  los 
sistemas de drenaje y ventilación de edificios de gran altura y  evitar el reflujo y  afloramiento de 
espumas por los sifones de piso y/o desagües de aparatos sanitarios.  

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Para el caso colombiano se cuenta con especificaciones propuestas por la empresa EMCALI con su 
documento  normativo  titulado  Lineamientos  para  la  Elaboración  y  Presentación  de  Diseños 
Hidrosanitarios  de  Redes  Internas,  donde  se  menciona  que  no  se  deben  realizar  conexiones  de 
desagüe a un colector horizontal en una distancia menor que 2.4 metros del punto de conexión de 
una bajante que trae la descarga de aparatos que producen espuma (EMCALI, 2016). Esto también 
lo comparten normativas internacionales como el Uniform Plumbing Code y códigos de fontanería 
de estados norteamericanos como California, Oregon y Nueva York. Para cumplir con requisitos de 
normativa  técnica  y  de  acuerdo  con  el  documento  de  EMCALI,  deben  proveerse  tuberías  de 
desagüe  y  ventilación  que  se  extiendan  hasta  la  cubierta  de  la  edificación  sin  disminuir  su 
diámetro  original,  ramales  horizontales  de  ventilación  que  sirvan  al  conjunto  de  aparatos 
sanitarios  de  cada  piso  y  por  último,  EMCALI,  declara  textualmente  que  “las  bajantes  que  se 
extiendan por más de cuatro pisos deben tener un conducto de ventilación paralelo, el cual debe 
mantener el mismo diámetro en toda su altura. Este conducto debe conectarse a la bajante cada 
tres  pisos  por  medio  de  una  junta  o  ventilación  de  alivio  de  igual  diámetro  al  menor  entre  el 
diámetro de la bajante  y el diámetro  del  conducto  de  ventilación, pero nunca menor que  estos 
dos”  (EMCALI,  2016).  En  este  punto,  el  autor  colombiano  Rafael  Pérez  Carmona,  apoyado  por 
Alfred  Steele,  difiere  en  cuanto  al  intervalo  donde  deben  disponerse  los  respiraderos  de  alivio 
entre  la  bajante  de  desagüe  y  la  tubería  de  ventilación  paralela.  En  su  caso,  Pérez  Carmona  y 
Steele  mencionan  que,  en  edificios  altos  deben  disponerse  respiraderos  de  alivio  cada  diez 
intervalos verticales contados de arriba hacia abajo.  

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Figura 11 Disposición de ventilación de alivio tomado de (Carmona, 2010) 

Lo  anterior,  se  esclarece  con  la  Figura  11  donde  se  presenta  el  esquema  propuesto  para  las 
ventilaciones de alivio en cada décimo intervalo. Siguiendo con la disposición de las ventilaciones 
de alivio, el Uniform Plumbing Code y otros códigos norteamericanos señalan otra configuración. 
Estos  códigos  mencionan  que  estos  respiraderos  deben  ubicarse  cada  quinto  piso  comenzando 
desde la parte superior de la tubería de drenaje.  

En cuanto al tamaño de la tubería de ventilación paralela, el autor Pérez Carmona concuerda con 
la empresa EMCALI ya que expresa que “El diámetro de la ventilación de alivio es igual al menor 
diámetro  entre  la  ventilación  principal  y  la  bajante”  (Carmona,  2010).  Uno  de  los  códigos 
internacionales mencionados (New York Plumbing Code) difiere en lo referente al  tamaño de los 
respiraderos de alivio que deben disponerse ya que afirma que el diámetro de estos deberá ser “al 

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menos tres cuartos del diámetro de la tubería en la que se encuentra la zona de presión” (Officials, 
New  York  Plumbing  Code,  2014).  Sin  embargo,  los  códigos  como  el  Uniform  Plumbing  Code
California  Plumbig  Code  y  Oregon  Plumbing  Specialty  Code  comparten  las  posturas  de  EMCALI, 
Pérez Carmona y Steele. Cabe mencionar que, el National Standard Plumbing Code y el New York 
Plumbing Code
 establecen que el diámetro mínimo de una tubería de ventilación y de alivio debe 
ser de 2 pulgadas. 

