Curso Taller Water Cad f.c.a.p.V

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UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD DE CIENCIAS CIENCIAS AGRÍ AGRÍ COLAS PECUARIAS PECUARIAS YVETERINARIAS YVETERINARIAS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA AGRICOLA

ORUR ORURO O – BOLI BOLIVI VIA A Juan José Rí os

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E xp o s i t o r

 

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ABASTECIMIENTO DE RURALES

AGUA POTABLE

PARA COMUNIDADES

Objetivo general -

Analizar  Conocer  A p l ic ica a r  Definir  Diseñ Diseñ ar 

- Construcció Construcció n - Operaci Operació ón - Conservaci Conservació ón

Uso Uso de de tec tecno nolo logí gí a -

Hoja electró electró nica Correo electró electró nico Internet Software de Water Cad

- Paquetes Paquetes de diseñ diseñ o - Autocad - Paquetes de presupuestación

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 ella causa.

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El uso más común del agua es para consumo humano. También se utiliza para el riego de cultivos, para uso industrial, enfriamiento, limpieza, recreación y otros muchos propósitos. La mayor parte se consume en la agricultura (aproximadamente un 80%), en el uso doméstico doméstico (10%) y una parte considerable considerable del resto (8 - 9%) se utiliza en procesos industriales. industriales. (Antón (Antón y Dí az, 2000). En la época actual, uno de los mayores problemas de la humanidad es el rápido crecimiento de las ciudades; paralelamente hay que destacar el relacionado con el agua potable, potable, su escasez, escasez, su disponibilidad y suministro suministro con las condiciones básicas de cantidad y calidad ya que estos pueden ser  factores limitantes severos. La urbanización es una realidad creciente en la cual no pasan desapercibidas las insuficiencias para responder al ritmo de crecimiento de los nuevos asentamientos (controlados o irregulares), con la infraestructura urbana requerida y la disponibilidad de los recursos naturales. De los recursos naturales, el agua es vital e insustituible. Su localización, almacenamiento, conducción, abastecimiento y desecho son problemas que deben enfrentarse para satisfacer las demandas de las nuevas áreas citadinas. El mundo tiene agua suficiente, pero no siempre en donde más se necesita. Su distribución no es uniforme, ya que hay escasez en extensas regiones áridas y semiáridas semiáridas del planeta. En ocasiones la naturaleza trabaja trabaja demasiado provocando excesos de agua producto de lluvias torrenciales, haciendo crecer  arroyos, rí os y otros cuerpos de agua, y lo lo contrario sucede cuando cua ndo los mecanismos del ciclo se detienen, aun en las mismas regiones, disminuyendo con ello la precipitación y el escurrimiento. Los recursos hidráulicos en la República Boliviana guardan cierta semejanza con lo dicho en el párrafo anterior, y puesto que el agua es uno de los recursos naturales más importantes importantes del paí s, es conveniente saber saber que tiene una distribución desigual en tiempo y espacio en el territorio. Es abundante en el sureste y escasa en el centro, norte y noreste del paí s; consecuentement consecuentemente, e, es indispensable tomar tomar la polí tica hidráulica que dicta dicta o que regula la Ley de  Ag  A g u a s , p a r a g a r a n t i z a r l a d i s p o n i b i l i d a d d e a g u a y p a r a s a t i s f a c e r l a s necesidades de la población. Por ello, las autoridades han elaborado Programas Hidráulicos que marcan un rumbo, unos objetivos y unas estrategias claras, pero que al mismo tiempo existe apertura a las adecuaciones que los nuevos acontecimientos acontecimientos demanden para el bienestar del paí s. Se sugiere revisar revisa r las leyes que regulen su uso, ya que son programas orientadores, operativos con criterios de apertura, de eficiencia y competitividad, dirigidos a ampliar la infraestructura básica que permita permita elevar elevar los niveles ni veles de bienes b ienestar tar de la sociedad soci edad,, pero sobreto sob retodo, do, Pag.3 SOLCOMAR

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obtener el recurso hí drico de una manera apropiada y duradera para evitar  una situación de presión insostenible por el crecimiento de la población futura en las comunidades. Hay que recordar, que el desarrollo sustentable, se define como el manejo de los recursos naturales y la orientación del cambio tecnológico e institucional de tal manera que se asegure la continua satisfacción de las necesidades humanas para las generaciones presentes y futuras. Esto aplicado a los sistemas de agua potable y a los de alcantarillado, que su desarrollo como en otras acciones, no deben degradar el medio ambiente, ser económicamente viables, técnicamente apropiados y socialmente aceptables.

Beneficios: - el agua es utilizada de manera plena - satisface los requerimientos de la vida moderna - s e c ump l e el v í n c ul o h is t ór i co a g ua - d e s ar r ol l o .

Perspectiva del agua - Rápido crecimiento de las ciudades - Suministro - Escasez - Condiciones básicas de calidad

Provisión y desalojo de agua - Cantidad suficiente - Calidad adecuada - Agua residual - Transportación - Tratamiento - Disposición final

Abastecimiento de Agua

Potable

Todo proyecto u obra de ingenierí a en grande, mediana o pequeña escala, tiene consecuencias o costos ambientales, así como también beneficios sociales.

Introducción Se tiene una amplia gama de posibilidades para obtener un punto óptimo, donde se satisfagan los beneficios sociales bajo criterios ambientales y económicos. SOLCOMAR

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Interrelación con los problemas del medio ambiente, obligan a mencionar para su aplicación, lo siguiente:

Leyes y normas - Ley de Aguas Nacionales y su Reglamento - Normas Oficiales Bolivianas - Normas Boliviana (relacionadas con el agua) - Nor mas de dis eño El diseño, construcción, operación y mantenimiento de sistemas para el tratamiento y suministro de agua, potable constituyen en la actualidad un trabajo de suma importancia para el ingeniero.  Algunas definiciones consignadas en la norma son las siguientes

Agua para uso y consumo humano:   Aquella que no contiene contaminantes objetables, ya sean quí micos o agentes infecciosos y que no causa efectos nocivos al ser humano.

Característica s bacteriológicas:   Son aquellas debidas a microorganismos nocivos a la salud humana. Para efectos de control sanitario se determina el contenido

de

indicadores

generales

de

contaminación

microbiológica,

especí ficamente organismos coliformes totales y organismos coliformes fecales.

