• Author / Uploaded
• Leonardo Sierra Tapias

Citation preview

Cálculo y diseño de redes de alcantarillado sanitario

MANUAL DEL USUARIO

APPLYS SOFTWARE 2012

ALCONW 2012

MANUAL DEL USUARIO

Por FREDY NICOLAS ANGULO HERNANDEZ Magister en Ingeniería Hidráulica y Ambiental Cartagena, Colombia.

2

DESCARGOS La información contenida en este documento ha sido producida totalmente por el Ingeniero Fredy Nicolás Angulo Hernandez. Muy a pesar de haber realizado un notable esfuerzo para asegurar que los resultados obtenidos con el programa que se describe en este manual sean correctos, éste no deja de ser experimental. Por consiguiente, el autor no se responsabiliza ni asumen obligación alguna en relación a los resultados obtenido con el programa o el uso que se haga de los mismos, ni tampoco por los perjuicios o litigios que pudieran derivarse del uso de estos programas con cualquier fin.

3

TABLA DE CONTENIDOS C A P I T U L O 1 - I N T R O D U C C I Ó N ......................................................................... 5 1.1

QUÉ ES ALCONW...................................................................................................... 5

1.2

CAPACIDAD PARA LA CONFECCIÓN DEL MODELO HIDRÁULICO ................. 5

1.3

PASOS PARA UTILIZAR ALCONW ......................................................................... 6

1.4

ACERCA DEL MANUAL ............................................................................................ 7

1.5

NOVEDADES DE LA VERSIÓN 2012 ...................................................................... 8

C A P I T U L O 2 - G U I A R Á P I D A ................................................................................ 10 2.1

INSTALACIÓN DE LA VERSIÓN 2012 DE ALCONW .......................................... 10

2.2

LICENCIAMIENTO DEL PROGRAMA ................................................................... 14

2.3

RED DE EJEMPLO .................................................................................................. 16

2.4

CONFIGURACIÓN DEL PROYECTO .................................................................... 17

2.5

DIBUJO DE LA RED................................................................................................. 22

2.6

INTRODUCCIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS OBJETOS ......................... 25

2.6

GUARDAR Y REABRIR EL PROYECTO ............................................................... 31

2.7

DISEÑO DE LA RED. ............................................................................................... 34

2.8

COMPROBACION DE DISEÑO DE LA RED......................................................... 43

4

1. Introducción

CAPITULO1- INTRODUCCIÓN

1.1

QUÉ ES ALCONW ALCONW es un programa de computador que realiza Diseños y Simulaciones del comportamiento hidráulico de redes de Alcantarillados Sanitarios. Una red está constituida por tuberías ó colectores y cámaras o pozos de inspección (uniones de tuberías). ALCONW efectúa cálculos de los caudales por tramos y acumulados de la red, evalúa las velocidades, tirantes y esfuerzos tractivos (Fuerza Tractiva) reales en las tuberías, adicionalmente determina el factor punta de cada tramo y el perfil completo de la red tanto para cota batea como para cota clave, también determina la necesidad de utilizar cámara de caídas en la red. ALCONW se ha concebido como una herramienta de cálculo y diseño de red de saneamiento que permite al diseñador hacer optimizaciones de la red mediante el uso de un algoritmo de pendiente mínima que permite obtener un modelo de red depurado y óptimo que se ajusta a las normas de obligatorio cumplimiento y de buena ingeniería que establece el Reglamento Técnico de Agua y Saneamiento (RAS) para Colombia. El programa cuenta con diversas utilidades que le permiten al usuario incorporar la información básica de la red desde archivos de Excel, generar planos, tanto en planta como en perfiles de la red, facilita la estimación de cantidades de obras, genera reportes de resultados completamente compatibles con Excel y puede hacer uso de una base de diámetros especificada por el usuario. ALCONW proporciona un entorno integrado bajo Windows, para la edición de los datos de entrada a la red, la realización de simulaciones hidráulicas y de visualización de resultados en una amplia variedad de formatos. Entre éstos se incluyen mapas de la red codificados por colores, tablas de resultados con ayudas de revisión con colores, gráficos de planos, imágenes de fondo para mejor visualización del sector donde se encuentra la red, etc.

1.2

•

CAPACIDAD PARA LA CONFECCIÓN DEL MODELO HIDRÁULICO ALCONW dispone de un modelo hidráulico muy avanzado que ofrece las siguientes facilidades: no tiene límite en cuanto al tamaño de la red que puede procesarse 5

1. Introducción

• • • • • • • • •

1.3

Applys Software

las condiciones hidráulicas de la red se calculan mediante las fórmulas de Manning y considerando la variabilidad de coeficiente de fricción de esta fórmula con el tirante del flujo. contempla el enrace de los colectores por cota batea, por cota clave y por la línea de energía de acuerdo con lo determinado por el RAS. admite caídas determinadas por el usuario para cualquier cámara de la red. Permite tener varias cámaras finales y por tanto simular varias redes en el mismo archivo de datos. admite simular caudales puntuales en cualquier cámara, como por ejemplo bombeos que descargan en la red o descargas de otros sectores o redes. Permite usar bases de diámetros comerciales propuestas por el usuario. Considera que década cámara no final solo puede salir un tramo ó tubería que evacua todo el agua que llega a dicha cámara. Permite considerar por cada tramo de la red, los diferentes tipos de aportes de agua residual como son las aguas Residuales Domésticas, Comerciales, Institucionales, Industriales, etc. En general permite que todos los parámetro de diseño sean variables por cada tramo de la red.

PASOS PARA UTILIZAR ALCONW Los pasos a seguir normalmente para modelar una red de Alcantarillado Sanitario con ALCONW son los siguientes: 1. Dibujar un esquema de la red de Alcantarillado o importar una descripción básica del mismo desde un fichero de Texto o de Excel . 2. Editar las propiedades de los objetos que configuran la red de Alcantarillado.. 3. Determinar la base de diámetros a emplear en el diseño de la red 4. Seleccionar las opciones de cálculo. 5. Realizar el análisis hidráulico o el diseño de la red. 6. Observar los resultados del análisis.