Un  punto importante que incluye  Pérez  Carmona  y  lo  comparte con el  autor Alfred  Steele es la 
ventilación en cambios de dirección de la bajante ya que estos cambios de dirección se establecen 
como zonas de presión de espuma, por lo que, es indispensable contar con ventilación de alivio. 
Los dos autores proponen tres configuraciones en  el diseño de estos cambios de dirección de la 
bajante,  cuando  el  cambio,  cabe  aclarar,  es  mayor  de  45  grados.  Para  establecer  el  punto  de 
comparación  se presentan  en  seguida  los  esquemas  realizados por los autores Pérez  Carmona  y 
Steele, posteriormente se describen los detalles propuestos por los autores. 

 

Figura 12 Primera configuración de ventilación de alivio en cambio de dirección de bajante tomado de (Steele, 1982) 

 

Figura 13 Segunda configuración de ventilación de alivio en cambio de dirección de bajante tomado de (Steele, 1982) 

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Figura 14 Tercera configuración de ventilación de alivio en cambio de dirección de bajante tomado de (Steele, 1982) 

 

Figura 15 Primera configuración en cambio de dirección de bajante tomado de (Carmona, 2010) 

 

Figura 16 Segunda configuración en cambio de dirección de bajante tomado de (Carmona, 2010) 

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Figura 17 Tercera configuración en cambio de dirección de bajante tomado de (Carmona, 2010) 

Las  tres últimas figuras, corresponden  a  la  adaptación  al español realizada por Pérez Carmona  a 
partir del libro de Alfred Steele. Las tres configuraciones son: 

•  La ventilación V1 sirve de alivio, y está conectada a la base de la bajante con el diámetro 

adecuado para ventilar las unidades de ese tramo, el cual corresponde a la bajante que se 
extiende  aguas  arriba.  Para  la  parte  inferior  o  parte  derecha  en  la  Figura  15,  se  puede 
instalar  de dos  formas  la ventilación  de  alivio:  como  prolongación  de la bajante o  en  un 
punto por debajo del cambio. 

•  La ventilación V1 sigue cumpliendo la misma función que se describió con la configuración 

anterior.  Por su parte, la ventilación  V2 corresponde a  la tubería de ventilación principal 
dimensionada  para  el  total  de  unidades,  tanto  de  la  sección  aguas  arriba  como  de  la 
sección  aguas  abajo,  y  debe  disponerse  de  una  ventilación  de  alivio  entre  la  ventilación 
principal  y  el  cambio  de  dirección  de  la  bajante.  Esta  ventilación  de  alivio  puede 
disponerse de las dos formas presentadas en el punto anterior. 

•  Para esta última configuración se mezclan las dos anteriores ya que se tienen las mismas 

ventilaciones  de  alivio  del  lado  derecho  e  izquierdo  de  la  figura  y  se  presenta, 
adicionalmente, una conexión de tubería de ventilación que sirva de alivio para la sección 
aguas arriba y aguas debajo del cambio de dirección de la bajante. 

Dentro  del  camino  hacia  el  alivio  de  espumas  y  su  no  ocurrencia  en  los  sistemas  de  drenaje  y 
ventilación  de  edificaciones  de  gran  tamaño,  se  encuentra  una  recomendación  particular  en 
cuanto  a  la  concepción  y  diseño  de  los  sistemas  de  drenaje.  Esta  recomendación  la  realiza  el 
profesor  Drew  R.  McFadden  y  el  National  Standard  Plumbing  Code,  compartiendo  la  misma 
especificación técnica. La recomendación mencionada hace referencia a la separación de bajantes 
cuando el edificio supera cierta cantidad de pisos. Por su parte, el profesor McFadden propone en 
su  presentación  en  el  ASPE  Plumbing  Trade  Exhibition  and  Technical  Symposium  que,  para 
edificaciones  con  seis  pisos  o  más,  los  cuatro  pisos  inferiores  se  drenen  por  una  bajante 
independiente y el resto de los pisos se drenen por una bajante simple hasta llegar al nivel de piso 

