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WATER CAD

F.C.A.P.V

UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO F A C UL T A D D E C I E N C I A S A G R Í C O L A S P E C UA R I A S Y V E T ER I N A R I A S D E PA R TA ME N TO D E I N G E N I E R I A A G R I C O L A

ORURO – BOLIVIA Juan José Rí os

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Expositor

Pag.1

WATER CAD

F.C.A.P.V

ABASTECIMIENTO DE RURALES

AGUA POTABLE

PARA

COMUNIDADES

Objetivo general -

Analizar Conocer Aplicar Definir Diseñ ar

- Construcció n - Operació n - Conservació n

Uso de tecnologí a -

Hoja electró nica Correo electró nico Internet Software de W ater Cad

- Paquetes de diseñ o - Autocad - Paquetes de presupuestació n

Agua Beneficios

Problemas

Sequí as Inundaciones Deterioro de la calidad

Agua El valor del agua es tan común, que consideramos algo normal los beneficios que obtenemos; por otro lado, también es necesario afrontar los problemas que ell a causa.

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Pag.2

WATER CAD F.C.A.P.V El uso más común del agua es para consumo humano. También se utili za para el riego de cultivos, para uso industrial , enfriamiento, li mpieza, recreación y otros muchos propósitos. La mayor parte se consume en la agri cultura (aproximadamente un 80%), en el uso doméstico (10%) y una parte considerable del resto (8 - 9%) se util iza en procesos industri ales. (Antón y Dí az, 2000). En la época actual, uno de los mayores probl emas de la humanidad es el rápido crecimiento de las ciudades; paral elamente hay que destacar el relaci onado con el agua potable,

su escasez, su disponibi li dad y sumini stro

con las condiciones básicas de cantidad y cali dad ya que estos pueden ser factores li mitantes severos. La urbanización es una reali dad creciente en la cual no pasan desapercibi das las insufici encias para responder al ritmo de crecimiento de los nuevos asentamientos (controlados o irr egulares), con la infraestructura urbana requerida y la disponibil idad de los recursos natural es. De los recursos naturales, el agua es vital e insustituibl e. Su locali zación, almacenamiento, conducción, abastecimiento y desecho son probl emas que deben enfrentarse para satisfacer las demandas de las nuevas áreas citadi nas. El mundo tiene agua sufici ente, pero no siempre en donde más se necesita. Su distribución no es uni forme, ya que hay escasez en extensas regi ones áridas y semiári das del planeta. En ocasiones la naturaleza trabaja demasiado provocando excesos de agua producto de ll uvias torrenciales, haciendo crecer arroyos, rí os y otros cuerpos de agua, y lo contrari o sucede cuando los mecanismos del ciclo se detienen, aun en las mismas regiones, disminuyendo con ell o la precipitación y el escurrimiento. Los recursos hidrául icos en la Repúbli ca Bolivi ana guardan cierta semejanza con lo dicho en el párrafo anteri or, y puesto que el agua es uno de los recursos naturales más importantes del paí s, es conveniente saber que tiene una distri bución desigual en tiempo y espacio en el territori o. Es abundante en el sureste y escasa en el centro, norte y noreste del paí s; consecuentemente, es indi spensable tomar la polí tica hidráuli ca que dicta o que regula la Ley de Aguas, para garantizar la disponibi li dad de agua y para satisfacer las necesidades de la población. Por ell o, las autoridades han elaborado Programas Hidráuli cos que marcan un rumbo, unos objetivos y unas estrategi as claras, pero que al mismo tiempo existe apertura a las adecuaciones que los nuevos acontecimientos demanden para el bienestar del paí s. Se sugiere revisar las leyes que regulen su uso, ya que son programas ori entadores, operati vos con criterios de apertura, de eficiencia y competitividad, diri gidos a ampli ar la infraestructura básica que permita elevar los niveles de bienestar de la sociedad, pero sobretodo, Pag.3 SOLCOMAR

WATER CAD F.C.A.P.V obtener el recurso hí dri co de una manera apropi ada y duradera para evitar una situación de presión insostenible por el crecimiento de la población futura en las comunidades. Hay que recordar, que el desarrol lo sustentable, se define como el manejo de los recursos naturales y la orientación del cambio tecnológi co e institucional de tal manera que se asegure la continua satisfacción de las necesidades humanas para las generaci ones presentes y futuras. Esto apl icado a los sistemas de agua potable y a los de alcantarill ado, que su desarroll o como en otras acciones, no deben degradar el medio ambiente, ser económicamente viabl es, técnicamente apropiados y social mente aceptables.

Beneficios: - el agua es util izada de manera plena - satisface los requerimientos de la vida moderna - se cumple el ví nculo históri co agua - desarroll o.

Perspectiva del agua - Rápido crecimiento de las ciudades - Sumini stro - Escasez - Condiciones básicas de cali dad

Provisió n y desalojo de agua - Cantidad suficiente - Cali dad adecuada - Agua residual - Transportación - Tratamiento - Disposición final

Abastecimiento de Agua

Potable

Todo proyecto u obra de ingeni erí a en grande, mediana o pequeña escala, tiene consecuencias o costos ambiental es, así como también benefici os sociales.

Introducció n Se tiene una ampli a gama de posibi li dades para obtener un punto óptimo, donde se satisfagan los beneficios sociales bajo criteri os ambiental es y económicos. SOLCOMAR

Pag.4

WATER CAD F.C.A.P.V Interrelación con los problemas del medio ambiente, obli gan a mencionar para su apli cación, lo siguiente:

Leyes y normas - Ley de Aguas Nacionales y su Reglamento - Normas Oficiales Bolivianas - Normas Boliviana (relacionadas con el agua) - Normas de diseño El diseño, construcción, operación y mantenimiento de sistemas para el tratamiento y sumini stro de agua, potable constituyen en la actuali dad un trabajo de suma importancia para el ingeni ero. Algunas defini ciones consignadas en la norma son las sigui entes Agua para uso y consumo humano: Aquell a que no contiene contaminantes objetabl es, ya sean quí micos o agentes infecciosos y que no causa efectos nocivos al ser humano. Caracterí sticas bacteriológicas: Son aquell as debidas a microorganismos nocivos a la salud humana. Para efectos de control sanitari o se determina el contenido

de

indi cadores

especí ficamente

organismos

generales coli formes

de

contaminación

totales

y

microbi ológi ca,

organismos

coli formes

fecales. Caracterí sticas fí sicas y organolépticas: Son aquel las que se detectan sensorialmente. Para efectos de evaluaci ón, el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos y el color y la turbi edad se determinan por medio de métodos analí ticos de laboratori o. Caracterí sticas quí micas: Son aquel las debi das a elementos o compuestos quí micos, que como resultado de investigaci ón cientí fica se ha comprobado que pueden causar efectos nocivos a la salud humana. Caracterí sticas radiactivas: Son aquel las resul tantes de la presencia de elementos radiacti vos. Lí mite permisible: Concentración o contenido máximo o intervalo de valores de un componente, que garanti za que el agua será agradabl e a los sentidos y no causará efectos nocivos a la salud del consumidor . Potabilización: Conjunto de operaci ones y procesos, fí sicos y/o quí micos que se aplican al agua a fin de mejorar su cali dad y hacerla apta para uso y consumo humano. Sistema de abastecimiento: Conjunto intercomunicado o interconectado de fuentes, obras de captación, plantas cloradoras, plantas potabil izadoras, tanques de almacenamiento y regulaci ón, cárcamos de bombeo, lí neas de conducción y red de distri bución. SOLCOMAR

Pag.5

WATER CAD F.C.A.P.V Se deja al estudiante la lectura completa de esta norma, su análi sis y comentarios. El carácter de obli gatoria como la vigi lanci a de su cumpli miento en el campo de apli cación.

Abastecimiento de agua potable La cantidad de agua para mantener la vida de una persona es pequeña, pero al agruparse formando comunidades, la cantidad se incrementa. Un

sistema

básico

de

abastecimiento

de

agua

potable

incl uye

la

infraestructura necesaria para captar el agua desde la fuente que reúna condiciones aceptables, reali zar un tratamiento previo para luego conducirl a, almacenarla y distribui rla a la comunidad en forma regular. El agua potable cubre las sigui entes necesidades primordial mente: - Biológicas - Higiene personal - Industrial es y comercial es - Facil itar la li mpieza, tanto urbana como comercial e industrial

Sistema de distribució n Un sistema de distribuci ón de agua potable se proyecta para suministrar un volumen suficiente de agua a una presión adecuada y con una cali dad aceptable, desde la fuente de sumini stro hasta los consumidores.

Para la elaboraci ón de un proyecto se requiere información adecuada a las condiciones del momento…

El tamaño del proyecto para distribución de agua se basa en el consumo anual promedio por persona. En consecuencia, los pronósticos demográficos para el perí odo que abarca el proyecto son muy importantes y deben hacerse con cuidado para tener la certeza de que los componentes del proyecto son del tamaño adecuado.

Perí odo de diseñ o En la soluci ón de un proyecto de abastecimiento de agua potabl e, el proyectista debe considerar el tiempo de vida útil de la obra, tomando en cuenta pri ncipal mente, aspectos económicos y la tendencia de crecimiento de la zona en estudio.

Perí odo de diseñ o - definició n Es el intervalo de tiempo durante el cual se estima que la obra por construir ll ega a su nivel de saturación; este perí odo debe ser menor que la vida útil .

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Pag.6

WATER CAD

F.C.A.P.V

Població n La probl emática urbana y rural de las comunidades, grandes o pequeñas, se encuentra estrechamente li gada a los factores de ocupación del espacio, mencionándose de manera destacada el fenómeno demográfi co provocado por las corrientes migratori as. La planeación regional de las comunidades, contempla la problemática en asuntos de bienes y servicios, trascendiendo algunas veces los lí mites de la comunidad.

En la

planeación

se

toman

en

cuenta las proyecciones y

pronósticos para determinar o predeci r las necesidades

futuras del suelo y

recursos, basados en datos y tendencias históricas. La población es una de las medidas más importantes para las demandas de suelo, de bienes y servicios públi cos; por lo tanto, su proyección y pronóstico son fundamentales en las etapas de desarrol lo a mediano y lar go plazo, en forma ordenada y reglamentada. Dentro de la investigación preli minar y la combinación de otros factores, se encuentra el determinar el desarrollo futuro que probablemente tendrá la pobl ación en estudio, considerando el incremento de habi tantes, así como el tipo, número y magni tud de activi dades. Entonces es váli do decir en cier ta medida, que la estimación del consumo de agua potable y la aportación de aguas residuales está en función de la variación de la población basada en la proyección histórica de la misma; simultáneamente a una estimación a futuro del uso del agua para diferentes propósitos.

Previsió n de la població n El crecimiento de las ciudades está sujeto a planes de desarrol lo. Para su crecimiento se consideran las zonas de reserva previstas para el desarroll o de la ciudad a corto mediano y largo plazos. Consecuentemente para el caso del aprovi sionamiento básico de saneamiento (agua

potable,

alcantaril lado

y

tratamiento),

es

necesario

conocer

la

dosifi cación de los usos del suelo, según los programas al respecto, para poder predecir la población a servir y diseñar la infraestructura de estos servici os con proyección futura. General mente los grandes usos del suelo son: habitacional (popul ar, media y residencial), industrial , comercial y equipamiento (servicios públi cos).

Estimació n de la població n Debido a que la pobl ación es siempre un factor rel evante en la estimación futura del agua, en la ocupación del suelo disponibl e, en la ampli ación del fundo legal , en la generación de bienes y servicios, etc., es necesario

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Pag.7

WATER CAD F.C.A.P.V predecir de alguna manera, cual será el incremento de la misma en tiempos determinados. En el diseño y operaci ón de sistemas rel acionados con el agua (suministro, tratamiento y desalojo), se requieren estimaciones de la población a corto plazo (1 – 10 años) y a largo plazo (10 – 50 años). Las

predicciones

de

la

población

son

complejas

y

ciertamente

las

estimaciones pueden ser erróneas en cierto grado, dependen de componentes o factores particulares que pueden alterar el desarrol lo demográfico de la comunidad.

Los factores que influyen en la població n y la tasa de su crecimiento, incluyen:

1. Tasas

de nacimiento – defunciones

2. Tasas

de emigraci ón – inmigración

3. Anexión 4. Urbanización 5. Polí ticas

de descentrali zación de actividades económicas

6. Descubrimiento 7. Desarrollo 8. Activi dad 9. Uso

de nuevos recursos naturales

de nuevas industri as

comercial

del suelo

10. Incremento

en la esperanza de vida.

Concluyendo que la cuantificación de la evolución demográfica puede ser definida anticipadamente con cierta precisión; y en donde hay que proceder con cautela y aplicar la experiencia para decidi r algún método de predicción a usar.

Població n de proyecto Es la cantidad de personas que se espera tener en una locali dad al final del periodo de diseño del sistema de agua potable o alcantarill ado. Una vez fijada la vida útil de la obra, reali zadas las investigaciones prel iminares y la combinación de otros factores, se encuentra el determinar el desarroll o

futuro

que

probablemente

tendrá

considerando el incremento de habi tantes, así

la

población

en

estudio,

como el tipo, número y

magnitud de actividades. Entonces es váli do decir , en cierta medida, que la estimación del consumo o la aportación de agua potable está en función de la variación de la población

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Pag.8

WATER CAD F.C.A.P.V basada en la proyección histórica de la misma; simultáneamente a una estimación a futuro del uso del agua para los diferentes propósitos. La fuente de información más importante para obtener datos, son los censos levantados por el Instituto Nacional de Estadí stica, (INE), que l os realiza cada cierto tiempo. Los anál isi s se basan en los datos de censos anteri ores incluyendo el último. Las estimaciones de población o de la población de un proyecto especí fico se obtienen apli cando métodos existentes para el cálculo de población en un tiempo deseado (intercensal o postcensal), apli cando la interpolaci ón o extrapolaci ón, según disti ntos modelos matemáticos.