6

1. Introducción

1.4

ACERCA DEL MANUAL El Capítulo 2 de este manual describe cómo se instala ALCONW y ofrece una guía didáctica sobre su uso. Los lectores que no estén familiarizados con los fundamentos del modelado de la redes de alcantarillado sanitario, pueden consultar el Capítulo 3 antes de entrar en la guía. El Capítulo 3 proporciona información más detallada sobre cómo se modelan las redes de distribución de agua con ALCONW. Se discute el comportamiento de los componentes físicos que constituyen la red y las peculiaridades de la información complementaria que hay que proporcionar al modelo, tales como las curvas de modulación y las leyes de control. También ofrece una visión general sobre cómo se lleva a cabo la simulación numérica del comportamiento hidráulico y de la calidad del agua. En el Capítulo 4 se muestra cómo está organizado el espacio de trabajo de ALCONW. Se describen las funciones de las distintas opciones de menú y botones de las barras de herramientas, así como el uso de las tres ventanas principales de la aplicación: el Esquema de la Red, el Visor y el Editor de Propiedades. El Capítulo 5 versa sobre los ficheros asociados a un proyecto, los cuales almacenan toda la información contenida en un modelo de ALCONW de una red de distribución de agua. Se muestra cómo crear, abrir y guardar estos ficheros, y también cómo establecer las opciones por defecto del proyecto. En el Capítulo 6 se describe la forma de construir el modelo de una red de Alcantarillado sanitario con ALCONW. Se muestra cómo crear los diferentes componentes físicos que configuran el sistema (tuberías, cámara, etc), cómo editar sus propiedades. El Capítulo 7 explica cómo utilizar el esquema de la red, el cual representa de forma gráfica el sistema a simular. Se pasa revista a las formas de visualizar los distintos parámetros de diseño o resultados sobre el esquema mediante códigos de colores, a las operaciones de reescalado, acercamiento o alejamiento del esquema, la localización de objetos sobre el mapa, así como a todas las opciones disponibles para personalizar la apariencia del esquema. El Capítulo 8 muestra cómo realizar un análisis hidráulico o un diseño de una red nueva de alcantarillado. Se describen las distintas opciones que permiten controlar el modo de efectuar los cálculos y se ofrecen algunas pistas para la interpretación de fallos al examinar los resultados. En el Capítulo 9 se discuten otras formas de analizar los resultados de una simulación. Entre ellas se incluyen diferentes vistas del esquema de la red, distintos tipos de gráficos y tablas, y diversos informes específicos. 7

1. Introducción

Applys Software

El Capítulo 10 explica cómo imprimir y copiar las distintas formas de visualizar los resultados, discutidas en el Capítulo 9. El Capítulo 11 describe cómo ALCONW puede importar y exportar escenarios de proyecto. Un escenario es un subconjunto de datos que caracteriza las condiciones actuales bajo las cuales se está analizando la red. También se muestra cómo guardar todos los datos que configuran la base de datos del proyecto en un fichero de texto editable y cómo exportar el esquema de la red en diversos formatos. En el Capítulo 12 se responde a una serie de cuestiones relativas a la forma de utilizar ALCONW para modelar ciertas situaciones de interés práctico, como las caídas de nivel forzadas por el usuario, los caudales puntuales etc. Este manual contiene también algunos apéndices. El Apéndice A proporciona una tabla con las unidades utilizadas para expresar todos los parámetros de diseño y variables calculadas. El Apéndice B es una lista de códigos de mensajes de error que puede emitir el programa, junto con su significado. El Apéndice C muestra cómo ALCONW tiene definido el formato de los ficheros de texto y de ficheros de Excel. Finalmente, el Apéndice D ofrece detalles de los procedimientos y fórmulas utilizados por ALCONW en los algoritmos de cálculo, tanto hidráulicos como de suposición de diámetros y pendientes durante el proceso de diseño del a red.

1.5

NOVEDADES DE LA VERSIÓN 2012 La versión 2.0 de ALCONW ha supuesto un notable avance respecto a la versión anterior 2011. Entre las mejoras introducidas en la interfaz del usuario cabe destacar: 1. La interfaz muestra la nueva imagen del ALCONW, más moderna y fresca; con iconos más llamativos y sugestivos, se han depurado algunos menú que no tenían una función útil en la aplicación. 2. El nuevo entorno gráfico permite añadir y modificar elementos directamente sobre el esquema de red. 3. Se han implementado también Editores Especiales que facilitan la introducción de datos para la definición de las propiedades de tramos y pozos. 4. Se pueden realizar Consultas sobre el esquema de la red, mediante escalas de un color determinado para identificar y localizar aquellos nudos 8

1. Introducción

o líneas que cumplan una condición extrema determinada, dejando en color opaco o tenue los demás valores. 5. Desde la interfaz gráfica puede hacer cambios masivos de los parámetros de diseño, haciendo cambios en la ventana de opción que está disponible en cualquier momento del análisis de la red 6. La versión 2012 permite cargar una imagen de fondo, como por ejemplo una cartografía conde se ubica con mayor precisión la red en estudio. Se puede usar cualquier imagen ya sea procedente de un CAD ó de una imagen satelital como las que actualmente se ofrecen en programas de la WEB. En ALCONW 2012 no solo se ha mejorado la interfaz gráfica, sino también sus capacidades de cálculo y herramientas adicionales. Las principales mejoras introducidas en el módulo de cálculo son las siguientes: 7. Se ha desarrollado un nuevo formato de fichero de entrada (fichero en Excel), los archivos de datos en formato de texto anterior siguen vigentes. 8. La nueva versión incorpora una potente herramienta de cálculo de cantidades de obra de la red de alcantarillado. Los parámetros para el cálculo de estas cantidades pueden ser modificados por el usuarios de acuerdo con el criterio constructivo que tenga. 9. El algoritmo de revisión de la topología de la red permite identificar muchos más errores o inconsistencias en el planteamiento del modelo de la red, lo que permite que el usuario de manera más directa pueda resolver problemas de asociación de tramos y cámaras. 10. El cálculo hidráulico contempla la posibilidad de trabajar con pendientes negativas o contrarias, en la opción de cálculo ó simulación de una red. 11. Ahora la revisión de resultados cuenta con una herramienta de revisión que permite mediante código de colores mostrar las condiciones más críticas de la red en análisis.

