INFOGRAFÍA

Redes de

abastecimiento

y EPANET

 Nociones básicas de diseños de redes de abastecimiento

Elementos básicos de un sistema de abastecimiento

Nociones básicas de diseños de redes de abastecimientoCaptaciónEs el conjunto de infraestructura necesaria para extraer y reunir el agua bruta desde su estado natural,se dimensionan para cumplir con los criterios deseados de cantidad y de calidad.Según el origen de las aguas:

- Captaciones de agua de lluvia - Captación de aguas subterráneas - Captación de aguas superficiales en arroyos y ríos

Nociones básicas de diseños de redes de abastecimientoCaptación

- Captación de aguas superficiales en lagos y embalses

- Captación de aguas salada

- Captaciones de humedad atmosférica, niebla, hielo, rocío

Según el origen de las aguas:

AducciónLa aducción se encarga de transportar el agua desde la captación hasta la planta de tratamiento,normalmente se trata de tuberías de gran tamaño, pero también pueden ser canales o galerías.

Impulsiones

Las impulsiones son las conducciones utilizadas para superar un desnivel, al no fluir el agua por gravedad es necesario aplicar una presión adicional para vencer el desnivel y las pérdidas de carga que se producenpor el rozamiento entre el fluido y la conducción.

Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP)

Son las infraestructuras e instalaciones industriales necesarias para convertir el agua bruta en potable Cumpliendo los parámetros que establece la legislación para ser considerada como apta para el consumo doméstico, industrial, riego, limpieza, incendios,...

DesaladorasLas desaladoras son las infraestructuras e instalaciones industriales necesarias para convertir el agua de mar o salobre en agua dulce. Existen varios sistemas de desalación: ósmosis inversa, destilación, congelación, evaporación, de estos procesos la ósmosis inversa es el más utilizado.

DepósitosLa aducción se encarga de transportar el agua desde la captación hasta la planta de tratamiento,normalmente se trata de tuberías de gran tamaño, pero también pueden ser canales o galerías.

Tipologías según el factor

Función

Regulación

Carga

Regulación y carga

Operación

Cabecera

Cola e intermedio

Conducciones o arterias de transporte

Redes de distribución

Las redes de distribución son el conjunto de todas las conducciones que comenzando en depósitos o al final de las conducciones de transporte llegan hasta las acometidas domiciliarias, existen distintos tipos de redes de distribución según la forma que toman sus tramos.

Las conducciones de transporte comienzan después de la ETAP o desaladora y suelen finalizar en depósitos,suponen el inicio de la red de distribución de abastecimiento, en dichas conducciones se evitará situar acometidas,su función será acercar los caudales a los núcleos de mayor consumo.

Redes ramificadas

• Se basa en una estructura ramificada en la que a partir de una tubería o arteria principal parten las conducciones o tuberías secundarias que se van derivando en otras de la misma forma que lo van haciendo las ramas en los arboles.

Redes malladas o reticuladas

• A diferencia de las anteriores las ramas o ramales secundarios están unidos entre sí cerrando cuadrados completos de tal forma que a un punto de suministro o acometida puede llegar el agua por varios caminos

Ramas ramificadas

Redes malladas o reticuladas

Redes mixtas

Elementos de control de la red: válvulas Las válvulas son dispositivos hidromecánicos que se instalan entre dos tubos de una conducción cuyas funciones son controlar el paso del fluido, no permitir su retroceso, disminuir o controlar la presión, asegurar la instalación de abastecimiento...

Las distintas normativas ofrecen definiciones de las válvulas con ejemplos de sus funciones: UNE-EN 736-1 y UNE-EN 805

Según su función

Válvulas de pasoVálvula

antirretorno o de retención

Válvula reductora de presión

Válvula automática de

control o pilotada

Válvula de sobre-velocidad

Los bombeos aumentan la presión interior en las conducciones, con ello se consigue superar un desnivel entre el punto de entrada y el punto de salida de las impulsiones.

Bombeos

Parámetros básicos en el diseño de una red de abastecimiento

Presiones que solicitan a la tubería

Presiones máximas

Presiones mínimas

Caudales

Velocidad máxima y mínima

Pendiente mínima

Pendiente máxima

Diámetros

Volúmenes de depósitos

El modelado de las redes hidráulicas a presión

• Se define el modelo matemático de una red como una abstracción del sistema físico real que pretende, mediante una formulación más o menos compleja, simular la respuesta del sistema para cada situación que se le plantee.

• En la práctica, la modelización de una red se reduce al estudio de un esquema simplificado de la misma, a cuyas líneas se asignan los parámetros adecuados para reproducir lo más exactamente posible su comportamiento efectivo. Las líneas del modelo pueden corresponder a tuberías reales o a una determinada asociación de las mismas (líneas ficticias); a elementos de regulación, estaciones de bombeo, etc.; por su parte, los nudos, definidos por las líneas de modelo, pueden corresponderse con una confluencia de tuberías más o menos próximas, un consumo aplicado en sustitución de una ramificación poco importante, un consumo puntual grande, etcétera.

• Añadamos, a este respecto, que una de las aplicaciones más importantes de los modelos matemáticos de redes de distribución es la de constituir una herramienta básica con vistas a su gestión óptima, objetivo que es actualmente tema de investigación en muchas instituciones.