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(McFadden, 2019). Por su parte, el National Standard Plumbing Code específica que esta condición 
de  separación  en  la  bajante  debe  cumplirse  tanto  en  una  bajante  simple  de  seis  pisos  o  más  o 
cuando  después  de  un  cambio  en  la  dirección  de  la  bajante  ocurra  la  misma  situación  en  la 
cantidad de pisos servidos por la bajante. Este código internacional también presenta un esquema 
de la separación en la bajante incluyendo la aclaración en caso de ocurrir un cambio de dirección 
de esta en la Figura 18. 

 

Figura 18 Separación de la bajante principal tomado de (Officials, National Standard Plumbing Code, 2018) 

Una  vez  presentada  la  figura  especificando  la  separación  en  la  bajante  de  edificios  altos  cabe 
mencionar que el dimensionamiento de las porciones horizontales de tubería ubicadas justamente 
después de la base que sirven a cada bajante vertical debe realizarse teniendo en cuenta el total 
de unidades de desagüe solamente de esa sección vertical de la tubería de drenaje. 

Un último estudio que se desea incluir dentro de este capítulo es el realizado en Taiwan, el cual 
propone  una  serie  de  configuraciones  en  el  diseño  de  sistemas  de  drenaje  y  ventilación  de 

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edificios altos que se pueden implementar para que estos sistemas trabajen satisfactoriamente y 
evitar, de esta manera, la variación  en  la  presión  de  aire a lo largo  de las tuberías de drenaje y 
ventilación. La investigación se denomina Current design on high-rise building drainage System in 
Taiwan
 y pretende estudiar la situación actual de los sistemas de drenaje y ventilación que tienen 
los edificios altos en ese país. Presenta los resultados de las categorías de sistemas de drenaje y 
ventilación  más  comunes  y  finalmente,  proponen  seis  tipos  de  categorías  de  construcción  de 
drenajes para edificaciones de gran altura.  

Entrando un poco más en detalle sobre el estudio realizado en Taiwan, fue llevado a cabo sobre 
una muestra de 354 edificios de gran altura, donde se encontró que la categoría más común para 
un sistema de drenaje corresponde a la denominada en inglés como “Separated double-barreled”. 
Esta configuración se muestra en la Figura 19. Por su parte, la ventilación más común dentro de la 
muestra  estudiada  corresponde  a  una  ventilación  tipo  3  (denominada  de  esta  forma  en  la 
investigación) y la cual se muestra en la Figura 20. 

 

Figura 19 Categoría más común para un sistema de drenaje tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) 

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Figura 20 Configuración más común para sistema de ventilación tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) 

Finalmente, se presentan las siguientes figuras que hacen referencia a las recomendaciones en la 
concepción, diseño e instalación de sistemas de desagüe y ventilación de edificios altos propuestas 
por la investigación realizada en Taiwan por el autor principal Cheng-Li Cheng. 

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Figura 21 Sistema de drenaje y ventilación tipo 1 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) 

 

Figura 22 Sistema de drenaje y ventilación tipo 2 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) 

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Figura 23 Sistema de drenaje y ventilación tipo 3 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) 

 

Figura 24 Sistema de drenaje y ventilación tipo 4 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) 

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Figura 25 Sistema de drenaje y ventilación tipo 5 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) 

 

Figura 26 Sistema de drenaje y ventilación tipo 6 tomado de (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004) 

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Este  conjunto  de  recomendaciones  y  especificaciones  compiladas  en  este  capítulo  son 
fundamentales  por  cuanto  sientan  las  bases  para  que  en  un  futuro  se  puedan  implementar 
modelos  experimentales  que  incluyan,  ya  sea  una  recomendación  o  una  combinación  de  estas, 
para  estudiar  el  comportamiento  de  un  producto  como  la  espuma  dentro  de  estos  sistemas  de 
drenaje y ventilación. 