9

2. Guía Rápida

Applys Software

CAPITULO2-GUIA RÁPIDA

Este capítulo ofrece una guía rápida para la utilización de ALCONW. Si no está familiarizado con los elementos que componen un sistema de Alcantarillado Sanitario, y cómo éstos se representan para configurar el modelo de la red, es conveniente que repase antes los dos primeros apartados del Capítulo 3.

2.1

INSTALACIÓN DE LA VERSIÓN 2012 DE ALCONW La Versión 2012 de ALCONW está diseñada para trabajar bajo los sistemas operativos Microsoft® Windows 95/98/NT o superiores. Esta versión se distribuye en un solo fichero, AlconW-2012.msi, el cual contiene un programa de instalación de aplicaciones bajos Windows. Para instalar la versión ALCONW 2012, es necesarios determinar si el programa ha sido suministrado por un CD ó si la aplicación fue descargada de la WEB. Si la aplicación ha sido adquirida en un CD de instalación, es necesario que el usuario inserte dicho CD en la unidad correspondiente y seleccione la opción instalar automáticamente la aplicación, en este caso el computador ejecutara el archivo AlconW-2012.msi de manera automática. Si en cambio el archivo mencionado es descargado de la WEB, es necesario ejecutarlo haciendo referencia a su ruta de ubicación, en todo caso se deberán seguir los siguientes pasos: Paso 1: Inserte el CD en la unidad lectora ó ubíquese en la carpeta donde descargó el archivo de instalación y seleccione con doble clip el archivo AlconW-2012.msi. Paso 2: Luego de unos segundos debe aparecer el siguiente cuadro de dialogo ó ventana:

En estos momentos la aplicación se está preparando para ser instalada. 10

2. Guía Rápida

Paso 3: Haga clip en el botón Next de la siguiente ventana que debe aparecer durante el proceso:

Paso 4: Haga clip en el botón Next de la siguiente ventana que debe aparecer durante el proceso:

11

2. Guía Rápida

Applys Software

Paso 5: Haga clip en el botón Next de la siguiente ventana que debe aparecer durante el proceso:

En estos momentos inicia el proceso de instalación de los archivos en su computador, por favor cuide de no suspender el proceso en este paso.

12

2. Guía Rápida

Paso 6: Si le aparece la ventana siguiente, el programa se habrá instalado satisfactoriamente. Entonces haga clip en el botón Close, para concluir con el proceso de instalación:

Paso 7: Para poder ver correctamente los planos que genera el programa, es necesario que el usuario instale el Aplicación VoloView, que la encuentra comprimida con el nombre de VoloVEp en la siguiente dirección del programa que acaba de instalar:

C:\Archivos de Programa\AlconW-2012\VoloVEp.exe Paso 8: Para correr el programa puede hacer Doble Clip en el icono del menú de inicio ó en la dirección de instalación del programa que generalmente es: C:\Archivos de programa\AlconW-2012

13

2. Guía Rápida

Applys Software

RECOMENDACIONES • Antes de correr el programa asegúrese que su configuración regional, use el punto como separador de decimales y la coma(,) como separador de miles • Tenga plena conciencia en que directorio está instalado el programa y en cual desea grabar los datos (No hay problema que sea el mismo directorio). • Recuerde que antes de correr una red para diseñar debe haber seleccionado un archivo de Base de Diámetros con el cual desea trabaja, estos archivos usted los puede crear con el programa ó usar los que trae de ejemplos, si no lo hace el programa usará una base de diámetro interna que tiene por defecto para diseñar.

Para desinstalar la versión de ALCONW-2012 de su computador, se recomienda seguir el siguiente procedimiento: 1. Seleccionar Panel del Control del Menú de Inicio de Windows. 2. Efectuar una doble click sobre el icono Añadir o quitar programas. 3. Seleccionar ALCONW-2012 de la lista de programas ofrecida. 4. Pulsar el botón Agregar o Quitar.

2.2

LICENCIAMIENTO DEL PROGRAMA Una vez instalada la versión ALCONW 2012 en su PC, este requiere ser licenciado para poder trabajar correctamente. El siguiente procedimiento lo guiará a obtener la licencia del programa: Paso 1: Una vez instalado el programa en su PC, lance o corra el programa, ya sea haciendo doble Clip en el icono del escritorio o seleccionando el programa desde el menú de inicio. Paso 2: Al iniciar el programa por primera vez y mientras no esté licenciado, cada vez que corra el programa, aparecerá la siguiente ventana de dialogo:

14

2. Guía Rápida

Esta ventana le indica que debe ponerse en contacto por el proveedor del programa, a quien le deberá enviar el Código que aparece en dicha ventana y el nombre de usuario como quiera que aparezca registrada su licencia. Para ponerse en contacto con el Proveedor, el usuario deberá enviar un correo electrónico a: [email protected] solicitando la licencia, para lo cual deberá aportar los datos del usuario como nombre y datos de contacto y anexar el código y usuario comentado arriba. Se recomienda enviar una impresión de pantalla de la ventana que muestra en código mencionado. En respuesta a su correo, usted recibirá la secuencia de caracteres que constituyen la licencia y el usuario asignado. Para mayor claridad se muestra un ejemplo:

USUARIO=applys LICENCIA=QEJM-5JND-T7U2-T0VP Paso 3: una vez se cuente con el nombre de usuario y la licencia, el usuario deberá ingresar estos datos en la siguiente ventana de dialogo, la cual aparece seguidamente de cancelar o aceptar la ventana anterior:

Como de puede observar el código de la licencia deben ingresarse en grupos de a cuatro caracteres, donde todas las letras deben ingresarse en mayúscula. Paso 4: Una vez ingresado el usuario y la secuencia de caracteres de la licencia debe hacer clip en el botón Aceptar para que se realice el proceso de verificación de la licencia. Si la licencia es correcta, aparecerá la siguiente ventana de dialogo:

15

2. Guía Rápida

Applys Software

En este momento el programa queda licenciado y habilitado para trabajar.