Programas de cálculoLos modelos se utilizan en el estudio y desarrollo de proyectos de mejora o revisión de las instalaciones (modelos de análisis y diseño) o de su explotación diaria (modelos operacionales)

ePICCOLO de la Safege (Francia)

EPANET de la USEPA (EUA)

KYPIPE de la Universidad de Kentucky (EUA)

STONER de Stoner Workstation Services (EUA)

WaterCAD de Haestad Methods (EUA)

DYSCAD

RED de la EIPHH

ROKO del ISPJAE

ADOSA del CEDICO

Modelo teórico de una red

Esquematización de la red

Consiste esencialmente en la confección de un

esquema simplificado de la red, que constituirá la base

topológica del modelo. Deberá representar con suficiente precisión el

conjunto de todas las líneas y su conexionado.

Estudio de consumos y asignación de cargas

Para poder ajustar los parámetros del modelo, de manera que sea capaz de reproducir fielmente el

comportamiento real de la red, se requiere conocer con la

suficiente precisión cuáles son las condiciones de carga para las

cuales se contrasta el modelo

Toma de medicionesSi el modelo tiene que

reproducir el funcionamiento real de la red deberemos

conocer cuál es su comportamiento y la única

forma posible de averiguarlo es tomando medidas. En

base a éstas ajustaremos los parámetros de nuestro

modelo para su posterior validación.

Estructura del modelo: espacio de

trabajoEl programa EPANET presenta seis zonas bien diferenciadas:

• Zona 1: Menú General de opciones (Barra de Menú).• Zona 2: Botonera de acceso directo a los comandos más usuales.• Zona 3: Botonera de Componentes.• Zona 4: Plano de la red.• Zona 5: Barra de estado.• Zona 6: Visor.

Zona 1 – Menú General (Barra de

Menú) Engloba todas las funciones y opciones que se pueden ejecutar con el programa. Se encuentra en la parte más alta

de la pantalla

AyudaVentanaExtensionesInformeProyectoVerEditarArchivo

Zona 2 – Botonera de acceso directo a los

comandos más usuales (Barra de Herramientas

Estándar)Permite tener acceso directo a las funciones más usuales desarrolladas en el programa. Se encuentra justo debajo del menú

general. Todos estos comandos están a su vez en el Menú General, sin embargo, se incorporan en esta zona con el fin de agilizar

los procesos más usuales. Dicha barra puede arrastrarse a cualquier lugar de trabajo de EPANET.

Zona 3 – Botonera de componentes (Barra de

Herramientas de Plano)Permite tener acceso directo a las

operaciones más usuales de edición

gráfica y visualización de la red. Dicha

barra puede arrastrarse a cualquier lugar

de trabajo de EPANET.

Selecciona un objeto en el Plano.

Selecciona vértices en líneas.

Selecciona una región en el Plano.

Moverse en el Plano.

Zoom cercanía sobre el Plano.

Zoom lejanía sobre el Plano.

Dibuja el Plano a tamaño máximo.

Añade una conexión al Plano

Añade un depósito al Plano

Añade un tanque al Plano

Añade una tubería al Plano

Añade una bomba al Plano

Añade una válvula al Plano

Añade una etiqueta al Plano

Zona 4 – Plano de la Red

Es la zona donde se van introduciendo todos los objetos que conforman el sistema de distribución de agua,

para lo que bastará pinchar directamente con el botón izquierdo del ratón (hacer un clic) sobre un tipo de

objeto en la botonera de componentes y hacer un segundo clic en el lugar deseado por el usuario de la zona

de edición gráfica.

Zona 5 – Barra de estado

La Barra de Estado aparece en la parte inferior del espacio de trabajo de EPANET y se divide en:

Longitudes automáticas. Indica cuando el cálculo automático de la longitud de la tubería está

activado o no (On-Off)

Unidades de Caudal. Muestra las unidades de caudal en las que se está trabajando. Ejemplo:

LPS (litros/segundo)

Estado de Inicio. El icono de un grifo que significa:

1. no arrancar si los resultados del análisis no están disponibles

2. arrancar cuando los resultados validados del análisis estén disponibles.

3. un grifo cerrado cuando los resultados del análisis están disponibles pero no son correctos porque los datos

de la red han sido modificados.

Nivel de Zoom. Muestra la escala de zoom a la que se ve el Plano (100% escala máxima.

Situación XY. Muestra las coordenadas del Plano en las que se encuentra el puntero del ratón.

Zona 6 –

VisorEl menú horizontal superior se presta a una familiarización rápida, sin embargo la

mayoría de opciones y comandos están en el Visor. El Visor es la puerta de

entrada a todos los datos del programa, pero también permite configurar

opciones de cálculo y modos de representación de los resultados.

El uso del Visor se irá viendo según vayamos avanzando. Sin embargo, no te

olvides de él, es la puerta principal de comunicación con Epanet. El visor puede

arrastrarse a cualquier lugar de trabajo de EPANET

El visor también llamado buscador tiene dos pestañas: Datos y plano. En la

pestaña datos se da acceso a los diferentes elementos del sistema y en la de

plano se seleccionan los parámetros que queremos observar.