 

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6  CRÍTICA Y ANÁLISIS DE LA INVESTIGACIÓN  

El ejercicio de investigación y revisión bibliográfico  conduce a realizar y presentar comparaciones 
encontradas  entre  los  documentos,  normas,  libros  y  artículos  seleccionados  para  tal  propósito. 
Estas comparaciones pueden ser semejanzas o diferencias de recomendaciones o especificaciones 
que cada bibliografía condensa en su contenido. Ese fue el proceso realizado y concentrado en el 
capítulo  anterior  del  presente  proyecto.  Ahora  bien,  aparte  de  comparar  y  diferenciar 
afirmaciones e información en general, la investigación y revisión bibliográfica también conduce a 
criticar  y  analizar  las recomendaciones,  especificaciones o, de forma general,  el  contenido  de  la 
bibliografía relacionada con el tema de este documento.  

Un punto importante de crítica y tal vez una de las razones para el desarrollo de este proyecto de 
grado  es  el  atraso  de  la  normativa  colombiana  en  fontanería  con  respecto  a  la  inclusión  de  las 
espumas dentro de las sugerencias e indicaciones de obligatorio seguimiento. Dentro de la norma 
NTC – 1500 no se presenta la definición de  espumas, su generación y el lugar de producción de 
esta, no incluye su comportamiento, constitución  y comparación  con sustancias inherentes a los 
sistemas  de drenaje  y  ventilación  de  edificaciones  de  gran  altura.  El código  no  sugiere  causas ni 
consecuencias  del  tránsito  y  permanencia  de  las  espumas  dentro  de  las  tuberías  de  desagüe  y 
ventilación  y  naturalmente,  tampoco  indica  condiciones  favorables  para  evitar  el  reflujo  y 
afloración  de  espumas  por  sifones  de  piso  y/o  desagües  propios  de  aparatos  sanitarios.  Lo 
anteriormente  mencionado,  es  una  falencia  en  la  norma  ya  que  este  producto  de  jabones  y 
detergentes  es  usado,  de  forma  frecuente,  cada  día  por  los  habitantes  en  las  ciudades  y, 
específicamente,  por  residentes  de  edificios  altos  que,  generalmente,  forman  una  muestra 
considerable dentro de un espacio reducido. 

En  el  marco  colombiano  es  importante  resaltar  el  trabajo  realizado  por  EMCALI  y  Rafael  Pérez 
Carmona ya que por medio de sus aportes técnicos brindan a la comunidad académica, técnica y a 
ciudadanos del corriente información valiosa con respecto a las espumas dentro de los sistemas de 
drenaje y ventilación que puede ser implementada en la concepción, diseño e instalación de estos.  

En el ámbito internacional, existe mayor conocimiento y estudio sobre el tema en cuestión, lo cual 
implica mayor detalle y precisión al momento de indicar recomendaciones y especificaciones que 
tanto  ingenieros  hidráulicos  como  arquitectos  deben  tener  en  cuenta  cuando  se  construyen 
edificios  altos.  Dentro  de  las  normas  internacionales,  Estados  Unidos  es  el  país  con  mayor 
concentración  de  información,  estudios  e  investigaciones  realizadas.  Las  normativas  estatales 
incluyen la posibilidad de la presencia y permanencia de las espumas en tuberías de agua residual, 
pero  son  códigos  nacionales  como  el  Uniform  Plumbing  Code  o  el  National  Standard  Plumbing 

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Code,  los  que  contemplan  con  mayor  detalle  el  fenómeno  de  reflujo  y  afloración  de  espumas  y 
cómo se puede, de alguna forma, combatirlo. 