Mé todos Las

estimaciones

de

la

pobl ación

se

obtienen

apl icando

los

métodos

existentes para el cálculo de la población en un tiempo deseado (i ntercensal o postcensal), basándose en la interpol ación y la extrapolación, según distintos model os matemáticos. Los métodos más usuales para la estimación de la pobl ación a futuro o de proyecto son: - Progresión aritmética - Progresión geométrica - Extensión gráfica de una curva - Método de ajuste por Mí ni mos

Cuadrados

Mé todo de progresió n aritmé tica En este método se supone que el crecimiento es a una tasa constante para incrementos de tiempo iguales. La vali dez del método puede ser probada examinando el crecimiento de la comunidad para determinar si el incremento es igual al aumento ocurrido entre los censos recientes. El método consiste en aumentar un número constante de habi tantes por cada periodo

de

tiempo

futuro.

El

crecimiento

ari tmético

es

semejante

al

crecimiento de un capital puesto a interés simple y está representado por la ecuación de la recta. Para la ecuación de la recta se calcula la pendiente y la ordenada al origen, las coordenadas de los puntos son los años y los habitantes y se representan por la sigui ente expresión:

Mé todo de progresió n aritmé tica

P = P2 +

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P2 − P1 (t − t 2 ) t 2 − t1

(2.1)

Pag.9

WATER CAD Para la expresión anterior

F.C.A.P.V

P

población futura

P2

población en el últi mo censo

P1

población en el penúltimo censo

t

fecha para la que se busca la poblaci ón futura

t2

año del últi mo censo

t1

año del penúlti mo censo

Para calcular la tasa de variación (crecimiento) se util izará la variación o Tasa de variación o incremento de la población con respecto al tiempo se expresa como sigue:

KA =

∆ P P2 − P1 = ∆ t t 2 − t1

(2.1.a)

que sustituida en la expresión (2.1), quedará: siendo

P = P2 + K A ( t − t 2 )

KA

( 2.2 )

constante para incremento de població n en la unidad de tiempo

Mé todo de progresió n geomé trica Se considera una tasa de crecimiento uniforme asumiendo que la tasa de incremento es directamente proporcional al valor de la pobl ación. Se puede suponer que el crecimiento es semejante al de un capital colocado a interés compuesto

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Pag.10

WATER CAD

F.C.A.P.V

La fó rmula de interé s compuesto y adecuada para calcular la població n es:

P = P2 ( 1 + r ) n

(2.3 )

Donde P

población futura

P2

población en el últi mo censo

r

tasa de crecimiento media anual intercensal

n

número de años considerados

La tasa de crecimiento media anual se calcula con la siguiente expresió n

 P r =  2  P1

  

1/ n

 − 1 (100) 

( 2.4)

Transformando la expresió n (2.3) a su equivalente, queda:

log P = log P2 +

log P2 − log P1 (t − t 2 ) t 2 − t1

( 2.5)

donde los términos signifi can lo mismo como se anotaron en la expresión (2.1); la constante K se puede obtener parti endo de los datos regi strados de la población, mediante la siguiente expresión. Transformándose la expresión (2.5), como sigue:

KG =

log P2 − log P1 t 2 − t1

(2.5.a)

Trasformá ndose la expresió n (2.5), como sigue:

log P = log P 2 + K G (t – t 2 )

(2.5.b)

Extensió n grá fica de una curva Conocidos los datos de la pobl ación, estos se llevan a los ejes coordenados, en donde las ordenadas son los datos de la poblaci ón, y las abscisas las correspondi entes fechas de esos datos.

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Pag.11

WATER CAD

F.C.A.P.V

Mé todo de ajuste por Mí nimos Cuadrados La poblaci ón de proyecto se calcula ajustando los datos históri cos de los censos anterior es, a una recta o a una curva de tal manera que los puntos que pertenecen a estas, sean lo más aproximado posibl e a los datos registrados. Se puede determinar la población de proyecto por medio de ajustes: lineal y no lineal considerando el modelo que mejor se ajuste a los datos de los censos. Se tienen que obtener constantes, conocidas como coeficientes de regresi ón; estas constantes son y Para determinar que tan acertada fue la selecci ón de la recta o la curva de ajuste de los censos, se obtiene un parámetro denominado coefici ente de correlación

, cuyo rango de variaci ón es de –1 a +1.

Los model os de ajuste pueden ser :

A. Lineales B. No li neales 1. Exponencial 2. Logarí tmico 3. Potencial Estos model os ajustan los datos históricos de la pobl ación según conformen una recta o una curva. Una vez obteni do el comportamiento histórico de los datos censales mediante un ajuste li neal o no-li neal, se puede calcular la poblaci ón para cualqui er año futuro “ t” .

Ajuste lineal; expresió n general

P = a + bt

(2.6)

Ajuste lineal; coeficiente los coeficientes se obtienen mediante las sigui entes expresiones:

a=

∑ Pi − b ∑ t i N

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( 2.7 ) Pag.12

WATER CAD

b=

F.C.A.P.V

N ∑ t i Pi − ∑ t i ∑ Pi

( 2.8 )

N ∑ t i2 − ( ∑ t i ) 2

y el coeficiente de correlaci ón se obtiene con la sigui ente ecuación: N ∑ t i Pi − ∑ t i ∑ Pi

r=

( 2 .9 )

[ N ∑ t − ( ∑ t i ) 2 ] [ N ∑ Pi 2 − ( ∑ Pi ) 2 2 i

B.

Ajuste No – Lineal

B.1

Ajuste expo nencial; expresión general

donde P = a e bt

( 2 .10 )

∑lnPi −b∑ti    N  

a=e

b=

(2.11)

N ∑ti lnPi − ∑ti ∑lnPi N ∑ti2 − (∑ti )2

(2.12)

y el coeficiente de correlación;

r=

B.2

N ∑ t i ln Pi − ∑ ti ∑ ln Pi

( 2 .13)

[ N ∑ t i2 − (∑ ti ) 2 ] [ N ∑ (ln Pi ) 2 − (∑ ln Pi ) 2

Ajuste logarí tmico; expresión general

P = a + b ( ln t )

(2.14)

Los coeficientes se obtienen mediante las sigui entes expresiones a=

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∑ Pi − b ∑ ln t i N

( 2 .15 )

Pag.13

WATER CAD

F.C.A.P.V

b=

N ∑ ln t i Pi − ∑ ln t i ∑ Pi N ∑ (ln t i ) 2 − (∑ ln t i ) 2

( 2 .16 )

el coeficiente de correlación mediante

r=

B.3

N ∑ ln ti Pi − ∑ ln ti ∑ Pi

( 3.17 )

[ N ∑ (ln ti )2 − ( ∑ ln ti )2 ] [ N ∑ Pi 2 − (∑ Pi ) 2 ]

Ajuste potencial; expresión general

P = a t

b

(2. 18)

Donde a=e

b=

 ∑ ln Pi − b ∑ ln t i    N  

( 2 .19 )

N ∑ ( ln t i ) (ln Pi ) − ∑ ln t i ∑ ln Pi N ∑ (ln t i ) 2 − (∑ ln t i ) 2

( 2 . 20 )

y el coeficiente de correlaci ón para este modelo es:

r=

N ∑ (ln t i ) (ln Pi ) − ∑ ln t i ∑ ln Pi

( 2 . 21 )

[ N ∑ (ln t i ) 2 − ( ∑ ln t i ) 2 ] [ N ∑ (ln Pi ) 2 − ( ∑ ln Pi ) 2 ]

El signi ficado de los términos de las ecuaciones apli cadas al método de los mí nimos cuadrados es el sigui ente: P

poblaci ón futura o intercensal

a, b

coefici entes constantes de la regresión

r coeficiente de correlación SOLCOMAR

Pag.14

WATER CAD F.C.A.P.V t cualqui er año futuro o intercensal e

base de los logari tmos naturales

ln

logari tmo natural

N

número total de datos

Σt i

suma de los años con información

ΣP i

suma del número de habitantes

Reiterando, los resultados de la proyección de la población en el tiempo obtenidos por cualqui era de los métodos descritos, se pueden comparar con la variación histórica de la misma población; y así determinar cual método es el que más se ajusta al crecimiento (variación) de la población. La tasa de crecimiento media anual (Fórmula 2.4), es apli cable a los resultados obtenidos de cualqui era de las ecuaciones de ajuste. Ejemplo de aplicación Determinar la población de Ciudad Chuquisaca para los años del 2000 al 2020, util izando los métodos descritos y los datos ofici ales de censos reali zados cada diez años a partir de 1950 hasta 1990. Se incl uye el resultado obtenido del Conteo de Población y Vivienda 1995. Los datos son los siguientes: CENSO

POBLACIÓN

131,308

1950

276,995

1960

424,135

1970

567,365

1980

798,499

1990

1’ 011,786

1995

Se recomienda como ejercicio, analizar la dinámica demográfica y comentar la tendencia de la misma así

como la variación de las tasas oficial es de

crecimiento por cada década. Enseguida se consigna la Tasa Ofici al de Crecimiento Media Anual Intercensal 1950 – 1995 en Ciudad De Chuquisaca. (INE, 1996)

PERIODO

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TASA OFICIAL

1950 – 1960

7.7 %

1960 – 1970

4.5 %

1970 – 1980

2.8 %

1980 – 1990

3.6 %

1990 – 1995

4.3 %

Pag.15

WATER CAD Solución

F.C.A.P.V

Se apli carán los modelos aritmético y geométrico, así como los métodos de ajuste de mí nimos cuadrados, en la solución del problema planteado, con la intención de comparar resultados, y de ser posible, definir la confiabil idad de cada método, respondi endo las dos preguntas sigui entes: ¿cuál de los métodos aplicados responde mejor a corto o a lar go plazo? ¿Cuál método de los seleccionados será recomendable para su apli cación en local idades rural es, o en poblaci ones pequeñas, medianas o grandes? En la apli cación de los modelos aritmético y geométrico, es recomendable usar los registros de la población correspondientes a los dos últi mos censos (1990 y 1995, en este caso), ya que estos representan la tendencia de crecimiento más reciente de la población.

Modelo aritmético

Datos: P 2 = 1 011,786 hab.

para t 2 = 1995

P1 =

para t 1 = 1990

798,499 hab.

t = tiempo futuro (cualquier año después de 1995)

encontrar

P = población futura o de proyecto

de la ecuación (2.1.a) K 90 − 95 =

1011786 − 798499 = 42657 .4 1995 − 1990

por medio de la ecuación (2.2), se calculará primero, la proyección de la población para el año de 1996, y después para los años 2000, 2010 y 2020.

P 9 6 = P 9 5 + K (1996

1995)

P 9 6 = 1011786 + 42657.4 (1996

1995) = 1 054,443 hab

y así para: P 2 0 0 0 = 1011786 + 42657.4 (2000

1995) = 1 225,073 hab

P 2 0 1 0 = 1011786 + 42657.4 (2010

1995) = 1 651,647 hab

P 2 0 2 0 =1011786 + 42657.4 (2020

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1995) = 2,078,221 hab

Pag.16

WATER CAD Modelo de progresión geométrica

F.C.A.P.V

Datos: P 2 = 1 011,786 hab.

para t 2 = 1995

P1 =

para t 1 = 1990

798,499 hab.

t = tiempo futuro (cualquier año después de 1995) encontrar

P = población futura o de proyecto

Para obtener la población futura de la locali dad apli cando el modelo geométrico, se usa la fórmula (2.3) apoyada por la fórmula (2.4), y cuyo resultado debe ser igual al que se obtenga apli cando la fórmula (2.5.b); que es presentación simpli ficada por medio de la fórmula (2.5.a). Como en la apli cación del modelo aritmético, se calculará la proyección de la poblaci ón para los años 1996, 2000, 2010 y 2020. Para apli car la expresión (2.3) en el cálculo de la población futura de la ciudad, previamente se debe calcular la tasa de crecimiento media anual “ r” de los dos últi mos censos, por medio de la ecuación (2.4), en donde:

n o = (1995

1990) = 5; entonces:

 1011786 1 / 5  r =   − 1 (100) = 4.8486 %   798499  o también r = 0.048486

Nota: este valor difi ere al que se consigna como tasa oficial para el mismo perí odo (p.15).