Características físicas y organolépticas:   Son aquellas que se detectan sensorialmente. Para efectos de evaluación, el sabor y olor se ponderan por  medio de los sentidos y el color y la turbiedad se determinan por medio de métodos analí ticos de laboratorio.

Características químicas:   Son aquellas debidas a elementos o compuestos quí micos, que como resultado de investigación cientí fica se ha comprobado que pueden causar efectos nocivos a la salud humana.

Características radiactivas:   Son aquellas resultantes de la presencia de elementos radiactivos.

Límite permisible:   Concentración o contenido máximo o intervalo de valores de un componente, que garantiza que el agua será agradable a los sentidos y no causará efectos nocivos a la salud del consumidor.

Potab ilizac ión:  Conjunto de operaciones y procesos, fí sicos y/o quí micos que se aplican al agua a fin de mejorar su calidad y hacerla apta para uso y consumo humano.

Sistema de abastecimiento:   Conjunto intercomunicado o interconectado de fuentes, obras de captación, plantas cloradoras, plantas potabilizadoras, tanques de almacenamiento y regulación, cárcamos de bombeo, lí neas de conducción y red de distribución. SOLCOMAR

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Se deja al estudiante la lectura completa de esta norma, su análisis y comentarios. El carácter de obligatoria como la vigilancia de su cumplimiento en el campo de aplicación.

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

i ncluye

la

infraestructura necesaria para captar el agua desde la fuente que reúna condiciones aceptables, realizar un tratamiento previo para luego conducirla, almacenarla y distribuirla a la comunidad en forma regular . El agua potable cubre las siguientes necesidades primordialmente: - Biológicas - Higiene personal - Industriales y comerciales - Facilitar la limpieza, tanto urbana como comercial e industrial

Sistema de distribución Un sistema de distribución de agua potable se proyecta para suministrar un volumen suficiente de agua a una presión adecuada y con una calidad aceptable, desde la fuente de suministro hasta los consumidores. Para la elaboración 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 diseño En la solución de un proyecto de abastecimiento de agua potable, el proyectista debe considerar el tiempo de vida útil de la obra, tomando en cuenta principalmente, 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  llega a su nivel de saturación; este perí odo debe ser menor que la vida útil.

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Población La problemática urbana y rural de las comunidades, grandes o pequeñas, se encuentra estrechamente ligada a los factores de ocupación del espacio, mencionándose de manera destacada el fenómeno demográfico provocado por  las corrientes migratorias. 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 predecir 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 públicos; por lo tanto, su proyección y pronóstico son fundamentales en las etapas de desarrollo a mediano y largo plazo, en forma ordenada y reglamentada. Dentro de la investigación preliminar y la combinación de otros factores, se encuentra el determinar el desarrollo futuro que probablemente tendrá la población en estudio, considerando el incremento de habitantes, así como el tipo, número y magnitud de actividades. Entonces es válido decir en cierta 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 desarrollo. Para su crecimiento se consideran las zonas de reserva previstas para el desarrollo de la ciudad a corto mediano y largo plazos. Consecuentemente para el caso del aprovisionamiento básico de saneamiento (agua potable, alcantarillado y tratamiento), es necesario conocer l a dosificación de los usos del suelo, según los programas al respecto, para poder predecir la población a servir y diseñar la infraestructura de estos servicios con proyección futura. Generalmente los grandes usos del suelo son: habitacional (popular, media y residencial), industrial, comercial y equipamiento (servicios públicos).

Estimació n de la població n Debido a que la población es siempre un factor relevante en la estimación futura del agua, en la ocupación del suelo disponible, en la ampliación del fundo legal, en la generación de bienes y servicios, etc., es necesario SOLCOMAR

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predecir de alguna manera, cual será el incremento de la misma en tiempos determinados. En el diseño y operación de sistemas relacionados con el agua (suministro, tratamiento y desalojo), se requieren estimaciones de la población a corto p l az o (1 – 1 0 a ñ os ) y a la r go p la z o ( 1 0 – 5 0 a ñ os ) . Las

predicciones

de

la

población

son

complejas

y

ciertament e

las

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

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

1. Tasas de nacimiento – defunciones 2. Tasas de emigración – inmigración 3. Anexi ón 4. Urbanización 5. Polí ticas

de descentralización de actividades económicas

6. Descubrimiento

de nuevos recursos naturales

7. Desarrollo de nuevas industrias 8. Actividad

come rcial

9. Uso 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 decidir algún método de predicción a usar.

Población de proyecto Es la cantidad de personas que se espera tener en una localidad al final del periodo de diseño del sistema de agua potable o alcantarillado. Una vez fijada la vida útil de la obra, realizadas las investiga ciones preliminares y la combinación de otros factores, se encuentra el determinar el desarrollo

futuro

que

probablemente

tendrá

considerand o el incremento de habitantes, así

la

población

en

estudi o,

como el tipo, número y

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

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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 los realiza cada cierto tiempo. Los análisis se basan en los datos de censos anteriores incluyendo el último. Las estimaciones de población o de la población de un proyecto especí fico se obtienen aplicando métodos existentes para el cálculo de población en un tiempo deseado (intercensal o postcensal), aplicando la interpolación o extrapolación, según distintos modelos matemáticos.

Métodos Las estimaciones de la población se obtienen aplicando los métodos existentes para el cálculo de la población en un tiempo deseado (intercensal o postcensal), basándose en la interpolación y la extrapolación, según distintos modelos matemáticos. Los métodos más usuales para la estimación de la población a futuro o de proyecto son: - Progresión aritmética - Progresión geométrica - Extensión gráfica de una curva - Método de ajuste por Mí nimos

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 validez 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 habitantes por cada periodo

de

tiempo

futuro.