2.3

RED DE EJEMPLO

A lo largo de esta guía analizaremos la red de Alcantarillado sencilla mostrada en la figura 2.1. consta de 8 pozos o cámaras de inspección y 9 tramos ó tuberías, configurada por seis mallas. En el extremo inferior derecho se encuentra la cámara final (Cámara P-8) a la cual llega todo el caudal ó flujo drenado por esta red; que además, la red cuenta con 3 tramos iniciales y 6 tramos no iniciales que recogen caudal de otros tramos aferentes. Los identificativos de cada uno de los elementos de la red se indican en la figura. Las características de los Pozos se detallan en la Tabla 2.1, y las de las tuberías en la Tabla 2.2. Además, se sabe que al nodo P-5 le llega un caudal puntual de 10 lps. Más adelante veremos la tabla de parámetro de diseño de la red.

Figura 2.1- Red de Ejemplo

16

2. Guía Rápida

Tabla 2.1 Propiedades de los Nudos de la Red Ejemplo Id_Pozo P-1 P-2 P-3 P-4 P-5 P-6 P-7 P-8

Este X 844293.1 844328.7 844352.1 844388.9 844429.2 844461.9 844505.1 844633.1

Norte Y 1642317 1642377 1642272 1642332 1642393 1642277 1642343 1642255

Cota Terreno (m) 24.3 23.9 23.7 23.3 22.8 22.9 22.4 22

Desnivel (m) 0 0 0 0 0 0 0 0

Pozo Final 0 0 0 0 0 0 0 1

Cota Llegada (m) 0 0 0 0 0 0 0 0

Q Puntual (lps) 0 0 0 0 10 0 0 0

Tabla 2.2 Propiedades de los Tramos de la Red Ejemplo

2.4

CONFIGURACIÓN DEL PROYECTO

Para la configuración de un proyecto, el primer paso a seguir debe ser crear un nuevo proyecto en ALCONW y comprobar que los parámetros de diseño y las opciones por defecto son las deseadas. Para comenzar el ejercicio, entre al programa ALCONW si no está ya en ejecución, para lo cual el programa deberá estar licenciado (si no ha realizado esto revise los pasos de licenciamiento que se muestran en el numeral 2.2 de este capítulo); seleccione en la barra de menús la opción Archivo >> Nuevo para crear un nuevo proyecto. En este momento, en el entorno de desarrollo del programa se abre una nueva ventana de dialogo en blanco para que el usuario inicie el dibujo de la red, tal como se muestra a continuación:

17

2. Guía Rápida

Applys Software

Figura 2.2- Ventana Proyecto Nuevo

A continuación seleccionar de la barra de botones, el botón para abrir el diálogo mostrado en la Figura 2.3. Utilizaremos este diálogo para que ALCONW guarde para este proyecto la información general del proyecto, lo que contempla Titulo de los datos de la red, Firma consultora , Nombre del proyecto, Localidad y Ciudad ó Municipio donde se desarrolla el proyecto, el Nombre de la red y la Localización del archivo donde están guardados los datos del proyecto. Para establecer los parámetros de diseños que considera el diseñador son constantes para todos los tramos de la red y adicionalmente cambiar las opciones por defecto para el diseño como; Valor mínimo de Fuerza Tractiva, Ecuación de Mayoración, Relación máxima de llenado del tubo para diseño y un valor de pendiente mínima construible.

18

2. Guía Rápida

Figura 2.3- Ventana de Dialogo para Titulo, Parámetros y Opciones del Proyecto.

La información General que básicamente es la ficha del proyecto, contempla los siguientes Campos: Titulo de los Datos: en este campo puede darle un nombre al grupo de datos que constituye una determinada alternativa de trazado o de diseño. Firma Consultora: en este campo podrá incluir el nombre de la firma consultora que realiza el diseño. Nombre del Proyecto: en este campo puede ingresar el nombre general que tiene el proyecto que contiene la red modelada. Localidad: en este campo puede incluir el sector, barrio, urbanización, localidad, corregimiento ó vereda del municipio donde se encuentra la red modelada. Municipio: en este campo se guarda el nombre del municipio o Distrito donde se encuentra localizado el proyecto. Nombre de la Red: en este campo se debe guardad el nombre dado a cada una de las redes que pueden constituir el proyecto y que puede contener uno o varios grupos de datos. Nombre del Archivo: en este campo se guarda la dirección y nombre del archivo que contiene este determinado grupo de datos.

19

2. Guía Rápida

Applys Software

En la página de los parámetros se puede establecer que parámetros de diseño y con qué valor se pueden determinar constantes para todos los tramos de la red, tal como se observa en la figura 2.4.

Figura 2.4- Ventana de Dialogo Parámetros del Proyecto.