Aplicando la fórmula (2.3) para: P 9 6 = 1011786 (1 + 0.048486) ( 1 9 9 6

1995)

= 1 060,843 hab

De la misma manera para: P 2 0 0 0 = 1011786 (1 + 0.048486) ( 2 0 0 0

1995)

= 1 282,041 hab

P 2 0 1 0 = 1011786 (1 + 0.048486) ( 2 0 1 0

1995)

= 2 058,393 hab

P 2 0 2 0 = 1011786 (1 + 0.048486) ( 2 0 2 0

1995)

= 3 304,871 hab

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Pag.17

WATER CAD F.C.A.P.V Se obtienen los mismos resul tados apl icando la ecuación (2.5.b), previ o el cálculo de K G , con la fórmula (2.5.a). KG =

log 1011786 − log 798499 = 0.020562857 1995 − 1990

Que al aplicarse en la expresión (2.5.b) se obtienen los resultados siguientes:

P 1 9 9 6 = 1 060,843 hab P 2 0 0 0 =1 282,044 hab P 2 0 1 0 = 2 058,408 hab P 2 0 2 0 = 3 304,913 hab Solución por el Método de los Mí nimos Cuadrados Para obtener la solución y un análisis posterior de los resultados que se obtengan por este método, se proponen las sigui entes tablas de cálculo (el estudiante

puede

crear

sus

propias

tablas)

que

facil itarán

el

trabajo

matemático en primera instancia, y después reali zar el análi sis para la toma de

decisiones,

de

una

manera

metódica. Se sugiere la util ización de

cualquiera de las hojas electrónicas para la obtención en forma rápida, la precisión matemática requerida y la proyección de la población en el tiempo determinado. T ablas de apoyo para el cálculo de la población con el método de los mí nimos cuadrados Las hojas de cálculo electrónicas permiten, dadas las instrucciones pertinentes, crear programas para reali zar los cálculos y obtener resultados al introducir las variables. Previamente, se requiere tener los datos registrados de los censos de la comunidad en estudio. Los datos y los resul tados que se obtienen se presentan en forma tabular. Las tablas de cálculo sugeridas son las siguientes (puede crearse la que mejor convenga).

SOLCOMAR

Pag.18

WATER CAD F.C.A.P.V Propuesta de T abla No. 2. 1. Introducción de variabl es, determinaci ón de operadores y obtención de sumatori as para aplicarse en las ecuaciones de ajuste para su solución.

1

1

2 Ln t * P

1

(Ln P) t* Ln P

t)

10

(Ln

9

(Ln P) 2

8

(Ln t) 2

7

Ln t

2

6

Ln P

P

5

t * P

t2

4

(P)

3

ntes

2

(t) Habita

T iempo

A 1

1 2 3 . . . i

Descripción de Propuesta de T abla 2.1 Columna 1 T iempo (t) En esta columna se anotan los años censales; recomendándose que sean todos los datos registrados. Los censos se reali zan generalmente, al ini cio de cada década; si se reali zaron conteos de población y vivienda, inclui rlos también. Columna 2 Habitantes (P) En esta columna se anota la cantidad de habi tantes censados. Esta cantidad debe corresponder a cada año censal o en su caso al conteo de población y vivi enda. (La cantidad de habitantes, los años censales y el conteo son datos históricos). Columna 3 t 2 Es el valor numérico del año censal (t) consignado en la columna 1, elevado a la segunda potencia. Columna 4 P 2 Es la cantidad de habi tantes (P) correspondi ente a su año censal y anotada en la columna 2, elevada al cuadrado.

SOLCOMAR

Pag.19

WATER CAD Columna 5 (t * P)

F.C.A.P.V

Es el producto de multi pli car el valor numérico del año censal (t) por la cantidad de habitantes correspondiente. Columna 1 multi pli cada por la columna 2. Columna 6 Ln P En esta columna se obti ene el logaritmo natural del valor numérico de la poblaci ón (P) que se encuentra en la columna 2. Columna 7 Ln t En esta columna se obtiene el logari tmo natural del valor numérico del año censal (t) que se encuentra en la columna 1. Columna 8 (Ln t) 2 En esta columna se obtiene la segunda potencia del logari tmo natural del año censal (Ln t) anotado en la columna 7. Columna 9 (Ln P) 2 En esta columna se obtiene la segunda potencia del logari tmo natural del valor de la poblaci ón (Ln P) anotado en la columna 6. Columna 10

(Ln t) (Ln P)

En esta se anota el resultado de multi pli car el valor obtenido en la columna 7 por el valor correspondiente en la 6. Columna 11

t

Ln P

Columna 1 por columna 6. Columna 12

Ln t

P

Columna 7 por columna 2. La columna marcada con la letra minúscula a sirve de apoyo virtual para destacar lo sigui ente: Primero; el número de datos censales históricos N (1 – i), anotados para ser procesados. Segundo; es indi spensable crear un renglón en el cual se anoten la suma de los valores de cada una de las columnas correspondientes a las variabl es y operaciones reali zadas; estos valores (sumatorias) son la esencia para obtener los coefici entes de regresión y de correlaci ón. Tercero; si se está util izando una hoja electrónica de cálcul o, se debe ubicar a N (número de datos censales apli cados en el análi sis) en una celda fija para usarse en la sigui ente tabla. Las instrucciones para resolver la Tabl a 2. 1, si se esta util izando una hoja de cálculo electrónica, son básicas muy sencill as, por tal razón no se expli can porque se está asumiendo que el lector lo puede reali zar.

SOLCOMAR

Pag.20

WATER CAD F.C.A.P.V Propuesta de T abla 2.2. Obtención de los coefici entes de regresión y correlación. 13

14

15

16

17

Ecuación

Coeficiente

Coeficiente

Factor

ajuste

de ajuste

a

b

r

Lineal

P = a + b t

Exponencial

P = a e

Ti po

de

Logarí tmico Potencial

bt

P = a + b (ln t) P = a t

b

Descripción de Propuesta de T abla 2.2

Columna 13

T ipo de ajuste

No requiere expli cación, es a manera de guí a. Columna 14

Ecuación de ajuste

Tampoco requiere expli cación. Esta columna se puede eli minar Columnas 15 a 17 En vez de una descripci ón de estas columnas, se darán las instrucciones que requiere la hoja electrónica para obtener los resultados de las ecuaciones de ajuste. Para ello tómese en cuenta un ejemplo resuel to en el cual las instrucciones están de acuerdo a lo planteado en él. Esto quiere decir que los rangos de celdas pueden variar de acuerdo al ini cio o planteamiento personal en

cada

problema.

Al

util izar

el

ejemplo

resuelto, se hace necesario

considerar lo siguiente:

El rango de celdas que contienen las sumatori as en la Tabl a 2.1 está comprendi do desde la B44 hasta la M44 inclusive. El valor de N está ubicado en la celda E46. El rango para trabajar en la Tabl a 2.2 y como se obtuvieron los coefici entes de regresi ón y correl ación de las ecuaciones de ajuste, esta comprendi do de la D54 a F57, incl usive.

Se indi carán las instrucciones con las cuales se obtuvieron los valores de los coeficientes de regresión y correlación de manera lógi ca horizontal (por rengl ones), de acuerdo a lo soli citado en cada celda (columna / rengl ón).

SOLCOMAR

Pag.21

WATER CAD F.C.A.P.V Inici ándose con el ajuste de tipo li neal , enseguida el exponencial , luego el logarí tmico y final mente el potencial; de esta manera se obtuvieron: Ajuste de tipo lineal Coeficiente a Celda D54 Fórmula empleada (2.7) Instrucciones de hoja electróni ca

=(C44-(E54*B44))/E46

Coeficiente b Celda E54 Fórmula empleada (2.8) Instrucciones

=((E46*F44)-(B44*C44))/((E46*D44)-B44^2)

Factor r Celda F54 Fórmula empleada (2.9) Instrucciones

=((E46*F44)-(B44*C44))/SQRT(((E46*D44)-

B44^2)*(( E46*E44)-C44^2))

Como ejercicio se deja al estudiante proponer las instrucciones de los ajustes faltantes, esto es: el exponencial, el logarí tmico y el potencial. Por últi mo se propone la siguiente tabla en la cual se obtiene la proyección de la población por cualquier método. Propuesta de T abla 2.3. Proyección de la población en cualquier comunidad y En tiempos intercensales y postcensales. 18

19

20

21

22

23

Año

Población

Ajuste

Ajuste

Ajuste

Ajuste

histórica

lineal

expo nencial

logarí tmico potencial

El

ll enado

de

esta

tabla

se

logra

apli cando

en

su

espacio

correspondi ente las expresiones general es de los diferentes tipos de ajuste, es decir, las fórmulas (2.6), (2.10), (2.14) y (2.18).

La descripción de las columnas, y las instrucciones para el ll enado de esta tabla se dan enseguida:

SOLCOMAR

Pag.22

WATER CAD Columna 18

F.C.A.P.V Año

En este caso, los datos en las celdas de esta columna deben coincidir con los anotados en la Columna 1 de la T abla 2.1; las instrucciones son las sigui entes: retomando el ejemplo resuelto, en la celda O38 que es donde aparece el pri mer dato se da la sigui ente instrucción, =B38, de esta forma se asegura que los datos en estas columnas tanto en la tabla 2.1 como en la 3.1 son igual es. Los años en los que se desea determinar la proyección de la población se colocan al término de los años históricos util izados y se introducen directamente. Columna 19

Población histórica

Es semejante a lo dicho para la columna 18, excepto que la instrucción es como sigue: =C38 y se ubica en la celda P38. Columna 20

Ajuste lineal

La ubicaci ón es Q38 y las instrucci ones, =$D$54+($E$54*O38) Columna 21

Ajuste exponencial

La ubi cación es R38 y las instrucciones, =$D$55*EXP($E$55*O38) Columna 22

Ajuste logarí tmico

La ubicación es S38 y las instrucciones, =$D$56+($E$56*LN(O38)) Columna 23

Ajuste potencial

La ubicación es T38 y las instrucciones, =$D$57*O38^$E$57

Para

obtener

los

datos

correspondi entes

a

los

rengl ones

correspondientes a los años históri cos y los de proyección, la instrucción es copiar las ordenes anteriores e insertarl as en todos los renglones obli gados. El lector encontrará en las sigui entes tablas los resultados defini tivos totalmente apegados a las instrucciones anotadas del ejemplo propuesto. Esta propuesta de soluci ón es perfectibl e y se puede lograr más aprovechando las facili dades que proporcionan los paquetes de computo.

SOLCOMAR

Pag.23

WATER CAD

F.C.A.P.V

CONST RUCCIÓN DE UNA RED Y REALIZANDO UN ANÁLISIS DEL EST ADO VARIALBLE

W aterCAD es una herramienta sumamente eficaz para poner una red de distribución de agua.

Es fácil preparar un esquema a escala y permitir

W aterCAD que real ice las conexiones de los nudos en forma sistemática y de fácil interpretación. Construyendo una red de la distri bución para esta lecci ón, usted no necesita tener en cuenta rel ación para asignar las etiquetas a las cañerí as y nodos, porque W aterCAD asignará las etiquetas automáticamente. Al crear un dibujo esquemático, se entran en las longitudes de la cañerí a por mano.

En un

dibujo a escala, las longi tudes de la cañerí a son automáticamente calculadas en la posici ón en la que se encuentren las cañerí as, esto hará mucho mas fácil el cálculos en las partes que componen la red.

En esta lección, usted creará y anali zará la red mostrada debajo. Usted usará un fondo (background) que se encuentra

para la mayorí a de la red; sin

embargo, cuatro de las cañerí as son no dimensionadas, y

tendrá que ser

dimensionadas por el usuario. Nota:

En esta red, la model ación aneando de un depósito conectaron a una

bomba simula una conexión al sistema de distribución de agua principal . Simplifi cando

la

red

de

esta

manera

pueden

aproximar

las

presiones

proporci onadas al sistema a la conexión bajo un rango de demandas.

Este

tipo de aproximación no siempre es apli cable, y el cuidado debe tenerse al model ar una red de esta manera.

Es más exacto rastrear la red atrás a la

fuente. Si

cuando o durante esta lección el programa pregunta, usted "desea

restablecer todos los resultado s calculados a N/A? " pulse el botón NO.

CREANDO UN NUEVO ARCHIVO DEL PROYECT O 1. doble-cli c en el icono de acceso directo de

W aterCAD, que se encuentra

en el escritorio para empezar el programa de W aterCAD Stand-alone; que nos mostrara la pantall a de trabajo SOLCOMAR

24

WATER CAD

F.C.A.P.V

2. Abra la etiqueta de las Opciones Global, que se encuentra en el menú despegable de

T ools, luego seleccione Options que despli ega un cuadro

de dial ogo options. q

En el sigui ente cuadro de dial ogo:

3. Pulse el botón de la Unidad del Sistema selecci onando el botón que despli ega, varias sistema de unidades; seleccione unit system en el cual trabajaremos. 4. Pulse el botón OK. SOLCOMAR

25

WATER CAD F.C.A.P.V 5. del menú File seleccione New; que aparecerá un cuadro de dial ogo WaterCad proyect not sabed 6. En este cuadro de dialogo selecci one no y desplegara un cuadro de dialogo:

7. haga doble-cli c en la carpeta Lección 8. en el nombre del archivo escri ba

PROYECTO1.wcd

para su proyecto, y

haga cli c en guardar; y nos ll evara al sigui ente cuadro de dialogo proyect setup wizard 9. En el cuadro de dial ogo:

10.

escriba proyecto 1 en el cuadro de edici ón proyect title

11.

escriba su nombre en el cuadro de edici ón proyect ingenier

12.

Cli c en el botón next, que aparecerá un cuadro de dial ogo:

13.

En este cuadro de dial ogo:

SOLCOMAR

26

WATER CAD

14.

F.C.A.P.V

Escoja los parámetros deseados; pero en esta oportunidad elegi rá los

parámetros que se encuentran en el cuadro de dial ogo. 15.