El

crecimiento

aritmético

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 siguiente expresión: Mé todo de progresió n aritmé tica

−  P 1  P  =  P 2 + (t  − t 2 ) t 2 − t 1  P 2

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( 2.1)

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Para la expresión anterior  P 

población futura

P 2 

población en el último censo

P 1

población en el penúltimo censo

t 

fecha para la que se busca la población futura

t 2 

año del último censo

t 1

año del penúltimo censo

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

 K  A

=

∆ P   P 2 − P 1 = ∆ t  t 2 − t 1

(2.1.a)

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

 P 

K   A

=  P 2 +  K 

 A

( t  − t 2 )

( 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 población. Se puede suponer que el crecimiento es semejante al de un capital colocado a interés compuesto

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La fórmula de interés compuesto y adecuada para calcular la  població n es:

P = P 2  ( 1 + r  ) n 

 ( 2 . 3 )  

Donde P 

población futura

P 2 

población en el último censo

r 

tasa de crecimiento media anual intercensal

n

número de años considerados

La tasa de crecimiento media anual se calcula con la siguiente expresión

  P 2  1/    r  =  − 1 (100)      P 1    n

( 2.4)

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

log  P  = log  P 2

+

− log P 1 (t  − t 2 ) t 2 − t 1

log  P 2

( 2.5)

donde los términos significan lo mismo como se anotaron en la expresión (2.1); la constante K   se puede obtener partiendo de los datos registrados de la población, mediante la siguiente expresión. Transformándose la expresión (2.5), como sigue:

 K G

=

− log  P 1 t 2 − t 1

log  P 2

(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 población, estos se llevan a los ejes coordenados, en donde las ordenadas son los datos de la población, y las abscisas las correspondientes fechas de esos datos. SOLCOMAR

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Mé todo de ajuste por Mí nimos Cuadrados La población de proyecto se calcula ajustando los datos históricos de los censos anteriores, a una recta o a una curva de tal manera que los puntos que pertenecen a estas, sean lo más aproximado posible a los datos registrados. Se puede determinar la población de proyecto por medio de ajustes: l i n e a l  y n o l i n e a l    considerando el modelo que mejor se ajuste a los datos de los

censos. Se tienen que obtener constantes, conocidas como coeficientes de regresión; estas constantes son    

y

   

Para determinar que tan acertada fue la selección de la recta o la curva de ajuste de los censos, se obtiene un parámetro denominado coeficiente de correlación

   ,

cuyo rango de variación es de –1 a +1.

Los modelos de ajuste pueden ser :

 A. Lineales B. No lineales 1. Exponencial 2. Logarí tmico 3. Potencial Estos modelos ajustan los datos históricos de la población según conformen una recta o una curva. Una vez obtenido el comportamiento histórico de los datos censales mediante un ajuste lineal o no-lineal, se puede calcular la población para cualquier año futuro “ t” .

 Ajuste lineal; expresión general  P 

= a + bt 

(2.6)

 Ajuste lineal; coeficiente

  

los coeficientes se obtienen mediante las siguientes expresiones:

a

=

∑  P  − b ∑ t  i

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i

 N 

( 2.7 ) Pag.12

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b

=

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∑ t   P  − ∑ t  ∑  P  2 2  N  ∑ t  − ( ∑ t  )

 N 

i

i

i

i

i

( 2.8 )

i

y el coeficiente de correlación se obtiene con la siguiente ecuación: r 

∑ t   P  − ∑ t  ∑  P  − (∑ t  ) 2 ] [ N  ∑  P 2 − (∑  P  ) 2

 N 

=

[ N  ∑ t i

2

i

i

i

i

i

i

( 2 .9 )

i

B.

Ajuste No – Lineal

B.1

Ajuste exponencial; expresión general

donde

 = a e

 P 

bt 

( 2 .10 )

∑ln P i −b∑t i   N   a e

=

∑

(2.11)

− ∑t  ∑ln P  b= 2 2  N ∑t  − (∑t  )  N  t i ln P  i

i

i

i

(2.12)

i

y el coeficiente de correlación;

r 

=

∑ t  ln P  − ∑ t  ∑ ln P  [ N  ∑ t 2 − (∑ t  ) 2 ] [ N  ∑ (ln P  ) 2 − (∑ ln P ) 2  N 

i

B.2

i

i

i

i

i

i

( 2 .13)

i

Ajuste logarítmico; expresión general P = a + b ( ln t  )

(2.14)

Los coeficientes se obtienen mediante las siguientes expresiones a

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=

∑  P  − b ∑ ln t  i

i

( 2 .15 )

 N 

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b

=

∑ ln t   P  − ∑ ln t  ∑  P  2 2  N  ∑ (ln t  ) − ( ∑ ln t  )

 N 

i

i

i

i

i

( 2 .16 )

i

el coeficiente de correlación mediante

r 

=

∑ ln t  P  − ∑ ln t  ∑ P  [ N  ∑ (ln t  ) 2 − ( ∑ ln t  ) 2 ] [ N  ∑ P 2 − (∑ P ) 2 ]  N 

i

i

i

B.3

i

i

i

i

( 3.17 )

i

Ajuste potencial; expresión general P = a t  b

 

(2. 18)

Donde a

=e

b

=

 ∑ ln  P i − b ∑ ln t i    N 

 N 

( 2 .19 )

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

i

i

i

i

( 2 . 20 )

i

y el coeficiente de correlación para este modelo es:

r 

=

∑ (ln t  ) (ln  P  ) − ∑ ln t  ∑ ln  P  2 2 2 2 [ N  ∑ (ln t  ) − ( ∑ ln t  ) ] [ N  ∑ (ln  P  ) − ( ∑ ln  P  ) ]  N 

i

i

i

i

i

i

i

( 2 . 21 )

i

El significado de los términos de las ecuaciones aplicadas al método de los mí nimos cuadrados es el siguiente: P 

población futura o intercensal

a, b

coeficientes constantes de la regresión

coeficiente de correlación SOLCOMAR r 

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t 

cualquier año futuro o intercensal

e

base de los logaritmos naturales

ln

logaritmo natural

N 

número total de datos

Σ t i  suma de los años con información Σ P i  suma del número de habitantes Reiterando, los resultados de la proyección de la población en el tiempo obtenidos por cualquiera de los métodos descritos, se pueden comparar con la variación hist órica 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 aplicable a los resultados obtenidos de cualquiera de las ecuaciones de ajuste.