En la página de Opciones, como muestra la figura 2.5., se pueden establecer el valor de algunos parámetros de diseños, generales de la modelación, tales como; El valor de la Fuerza Tractiva mínima que el modelo del diseño debe garantizar para que cada uno de los tramos cumpla la condición de auto-limpieza de las tuberías. La Fórmula de Mayoración de Caudales que permite al usuario optar por la formula que mejor represente el comportamiento de los picos horarios de aporte de aguas residuales a la red para cada tramo, mediante el Factor de Mayoración. En esta versión, el usuario podrá escoger entre la fórmula de Harmon y la Norma Francesa; la primera considera el Factor de Mayoración proporcional a la población acumulada aferente a cada tramo, mientras que la segunda tiene en cuenta el caudal medio acumulado. La relación máxima de llenado del tubo que representa la relación entre el caudal real acumulado de cada tramo y su capacidad a tubo lleno de acuerdo con el diámetro y pendiente propuesto por el diseño de la red. Durante el proceso de diseño el algoritmo del programa revisa si el cociente entre el caudal real acumulado por tramo y el caudal a tubo lleno es inferior a dicho parámetro; de no ser así, incrementa el diámetro al siguiente valor según la base de diámetros cargada para el diseño. 20

2. Guía Rápida

La mínima pendiente construible permite al usuario realizar un diseño cuidando que las pendientes propuestas no sean inferiores a una determinada pendiente que se considere como la mínima posible de construir, de acuerdo con las condiciones de la zona y las consideración y criterio del diseñador. En este aparte de las opciones de diseño, también se puede determinar la ruta del archivo de base de diámetro que el usuario desea usar en la modelación de su diseño; haciendo click en el botón de Búsqueda, el usuario podrá seleccionar desde una ventana de dialogo el archivo de Base de Diámetros que desea utilizar; una vez seleccionado la ruta aparecerá en el cuadro de texto de la parte inferior; también es posible digitar la ruta directamente en este. Adicionalmente, esta ventana de dialogo permite, carga una Base Cartográfica que servirá de fondo para el trazado de la red y su posterior análisis; es necesario proporcionarle en las campos de Coordenadas de los puntos P1 y P2, las coordenadas cartesianas del angulo superior izquierdo de la imagen (P1) y las del angulo inferior derecho de la imagen (P2), tal como se muestra en la figura de la derecha.

Figura 2.5- Ventana de Dialogo Opciones de diseño del Proyecto.

21

2. Guía Rápida

2.5

Applys Software

DIBUJO DE LA RED

A continuación podemos construir la red haciendo uso del ratón y de los botones de la Barra de Herramientas del Esquema, que se muestra a continuación:

Primero añadiremos los Pozos ó cámaras de inspección de la red, pulsando el botón Añadir Pozo , y a continuación, haciendo click con el ratón sobre el área de dibujo marcamos la posición de los pozos P1 al P8. En este momento el Esquema de la Red debe asemejarse al mostrado en la figura 2.6. Observar cómo los identificativos se generan automáticamente y de forma secuencial conforme se van añadiendo los pozos a la red y cada vez que adiciona un pozo aparece la ventana de dialogo con los datos del pozo creado, donde el usuario puede hacer los cambios en los datos que estime necesarios.

Figura 2.6- Esquema de la red después de añadir los Pozos

22

2. Guía Rápida

A continuación añadiremos las tuberías o tramos de la red. Comenzaremos con la tubería 1, que conecta los Pozos 1 y 2. Primeramente pulsar el botón Añadir Tubería de la Barra de Herramientas. A continuación pulsar con el ratón el Pozo 1 del esquema, y seguidamente el Pozo 2. Mientras se desplaza el ratón del Pozo 1 al 2 se observará un trazado provisional de la tubería en una línea punteada azul. Una vez es detectado el Pozo final del tramo dibujado, este queda asignado como Pozo Inicial para el nuevo tramo de tubería a dibujar y aparece la ventada de dialogo flotante donde inmediatamente se pueden incorporar los datos del tramo de la red que acaba de ser dibujado; tal como se observa en la figura 2.7. Con la tecla ESC es posible cerrar dicha ventada capturando todos los datos ingresados.

Figura 2.7- Esquema de la red después de añadir el primer tramo

Si vuelve a pulsar la tecla ESC entonces el Pozo inicial seleccionado por defecto para el trazado del nuevo tramo queda libre y el usuario puede seleccionar con el ratón cualquier otro pozo inicial para así continuar el dibujo de las tuberías de la red. Repetir el mismo procedimiento para las tuberías 2 a 9, teniendo en cuenta el 23

2. Guía Rápida

Applys Software

sentido de los tramos que se muestra en la tabla 2.2 en las columnas de pozo inicial y pozo final para cada tramo.. Finalmente, pulsar el botón Seleccionar Elemento de la Barra de Herramientas para dejar el esquema en el modo Seleccionar Elementos y finalizar el dibujo de la red. En este momento habremos completado el dibujo de la red de ejemplo. El Esquema de la Red debe mostrar una apariencia como la red de la Figura 2.1.

24

2. Guía Rápida

2.6

INTRODUCCIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS OBJETOS

A medida que los Pozos y Tramos son añadidos al proyecto, éstos adquieren automáticamente las propiedades por defecto del último añadido. Para cambiar el valor de una propiedad determinada de uno de estos objetos, éste debe seleccionarse gráficamente haciendo doble click con el ratón en dicho elemento. Con esto se activa la ventana de dialogo emergente para datos de Pozos y Tramos; en la figura 2.8, se muestra como al hacer doble click en el pozo P-5, aparece la ventana de datos del pozo, donde podemos editar todos los datos que aparecen en fondo blanco, ya que los que aparecen con fondo amarillo claro corresponden a datos calculados por el programa.

Figura 2.8- Ventana emergente con datos de cada pozo.