Cli c en el botón next, el cual abrirá el siguiente cuadro de dial ogo:

16.

Teclee 4000 para la escala horizontal en el cuadro de edición drawing

scale. 17.

Teclee 400 para la escala vertical en el cuadro de edición drawing

scale. 18.

Seleccione

el

botón

browse

del

cuadro

de

edición

Backg round

filename, en el cual abrirá el siguiente cuadro de dial ogo:

SOLCOMAR

27

WATER CAD

F.C.A.P.V

19.

Seleccione la carpeta Lesson y abra con el botón abrir .

20.

Seleccione lesson 1 y abra con el botón abrir

21.

Pulse el botón next para continuar.

22.

En el cuadro de dialogo

prototypes,

proyect setup wizard subtitul ado con

nos permite defini r valores por defecto para cada tipo de

elementos. Pero en esta lección nosotros usaremos los mismos; por tanto haga cli c en el botón Finished. El cual nos mostrara un plano de trabajo

SOLCOMAR

28

WATER CAD GENERANDO EL T ENDIDO DE LA RED 23.

F.C.A.P.V

pipe de la barra

para diseñar el esqueleto de la red, pulsar el botón

de herramientas. 24.

Mueva el cursor sobre le panel de dibujo, y apriete el botón derecho del

mause,

para

seleccionar

Reservoir

del

menú

despegable 25.

Haga cli c en la ubi cación mas aproximada donde se

va a encontrar el Reservorio R-1 como te muestra la figura de distribución dela red 26. la

mueva el cursor a la ubicación, donde se encontrara bomba

P-1 en ese mismo lugar apriete el botón

derecho del mause el cual abri rá un cuadro de dial ogo del menú contextual: 27.

seleccione Pump, por el cual el cursor cambiar a por el sí mbolo de una

bomba 28.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo

29.

haga cli c para insertar el mismo.

30.

ll eve el cursor donde se encontrara el nudo 1 J-1

31.

apri ete el botón derecho del mause el cual abri rá un cuadro de dial ogo

del menú contextual: 32.

seleccione Juntion, por el cual el cursor cambiar a por el sí mbolo de un

circulo. 33.

sitúe en el lugar donde se encontrara el mismo

34.

Reali ce el trazado de la red situando las uniones J-2, J-3 y J-4. Cierre

la red volviendo a J-1. 35.

Situé el cursor en el lugar donde se encuentra J-1

36.

apri ete el botón derecho del mause el cual abri rá un cuadro de dial ogo

del menú contextual: 37.

seleccione Done, por el cual desactivara y cerrara la red

38.

Seleccionar de la barra de herramienta el botón

39.

Situé el cursor en el lugar donde se encuentra J-3

40.

Mueva el cursor a la ubicación de J-5 y clic para insertar el elemento.

41.

apri ete el botón derecho del mause el cual abri rá un cuadro de dial ogo

pipe

del menú contextual 42.

seleccione Done, por el cual desactivara la operación.

43.

Seleccionar de la barra de herramienta el botón

44.

Situé con un cli c el cursor en el lugar donde se encuentra J-4

45.

Mueva el cursor a la ubicación de J-6 y cli c para insertar el elemento.

SOLCOMAR

pipe

29

WATER CAD F.C.A.P.V 46. apri ete el botón derecho del mause el cual abri rá un cuadro de dial ogo del menú contextual 47.

seleccione Done, por el cual desactivara la operación.

48.

Seleccionar de la barra de herramienta el botón

49.

Situé con un cli c el cursor en el lugar donde se encuentra J-4

50.

Mueva el cursor a la ubicaci ón Donde estará ubicado PRV-1

51.

apri ete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dial ogo

pipe

del menú contextual 52.

seleccione valve PRV, por el cual el cursor cambiara por el sí mbolo de

una válvula. 53. 54. 55.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo y cli c para insertar el elemento. apri ete el botón derecho del mause el cual abri rá un cuadro de dial ogo

del menú contextual 56.

seleccione Juntion, por el cual el cursor cambiar a por el sí mbolo de un

circulo. 57.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo

58.

cli c para insertar el elemento

59.

seleccione Done, por el cual desactivara la operación.

60.

Seleccionar de la barra de herramienta el botón

61.

Situé con un cli c el cursor en el lugar donde se encuentra J-3

62.

Mueva el cursor a la ubicaci ón Donde estará ubicado T -1

63.

apri ete el botón derecho del mause el cual abri rá un cuadro de dial ogo

pipe

del menú contextual 64.

seleccione T ank, por el cual el cursor cambiar a por el sí mbolo de una

tanque. 65. 66. 67.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo y cli c para insertar el elemento. apri ete el botón derecho del mause el cual abri rá un cuadro de dial ogo

del menú contextual 68.

seleccione Done, por el cual desactivara la operación.

69.

Salve la red de W ater Cad haciendo cli c en el botón disk sobre la barra

de herramienta

SOLCOMAR

30

WATER CAD INGRESO DE DAT OS

F.C.A.P.V

Hay cuatro maneras de ingresar datos y la vez modi ficar los mismos de todos los elementos que contiene W ater Cad. i. Dialogos ii. Flex tables iii. Database conections iv. Alternative editors

INGRESO DE DATOS A T RAVES DE DIALOGOS Para ingresar datos a un elemento de la red, será necesario hacer doble cli c en el elemento con el cursor, el cual abrirá un cuadro de dial ogo. 70.

doble cli c en R-1 el cual abrirá un cuadro de dial ogo:

71.

ingr ese 68,95 en el area X

72.

Ingrese 124,33 en el area Y.

No es necesario ingr esar los datos de los pasos 71 y 72 por que se refier en a la posición en la cual se encuentra el plano de dibujo. 73.

Ingrese 198,00 en el area elevation

74.

para crear una nueva zona real ice de la sí guete manera:

75.

Cli c en el botón ellipsis ...

76.

Esta opción abrir á un cuadro de dial ogo Zone manager:

SOLCOMAR

31

WATER CAD

F.C.A.P.V

77.

Clic en add

78.

Ingrese

una etiqueta para la nueva zona de presión con el nombre de

connection Zone. 79.

Pulse el botón Ok

80.

Pulse el botón Ok

81.

Fi nalmente , selecci one la zona que acaba de crear del cuadro de

edición 82.

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo reservoir edito r.

Ingreso de dato s para el tanque 83.

doble cli c en T -1 el cual abrirá un cuadro de dial ogo:

84. En el cuadro de dial ogo seleccione el botón Section, que ingr esara a otro cuadro de dial ogo. Complete los valores que se encuentran en la figura

SOLCOMAR

32

WATER CAD 84. Ingrese 226 en el área Maximun

F.C.A.P.V

85.

Ingrese 225 en el área Initial.

86.

Ingrese 220 en el área Minimun

87.

ingrese 200 en el área Base

88.

Ingrese 8 en el área Diameter. en el cuadro de edici ón cross section

89.

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo T -1

90.

doble cli c en P-1 el cual abrirá un cuadro de dial ogo:

En el cuadro de dial ogo seleccione el botón

General, que ingr esara a otro

cuadro de dial ogo •

91.

Complete los valores que se encuentran en la figura

Antes de entrar en el pri mer valor de la descarga (3800 l/min),

asegúrese para cambiar las unidades de la descarga del m3/min a l/min. De la sigui ente manera: 92.

cli c con el botón derecho del mause en el cuadro de edición activado de

la Descharge, que saldra un cuadro de dial ogo de selección. 93.

Cli c en shotoff propierties de donde eli giera l/m de las Unidades

existentes 94.

Ingrese 30 en head y 0 en discharge en el area Shutoff

95.

Ingrese 27,4 en head y 38000 en discharge en el area Desing

96.

Ingrese 24,8 head y 7500 en discharge en el area Max. operating

97.

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo PMP-1.

Ingreso de datos para la válvula 98.

doble cli c en PRV-1 el cual abrirá un cuadro de dial ogo:

99.

En el cuadro de dialogo VALVE: PRV-1 verifi que que este seleccionado

el botón General. SOLCOMAR

33

WATER CAD F.C.A.P.V Complete los valores que se encuentran en la figura •

100. ingrese 165 en el área elavation 101. Ingrese 150 en el área Diameter. 102. Ingrese 390 en el área pressure 103. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo PRV-1

Ingreso de dato s para los nudos

104. doble cli c en J-1 el cual abrirá un cuadro de dial ogo: 105. En el cuadro de dialogo selecci one el botón

General, que ingr esara a

otro cuadro de dial ogo 106. antes de entrar en el pri mer valor de la descarga o caudal, asegúrese para cambiar las unidades de la descarga del m3/min a l/min. De la sigui ente manera: 107. cli c con el botón derecho del mause en el cuadro de edición activado de la Descharge, que saldrá un cuadro de dial ogo de selección. 108.

Clic en demand (calculated) propierties de donde elegi rá l/m de las

Unidades existentes

SOLCOMAR

34

WATER CAD F.C.A.P.V Complete los valores como se muestran en la figura. •

109. ingrese 184 en el área de edición elavation 110. eli ja Zone – 1 en el área de edición Zone. Para ingr esar el dato de la demanda, presione el botón de demand que se encuentra a la derecha de general 111. Ingrese 38 en el área de edición Demand 112. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo J-1 Repita el mismo procedimiento para los demás nudos o junction Junctio n

Elevation

Zone

Demand (l/m)

J-2

185

Zone-1

31

J-3

184

Zone-1

34

J-4

183

Zone-1

38

J-5

185.5

Zone-1

350

J-6

165

Zone-2

356

Nota:

Use el procedi miento descrito en el

paso 24 sobre crear la nueva

Zona. Ingreso de dato s para la tuberí as. 113. doble cli c en P-1 el cual abrirá un cuadro de dial ogo: 114. En el cuadro de dialogo selecci one el botón

General, que ingr esara a

otro cuadro de dial ogo 115. antes de entrar en el pri mer valor de la descarga o caudal, asegúrese para cambiar las unidades de la descarga del m3/min a l/min. De la sigui ente manera: 116. cli c con el botón derecho del mause en el cuadro de edici ón activado de la Descharge, que saldrá un cuadro de dial ogo de selección. SOLCOMAR

35

WATER CAD F.C.A.P.V 117. Clic en demand (calculated) propierties de donde elegi rá l/m de las Unidades existentes. 118. Complete los valores como se muestran en la figura.

119. La cañerí a sel ecta P-1 para abrir al Editor de la Cañerí a. Pulse el botón de edici ón para que el Usuario Defina la Longitud para activar este rasgo. 120. Entre en un valor de 0.01 m en la Longitud presente. Porque usted está usando el depósito y bombea para simular la conexión al sistema de la distri bución princi pal, usted quiera que las perdidas a través de esta tuberí a sean mí nimas. Por consiguiente, la longitud es muy pequeña y el diámetro será grande. 121. Ingrese la opción ductile iron en el área material 122. Ingrese 1000 en el área Diameter. 123. Ingrese 0,01 en el área length 124. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo P-1 Repita el mismo procedimiento para los demás tuberí as o pipes pipe

Material

Diameter

Length

P –2

Ductile iron

1000

N/A

P –3

Ductile iron

150

N/A

P –4

PVC

150

N/A

P –5

Ductile iron

150

N/A

P –6

Ductile iron

150

N/A

P –7

PVC

150

400

P –8

Ductile iron

150

500

P –9

Ductile iron

150

31

P –10

Ductile iron

150

100

SOLCOMAR

36

WATER CAD

F.C.A.P.V

EJECUCION DEL EST ADO INVARIABLE O CONST ANT E 125. haga cli c en el botón •

para ll amar al cuadro de diál ogo calculation

Asegúrese de que el Ti po del Cálcul o es marcado como Steady state

126. haga clic en

GO

que es el cuadro para anali zar al modelo. Cuando

se completan los cálcul os, un informe de los Resultados se despliega; como se muestra en la figura.

la etiqueta de los Resultados despliega un resumen de resultados del corrido del programa. Desplace a través del resumen para conseguir una idea de los resultados que se dan: Usted puede decir rápidamente si habí a advertenci as o fracasos con una mirada a la luz. Debe haber una luz verde desplegada en la etiqueta de los Resultados del diál ogo, si los resultados son aceptables, ya que: Una luz verde indica ninguna advertencia o fracasos, una luz amarilla indica las advertencias, mientras una luz roja indi ca los problemas. •

Pulse el botón Close, para cerrar la ventana.

Después de correr el modelo, todo s los campos calculados en los diálogo s y los informes tabular desplegarán los resultado s.

SOLCOMAR

37

WATER CAD

F.C.A.P.V

REPORTE DE RESULT ADOS Un aspecto importante en toda la distribuci ón de la red de agua potable con la modelación del software, es la habil idad de presentar resulta claramente. Este ejerci cio sinteti za algunas propi edades que tiene W ater Cad, para presentar resultados, incl uyendo: §

Reportes

que

despli ega

la

infor mación

para

la

impresión

sobre

cualqui era o todos los elementos en el sistema. §

Informes Tabulares

(Fl exTables), visuali zando, revisando para la

presentación de datos selecci onados y elementos en un formato tabular. §

Perfil es, que gráfi camente muestra, en una vista del perfi l, cómo un atributo seleccionado, como la cali dad hidrául ica, varí a a lo largo de una serie interconectada de cañerí as.

§

Contorno, para mostrar cómo un atri buto selecci onado, como la presión, varí a a lo largo del sistema de la distribuci ón.