Continuando  con  el  tema  de  normativa  técnica,  específicamente  en  el  dimensionamiento  de 
sistemas de ventilación, los cuales representan un alivio importante para las zonas de presión de 
espumas  y  para  evacuar,  en  general,  este  producto  fuera  de  los  sistemas  de  desagüe,  varios 
artículos  revisados  afirman  que,  dentro  de  la  concepción  de  la  norma,  el  dimensionamiento  o, 
mejor  dicho,  el  cálculo  para  determinar  el  tamaño  de  la  tubería  de  ventilación  es  equivocado. 
Además,  mencionan  que  existen  limitaciones  en  el  diseño  de  tuberías  de  drenaje  y  ventilación 
para  edificios  de  gran  altura  debido  a  la  no  actualización  de  las  normas  y  porque  fueron 
concebidas para edificaciones de altura  baja  y  media.  Una primera  evidencia se  encuentra en  el 
libro  de  Alfred  Steele  donde  se  dice  textualmente  que  “Las  tablas  de  dimensionamiento  de  las 
tuberías de ventilación de prácticamente todos los códigos se calculan en función de la capacidad 
del flujo de aire y no contemplan en modo alguno el flujo más exigente de la espuma. Los tamaños 
que se basan en esas tablas de códigos son inadecuados para acomodar el flujo de espuma y, por 
lo tanto, son incapaces de proporcionar un alivio de presión de espuma adecuado” (Steele, 1982). 
Lo anterior, constituye un buen llamado de atención con el fin de actualizar la normativa técnica 
en  lo  referente  a  la  situación  de  espumas  en  tuberías  de  desagüe  y  ventilación  y  su  correcto 
dimensionamiento ya que la naturaleza de las espumas, en peso y comportamiento, es diferente a 
el agua, los residuos sólidos y el aire. Esta posición también la comparte el autor Cheng-Li Cheng 
en  su  estudio  titulado  Current  design  on  high-rise  building  drainage  System  in  Taiwan  donde 
afirma  que  “Owing  to  Insufficient  guideline  for  building  drainage  vent  construction,  the  current 
design is mostly not under regulation. It is obvious that stricter regulation needs to be conducted 
for refine this situation especially for high-rise building
” (C.L. Cheng, W.H. Lu, & K.C. Ho, 2004). Es 
claro  que,  también  en  el  caso  de  Taiwan,  la  norma  es  insuficiente  al  momento  de  brindar 
condiciones  para  el  correcto  diseño  de  sistemas  de  drenaje  y  ventilación  para  edificios  de  gran 
tamaño. 

En  otro  artículo,  esta  vez  titulado  Building  Drainage  System  Design  for  Tall  Buildings:  Current 
Limitations  and  Public  Health  Implications
  de  Michael  Gormley  se  expone  que  actualmente  no 
existen guías de diseño que cubran el diseño de sistemas de drenaje para edificios altos y, además, 
no hay suficiente ciencia de base o comprensión en cuanto al funcionamiento de estos sistemas en 
edificios de gran altura (Gormley, Kelly, Campbell, Xue , & Stewart, 2021). A partir de este mismo 
documento se puede decir que por la falta de un entendimiento más detallado acerca del diseño 
de sistemas de desagüe en edificios altos, no se puede pretender extrapolar las recomendaciones 
y  especificaciones  de  las  normas  al  diseño  de  estos  sistemas  en  las  nuevas  construcciones  de 
edificaciones.  Finalmente,  como  conclusión  del  artículo,  llaman  a  “actuar  urgentemente  para 
producir  metodologías  de  diseño  actualizadas  con  el  fin  de  tratar  las  dificultades  particulares 

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asociadas  a  los  diseños  de  los  sistemas  de  drenaje  de  los  edificios  altos  y  garantizar  que  dichos 
sistemas salvaguarden a salud pública” (Gormley, Kelly, Campbell, Xue , & Stewart, 2021).  