Ejemplo de a plica ción Determinar la población de Ciudad Chuquisaca para los años del 2000 al 2020, utilizando los métodos descritos y los datos oficiales de censos realizados cada diez años a partir de 1950 hasta 1990. Se incluye 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 oficiale s de

crecimiento por cada década. Enseguida se consigna la Tasa Oficial 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 %

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So lu ci ón Se aplicarán 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 confiabilidad de cada método, respondiendo las dos preguntas siguientes: ¿cuál de los métodos aplicados responde mejor a corto o a largo plazo? ¿Cuál método de los seleccionados será recomendable para su aplicación en localidades rurales, o en poblaciones pequeñas, medianas o grandes? En la aplicación de los modelos aritmético y geométrico, es recomendable usar los registros de la población correspondientes a los dos últimos censos (1990 y 1995, en este caso), ya que estos representan la tendencia de crecimiento más reciente de la población. Mo d elo ar itm é ti c o 

Datos: P 2  = 1   011,786 hab.

para t 2   = 1995 

P 1 =

para t 1  = 1990 

798,499 hab.

t = tiempo futuro (cualquier año después de 1995)

e n co n tr a r

P = p o bl ac ió n f ut ur a o d e p r oy e ct o

de la ecuación (2.1.a)

 K 90 − 95

=

− 798499 = 42657 .4 1995 − 1990

1011786

 por medio de la ecuació n (2.2), se calculará primero, la proyecció n de la  població n 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     1995) = 2,078,221 hab

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Mo delo de p ro gr esión geo m é tric a 

Datos: P 2  = 1   011,786 hab.

para t 2   = 1995 

P 1 =

para t 1  = 1990 

798,499 hab.

t = tiempo futuro (cualquier año después de 1995) e n co n tr a r

P = p o bl ac ió n f ut ur a o d e p r oy e ct o

Para obtener la población futura de la localidad aplicando 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 aplicando la fórmula (2.5.b); que es presentación simplificad a por medio de la fórmula (2.5.a). Como en la aplicación del modelo aritmético, se calculará la proyección de la población para los años 1996, 2000, 2010 y 2020. Para aplicar 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 últimos 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 difiere al que se consigna como tasa oficial para el mismo p e rí o d o ( p .1 5 ).  Aplic ando la fórmula (2.3) para: P 9 6  = 1011786 (1 + 0.048486) ( 1 9 9 6      1 9 9 5 ) = 1   060,843 hab

De la misma manera para: P 2 0 0 0   = 1011786 (1 + 0.048486) ( 2 0 0 0      1 9 9 5 ) = 1   282,041 hab P 2 0 1 0   = 1011786 (1 + 0.048486) ( 2 0 1 0      1 9 9 5 ) = 2   058,393 hab P 2 0 2 0    = 1011786 (1 + 0.048486) ( 2 0 2 0      1 9 9 5 ) = 3   304,871 hab

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Se obtienen los mismos resultados aplicando la ecuación (2.5.b), previo el cálculo de K G , con la fórmula (2.5.a).  K G

=

log 1011786 − log 798499 1995 − 1990

= 0.020562857

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

S o l u c i ón p o r e l M é t o d o d e l o s M ín i m o s C u a d r a d o s  

Para obtener la solución y un análisis posterior de los resultados que se obtengan por este método, se proponen las siguientes tablas de cálculo (el estudiante puede crear sus propias tablas) que facilitarán el tra bajo matemático en primera instancia, y después realizar el análisis para la toma de decisiones, de una manera metódica. Se sugiere la utilización 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.

Ta blas de ap oyo p ara el cálculo de la pobla ción con el método de los mínimos cuadrados Las hojas de cálculo electrónicas permiten, dadas las instrucciones pertinentes, crear programas para realizar 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 resultados 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 Tabla No. 2. 1.   Introducción de variables, determinación de operadores y obtención de sumatorias para aplicarse en las ecuaciones de ajuste para su solución.

 A 1

  o   p   m   e    i    T

2

  a    t    i    b   a    H

3

t

2

4

P 2

5

6

7

8

   2

   )    t    P    t    P   n    *   n   n    L    t    L    L    (

9

   2

   )    P   n    L    (

10    )    t   n    L    (

1

1

1

2

   P   n    L    *    t

   P    *    t   n    L

1 2 3 . . . i 

Descr ipción de Propuesta d e Tabl a 2.1 Columna 1 Tiempo (t) En esta columna se anotan los años censales; recomendándose que sean todos los datos registrados. Los censos se realizan generalmente, al inicio de cada década; si se realizaron conteos de población y vivienda, incluirlos también.

Columna 2Habitantes (P) En esta columna se anota la cantidad de habitantes censados. Esta cantidad debe corresponder a cada año censal o en su caso al conteo de población y vivienda. (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 habitantes (P) correspondiente a su año censal y anotada en la columna 2, elevada al cuadrado. SOLCOMAR

Pag.19

WATER CAD

F.C.A.P.V

Columna 5(t * P) Es el producto de multiplicar el valor numérico del año censal (t) por la cantidad de habitantes correspondiente. Columna 1 multiplicada por la columna 2.

Columna 6 Ln P En esta columna se obtiene el logaritmo natural del valor numérico de la población (P) que se encuentra en la columna 2.

Columna 7 Ln t En esta columna se obtiene el logaritmo 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 logaritmo 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 logaritmo natural del valor de la población (Ln P) anotado en la columna 6.

Columna 10

(Ln t) (Ln P)

En esta se anota el resultado de multiplicar 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 siguiente: Primero; el número de datos censales históricos N (1 – i), anotados para ser procesados. Segundo; es indispensable crear un renglón en el cual se anoten la suma de los valores de cada una de las columnas correspondientes a las variables y operaciones realizadas; estos valores (sumatorias) son la esencia para obtener los coeficientes de regresión y de correlación. Tercero; si se está utilizando una hoja electrónica de cálculo, se debe ubicar a N (número de datos censales aplicados en el análisis) en una celda fija para usarse en la siguiente tabla. Las instrucciones para resolver la Tabla 2. 1, si se esta utilizando una hoja de cálculo electrónica, son básicas muy sencillas, por tal razón no se explican porque se está asumiendo que el lector lo puede realizar.

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Pag.20

WATER CAD

F.C.A.P.V

Propuesta de Tabla 2.2. Obtención de los coeficientes de regresión y correlación.

13

14

Tipo

de Ecuación

ajuste

de ajuste

Lineal

P = a + b t 

Exponencial P = a e L o ga r í t mi co

15

16

17

Coeficiente

Coeficiente

Factor 

a

b

r 

b t 

P = a + b (ln t) P = a t  b

Potencial

Descr ipción de Propuesta d e Tabl a 2.2 Columna 13

Tipo de ajuste

No requiere explicación, es a manera de guí a.