§

Anotación de Elementos, para la presentación dinámica de los valores de variables reali zado por el usuario, seleccionadas en una

vista

detallada. §

Codifi cación de color es, en la asignación de los color es basado en los rangos de valores de los elementos para una mejor interpretación grafica.

La codificación del color es útil para la reali zación de los

diagnósticos rápidos en la red. 127. de la barra de herramientas cli c en botón tabular report

el cual

nos ll evara al cuadro de dial ogo:

128. Elija Junctio n Report del cuadro de dial ogo Available T ables. 129. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo, el cual a la vez abrirá otro cuadro de dial ogo de Water Cad table – junctio n report como se muestra en la figura: SOLCOMAR

38

WATER CAD

F.C.A.P.V

En esta tabl a Ud. Puede visual izar los resul tados de los nudos que compone la red. 130. Pulse el botón

para cerrar el cuadro de dial ogo Water Cad table

– junctio n report Manejo de la tabla de reportes 131. de la barra de herramientas cli c en botón tabular report

el cual

nos ll evara al cuadro de dial ogo:

132. en

el

cuadro

de

dial ogo

de

table

manager

pulsar

el

botón

T able Management , el cual abri rá otro cuadro de despliegue del menú contextual que tiene varias opciones:

SOLCOMAR

39

WATER CAD

F.C.A.P.V

133. seleccione la opción Edit... del menú contextual, que abrirá el siguiente cuadro de opciones table setup.

135. En la ventana de table setup, pul sar los botones otro botón


para añadir y el

para remover algunas de las opciones.

Los nombres remarcados que se encuentran con un colo r amarillo, son los que saldrán en la tabla de reportes. 136. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de opciones table setup. 137. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de li stado table manager Los resultados de los cambios en la tabla se verán como se muestra en la figura.

138. Pulsar el botón close para cerrar la tabla de resultados.

SOLCOMAR

40

WATER CAD

F.C.A.P.V

136. seleccionar de la barra de herramienta el botón

guardar todo el

trabajo reali zado hasta el momento. CREACION DE PAT RONES DE DEMANDA Esta lecci ón il ustrará cómo W aterCAD puede modelar la conducta de un sistema de distri bución de agua a través de tiempo, que usa una simulación del perí odo extendida (EPS). Un EPS puede diri girse para cualqui er duración especifi cada por el usuari o. Se computan las condiciones del sistema encima de la duración dada a un incremento de tiempo especificado. Algunos de los tipos de conductas del sistema que pueden anal izarse usando un EPS incl uyen cómo los nivel es del tanque fluctúan, cuando las bombas están corriendo, si las válvulas están abiertas o cerradas, y cómo el cambio de las demandas a lo largo del dí a. CREANDO PAT RONES DE DEMANDA La demanda de agua en un sistema de la distri bución fluctúa con el tiempo. Por ejemplo, el uso de agua residencial en un dí a de la semana tí pico es más alto que el promedio por la mañana antes de que las personas vayan a trabajar, y es normalmente más alto por la tarde cuando los residentes están preparando la cena, lavando la ropa, el etc. Esta variación en la demanda que usa los modelos de la demanda puede modelarse con el tiempo. Los modelos de la demanda simplemente son multi pli cadores que varí an con tiempo y se aplican a una demanda baja dada, el más tí picamente la media demanda diaria. Usted estará dividi endo Lección 1,

solo la demandas “ FIJA” para cada nodo de la

en demandas individual es con los model os o patrones de

demanda diferentes.

Un modelo de

demanda se creará para el uso

residencial , y otro para el uso comercial. Usted entrará en los model os de la demanda a través de los nodos de unión de junction edito r. Esta lección es basado en el proyecto creado en Lección 1. Si usted no ha completado Lección 1, entonces: 137. abra el proyecto el “ Lesson2.wcd” . que se encuentra en el directori o wtrc/lesson. 138. Después de que usted ha abierto el archivo, seleccione File de la barra de menú, eli ja Save as,

del menú despegable

file, y aparecerá el

siguiente cuadro de dial ogo.

SOLCOMAR

41

WATER CAD

F.C.A.P.V

139. pulse guardar, para guardar y trabajar en esta lecci ón. Ingreso de datos para la demanda en el nudo 1 140. doble cli c en J-1 el cual abrirá un cuadro de dial ogo: 141. En el cuadro de dialogo selecci one el botón Demand, que ingr esara a otro cuadro de dial ogo:

142. Por defecto, el model o de la demanda se pone a “ Fi xed” . En la tabla de las Demandas, deje la pri mera fil a defini da por demanda en la columna type. 143. coloque el valor de 23 l/min. Para

el caudal

básico de la columna

demand. 144. pulse en la casil la de fixed que se encuentra en la columna de pattern. 145. Cli c en el botón ellipsis ... 146. Esta opción abrir á un cuadro de dial ogo Pattern manager:

SOLCOMAR

42

WATER CAD

147.

F.C.A.P.V

Haga cli c en el botón Add para crear un nuevo modelo

148. para este modelo, que se encuentra en el cuadro de dial ogo pattern:

149. en el cuadro de diálogo de pattern, ingrese el nombre de residencial en la casill a de escritura del campo de etiqueta label. 150. Deje star T ime, a la Salida a 0.0 (que es medianoche) 151. ingrese el valor de 0,5 en la casill a de escritura del campo de etiqueta starting multiplier. (Que es un Multi pli cador de Arranque) 152. seleccione el botón Stepwise. Esto lo hacemos para que el patrón de la demanda resultante tenga multi pli cadores que permanecen constantes hasta que el próximo incremento de tiempo de modelo o patrón es alcanzado. SOLCOMAR

43

WATER CAD F.C.A.P.V 153. En la tabla de ingreso de datos de pattern, ingrese los datos de los tiempos y multi pli cadores como se muestra en el cuadro de dial ogo: T i me

multiplier

from Start (hr)

3

0,4

6

1,0

9

1,3

12

1,2

15

1,2

18

1,6

21

0,8

24

0,5

Nota: que el multi pli cador durante la últi ma vez dado (24 hr) debe estar igual que el Multi pli cador de Arranque (0.5). Estos valores son igual es porque la curva de la demanda representa un ciclo completo, con el últi mo punto igual que el primero. 154. mientras

nos

encontramos

en

pattern

manager,

proseguiremos

crearemos un modelo para las demandas comercial es.

y

Seleccione el

Agregue el botón, y cree un model o etiquetó el Anuncio, mientras teniendo una Sali da Ti me de 0.0 y un Multipl icador de Arranque de 0.4. Entre en los datos debajo en la mesa del Model o. stepwise.

Este model o también será los

Pulse el botón OK cuando usted se termina para devolver al

Gerente del Modelo. 155. Haga cli c en el botón Add para crear un nuevo modelo 156. para este modelo, que se encuentra en el cuadro de dial ogo pattern:

SOLCOMAR

44

WATER CAD

F.C.A.P.V

157. en el cuadro de diál ogo de pattern, ingr ese el nombre de comercial en la casill a de escritura del campo de etiqueta label. 158. Deje star T ime, a la Salida a 0.0 (que es medianoche) 159. ingrese el valor de 0,4 en la casill a de escritura del campo de etiqueta starting multiplier. (Que es un Multi pli cador de Arranque) 160. seleccione el botón Stepwise. 161. En la tabla de ingreso de datos de pattern, ingrese los datos de los tiempos y multi pli cadores como se muestra en el cuadro de dial ogo:

T i me

multiplier

from Start (hr)

3

0,6

6

0,8

9

1,6

12

1,6

15

1,2

18

0,8

21

0,6

24

0,4

162. pulse el botón OK para volver al Editor de la Unión junction editor para J-1. 163. En la caja de lista de Model o o pattern, para la primera fil a, seleccione Residencial de la li sta de opciones. 164. En la segunda fil a, ingrese la demanda de 15 l/min. 165. Seleccione Comercial como el modelo o patrón para esta fil a. 166. Pulse el botón OK para terminar la unión editor de J-1. 167. Ingrese a la tabla de las Demandas en los editores para las uniones J2, J-3, J-4, J-5 y J-6, como lo hici mos en los pasos: 38,55,56 y 57 Usaremos los modelos de la demanda Residencial es y Comercial es, ya creados y simplemente seleccionaremos el modelo o patrón apropiado de la caja de li stas; con los datos del sigui ente cuadro.

SOLCOMAR

45

WATER CAD

F.C.A.P.V TABLA DE DEMANDAS junctio n Residencial Commercial Demand

Demand

(l/min)

(l/min)

J-2

23

8

J-3

23

11

J-4

23

15

J-5

350

N/A

J-6

280

76

Demanda adicio nal Definiremos un patrón de demanda adicional para la simulación de un incendi o de tres horas en el nudo J-6. Ingreso de dato s para la demanda adicio nal en el nudo 6 168. doble cli c en J-6 el cual abrirá un cuadro de dial ogo: 168. En el cuadro de dialogo selecci one el botón Demand, que ingr esara a otro cuadro de dial ogo:

169. Seleccione la casil la N° 3 de la columna type,

el cual creara una

demanda 170. coloque el valor de 2000 l/min. Para

el caudal

básico de la columna

demand. SOLCOMAR

46

WATER CAD F.C.A.P.V 171. pulse en la casil la de fixed que se encuentra en la columna de pattern. 172. Cli c en el botón ellipsis ... 173. Esta opción abrir á un cuadro de dial ogo Pattern manager:

174. Haga cli c en el botón Add para crear un nuevo modelo 175. Para este model o, que se encuentra en el cuadro de dial ogo pattern manager:

176. en el cuadro de diál ogo de

pattern, ingr ese el nombre de 3 horas de

incendio en la casill a de escritura del campo de etiqueta label. 177. Deje star T ime, a la Salida a 0.0 (que es medianoche) 178. ingrese el valor de 0,0 en la casill a de escritura del campo de etiqueta starting multiplier. (Que es un Multi pli cador de Arranque) 179. seleccione el botón Stepwise.

SOLCOMAR

47

WATER CAD F.C.A.P.V 180. Esto lo hacemos para que el patrón de la demanda resultante tenga multi pli cadores

que

permanecen

constantes

hasta

que

el

próximo

incremento de tiempo de modelo o patrón es alcanzado. 181. En la tabla de ingreso de datos de pattern, ingrese los datos de los tiempos y multi pli cadores como se muestra en el cuadro de dial ogo:

Recordar: que el multi pli cador durante la últi ma vez dado (24 hr) debe estar igual que el Multipl icador de Arranque (0.0). Estos valores son iguales porque la curva de la demanda representa un ciclo completo, con el últi mo punto igual que el primero. Después que haya terminado de ll enar la tabla: 182. seleccione le botón report, que se encuentra en la base del cuadro de dialogo 183.

Elija la opción Graph, del menu de selecci ón, el cual abri rá un cuadro

de grafico:

SOLCOMAR

48

WATER CAD

F.C.A.P.V

Notar que el valor del multi pli cador el cero, excepto para el periodo entre las 18:00 y 21:00 horas, donde es 1 desde qué introducimos la demanda como 2000 l/min; el resultado será un caudal de incendio de 2000 l/min en el nudo 6 entre las 18:00 y 21:00 horas. 184. pulse el botón close para sali r del grafico. 185. pulse el botón OK para sali r del cuadro de dial ogo Pattern. 186. pulse el botón OK para sali r del cuadro de dial ogo Pattern manager 187. Seleccione su nuevo patrón de demandas . 3-horas de incendio, del la opcion pattern en la fil a 3 de la tabla demand. 188. pulse el botón Ok para sali r del junction Editor.

EJECUCION DEL EST ADO DEL PERIODO EXT ENDIDO 189. haga cli c en el botón 190. Asegúrese de que

para ll amar al cuadro de diál ogo calculation el Ti po del Cálcul o es marcado como Extended

period. 191. acepte los valor es por defecto de start time de 0,0 de una duración de 24 horas y un hydraulic time sep de una hora. 192. haga clic en

GO

que es el cuadro para anali zar al modelo. Cuando

se completan los cálculos, un informe de los Resultados se despli ega; como se muestra en la figura.

la etiqueta de los Resultados despliega un resumen de resultados del corrido del programa. SOLCOMAR

49

WATER CAD F.C.A.P.V Una luz verde indica ninguna advertencia o fracasos, una luz amarilla indica las advertencias, mientras una luz roja indica los probl emas. •

Pulse el botón Close, para cerrar la ventana.

Después de correr el modelo, todo s los campos calculados en los diálogo s y los informes tabular desplegarán los resultado s. 193. Salve el proyectoseleccionando de la barra de herramienta el botón y guardar todo el trabajo realizado hasta el momento. PROYECT O Nº 2 SISTEMA DE AGUA POT ABLE PARA UNA COMUNIDAD Para trabajar en este proyecto necesitamos una plataforma de dibujo o un plano, que serán las curvas de nivel de la comunidad donde se va ll evar a cabo el proyecto. Por tanto: •

Ingrese a la carpeta de Water Cad Curso, que se encuentra en el Cd

•

Seleccione la carpeta Proyecto 2

•

Recuperar en Auto cad el plano plano proyecto 2, que esta en el formato .dwg, en la cual trabaja Auto cad, como se muestra en la figura.

•

Una vez recuperado el trazado, guardar o gravar con el formato plano proyecto 2.dxf, para recuperar el mismo en W ater cad como se muestra en la figura.