Un análisis final vital para este proyecto es la inclusión de innovaciones actuales que propendan 
por  un  mejor  funcionamiento  de  los  sistemas  de  drenaje  y  ventilación  y,  consecuentemente, 
aliviar la presión de espuma en el sistema, mantener un equilibrio de presiones en el drenaje de 
edificios  altos,  facilitar  la  ventilación  principal  y  de  alivio  del  sistema  y  eliminar  el  reflujo  y 
afloración  de  espumas  por  los  sifones  de  piso  y/o  desagües  de  aparatos  sanitarios.  Estas 
innovaciones se centran  en  la ventilación  de  los  edificios altos  que, como  se ha presentado  a  lo 
largo de este documento, forma parte fundamental en la resolución del problema. Algunos textos 
proponen la denominada ventilación activa.  

La ventilación activa se refiere a la inclusión de válvulas de admisión de aire (AVV’s por sus siglas 
en inglés) y atenuadores de presión positiva de aire (PAPA’s por sus siglas en inglés), los cuales han 
sido  probados  satisfactoriamente  en  edificaciones  de  más  de  100  plantas.  Adicionalmente, 
brindan  una  serie  de  ventajas  como,  por  ejemplo:  reducción  de  la  complejidad  del  sistema  de 
ventilación, reducción del tiempo de instalación y mano de obra, reducción del material utilizado 
en  el  sistema  aportando  sostenibilidad  al  diseño  y  mayor  previsibilidad  del  funcionamiento  del 
sistema.  Por  su  parte,  las  válvulas  de  admisión  de  aire  funcionan  introduciendo  aire  en  un  solo 
sentido  y  activándose  al  percibir  niveles  de  presión  negativos.  Además,  protege  las  trampas  o 
sellos  de  agua  de  los  sifones,  manteniendo  las  presiones  balanceadas.  Las  válvulas  se  ubican, 
generalmente, en las derivaciones entre aparatos sanitarios y bajante principal y se aprecia en la 
Figura  27.  Los  atenuadores  de  presión  positiva  de  aire  proporcionan  una  protección  efectiva  y 
completa  contra  presiones  positivas  y  es  un  método  viable  para  reemplazar  las  tuberías  de 
ventilación existentes.  Estos atenuadores suelen ubicarse en la base de la bajante principal y se 
muestra un ejemplo en la Figura 28. 

 

Figura 27 Válvulas de admisión de aire tomado de (Aliaxis, 2021) 

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Figura 28 Atenuadores de presión positiva de aire tomado de (Aliaxis, 2021) 

Estas soluciones presentadas y junto con las recomendaciones realizadas por autores y analizadas 
en  este capítulo  pueden  ser  un buen  impulso  hacia  un  estudio  más detallado  y  profundo  de  las 
espumas  dentro  de  los  sistemas  de  drenaje  y  ventilación.  Son,  además,  el  primer  paso  para 
conseguir una buena creación de modelos físicos experimentales a escala, donde se puedan hacer 
pruebas con el fin de observar y seguir el comportamiento de este producto tan cotidiano en las 
tuberías de agua residual de edificios de gran tamaño. 

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7  CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

Una vez realizado el proceso de entender, estudiar e investigar el problema de las espumas en las 
tuberías  de  agua  residual  y  ventilación  de  las  edificaciones  de  gran  altura  y  realizar  una 
comparación,  crítica  y  análisis  de  la  bibliografía  afín  al  tema,  se  puede  presentar  algunas 
conclusiones. En primer lugar, el atraso en Colombia en lo referente a norma técnica de fontanería 
es considerable. La norma no incluye en todo su contenido la situación tan cotidiana de espumas, 
su  reflujo  y  afloramiento  por  sifones  de  piso  y/o  desagües  de  aparatos  sanitarios  que,  aflige  e 
incómoda  a  los  residentes  de  edificios  altos.  En  contraste,  se  resalta  el  trabajo  de  la  empresa 
EMCALI y del autor Pérez Carmona por brindar a la ciudadanía y a profesionales del área implicada 
con  definiciones,  recomendaciones  e  indicaciones  con  respecto  a  la  formación  de  espumas,  su 
comportamiento  y  sus  consecuencias  dentro  de  los  sistemas  de  drenaje  y  ventilación. 
Adicionalmente,  y  teniendo  en  cuenta  que,  si  bien  es  un  problema  que  puede  llegar  a  ser 
frecuente por el elevado uso de jabones y detergentes  en  edificios altos, no existen demasiadas 
quejas o reclamos de usuarios con respecto al reflujo y afloramiento de espumas en Colombia.  