Columna 14

Ecuación de ajuste

Tampoco requiere explicación. Esta columna se puede eliminar 

Columnas 15 a 17 En vez de una descripción 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 resuelto 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 inicio o planteamiento personal en cada problema. Al utilizar el ejemplo resuelto, se hace necesar io considerar lo siguiente: El rango de celdas que contienen las sumatorias en la Tabla 2.1 está comprendido desde la B44 hasta la M44 inclusive. El valor de N está ubicado en la celda E46. El rango para trabajar en la Tabla 2.2 y como se obtuvieron los coeficientes de regresión y correlación de las ecuaciones de ajuste, esta comprendido de la D54 a F57, inclusive. Se indicarán las instrucciones con las cuales se obtuvieron los valores de los coeficientes de regresión y correlación de manera lógica horizontal (por  renglones), de acuerdo a lo solicitado en cada celda (columna / renglón).

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Pag.21

WATER CAD

F.C.A.P.V

Iniciándose con el ajuste de tipo lineal, enseguida el exponencial, luego el logarí tmico y finalmente el potencial; de esta manera se obtuvieron:

Ajuste de tipo lineal Coeficiente a Celda D54 Fórmula empleada (2.7) Ins tr ucci on es de ho ja e lec tr óni ca

=(C4 4- (E5 4*B 44) )/E4 6

Coeficiente b Celda E54 Fórmula empleada (2.8) I ns tr uc ci on es

= (( E4 6* F4 4) - (B 44 *C 44 )) /( (E 46 *D 44 )- B4 4^2 )

Factor  r  Celda F54 Fórmula empleada (2.9) I ns tr uc ci on es

= (( E4 6* F4 4) - (B 44 *C 44 )) /S QR T( (( E4 6* D4 4) -

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  último 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

Año

P ob la ci ón

Ajuste Ajuste

hi st óri ca

lineal

El

llenado

de

esta

21

22

23

Ajuste

Ajuste

exponencial logarítmico potencial

tabla

se

logra

aplicando

en

su

espacio

correspondiente las expresiones generales 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 llenado de esta tabla se dan enseguida:

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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 Tabla 2.1 ; las instrucciones son las siguientes: retomando el ejemplo resuelto, en la celda O38 que es donde aparece el primer dato se da la siguiente 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 iguales. Los años en los que se desea determinar la proyección de la población se colocan al término de los años históricos utilizados y se introducen directamente.

Columna 19

Pob la ción his tóric a

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 ubicación es Q38 y las instrucciones, =$D$54+($E$54*O38)

Columna 21

Ajuste exponencial

La ubicación 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

correspondientes

a

lo s

renglones

correspondientes a los años históricos y los de proyección, la instrucción es copiar las ordenes anteriores e insertarlas en todos los renglones obligados. El lector encontrará en las siguientes tablas los resultados definitivos totalmente apegados a las instrucciones anotadas del ejemplo propuesto. Esta propuesta de solución es perfectible y se puede lograr más aprovechando las facilidades que proporcionan los paquetes de computo.

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Pag.23

WATER CAD

F.C.A.P.V

CONS TR UCCIÓN DE U NA RED Y REA LIZAN DO UN ANÁLISI S DEL E ST ADO VARIALBLE WaterCAD es una herramienta sumamente eficaz para poner una red de distribu ción de agua.

Es fácil preparar un esquema a escala y permitir 

WaterCAD que realice las conexiones de los nudos en forma sistemática y de fácil interpretación. Construyendo una red de la distribución para esta lección, usted no necesita tener en cuenta relación para asignar las etiquetas a las cañerí as y nodos, porque WaterC AD 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 longitudes de la cañerí a son automáticamente calculadas en la posición 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 analizará 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 modelación aneando de un depósito conectaron a una bomba simula una conexión al sistema de distribución de agua principal. Simplificando 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 aplicable, y el cuidado debe tenerse al modelar 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 resultados ca lculados a N/A? " p ulse el botón NO.

CREANDO UN NUEVO ARCHIVO DEL PROYECTO 1. doble-clic en el icono de acceso directo de WaterCAD, que se encuentra en el escritorio para empezar el programa de WaterCAD Stand-alone; que nos mostrara la pantalla 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 Tools , l u eg o s e le c ci o ne Options   que despliega un cuadro de dialogo options . q

En el siguiente cuadro de dialogo:

3. Pulse el botón de la Unidad del Sistema   seleccionando el botón que despliega, varias sistema de unidades; seleccione unit system   en el cual trabajaremos.

4. Pulse el botón OK. SOLCOMAR

25

WATER CAD

5 . del menú

F.C.A.P.V

File   seleccione N e w ; que aparecerá un cuadro de dialogo

WaterCad proyect not sabed 6 . En este cuadro de dialogo seleccione n o y desplegara un cuadro de dialogo:

7 .  haga doble-clic en la carpeta Lección 8 . en el nombre del archivo escriba PROYECTO1.wcd para su proyecto, y haga clic en guardar; y nos llevara al siguiente cuadro de dialogo proyect

setup wizard 9 . En el cuadro de dialogo:

10.

escriba proyecto 1 en el cuadro de edición proyect title

11.

escriba su nombre en el cuadro de edición proyect ingenier 

12.

Clic en el botón next , que aparecerá un cuadro de dialogo:

13.

En este cuadro de dialogo:

SOLCOMAR

26

WATER CAD

14.

F.C.A.P.V

Escoja los parámetros deseados; pero en esta oportunidad elegirá los

parámetros parámetros que se encuentran en el cuadro de dialogo.

15.

Clic en el botón next,  el cual abrirá el siguiente cuadro de dialogo:

16.

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

scale . 17.

Teclee 4 0 0   para la escala vertical en el cuadro de edición drawing

scale . 18.

Seleccione el botón browse del cuadro de edición Background

filename,  en el cual abrirá el siguiente cuadro de dialogo:

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 p a ra r a c o nt n t in i n u ar ar .

22.

En el cuadro de dialogo

prototypes,

proyect setup wizard   subtitulado con

nos permite definir valores por defecto para cada tipo de

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

SOLCOMAR

28

WATER CAD

F.C.A.P.V

GENERANDO EL TENDIDO DE LA RED 23.

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 clic en la ubicación 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 abrirá un cuadro de dialogo del menú contextual:

27.

seleccione Pump,   por el cual el cursor cambiara por el sí mbolo de una

bomba

28.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo

29.

haga clic para insertar el mismo.

30.

lleve el cursor donde se encontrara el nudo 1 J-1

31.

apriete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dialogo

del menú contextual:

32.

seleccione Juntion,   por el cual el cursor cambiara por el sí mbolo de un

circulo.