Cuando se hace click en un campo de la ventana de datos del pozo, este se resalta en azul, indicando que está disponible para ser editado, tenga en cuenta que debe escribir el dato completo en el campo, ya que este no es factible de ser editado parcialmente. Una vez editados los datos puede hacer click fuera de la ventana de dialogo y los datos serán modificados inmediatamente en la memoria del programa y la ventana desaparecerá. 25

2. Guía Rápida

Applys Software

Procedamos a editar, para todos los pozos, los campos correspondientes a Coordenadas Este y Norte, Cota de Terreno, Pozo Final y Caudal Puntual de acuerdo con los datos que aparecen en la tabla 2.1. Los datos de Desnivel y Cota de llegada los debe dejar en cero (0). De igual manera sucede con la edición de datos con el ventana de diálogos emergente para la información de los tramos. En la figura 2.9. se muestra la ventana de dialogo emergente del tramo T-4.: observe que la ventana tiene una barra de desplazamiento vertical para que pueda acceder al resto de datos asociados a cada tramo. Procedamos a editar, para todos los Tramos, los campos correspondientes a Area y Tramo Inicial de acuerdo con los datos que aparecen en la tabla 2.2. El resto de datos los estaremos asociando masivamente a continuación, en la edición de parámetros de la ventana de Edición de Datos Generales y Parámetros.

Figura 2.9- Ventana emergente con datos de cada Tramo.

26

2. Guía Rápida

Para completar los datos de la red, procederemos a asociar los parámetros de diseño y demás datos generales de la red; para esto haga click en el botón de la barra de herramientas y escoja la pestaña de Parámetros, como se observa en la figura 2.4, donde podrá asignar un valor determinado para cada parámetro según la tabla 2.3, haciendo click en cada una de las cajas de chequeo a la izquierda de cada parámetro. Tabla 2.3 Parámetros de diseño de la Red Ejemplo Id_tramo T-1 T-2 T-3 T-4 T-5 T-6 T-7 T-8 T-9

Dotación (l/hab/dia) 150 150 150 150 150 150 150 150 150

Densidad Res. (Hab/Ha) 450 450 450 450 450 450 450 450 450

Q Industrial Q Comercial (lps/Ha. Ind.) (lps/Ha. Com.) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Q Institucional (lps/Ha. Inst.) 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Coef. Retorno (%) 85 85 85 85 85 85 85 85 85

Q Infiltracion (lps/Ha) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Conex. Erradas (lps/Ha) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

n Manning 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009

Recubrimiento Mínimo (m) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

Al terminar la entrada de los parámetros de diseño la ventana de diálogo deberá tener el aspecto que se muestra en la figura 2.10.

Figura 2.10- Ventana Parámetros de Diseño para la Red Ejemplo.

Ahora podremos pasar a la pestaña de Opciones donde asignaremos al campo de Esfuerzo Tráctivo o Fuerza Tractiva el valor de 0.15 kg/m2, escogemos la fórmula de Harmon para la Mayoración de Caudal y asignamos el valor de 0.85 para la Relación Máxima de Llenado de la tubería. El valor de Pendiente Mínima Construible no lo modificaremos para este ejemplo. En la figura 2.11 se observan los datos asignados.

27

2. Guía Rápida

Applys Software

Figura 2.1 11- Ventana de Opciones de Diseño para la Red Ejemplo.

Con relación a la selección de Base de Diámetro y Base Cartográfica, es preciso explicar que,, si bien la aplicación provee algunos ejemplos, los archivos objeto de selección debe ser creados por el usuario teniendo en cuenta lo siguiente: Para la Base de Diámetros: este archivo es de tipo texto con extensión (*.dia) y tiene una estructura como la mostrada en la figura 2.12 2.; que el usuario, dependiendo del proveedor o fabricante de la tubería, podrá hacer su propio archivo de Bases de Diámetro y usarlo en su diseño, también puede mezclar diferentes clases de tuberías dependiendo del diámetro.

Figura 2.1 12- Ventana de opciones de Diseño para la Red Ejemplo.

28

2. Guía Rápida

Es importante tener en cuenta que las líneas del archivo que comienzan por punto y coma (;) no son consideradas o leídas por la aplicación como diámetros a tener en cuenta en el diseño, diseño, o sea son considerada líneas de comentarios comentario o encabezado y de esta forma se puede omitir provisionalmente y determinado diámetro que el usuario no desee sea tenido en cuenta en determinado diseño. Este archivo puede ser editado o modificado con cualquier editor de texto, como por ejemplo el Block de Notas, siempre y cuando conserve su carácter de archivo de texto con extensión *.dia. Al oprimir el botón de [Buscar] [ que se encuentra al lado de la caja de texto que muestra el archivo de la Base de Diámetro en la ventana de dialogo de Títulos y Parámetros, etros, el usuario puede seleccionar un archivo de Base de Diámetro que tenga almacenado en su equipo y una vez realizada esta operación la ruta y nombre de archivo aparecerán en la caja de texto mencionada. En la figura 2.13., 2.1 se observa una ruta y nombre de archivo de la Base de Diámetros que utilizaremos en nuestra Red de Ejemplo.

Figura 2.13- Ruta y nombre de archivo de la Base de Diámetros en la Ventana de Opciones de Diseño para la Red del Ejemplo.

Para la Base de Cartografía: es un archivo que puede ede ser usado de fondo para el trazado y referencia de la red a evaluar, evaluar puede tener formatos WMF, BMP ó JPG y es necesario conocer las coordenadas cartesianas reales de sus equinas superior izquierda e inferior derecha de tal manera que la red a trazar sobre so dicha imagen adquiera coordenadas reales. En la figura 2.14.,, se observa el archivo que utilizaremos como fondo cartográfico en nuestro Ejemplo. Para ello es necesario buscar y asignar el archivo con su correspondiente ruta en la caja de texto rotula rotulada da con el nombre de Archivo de Cartografía Base,, haciendo uso del Botón [Buscar] [ que se encuentra al lado de 29

2. Guía Rápida

Applys Software

dicha la caja de texto. Adicionalmente se deben incorporar las Coordenadas Cartesianas Reales Este y Norte ó X y Y de los puntos correspondientes a la esquina Superior Izquierda e Inferior de la correspondiente imagen, tal como se muestra en la figura 2.15. 2.1

Figura 2.14- Imagen del archivo WMF que se utiliza como base Cartográfica para la Red de ejemplo.