Fuera  del  país  se  concluye  que  se  han  llevado  a  cabo  más  estudios  en  lo  referente  al  tema  del 
presente  trabajo de grado. En primera  instancia,  la  normativa  técnica incluye  el  término, brinda 
recomendaciones  y  sugerencias  para  evitar  su  formación  y  permanencia  dentro  del  sistema  de 
drenaje y, de alguno u otra forma, regula el problema de las espumas a lo largo de los diferentes 
estados y del país en general. En segunda instancia, existen experiencias de usuarios y residentes 
de edificios de gran altura que han alertado a las autoridades competentes sobre este problema y 
situación en particular, lo que acelera trámites y la necesidad de proponer una solución urgente. 
Cabe resaltar que, en este marco internacional el país con más avance e inclusión del problema es 
Estados  Unidos  ya  que  cuenta  no  solo  con  parámetros  nacionales  sino  con  especificaciones 
propias para muchos estados. Lo anterior, conduce a obtener información detallada y útil sobre el 
tema planteado en este proyecto.  

Finalmente,  es  importante  mencionar  que,  después  de  haber  llevado  a  cabo  esta  revisión 
bibliográfica  y  a  pesar  de  la  valiosa  información  encontrada  y  cuidadosamente  seleccionada, 
queda mucho por descubrir en lo referente a las espumas que se generan, transitan y permanecen 
en las tuberías de drenaje y ventilación y que, indudablemente, se constituyen como una situación 
incómoda para residentes de edificios altos.  

Por esta razón, es urgente la debida actualización de las normas técnicas en el área de fontanería 
que  se  aplican  en  los  distintos  países.  En  el  caso  colombiano  esta  inclusión  y  actualización  del 
contenido de la norma en este aspecto en particular se hace aún más urgente ya que año tras año 
se  están  construyendo  edificaciones  cada  vez  más  grandes,  las  cuales  no  deberían  tener  un 

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sistema de drenaje y ventilación obsoleto sino uno que esté un paso adelante y que salvaguarde 
tanto la salud pública como su correcto funcionamiento.  

En  este  punto  se  hace  un  llamado  a  universidades,  asociaciones  de  ingeniería  civil,  empresas 
interesadas  en  esta  temática  en  particular,  entre  otros  para  que  se  inste  a  las  autoridades 
competentes  en  iniciar  un  proceso  de  actualización  o  inclusión  de  las  espumas  en  la  normativa 
vigente. Desde su definición, proveniencia, comportamiento y consecuencias hacia los sistemas de 
drenaje y ventilación de edificaciones de gran altura. Por otra parte, se deja abierto el camino para 
futuras investigaciones que complementen esta aproximación al problema de las espumas y que, 
en lo posible, se implemente algunas de las  recomendaciones y  especificaciones presentadas en 
este  proyecto  con  el  fin  de  crear  modelos  experimentales  a  escala  que  arrojen  datos  veraces  y 
útiles en el entendimiento y solución del reflujo y afloración de espumas por sifones de piso y/o 
drenajes de aparatos sanitarios de pisos inferiores en estructuras de gran altura. 

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8  BIBLIOGRAFÍA 

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Universidad de los Andes 

Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Estudio  del  Problema  de Espumas  en  las  Tuberías  de  Agua  Residual de 
Edificaciones

 

 

 

 

Sebastián Caicedo Vela 

Tesis de Pregrado 

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