33.

sitúe en el lugar donde se encontrara el mismo

34.

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

la red volviendo a J-1.

35.

S itué el cursor en el lugar donde se encuentra J-1

36.

apriete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dialogo

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.

apriete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dialogo

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 clic el cursor en el lugar donde se encuentra J-4

45.

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

SOLCOMAR

pipe

29

WATER CAD

46.

F.C.A.P.V

apriete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dialogo

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 clic el cursor en el lugar donde se encuentra J-4

50.

Mueva el cursor a la ubicación Donde estará ubicado  PRV-1

51.

apriete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dialogo

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 clic para insertar el elemento. apriete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dialogo

del menú contextual

56.

seleccione Juntion,   por el cual el cursor cambiara por el sí mbolo de un

circulo.

57.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo

58.

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

62.

Mueva el cursor a la ubicación Donde estará ubicado T -1

63.

apriete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dialogo

pipe

del menú contextual

64.

seleccione   Tank,   por el cual el cursor cambiara por el sí mbolo de una

tanque.

65. 66. 67.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo y clic para insertar el elemento. apriete el botón derecho del mause el cual abrirá un cuadro de dialogo

del menú contextual

68.

seleccione Done,   por el cual desactivara la operación.

69.

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

de herramienta

SOLCOMAR

30

WATER CAD

F.C.A.P.V

INGRESO DE DATOS Hay cuatro maneras de ingresar datos y la vez modificar los mismos de todos los elementos que contiene Water Cad.

i. Dialogos ii. Fle x tab les i ii . D at a ba s e c o ne c ti o ns i v. A lt er na ti ve e di t or s INGRESO DE DATOS A T RAVES DE DIALOGOS Para ingresar datos a un elemento de la red, será necesario hacer doble clic en el elemento con el cursor, el cual abrirá un cuadro de dialogo.

70.

doble clic en R-1 el cual abrirá un cuadro de dialogo:

71.

ingrese 68,95 en el area X

72.

Ingrese 124,33 en el area Y .

No es necesario ingresar los datos de los pasos 71 y 72 por que se refieren 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 realice de la sí guete manera:

75.

Clic en el botón ellipsis ...

76.

Esta opción abrirá un cuadro de dialogo 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

c o n n e c t i o n Z o n e . 

79.

Pulse el botón Ok

80.

Pulse el botón Ok

81.

Finalmente , seleccione la zona que acaba de crear del cuadro de

edición

82.

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dialogo reservoir editor.

Ingreso de datos para el tanque 83.

doble clic en T -1 el cual abrirá un cuadro de dialogo:

84. En el cuadro de dialogo seleccione el botón Section , que ingresara a otro cuadro de dialogo. Complete los valores que se encuentran en la figura

SOLCOMAR

32

WATER CAD

F.C.A.P.V

84.

Ingrese 226 en el área Maximun

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 edición cross section

89.

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dialogo T-1

90.

doble clic en P-1 el cual abrirá un cuadro de dialogo:

En el cuadro de dialogo seleccione el botón General , que ingresara a otro cuadro de dialogo

• Complete los valores que se encuentran en la figura

91.  Antes de entrar en el prime r valor de la descarga (3800 l/mi n), asegúrese para cambiar las unidades de la descarga del m3/min a l/min. De la siguiente manera:

92.

clic con el botón derecho del mause en el cuadro de edición activado de

la Descharge, que saldra un cuadro de dialogo de selección.

93.

Clic en shotoff propierties de donde eligiera 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 dialogo PMP-1.

Ingreso de datos para la válvula 98.

doble clic en PRV-1 el cual abrirá un cuadro de dialogo:

99.

En el cuadro de dialogo VALVE: PRV-1   verifique 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 elava tion 101. Ingrese 150 en el área Diameter . 102. Ingrese 390 en el área pressure 103. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dialogo PRV-1 Ingreso de datos para los nudos 104. doble clic en J-1 el cual abrirá un cuadro de dialogo: 105. En el cuadro de dialogo seleccione el botón

General,   que ingresara a

otro cuadro de dialogo

106. antes de entrar en el primer valor de la descarga o caudal, asegúrese para cambiar las unidades de la descarga del m3/min a l/min. De la siguiente manera:

107. clic con el botón derecho del mause en el cuadro de edición activado de la Descharge, que saldrá un cuadro de dialogo de selección.

108.   Clic en demand (calculated) propierties de donde elegirá 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 edi ción ela vat ion 110. e l ij a Z o ne – 1 en e l área de edición Zon e . Para ingresar 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 edici ón Dem and 112. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dialogo J-1 Repita el mismo procedimiento para los demás nudos o junction Junction

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 procedimiento descrito en el

paso 24 sobre crear la nueva

Zona.

Ingreso de datos para la tuberías. 113. doble clic en P-1 el cual abrirá un cuadro de dialogo: 114. En el cuadro de dialogo seleccione el botón

General,   que ingresara a

otro cuadro de dialogo

115. antes de entrar en el primer valor de la descarga o caudal, asegúrese para cambiar las unidades de la descarga del m3/min a l/min. De la siguiente manera:

116. clic con el botón derecho del mause en el cuadro de edición activado de la Descharge, que saldrá un cuadro de dialogo de selección. SOLCOMAR

35

WATER CAD

F.C.A.P.V

117.   Clic en demand (calculated) propierties de donde elegirá l/m   de las Unidades existentes.

118. Complete los valores como se muestran en la figura.

119. La cañerí a selecta P-1 para abrir al Editor de la Cañerí a. Pulse el botón de edición 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 distribución principal, 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 dialogo P-1 Repita el mismo procedimien to 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 ESTADO INVARIABLE O CONSTANTE 125. h ag a c li c e n e l b ot ón

p ar a l la ma r a l c ua dr o d e d iá lo go calculation

•  Asegúrese de que el Tipo del Cálculo es ma rcado como Steady state 126. h aga c li c e n

GO

q ue e s el c uad ro p ar a an ali zar a l mo delo . Cu an do

se completan los cálculos, 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 advertencias o fracasos con una mirada a la luz. Debe haber una luz verde desplegada en la etiqueta de los Resultados del diálogo, 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  indica los problemas.

• Pulse el botón Close,  para cerrar la ventana. Después de correr el modelo, todos los campos calculados en los diálogos y los informes tabular desplegarán los resultados.