Figura 2.15- Ruta y nombre de archivo de la Cartografía Base y las coordenadas de los puntos Pi1 y P2 en la Ventana de Opciones de Diseño para la Red del Ejemplo.

30

2. Guía Rápida

2.6

GUARDAR Y REABRIR EL PROYECTO

Terminada la incorporación de los datos principales de la red, podemos proceder a grabar en un libro de Excel los datos de la red; para ello, seleccione el botón y en la ventana de dialogo podrá seleccionar el directorio donde se almacenarán los datos de la red; para la Red de Ejemplo asignaremos el nombre de Alconw.xls. Otra forma de guardar el archivo es: 1. Desde el menú Archivo seleccionar la opción Guardar como. 2. En el diálogo Guardar el Proyecto Como, seleccionar una carpeta y un nombre de archivo para guardar el proyecto. 3. Pulsar Aceptar para guardar el proyecto en dicho fichero. Para abrir el proyecto de nuevo más tarde, seleccionar la orden Abrir del menú Archivo. ó seleccione el botón

de la barra de herramienta.

El archivo de Excel generado (Alconw.xls) puede ser consultado desde el explorador de archivo de su PC y al abrirlo desde Excel encontrará un libro con 5 hojas que tendrá un aspecto como el que aparece en las figuras 2.16.x.

Figura 2.16.1.- Aspecto de la hoja del archivo de Datos de Excel - Proyecto.

31

2. Guía Rápida

Applys Software

Figura 2.16.2.- Aspecto de la hoja del archivo de Datos de Excel - Pozos.

Figura 2.16.3.- Aspecto de la hoja del archivo de Datos de Excel - Tramos.

32

2. Guía Rápida

Figura 2.16.4.- Aspecto de la hoja del archivo de Datos de Excel - Parámetros.

Figura 2.16.5.- Aspecto de la hoja del archivo de Datos de Excel - Opciones.

33

2. Guía Rápida

2.7

Applys Software

DISEÑO DE LA RED.

Con la información incorporada de la Red de Ejemplo, podemos realizar su diseño, Para ello seleccionar la opción Correr Diseñar de la barra de menús o pulsar el botón Diseñar Red

de la Barra de Herramientas.

Si la simulación no tuviera éxito, aparecería la ventana de Informe de errores, registrando cuál ha sido el problema, tal como se puede observar en la figura 2.17, la cual muestra 3 errores de topología que hemos inducido de manera intencional para mostrar esta situación. Los errores son: 1.- hemos indicado que el tramo T-2 no es inicial. 2.- hemos indicado que el pozo P-7 es final. 3.- hemos indicado que el pozo P-8 no es final. Los cuales generan los errores de topología 004,002 y 006 respectivamente.

Figura 2.17.- Ventana de información de errores de topología al diseñar la red.

Como puede observar la información provee una guía muy fácil e intuitiva para encontrar el error que tiene la red y así poder corregirlo. 34

2. Guía Rápida

Si no hay errores de topología o de parámet parámetros y la simulación es correcta, la aplicación mostrará mientras diseña el aviso de la figura 2.1 2.18., el cual desaparecerá una vez haya terminado de diseñar. Dependiendo de la capacidad del computador y del tamaño de la red a simular es posible que el usuario usuar solo perciba un parpadeo de la ventana de dibujo al momento del diseño.

Figura 2.18.- Mensaje de información durante el proceso de diseño de la red.

Durante la acción de diseño es posible que el archivo de Base de Diámetros no se haya especificado o no se encuentre, en cuyo caso el programa avisará, tal como se muestra en la figura 2.1 2.19., ., que diseñará con la Base de Diámetros por defecto que posee.

Figura 2.19.- Ventana que informa que la red se diseñara con la Base de Diámetros que tiene por defecto efecto la aplicación.

Los resultados del diseño pueden eden verse ahora en una amplia variedad de formatos. Veamos algunos de ellos: 1.- Gráficamente podemos ver el resultado de las variables más importante tanto para los tramos como para los pozos de la red, para ra esto es necesario que el usuario seleccione en la ventana del Visor en la lista desplegable para las variables asociada a los pozos, pozos una de ella como por ejemplo la profundidad. En la figura 2.20.. se muestra el visor y la lista desplegable para los pozos, pozo de igual manera podemos seleccionar para los tramos la variable diámetro, como lo muestra la figura 2.21. 2.

35

2. Guía Rápida

Figura 2.20.- Visor–Pozos-Profundidad

Applys Software

Figura 2.21.- Visor–Tramos- Diámetro

Luego de especificar las variables que deseamos ver en el gráfico de la red, estas se muestran en unos rangos de colores con los cuales se dibujar los Tramos y los Pozos, como también sus magnitudes físicas, tal como lo muestra la figura 2.22.

Figura 2.22.- Apariencia de la red cuando muestra valores de profundidad y diámetro, una vez diseñada.

2.- Con la ayuda de la pestaña de Datos del Visor también podemos revisar los resultados del diseño realizado de manera individual tanto para Pozos como 36

2. Guía Rápida

para Tramos, en la figura 2.23, se muestra la cota de fondo del Pozo P-5 y en la figura 2.24 se observa el caudal que transporta el tramo T-7

Figura 2.23.- Consulta de la variable Cota de fondo del Pozo P-5, con la ayuda del Visor.

Figura 2.24.- Consulta de la variable Caudal de diseño del Tramo T-7, con la ayuda del Visor.

37

2. Guía Rápida

Applys Software

3.- Otra forma gráfica de revisar los resultados del diseño de la red es haciendo doble-click sobre cada uno de los elementos de la red, con lo cual aparecerá la ventana emergente con todos los datos, parámetros y variables correspondiente a Pozos y Tramos según la elección. En la figura 2.25 se observan los datos, parámetros y variables del pozo P-5; mientras que el la figura 2.26 se puede observar lo propio para el tramo T-8.

Figura 2.25.- Consulta de los datos, parámetros y variables asociadas al Pozo P-5.