SOLCOMAR

50

WATER CAD

F.C.A.P.V

Creando un nuevo archivo del proyecto 1. doble-cli c en el icono de acceso directo de

W aterCAD, que se encuentra

en el escritorio que nos mostrara la pantall a de trabajo

2. Abra la etiqueta de las Opciones Global, que se encuentra en el menú despegable de T ools, luego seleccione Options que despli ega un cuadro de dial ogo options. a. En el sigui ente cuadro de dial ogo:

SOLCOMAR

51

WATER CAD

F.C.A.P.V

3. Pulse la pestaña del cuadro Unit System que despliega, varias sistema de unidades; seleccione unit system en el cual trabajaremos. 4. Pulse el botón OK. 5. del menú

File seleccione New; que aparecerá un cuadro de dial ogo

WaterCad proyect not sabed 6. En este cuadro de dialogo selecci one no y desplegara un cuadro de dialogo:

SOLCOMAR

52

WATER CAD F.C.A.P.V 7. haga doble-cli c en la carpeta Lección, donde guardara su trabajo. 8. en el nombre del archivo escri ba

PROYECTO2.wcd, para su proyecto, y

haga cli c en guardar; y nos ll evara al sigui ente cuadro de dialogo proyect setup wizard 9. En el cuadro de dial ogo:

10.

escriba proyecto2 en el cuadro de edici ón proyect title

11.

escriba su nombre en el cuadro de edici ón proyect ingenier

12.

Cli c en el botón next, que aparecerá un cuadro de dial ogo:

13.

En este cuadro de dial ogo:

14.

Escoja los parámetros deseados; pero en esta oportunidad elegi rá los

parámetros que se encuentran en el cuadro de dial ogo. 15. Cli c en el botón next, el cual abrirá el siguiente cuadro de dial ogo: SOLCOMAR

53

WATER CAD

16.

F.C.A.P.V

Teclee 500 para la escala horizontal en el cuadro de edición drawing

scale. 17.

Teclee 500 para la escala horizontal en el cuadro de edición drawing

scale. 18.

Teclee 50 para la escala vertical en el cuadro de edici ón drawing scale

19.

Teclee 50 para la escala vertical en el cuadro de edici ón Siymbol size

20.

Teclee 60 para la escala vertical en el cuadro de edici ón T ext height

21.

Teclee 60 para la escala vertical en el cuadro de edición dAnnotation

height 22.

Seleccione

el

botón

browse

del

cuadro

de

edición

Backg round

filename, en el cual abrirá el siguiente cuadro de dial ogo:

23.

Seleccione la carpeta mis documentos y abra con el botón abrir .

24.

Seleccione plano proyecto2 y abra este archivo

25.

Pulse el botón next para continuar.

26.

En el cuadro de dialogo

prototypes, SOLCOMAR

proyect setup wizard subtitul ado con

nos permite defini r valores por defecto para cada tipo de 54

WATER CAD F.C.A.P.V elementos. Pero en esta lección nosotros usaremos los mismos; por tanto

8"

R-2

5 L=1

J-1

J-4

P- 7

L=5 00 m

9 PL=7 00m D=4"

L= 4

0

0m

D

=8

"

R-1

D=6 "

00

m

J-6

D=

5 P-

L =8 0 0

m

P- 6

D =6 "

J-5

haga cli c en el botón Finished. El cual nos mostrara un plano de trabajo

L=

P1

=8

"

m

m

L=

50 L=

J-3

3 P-

0m

10

D=

00

5"

J-2

P4

D=

6"

L=5 00m D=5"

P- 8

P- 2

0 40

D

SOLCOMAR

55

WATER CAD

F.C.A.P.V

Generando el tendido de la red 27.

para diseñar el esqueleto de la red, pulsar el botón

pipe de la barra

de herramientas. 28.

Mueva el cursor sobre el panel de dibujo, y apriete el botón derecho del

mause

para

seleccionar

Reservoir

del

menú

despegable 29.

Haga clic en la ubicación mas aproximada donde se

va a encontrar el Reservorio R-1 como te muestra la figura de distribuci ón dela red. 30.

ll eve el cursor donde se encontrara el nudo 1 J-1

31.

apriete el botón derecho del mause el cual abrirá

un cuadro de dial ogo del menú contextual: 32.

seleccione Juntion, por el cual el cursor cambiar a

por el sí mbolo de un circulo. 33.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo.

34.

Haga cli c en la ubicación mas aproximada donde se va a encontrar el

Nudo 1 J-1 Realice el trazado de la red situando las uniones

J-2, J-3

J-4.........J-19,

como del reservorio 2 de acuerdo al plano guí a e introduciendo luego los datos de la tabla. Ingreso de datos a través de Flex T ablas

Es a menudo más conveniente entrar en un formulari o tabular, en lugar de

los datos para los elementos simil ares indi vidualmente abriendo un diál ogo

para cada elemento. 35.

de la barra de herramientas cli c en botón tabular report

el cual

nos ll evara al cuadro de dial ogo:

SOLCOMAR

56

WATER CAD

F.C.A.P.V

•

elija Pipe Report del cuadro de dial ogo T able manager

•

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo, el cual a la vez abrirá otro cuadro de dialogo de Water Cad table – Pipe report como se muestra en la figura:

Notar que los campos blancos son los editables, pero los campos amaril los no lo son. Las cañerí as no pueden estar en el orden alfa-numérico en la tabla. •

Para ordenar la tabla por etiquetas de la cañerí a:

36.

pulse el botón derecho en el titul o label.

37.

seleccione sort/ascending del menú despegable que aparece.

Puede ver que Ud. puede entrar en los datos como ingresarí a los datos en una hoja de cálculo de una plani ll a electrónica. 38.

Ingrese para cada uno de las tuberí as el tamaño de la sección y el

material de la cañerí a como la tabla de datos proporcionado para la Cañerí a.

SOLCOMAR

57

WATER CAD

F.C.A.P.V

T RAMO LONGIRUD MAT ERI AL DIAMET RO C (m)

P-1

400

(plg) D uc t i l e

8

100

5

100

5

100

6

100

8

140

6

140

6

140

4

100

8

100

IRON

P-2

500

P-3

500

P-4

1000

P-5

1500

P-6

800

P-7

500

P-8

700

P-9

400

Tome

en

Hierro d u ct i l e D uc t i l e IRON D uc t i l e IRON G a l v a n i ze d IRON D uc t i l e IRON G a l v a n i ze d IRON D uc t i l e IRON D uc t i l e IRON

cuenta que el valor de C

para las cañerí as se asignará

automáticamente el material ; sin embargo, estos valores podrí an modifi carse si un coeficiente diferente fue requeri do, como en el caso de nuestro ejemplo. 39.

para cerrar el cuadro de dial ogo Water Cad table

Pulse el boton

– Pipe report 40.

Realice la misma operaci ón para los nudos y los otros elementos que

compone la red, como lo hici mos en el paso 20.

NUDO CAUDAL ELEVACIÓN N-1

12.49

3720.2

N-2

18.74

3708

N-3

12.49

3712

N-4

24.98

3712

N-5

19.74

3710

N-6

37.48

3705

Ingreso de dato s para el reservorio. 41.

Doble cli c en R-1 el cual abrirá un cuadro de dial ogo:

SOLCOMAR

58

WATER CAD

F.C.A.P.V

42.

ingr ese 3171.44 en el area X

43.

Ingrese 3300,22 en el area Y.

No es necesario ingr esar los datos de los pasos 46 y 47 por que se refier en a la posición en la cual se encuentra el plano de dibujo. 44.

Ingrese 3750.5 en el area elevation

45.

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo reservoir editor

Ingreso de datos para el reservorio. 46.

Doble cli c en R-2 el cual abrirá un cuadro de dial ogo:

47.

Ingrese 3854.5 en el area elevation

48.

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dial ogo reservoir editor

EJECUCION DEL EST ADO INVARIABLE O CONST ANT E 49. • 50.

para ll amar al cuadro de diál ogo calculation

haga cli c en el botón

Asegúrese de que el Ti po del Cálculo es marcado como Steady state haga clic en

GO

que es el cuadro para anali zar al modelo. Cuando

se completan los cálculos, un informe de los Resultados se despli ega; como se muestra en la figura. SOLCOMAR

59

WATER CAD

F.C.A.P.V

la etiqueta de los Resultados despliega un resumen de resultados del corri do del programa. Usted puede decir rápi damente si habí a advertencias o fracasos con una mirada a la luz. Debe haber una luz verde desplegada en la etiqueta de los Resultados del diál ogo, si los resultados son aceptables, ya que: Una luz verde indica ninguna advertencia o fracasos, una luz amarilla indica las advertencias, mientras una luz roja indi ca los problemas. •

Pulse el botón Close, para cerrar la ventana.

Después de correr el modelo, todo s los campos calculados en los diálogo s y los informes tabular desplegarán los resultado s. Salve el proyecto seleccionando de la barra de herramienta el botón

y

guardar todo el trabajo realizado hasta el momento.

CREAR UN PLANO

para crear una vista del plan del sistema de la distribución 51.

pulse el botón report, de la barra de menú.

52.

Seleccione

plan view (Plano selección de la Vista)

53.

Seleccione

View\Full. el cual abrirá un cuadro de dibujo:

SOLCOMAR

60

WATER CAD

F.C.A.P.V

Esta opción creará un plan del sistema entero sin tener en cuenta lo que la pantal la muestra, mientras la opción de Vista Actual o current view creará un plano exactamente lo que se despli ega en la ventana en ese momento. la Vista del Plano se pondrá en una ventana separada que puede impri mir se entonces o puede copiarse al portapapeles. EXPORT AR Y COPIAR 54.

Si usted pul sa el botón el botón de la Copia, usted puede pegar la vista

del plano en un procesador de texto. 55.

Pulse el botón close.

Usted también puede crear una vista del plano, para la exportación a AutoCAD u otro software compatible. 56.

pulse el botón el menú del Archivo o file y selecione Export\DXF. el cual

abrirá un cuadro de dial ogo:

SOLCOMAR

61

WATER CAD F.C.A.P.V 57. Escriba el nombre del proyecto con el cual guardara en el formato DXF. Esta acción creará un .archi vo DXF de su red que usted puede exportar s al AutoCAD. 58.

En AutoCAD, recupere este proyecto con el formato dxf.

Con las opciones que presenta autocad, use las vistas del plano como una manera rápida de desarrollar vistas a escala de su red primaria o ini cial, que también puede modifi carlas. CREAR UN PERFIL 59.

para crear una vista del perfil , seleccione la opción Perfil ando o

profiling de la barra de menú tools, el cual abrirá un cuadro de dial ogo:

60.

Del diál ogo, escoja el atributo que usted desea perfilar de la caja de

li sta de Atributos, como se muestra en el sigui ente cuadro.

61.

Para este ejemplo, escoja la calculated hydraulic grade (Calidad

Hidráuli ca Calculada). 62.

cli c en el botón select from drawing. El diál ogo desaparece.

El curso se encontrara en forma de una mano. SOLCOMAR

62

WATER CAD F.C.A.P.V 63. Clic en las tuberí as P-1, P-2, P-3, P-4, y P-8, seleccionando un camino continuo, a través de la red. 64.

Cli c derecho cuando haya acabado, seleccionando done.

El diál ogo de profile setup (Arreglo de Perfil ) reaparece, con el elementos seleccionados, en el orden, de la li sta. 65.

Pulse el botón

para mostrarnos el perfil .

una vez que el perfi l se crea, usted puede hacer los ajustes a su apari encia, si desea: 66.

pulsando el botón de Opciones

y seleccionando las Opciones del

Gráfico. Un diálogo se abre en la que usted puede cambiar los tí tulos, fuentes, escalas, y tipos de la lí nea que usó en el gráfi co. Deje todos los valor es predeterminados para este ejemplo 67.

pulse el botón la Cancelación para terminar el diál ogo.

cuando usted ha terminado el gráfi co, puede impri mir se o puede copiarse al portapapeles usando los botones que se encuentran en la ventana superior de plot. 68.

Clic en close para sali r de la ventana cuando haya final izado.

69.

Pulse el botón close para terminar el diál ogo de Arreglo de Perfil.

SOLCOMAR

63

WATER CAD

F.C.A.P.V

PROYECT O Nº 3 SISTEMA DE AGUA POT ABLE IMPORT ANDO DATOS DE UNA PLANILL A ELECT RONICA

W aterCAD tiene varios métodos de intercambiar los datos con las apli caciones externas, previni endo dupli cación de esfuerzo y permiti éndole ahorrar tiempo ya sea re usando los datos presentes de otros proyectos; o importando de una planil la electrónica. En esta

lección desarrol laremos el proyecto con datos de una planilla

electrónica paso a paso, de esta manera preparar una conexión a una base de datos para crear una nueva red de distri bución de agua potable Los datos necesarios, para este proyecto han sido inclui do como una hoja de cálcul o en Microsoft Excel 5.0. •

Ingrese a la carpeta de Water Cad Curso, que se encuentra en el Cd

•

Seleccione la carpeta Proyecto 3

•

Recuperar en Exeel la planill a electrónica proyecto 3, que esta en una hoja de calcul o como se muestra en la figura.

SOLCOMAR

64

WATER CAD F.C.A.P.V Como usted puede ver que las etiquetas de la plani ll a electrónica, donde los datos se ha organi zado en seis hojas de cálcul o, uno para cada tipo de elemento en la red.