SOLCOMAR

37

WATER CAD

F.C.A.P.V

REPORTE DE RESULTADOS Un aspecto importante en toda la distribuci ón de la red de agua potable con la modelación del software, es la habilida d de presentar resulta claramente. Este ejercicio sintetiza algunas propiedades que tiene Water Cad, para presentar resultados, incluyendo: § Reportes

que desplieg a la información para

la impresión sobre

cualquiera o todos los elementos en el sistema. § Informes

Tabulares

(FlexTables), visualizando, revisando para la

presentación de datos seleccionados y elementos en un formato tabular. § Perfiles, que gráficamente muestra, en una vista del perfil, cómo un

atributo seleccionado, como la calidad hidráulica, varí a a lo largo de una serie interconectada de cañerí as. § Contorno, para mostrar cómo un atributo seleccionado, como la presión,

varí a a lo largo del sistema de la distribución. §   Anotación de Elementos, para la presentación dinámica de los valores

de variables realizado por el usuario, seleccionadas en una

vista

detallada. § Codificación de colores, en la asignación de los colores basado en los

rangos de valores de los elementos para una mejor interpretación grafica.

La codificación del color es útil para la realización de los

diagnósticos rápidos en la red.

127. de la barra de herramientas clic en botón tabular report

el cual

nos llevara al cuadro de dialogo:

128. Elija Junction Report del cuadro de dialogo Available Tables. 129. Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dialogo, el cual a la vez abrirá otro cuadro de dialogo de Water Cad table – junction report como se muestra en la figura: SOLCOMAR

38

WATER CAD

F.C.A.P.V

En esta tabla Ud. Puede visualizar los resultados de los nudos que compone la red.

130. Pulse el botón

para cerrar el cuadro de dial ogo Water Cad table

 – junc tion report Manejo de la tabla de reportes 131. de la barra de herramientas clic en botón tabular report

el cual

nos llevara al cuadro de dialogo:

132. en

el

cuadro

de

dialogo

de

table

manager 

pulsar

el

botón

T a bl e M an ag em en t , el cual abrirá 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 abr irá el siguiente cuadro de opciones table setup .

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

<

>   para añadir y el

para remover algunas de las opciones.

Los nombres remarcados que se encuentran con un color amarillo, son los que saldrán en la tab la 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 listado  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 realizado hasta el momento.

CREACION DE PATRONES DE DEMANDA Esta lección ilustrará cómo WaterCAD puede modelar la conducta de un sistema de distribución de agua a través de tiempo, que usa una simulación del perí odo extendida (EPS). Un EPS puede dirigirse para cualquier duración especifica da por el usuario. Se computan las condicione s del sistema encima de la duración dada a un incremento de tiempo especifica do. Algunos de los tipos de conductas del sistema que pueden analizarse usando un EPS incluyen cómo los niveles 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 PATRONES DE DEMANDA La demanda de agua en un sistema de la distribución 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 multiplicadores que varí an con tiempo y se aplican a una demanda baja dada, el más tí picamente la media demanda diaria. Usted estará dividiendo Lección 1,

solo la demandas “ FIJA” para cada nodo de la

en demandas individua les con los modelos 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 modelos de la demanda a través de los nodos de unión de  junc tion editor . 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 directorio wtrc/lesson. 138. Después de que usted ha abierto el archivo, seleccione   File   de la barra de menú, elija Save as,

del menú despegable

file, y aparecerá el

siguiente cuadro de dialogo.

SOLCOMAR

41

WATER CAD

F.C.A.P.V

139. pulse guardar, para guardar y trabajar en esta lección. Ingreso de datos para la demanda e n el nudo 1 140. doble clic en J-1 el cual abrirá un cuadro de dialogo: 141. En el cuadro de dialogo seleccione el botón Demand,   q ue in gr e sa ra a otro cuadro de dialogo:

142. Por defecto, el modelo de la demanda se pone a “ Fixed” . En la tabla de las Demandas, deje la primera fila definida 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 casilla de fixed que se encuentra en la columna de pattern. 145. Clic en el botón ellipsis ... 146. Esta opción abrirá un cuadro de dialogo Pattern manager:

SOLCOMAR

42

WATER CAD

F.C.A.P.V

147.   Haga clic en el botón Ad d  para crear un nuevo modelo 148. para este modelo, que se encuentra en el cuadro de dialogo pattern :

149. en el cuadro de diálogo de pattern, ingrese el nombre de residencial en la casilla de escritura del campo de etiqueta label.

150. Deje s ta r T ime , a la Salida a 0.0 (que es medianoche) 151. ingrese el valor de 0,5 en la casilla de escritura del campo de etiqueta starting multiplier. ( Que es un Multiplicador de Arranque) 152. seleccione el botón Stepwise. Esto lo hacemos para que el patrón de la demanda resultante tenga multiplicadores 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 multiplicadores como se muestra en el cuadro de dialogo: Time

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 multiplicador durante la última vez dado (24 hr) debe estar igual que el Multiplicador de Arranque (0.5). Estos valores son iguales porque la curva de la demanda representa un ciclo completo, con el último punto igual que el primero.

154. mientras nos encontramos en pattern manager , proseguiremos y crearemos un modelo para las demandas comerciales.

Seleccione el

 Agregue el botón, y cree un mo delo etiquetó el Anuncio, mi entras teniendo una Salida Ti me de 0.0 y un Multiplicador de Arranque de 0.4. Entre en los datos debajo en la mesa del Modelo. stepwise.

Este modelo también será los

Pulse el botón OK cuando usted se termina para devolver al

Gerente del Modelo.

155. Haga clic en el botón Ad d  para crear un nuevo modelo 156. para este modelo, que se encuentra en el cuadro de dialogo pattern :

SOLCOMAR

44

WATER CAD

F.C.A.P.V

157. en el cuadro de diálogo de pattern, ingrese el nombre de comercial en la casilla de escritura del campo de etiqueta label.

158. Deje s ta ta r T im i m e , a la Salida a 0.0 (que es medianoche) 159. ingrese el valor de 0,4 0, 4 en la casilla de escritura del campo campo de etiqueta starting multiplier. ( Que es un Multiplicador de Arranque) 160. seleccione el botón Stepwise. 161. En la tabla de ingreso de datos de pattern,   ingrese los datos de los tiempos y multiplicadores como se muestra en el cuadro de dialogo:

Time

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  j ju u n c t i o n e d i t o r  para   para J-1.