Figura 2.26.- Consulta de los datos, parámetros y variables asociadas al Tramo T-8.

38

2. Guía Rápida

4.- Podemos tabular los resultados del diseño realizado haciendo uso de la opción Reportes Resultado Pantalla de la barra de menús o pulsando el botón Resultados por Pantalla de la Barra de Herramientas. En las figuras 2.27.x. se pueden apreciar las diferentes tablas que genera este reporte, que se organiza por: Caudales, Hidráulica, Cotas y Profundidades.

Figura 2.27.1.- Consulta de los Resultados tabulados – Tabla de Caudales.

Figura 2.27.1.- Consulta de los Resultados tabulados – Tabla de Hidráulica.

39

2. Guía Rápida

Applys Software

Figura 2.27.3.- Consulta de los Resultados tabulados – Tabla de Cotas.

Figura 2.27.4.- Consulta de los Resultados tabulados – Tabla de Profundidades.

5.- Otras formas de presentar estos resultados tabulados se pueden encontrar en las opciones Reportes Resultado Impresora / Archivo de Texto /

40

2. Guía Rápida

Archivo de Excel de la barra de menús o pulsando los botones: Resultados por Impresora

y Resultados por Archivo

de la Barra de Herramientas.

6.- Los resultados pueden ser mostrados también en formato DXF, como planos en planta y planos de los perfiles de las líneas de colectores de la red; para generar un plano en planta de los resultados del diseño de la red seleccione la opción Reportes Dibujo Autocad Planta. La aplicación solicitará al usuario un nombre y localización del directorio donde desea guardar el archivo a generar en formato *.dxf. y mostrará un mensaje confirmando la creación del archivo correspondiente, tal como se muestra en la figura 2.28.; con algún visualizador de formatos DXF instalado en si su computador usted puede revisar el plano generado, que tendrá un aspecto similar al de la figura 2.29.

Figura 2.28.- Ventana de mensaje confirmando la generación y grabado del archivo de la red en Planta en formato DXF.

Figura 2.29.- Apariencia del archivo DXF generado para plano en Planta de la Red.

41

2. Guía Rápida

Applys Software

7.- Para generar un plano en perfil de una determinada línea de flujo de la red, parcial o total basada en los resultados del diseño de la red, seleccione la opción Reportes Dibujo Autocad Perfil. La aplicación solicitará al usuario un nombre y localización del directorio donde desea guardar el archivo a generar en formato *.dxf. y mostrará una ventana de dialogo donde el usuario puede seleccionar los tramos iniciales y finales de la línea de flujo que desea mostrar en el perfil a generar, también puede hacer cambios en las escalas horizontal y vertical del plano a generar, tal como se puede observar en la figura 2.30.; una vez ingresados correctamente estos valores, la aplicación mostrará un mensaje informando el número de tramos encontrados en la línea de flujo y otro mensaje confirmando la creación del archivo correspondiente, tal como se muestran en las figuras 2.31 y 2.32. respectivamente.; con algún visualizador de formatos DXF instalado en si su computador usted puede revisar el plano generado, que debe tener una apariencia similar al mostrado en la figura 2.33

Figura 2.30.- Configuración del Perfil

Figura 2.31.- Información tramos del perfil

Figura 2.32.- Ventana de mensaje confirmando la generación y grabado del archivo de perfil de la red en formato DXF.

42

2. Guía Rápida

Figura 2.33.- Apariencia del archivo DXF generado en Perfil de una línea de flujo de la Red.

Como se puede observar en la ventana de dialogo de la figura 2.30., el usuario puede dejar el campo de tramo final sin seleccionar, en tal caso la aplicación asume que el perfil se debe generar hasta el final de la línea de flujo correspondiente, es decir hasta que se llegue a un Pozo final en la red.

2.8

COMPROBACION DE DISEÑO DE LA RED

Adicionalmente al diseño de una red, la aplicación permite hacer una comprobación hidráulica de un determinado diseño de la red, lo que equivale a decir que la aplicación permite hacer una simulación de la condición hidráulica de una red existente, con el fin de tomar decisiones de acuerdo con los resultados que se obtenga. Para realizar una comprobación de diseño, el modelo de red de alcantarillado de la aplicación requiere, además de los parámetros de diseño, información sobre Diámetro, Pendiente y Cota Batea Inicial (Cbi) de cada tramo de la red. Esta información debe ser ingresada a la red en los campos correspondientes de manera interactiva tramo por tramo como se observa en la figura 2.34 o de manera masiva editando la hoja de Tramos del libro de Excel correspondiente, tal como se muestra en la figura 2.35

43

2. Guía Rápida

Applys Software

Figura 2.34.- Edición de Diámetro, pendiente y Cbi mediante el dialogo emergente de Tramos.

Figura 2.35.- Edición masiva desde archivo de Datos de Excel para Diámetros, Pendiente y Cotas Bateas Iniciales (Cbi) en la hoja Tramos.

44

2. Guía Rápida

Una vez la red tenga incorporados los datos de Diámetros, Pendientes y Cotas Bateas Iniciales de cada tra tramo de la red a simular, tal como se ha descrito antes, podemos realizar la simulación de la red; p para ara ello seleccionemos seleccion la opción Correr Calcular de la barra de menús o pulsar el botón Calcular Red la Barra de Herramientas. Herramientas

de

to o de parámetros y la simulación es correcta, la Si no hay errores de topología aplicación mostrará mientras Calcula la red el aviso de la figura 2.36., 2. el cual desaparecerá una vez haya terminado de calcular. Dependiendo de la capacidad del computador y del tamaño de la red a si simular mular es posible que el usuario solo perciba un parpadeo de la ventana de dibujo al momento del diseño. La revisión de los resultado resultados se puede hacer por cualquiera de las formas forma ya explicada en el numeral anterior sobre diseño de la red.

Figura 2.36- Mensaje de información durante el proceso de Cálculo de la red.

45