Al preparar una hoja de cálcul o usted, usted puede

organi zar y puede agrupar los datos que le gusta sin embargo; de acuerdo a su criteri o Ud. Ordenara los diferentes tipos de datos en las columnas, con un tí tulo descripti vo en la celda más alto, e inclui rá

una columna para sus

etiquetas. •

Una vez recuperado la plani ll a electrónica , guardar o gravar, si hizo alguna modifi cación con el formato plano proyecto 2.dxf, para la luego recuperar el mismo en W ater cad.

1. dobl e cli c en

el botón de WaterCAD que se encuentra en el escritori o

como icono, para empezar WaterCAD Stand-alone. Si el Bienvenido al diál ogo de W aterCAD aparece, selecci one el botón close 2. Abra la etiqueta de las Opciones Global, que se encuentra en el menú despegable de

T ools, luego seleccione Options que despli ega un cuadro

de dial ogo options.

3. Pulse la pestaña del cuadro Unit System que despliega, varias sistema de unidades; seleccione unit system en el cual trabajaremos. 4. Pulse el botón OK. 5. del menú

File seleccione New; que aparecerá un cuadro de dial ogo

WaterCad proyect not sabed 6. En este cuadro de dialogo selecci one no y desplegara un cuadro de dialogo: SOLCOMAR

65

WATER CAD

F.C.A.P.V

7. haga doble-cli c en la carpeta Lección, donde guardara su trabajo. 8. en el nombre del archivo escri ba

PROYECTO3.wcd, para su proyecto, y

haga cli c en guardar; y nos ll evara al sigui ente cuadro de dialogo proyect setup wizard 9. En el cuadro de dial ogo:

10.

escriba proyecto3 en el cuadro de edici ón proyect title

11.

escriba su nombre en el cuadro de edici ón proyect ingenier

12.

Cli c en el botón next, que aparecerá un cuadro de dial ogo:

13.

En este cuadro de dial ogo:

SOLCOMAR

66

WATER CAD

14.

F.C.A.P.V

Escoja los parámetros deseados; pero en esta oportunidad elegi rá los

parámetros que se encuentran en el cuadro de dial ogo. 15.

Cli c en el botón next, el cual abrirá el siguiente cuadro de dial ogo:

16.

Seleccione de drawing scale la opcion Schematic

17.

Teclee 30 para la escala en el cuadro de edici ón Siymbol size

18.

Teclee 30 para la escala en el cuadro de edici ón T ext height

19.

Teclee 30 para la escala en el cuadro de edici ón dAnnotation height

20.

Pulse el botón next para continuar.

21.

En el cuadro de dialogo

prototypes, SOLCOMAR

proyect setup wizard subtitul ado con

nos permite defini r valores por defecto para cada tipo de 67

WATER CAD F.C.A.P.V elementos. Pero en esta lección nosotros usaremos los mismos; por tanto haga cli c en el botón Finished. El cual nos mostrara el plano de trabajo.

IMPORT ANDO UNA BASE DE DATOS DE UNA PLANILL A ELECT RONICA

22.

Seleccione de la barra de menú File

23.

Elija la opción Synchronize, luego seleccione Database connections el

cual abrirá el siguiente cuadro de dial ogo:

24.

Haga cli c en el botón Add, que abrirá otro cuadro de dial ogo:

25.

cambie el nombre de proyecto3 WC en el cuadro de edición connection

Label. 26.

Cli c en el botón Add, que abrirá otro cuadro de dial ogo:

SOLCOMAR

68

WATER CAD

27.

Haciendo un cli c en

F.C.A.P.V

Seleccionar, Excel 5.0 de la casil la de li sta

desplegable de Database type 28.

Cli c en el botón ellipsis

.... de la casil la de búsqueda de la li sta

desplegable de Database file y buscar proyecto 3 base de datos que se encuentra en mis documentos. 29.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Junction$ de la casil la de li sta

desplegable de Database table. 30.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Pressure Junction de la casil la de

li sta desplegable de T able type 31.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Label de la casil la de li sta

desplegable de key/Label Field. En el cuadro de selección de Field Links escoger los parámetros deseados de la siguiente manera: 32.

Haciendo un cli c en la casill a 1 de la columna de W aterCad, se activara

dicha casill a, convirti éndose en una casilla de lista desplegable como el siguiente grafico:

Una vez activado la casill a: 33.

Haciendo un cli c en

de la casil la 1 de la columna de W aterCad,

Seleccionar X. 34.

Haciendo un cli c en la casill a 2 de la columna de W aterCad, se activara

dicha casill a, convirtiéndose en una casilla de lista desplegab le. SOLCOMAR

69

WATER CAD 35. Haciendo un cli c en

F.C.A.P.V de la casilla 2 de la columna de WaterCad,

Seleccionar Y. 36.

Cli c en la casill a 3 de la columna de W aterCad, se activara dicha casill a,

convirti éndose en una casilla de lista desplegab le. 37.

Clic en

de la casilla 3 de la columna de WaterCad, Seleccionar

Elevation. 38.

Cli c en la casill a 4 de la columna de W aterCad, se activara dicha casill a,

convirti éndose en una casilla de lista desplegable. 39.

Clic en

de la casilla 4 de la columna de WaterCad, Seleccionar

Demand. Realice la misma operación completando las fil as restantes, de acuerdo a los otros elementos que compone la tabla.

40.

Pulse el botón Ok cuando termino de ingresar todos los datos.

41.

Cli c en el botón Add, que abri rá

nuevamente el cuadro de dial ogo

Database connection Editor:

SOLCOMAR

70

WATER CAD 42.

F.C.A.P.V

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Excel 5.0 de la casil la de li sta

desplegable de Database type 43.

Cli c en el botón

de la casil la de la li sta desplegable de Database file

y Seleccionar proyecto 3 base de datos. 44.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Pipe$ de la casil la de li sta

desplegable de Database table. 45.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Pressure Pipe de la casil la de li sta

desplegable de T able type 46.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Label de la casil la de li sta

desplegable de key/Label Field. En el cuadro de selección de Field Links escoger los parámetros deseados de acuerdo al paso

32 y complete las restantes fil as usando los datos de la

siguiente tabla:

47.

Pulse el botón Ok cuando termino de ingr esar todos los datos.

48.

Repita el mismo procedi miento para defi nir las conexiones para la

bomba, reservorio,tanque y válvula, con los datos de las sigui entes tablas: Base de dato s para la conexión de la bomba

SOLCOMAR

71

WATER CAD

F.C.A.P.V Base de dato s para la conexión del Resevorio

Base de dato s para la conexión del T anque

Base de dato s para la conexión del PRV

Una vez que haya terminado de defini r la base de datos, el cuadro de edición estará ordenado como la figura:

SOLCOMAR

72

WATER CAD

49.

F.C.A.P.V

pulse el botón OK para cerrar al Editor de Conexión de Base de datos

que abrirá el sigui ente cuadro de selección:

50.

clic en Synchronize in; en el botón. W aterCAD le dará una sugerenci a

de confirmación. 51.

Haga cli c Sí para proceder.

Usted conseguirá un mensaje que pregunta entonces si usted quiere agregar un elemento. 52.

Haga cli c Sí a Todos con Yes to all .

Cuando la importación está completa, usted debe conseguir una luz verde en esta ventana. Si habí a advertencias o errores que usted vera una luz amari ll a o la luz roja, respectivamente. Usted podrí a desplazar entonces a través del cuadro de resultados para ver donde podrí a estar ocurri endo cualqui er problema. SOLCOMAR

73

WATER CAD

F.C.A.P.V

53.

Clic en close para sali r del status log.

54.

Pulse

el

botón

OK,

para

sali r

del

cuadro

de

edici ón

Database

connection Manager – WRTC. HDC. Usted podrá ver ahora la red importada en la hoja de dibujo

SOLCOMAR

74

WATER CAD

F.C.A.P.V

EJECUCION DEL EST ADO INVARIABLE O CONST ANT E

55. •

56.

para ll amar al cuadro de diál ogo calculation

haga cli c en el botón

Asegúrese de que el Ti po del Cálcul o es marcado como Steady state

haga clic en

GO

que es el cuadro para anali zar al modelo. Cuando

se completan los cálculos, un informe de los Resultados se despli ega; como se muestra en la figura.

la etiqueta de los Resultados despli ega un resumen de resultados del corrido del programa. Usted puede decir rápi damente si habí a advertencias o fracasos con una mirada a la luz. Una luz verde indi ca ninguna advertencia o fracasos, Una luz amarilla indi ca las advertencias, Una luz roja indi ca los problemas. •

Pulse el botón Close, para cerrar la ventana.

Después de correr el modelo, todo s los campos calculados en los diálogo s y los informes tabular desplegarán los resultado s. 57.

Salve el proyecto seleccionando de la barra de herramienta el botón y guardar todo el trabajo realizado hasta el momento.

SOLCOMAR

75

WATER CAD ANOT ACIÓN DE ELEMENT OS

F.C.A.P.V

Cuando usted quiere etiquetar los atributos de la red en la vista del plano, use el rasgo de la Anotación.

Con él, usted puede control ar qué valor es se

despliegan, también cómo

se etiquetan, y cómo se expresan las uni dades.

Para este proyecto, nosotros anotaremos las demandas a las uni ones, y el flujo y veloci dad en las cañerí as. 58.

pulse el botón la opción de Anotación de Elemento locali zada en la

barra de Herramientas el cual abrirá el cuadro de Anotación.

Seleccione los elementos que usted desea anotar. En este proyecto, nosotros agregaremos la anotación a las uniones de presión y cañerí as. 59.

Seleccione estos elementos de la li sta.

60.

Haga cli c en Next.

el próximo diál ogo le permite escoger los atributos que usted desea anotar para el tipo del elemento especifi cado.

La columna de los Atributos se usa

para selecci onar el atributo que usted desearia anotar.

La Máscara es una

plantilla de cómo la anotación aparecerá en la pantalla. las opciones de %v y %u despli egan, controlan y agregan el valor y las unidades asociaron con este SOLCOMAR

76

WATER CAD F.C.A.P.V atributo . La columna de la Vista preli minar muestra un ejemplo de la anotación con los valores por las variabl es.

Para este ejemplo, nosotros agregaremos la anotación para el resumen de la demanda a cada unión. 61.

En la primera fil a de la columna del atributo seleccione la Demanda

(Calculado) de la li sta 62.

Pulse cli c en next, que abrirá otro cuadro de dial ogo.

SOLCOMAR

77

WATER CAD 63.

F.C.A.P.V

Agregue Descarga y anotaciones de Velocidades para las cañerí as de

la misma manera 64.

Pulse cli c en next, que abrirá otro cuadro de dial ogo.

el diál ogo final del cuadro de

Anotación contiene un resumen dónde usted

puede verifi car sus anotaciones.

Si hay cualqui er error, pulse el botón Back ( atrás ) para retroceder al cuadro de atrás y hacer cualqui er cambio necesario. 65.

Pulse el botón finished.

el dibujo desplegar á todas las anotaciones ahora. Usted puede probar cambiando las propi edades de un elemento y recalculándol o. Las anotaciones se actualizaran automáticamente para reflejar cualquier cambio en el sistema de la distribución. si la anotación esta saturada, usted puede hacer cli c en el elemento y puede arrastrar la anotación para moverlo. Otra de las opciones es hacer cambios en autocad. Una tercera opción es disminui r la Altura de la Anotación. 66.

Esta opción se lo reali za con la opcion drawing que se encuentra en

Options. De la barra de menú de T ools 67.

Si usted desea anular las anotaciones, haga cli c en annotat ion

68.

Deseleccione una de la opciones tiquetadas.

69.

Pulse el botón next para continuar.

70. Pulse el botón finished para terminar. SOLCOMAR

78

WATER CAD CODIFICACION DE COLORES

F.C.A.P.V

Usted también puede revisar los resul tados con una

vista en el plano,

defini endo un color para cada elemento, de esta manera puede codificar los colores de dichos elementos basados en atributos o rangos de valores. 71.

Seleccione la opción color coding (Codificando Color) que se encuentra

en la barra de menú de T ools.

el diál ogo Codificando Color le permite poner un color codificado para las uniones, nudos, o ambos. Nosotros en este proyecto definiremos el código de color por el diámetro (link attribute) y presión (node attribute ). 72.

Pulse el botón de la etiqueta link.

73.

Haciendo un cli c en

Seleccione el atributo Diámeter de la casil la de

li sta desplegable de attribute. 74.

En la tabla, ingrese los valor es de 100, 200, y 600 mm con los colores

de red, blue y magenta, respectivamente, como se muestra en la figura.

SOLCOMAR

79

WATER CAD 75.

F.C.A.P.V

Pulse el botón la etiqueta del Nodo.

Para el ll enado de la tabla sigua los sigui entes pasos: 76.

Seleccione el atributo Pressure de la casil la de

Haciendo un cli c en

li sta desplegable de attribute. 77.

Haga cli c en el botón Calculate Range.

Esta opción se hará para conseguir los valor es mí nimos y máximos para la variable que desplegara en la de la casil la de li sta desplegable de minimum y maximum. 78.

Haga clic en el botón Initialize, el modelo seleccionará automáticamente

los rangos codifi cando los colores para los nudos. 79.

Fi nalmente, pulse el botón OK para generar el Codificado de Color.

Podemos agregar un leyenda al dibujo 80.

pulse el botón

de Leyenda de Inserción, escogiendo la Leyenda

de la unión o opción de la Leyenda del Nodo 81.

haciendo cli c en cualquier parte en el espacio del dibujo para poner la

leyenda. La codificación de color es dinámico; es decir, que actuali za el cambio al incremento

de

tiempo

o

de

escenario

de

acuerdo

a

su

criterio

automáticamente. Para apagar la codifi cación de colores: 82.

Abra el cuadro de diál ogo Color Coding.

83.

Ponga el Atributo a en la etiqueta del Nodo y link. de la casil la

de li sta desplegable de attribute. SOLCOMAR

80

WATER CAD Para anular o borrar una leyenda:

F.C.A.P.V

84.

Selecciónelo haciendo cli c una vez.

85.

Cli c con el botón derecho, seleccione delete.

86.

Salve el proyecto seleccionando de la barra de herramienta el botón y guardar todo el trabajo realizado hasta el momento.

SOLCOMAR

81

WATER CAD

F.C.A.P.V APÉNDICES T ÉCNICOS

CONCEPT OS T ECNICOS Que es un sistema de agua pot able? Sistema de agua potabl e es el conjunto de activi dades que se desarrol la para dotar de servicios de agua, de una poblaci ón urbana o rural . Sistema de alimentación por gravedad de agua potable Toda la red de distri bución salen de un deposito o reservori o de agua transportándose a simple gravedad Redes de distribución Conjunto

de

circuitos

compuesto

por

tuberí as, nudos,

tramos, que se

encuentran en las ví as con el fin de suministrar o acercar agua potable a las vivi endas de los usuarios del sistema. Circuito Conjunto de tramos comprendi do desde un nudo hasta volver a el, encerrando un superficie. T ramo Sección de tuberí a comprendi do entre dos nudos coli neal es en posici ones sucesivas. Nudo Punto de cruce de dos o mas tuberí as. Perdida de carga Es el gasto o perdi da de energí a necesaria para vencer las resistencias que se oponen al movimiento del flui do de un punto a otro en una sección de la tuberí a y pueden ser perdi das por friccion, o por locales. Obra de toma Es la parte del sistema que permite la captación de agua de la fuente. Aduccio n Tramo de tuberí a tendida que transporta el agua de la obra de toma hasta el tanque almacenamiento. Cámara rompe presión Son construcciones pequeñas destinadas a disminuir la sobre presión en las tuberí as, también podemos mencionar la válvul as reductoras de presión. Cámara de válvulas Son construcciones destinadas a proteger las llaves de paso, mediante válvulas de aire o de purga, contra el trafico, las aguas, y la accion perjudici al de hombre.

SOLCOMAR

82

WATER CAD

F.C.A.P.V

T anque de almacenamiento o regulación Sirve para almacenar el agua y regular su distri bución en las horas de mayor consumo de la población, admini strando la cantidad de agua de consumo y las presiones en los disti ntos puntos de la red. Conducción En algunos casos se ll ama así al tramo de la tuberí a tendida entre el tanque de almacenamiento y el ini cio de la red de distribución Conexión domiciliaria Es la instalaci ón que permite a un usuari o acceder al abastecimiento de agua en los predios de su vivi enda. Dotación Según la NB 689, Dotación es el consumo anual total de una poblaci ón, divi dido entre la cantidad de habitantes y el número de dí as del año (L/h/d). CRIT ERIOS DE DISEÑO trazado de las aducciones Para el trazado de las aducciones se debe emplear los sigui entes criteri os: Ø Ubicar el ori gen y el destino de la aducción. Ejemplo: Fuente de agua natural

-

planta

de

tratamiento,

tanque

de

regul ación

–

red

de

distribución. Ø Soli citar al I.G.M. cartas geográfi cas entre el ori gen y el destino (con curvas de nivel). En las cartas trazar (en planta) dos o más variantes de la

lí nea

de

aducción,

evitando

en

lo

posible

longi tudes

muy

considerables. Ø En los tramos donde existen ví as, es recomendabl e que el trazado de la aducción, sea paralel o a dichas ví as. Ø Sin embargo, cuando existan importantes ventajas, se podrá efectuar el trazado con túneles y pasos de quebrada ó rodeando cañadones y siti os más accesibl es y menos pronunciados. Ø Para cada variante, trazar los perfiles longitudinales y analizar las ventajas y desventajas sigui entes: Accidentes naturales del terreno Presiones

(estáticas

y

dinámicas)

que

puedan

ser

generadas,

desechando los tramos con grandes depresi ones donde no se puedan reducir las presi ones y que impongan diseños forzados con tuberí as caras y estaciones de bombeo. Ø Efectuar el reconocimiento del reli eve topográfico (a pie cuando no existan ví as o en vehí culo si existi eran) con el fin de determinar: La accesibi li dad (Para construcción y mantenimiento) Los tipos de suelo y usos de suelo SOLCOMAR

83

WATER CAD F.C.A.P.V Ø Con los datos obtenidos, calcul ar el Costo estimado de cada variante. Ø Seleccionar la variante más conveniente. Ø Para la variante seleccionada, determinar en detall e los diferentes Usos de Suelo existentes a lo largo de la futura lí nea de aducción. Ejemplo: Minerí a, Forestal, Agropecuario, Suelo baldí o, etc. Ø Determinar los tipos de propiedad. Ejemplo: Propiedad del Estado, De las comunidades campesinas Propiedad pri vada, etc. Ø Efectuar

el

estudio

de

impacto

ambiental

en

suelos

forestales,

agropecuarios y siti os protegidos. Ø Anali zar la conveniencia o inconveniencia de atravesar suelos de las comunidades campesinas. Ø Soli citar

a

las

entidades

propietarias

del

suelo,

el

permiso

correspondiente para implantar la lí nea de aducción. En caso necesario, tramitar por la ví a legal , la declaración de servidumbres. Ø En la variante seleccionada, reali zar el reconocimiento geológico, determinando los tipos de suelo. Desechar la alternativa si el estudio demuestra la existencia problemas i nsalvables. Ø Reali zar el levantamiento topográfi co en una franja por lo menos de 100 m.

de

ancho

(20

metros

según

el

Reglamento

Nacional ).

El

levantamiento debe reflejar o contener el sigui ente detall e: Accidentes naturales: quebradas, rí os, lomas, depresiones, etc. Zonas Forestales, agropecuarias y otras Sitios arqueológi cos y/o protegidos Obras civi les: caminos, ví as férreas, puentes, canales, lí neas de energí a eléctri ca, oleoductos y gasoductos, etc. recomendaciones complementarias para el trazado de las aducciones Ø Diseñar con preferencia aducciones con flujo a sección ll ena (tuberí as a presión). Ø Evitar tramos inaccesibl es o muy poco accesibles. Ø Ubicar las cotas de la aducción siempre por debajo de la lí nea piezométrica. Ø Evitar presiones excesi vas que demanden tuberí as de clase al ta o mayor presión nominal . Ø Evitar zonas de desli zamiento e inundaci ones o zonas deleznabl es. Ø En lo posibl e, evitar zonas de pendiente y contra pendiente, con el fin de prevenir bloqueos en la aducción producidos por el aire.

SOLCOMAR

84

WATER CAD

F.C.A.P.V

Periodo de diseño a. peri odo

mini mo:

20

años

(

para

poblaciones

hasta

20000

habitantes b. peri odo mini mo: 30 años ( para poblaciones mayores a 20000 habitantes) c. peri odo máximo: 50 años Diseño de las tuberí as de aducción por gravedadcaudal de diseño: Ø Según el Reglamento Nacional, el caudal de diseño será: Qdi s = Qmd El Caudal máximo diari o, cuando se disponga de tanque de almacenamiento y/o planta de tratamiento. Qdi s = Qmh El Caudal máximo horario (Qmh), cuando la cantidad y cali dad del agua permitan el sumini stro directamente a la red de distri bución. Ø Según el anál isi s de Consumos horari os o consumos por peri odo, el Caudal de diseño será: Qdis = Qm El Caudal medio (Qm)velocidad de diseño Las velocidades mí nima y máxima recomendables son: 0,6

V

1,5 m/s

Sin embargo, cuando existen situaci ones extremas, se pueden adoptar velocidades comprendidas entre los sigui entes lí mites: 0,3

V

3 a 5 m/s

Ver Reglamento: Veloci dad máxima para tuberí as dependi endo del tipo de material . Presiones Presión máxima y mí nima: Pmáx Pmí n

80%

de la Presión Nominal de la tuberí a

2 m.c.a. En cualqui er punto alto de la lí nea de

aducción. La presión mí nima al ingr eso a una Planta de tratamiento, dependerá de las caracterí sticas del agua y de las caracterí sticas técnicas de la Planta. Si se dispone de sufici ente presi ón y el agua requi ere un proceso de aireación, entonces será conveniente regular la presión de ingreso a la planta para lograr ese fin. SOLCOMAR

85

WATER CAD

F.C.A.P.V

golpe de ariete Es un fenómeno oscilatori o producido por el cierre rápido de alguna válvula y que provoca sobre presiones y sub presiones que pueden causar la ruptura de la tuberí a. En lí neas de aducción por gravedad, este fenómeno se produce cuando una válvula ubicada en la cota inferi or ha sido cerrada bruscamente. Para evitar posibl es daños en la tuberí a, por efecto del golpe de ari ete, la presión de diseño será: Pdis = Pe + Pga Tal que: Pdis

PN

Donde: Pdis = Presión de diseño (m.c.a.) Pe

= Presión estática (m.c.a.)

Pga = Sobre presión por golpe de ariete PN

= Presión Nominal de la tube rí a.

Estructuras y accesorios 1.Con

objeto

de

controlar

las

presi ones

máximas,

se

deben

construir

estructuras o instal ar válvulas Ø Cámaras Rompe presi ón.- Son estructuras construidas general mente con Hº Aº . Permiten reducir la presión hasta un valor igual a la presión atmosférica (

cero)

Ø Válvulas Reductoras de Presión.- Son accesorios o equipos especiales fabricados con el fin de reducir la presión hasta el valor deseado o hasta cero. 2.Válvulas de aire y de li mpieza o purga de lodos Ø En sifones con ángul os mayores a 30º se deben instalar válvulas de purga de air e o ventosas. Ø En sifones inverti dos con ángulos mayores a 25º se instal arán válvulas de li mpieza o purga de lodos. Sí ntesis para el diseño de un sistema de agua potable a) caudal de diseño:

Qdi s = Qmaxh

b) velocidad de flujo:

0.3 < V< 2 m/seg

c)

diámetro mini mo: Dmin = ¾ ”

(recomendabl e)

= 19 – 20 min (recomendable)

presiones de diseño Ø presión dinámica mí nima:

Pmin = 10 m.c.a. durante el peri odo de

demanda máxima horari a Ø presión estática máxima:

Pmin = 30 m.c.a.

Ø presión máxima admisi ble: Pmin = 60 m.c.a. SOLCOMAR

86

WATER CAD F.C.A.P.V la presión estática será referida al ,máximo nivel de agua en el tanque y la presión dinámica al nivel mí nimo de agua correspondiente al volumen de regulación dotación ideal o teorica Surge del análisi s y cuantificación de los sigui entes consumos medios referencial es por dí a: Consumo doméstico: Ducha Inodoro Lavamanos Alimentos 5 Lavado de ropa 5 Lavado de vajil la Lavado de auto Riego de jardines Total C.D.

30 20 5 5 10 5 5

40 30 5 5 15 5 5

70

100

60 l/h/dí a 40 “ 10 “ “ “ 10 “ 5 150 l/h/dí a

Grafico de Ejemplo de flujo libre

SOLCOMAR

87

WATER CAD cambio de flujo de libre a bajo presión

F.C.A.P.V

Control mediante un diaf ragma

SOLCOMAR

88

WATER CAD

F.C.A.P.V

control mediante una tuberí a de salida mas pequeña que la conducción

control por limitación del caudal de entrada

SOLCOMAR

89

WATER CAD F.C.A.P.V control mediante una válvula de regulacion

tanque conectado a una linea de conducción de flujo libre

SOLCOMAR

90

WATER CAD

F.C.A.P.V

Abastecimiento de pequeños centros pob lados ubicados en una posición top ográfica mucho mas bajo a la de la red principal

SOLCOMAR

91

WATER CAD

F.C.A.P.V

Comparación entre sistemas

Plano de bebed ero

SOLCOMAR

92

WATER CAD

F.C.A.P.V

corte longitudinal del bebedero

cámara

SOLCOMAR

rompe

presión

con

válvula

de

flotador

¾"

93

WATER CAD

F.C.A.P.V

corte longitudinal

SOLCOMAR

94

WATER CAD

F.C.A.P.V

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Redes de abastecimiento de agua potable

Pablo Apaza Herrera

Manual de abastecimiento de agua potable Mecánica de flui dos e hidrául ica

W ater Cad Schaum

Texto de abastecimiento de agua potable

Ing. Orl ando Rojas R.

Ejempl o de la red del sistema de agua potable

Neil M. Medina G.

Apuntes del proyecto de abastecimiento de agua potable mediante gravedad

ONG CESAL

NB 689 Normas de Diseño de Sistemas de Agua Potable. Reglamento Nacional (1996) (Para P > 5000 Hab)Reglamento Nacional (1999) (Para P < 5000 Hab) Reglamentos Técnicos RT 001 y RT 002 Planos Ti po de Obras de Agua Potable Especifi caciones Técnicas Generales Normas AW W A e INOS Normas ISO y ASTM.

SOLCOMAR

95