163. En la caja de lista de Modelo o pattern,  para la primera fila, seleccione Residencial de la lista de opciones.

164. En la segunda fila, ingrese la demanda de 15 l/min. 165. Seleccione Comercial como el modelo o patrón para esta fila. 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 hicimos en los pasos: 38,55,56 y 57 Usaremos los modelos de la demanda Residenciales y Comerciales, ya creados y simplemente seleccion aremos el modelo o patrón apropiad o de la caja de listas; con los datos del siguiente cuadro.

SOLCOMAR

45

WATER CAD

F.C.A.P.V

TABLA DE DEMANDAS

 j ju u nc t i o n R e s i d e n c i a l 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 adicional Definiremos un patrón de demanda adicional para la simulación de un incendio de tres horas en el nudo J - 6 .

Ingreso de datos para la demanda a dicional en el nudo 6 168. doble clic en J - 6 el cual abrirá un cuadro de dialogo: 168. En el cuadro de dialogo seleccione el botón Demand,   que ingresara a otro cuadro de dialogo:

169. Seleccione la casilla N° 3 de la columna type,   el cual creara una demanda

170. coloque el valor de 2000 l/min. l/min. Para Para el caudal básico de la columna columna demand . SOLCOMAR

46

WATER CAD

F.C.A.P.V

171. pulse en la casilla de fixed que se encuentra en la columna de pattern. 172. Clic en el botón e l l i p s i s . . . 173. Esta opción abrirá un cuadro de dialogo Pattern manager:

174. Haga clic en el botón Ad d  para crear un nuevo modelo 175. Para este modelo, que se encuentra en el cuadro de dialogo pattern manager :

176. en el cuadro de diálogo de pattern, ingrese el nombre de 3 horas de incendio  en la casilla de escritura del campo de etiqueta label. 177. Deje s ta ta r T im i m e , a la Salida a 0.0 (que es medianoche) 178. ingrese el valor de 0,0 en la casilla de escritura del campo campo de etiqueta etiqueta starting multiplier. ( Que es un Multiplicador 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 multiplicadores

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 multiplicadores como se muestra en el cuadro de dialogo:

Recordar : que el multiplicador durante la última vez dado (24 hr) debe estar  igual que el Multiplicador de Arranque (0.0). Estos valores son iguales porque la curva de la demanda representa un ciclo completo, con el último 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 selección , el cual abrirá un cuadro de grafico:

SOLCOMAR

48

WATER CAD

F.C.A.P.V

Notar que el valor del multiplicador 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 salir del grafico. 185. pulse el botón OK para salir del cuadro de dialogo Pattern . 186. pulse el botón OK para salir del cuadro de dialogo Pattern manager  187. Seleccione su nuevo patrón de demandas . 3-horas de incendio,   del la opcion pattern en la fila 3 de la tabla demand.

188. pulse el botón Ok  para salir del  junc tion Editor .

EJECUCION DEL ESTADO DEL PERIODO EXTENDIDO 189. h ag a c li c e n e l b ot ón 190.  Asegúrese de que

p ar a l la ma r a l c ua dr o d e d iá lo go calculation el Tipo del Cálculo es ma rcado como Extended

period. 191. acepte los valores por defecto de start time   de 0,0 de una duración de 24 horas y un hydraulic time sep  de una hora.

192. h aga c li c e n

GO

q ue e s el c uad ro p ar a an ali zar a l mo delo . Cu an do

se completan los cálculos, 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. 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 problemas.

• Pulse el botón Close, para cerrar la ventana. Después de correr el modelo, todos los campos calculados en los diálogos y los informes tabular desplegarán los resultados. 193. Salve el proyecto sele ccion ando de la ba rra de herramien ta el botón y guardar  todo el trabajo realizado hasta el momento. PROYECTO Nº 2 SISTEMA DE AGUA POTABLE 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 llevar 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 Water cad como se muestra en la figura.

SOLCOMAR

50

WATER CAD

F.C.A.P.V

Creando un nuevo archivo del proyecto 1. doble -clic en el icono de acceso directo de WaterCAD, que se encuentra en el escritorio que nos mostrara la pantalla de trabajo

2.  Abra la etiqueta de las Opciones Global , que se encuentra en el menú despegable de Tools , luego seleccione Options   que despliega un cuadro de dialogo options . a. En el siguiente cuadro de dialogo:

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 dialogo

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

SOLCOMAR

52

WATER CAD

F.C.A.P.V

7. haga doble-clic en la carpeta Lección, donde guardara su trabajo. 8. en el nombre del archivo escriba PROYECTO2.wcd, para su proyecto, y haga clic en guardar; y nos llevara al siguiente cuadro de dialogo proyect

setup wizard 9. En el cuadro de dialogo:

10.

escriba p r o y e c t o 2   en el cuadro de edición proyect title

11.

escriba su nombre en el cuadro de edición proyect ingenier 

12.

Clic en el botón next , que aparecerá un cuadro de dialogo:

13.

En este cuadro de dialogo:

14.

Escoja los parámetros deseados; pero en esta oportunidad elegirá los

parámetros que se encuentran en el cuadro de dialogo.

15.

Clic en el botón next,  el cual abrirá el siguiente cuadro de dialogo:

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 edición drawing scale

19.

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

20.

Teclee 60  para la escala vertical en el cuadro de edición Text height

21.

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

height 22.

Seleccione el botón browse del cuadro de edición Background

filename,  en el cual abrirá el siguiente cuadro de dialogo:

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   subtitulado con

nos permite definir 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 h a ga c li c e n e l b ot ó n Finished. El cual nos mostrara un plano de trabajo

   5     J

     6        P

       "              6      =        D      m              0              0              8      =        L

   6     J

   1  -    "    8    R    =    D

   "    6   =    D      7          P

    m    0    0    4    =   L       1            P

   "    8    =    D    m    0    0    5    1    =    L

       5           P

  m    0    0    5   =    L

   1     J

   2     R  -  9    P

  "   8  =   D    4  m    0    J   0  4   L =

  "   4   =    D    m   0   0   7   =   L

     8          P

   "    5   =    D

      2    -   m       P    0

   2     J

   0    5   =    L

   "    5    =    D    m    0    0       3    5       =        P    L

   4       P

     "     6    =     D

   m     0     0     0     1    =      L

   3     J

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 distribución dela red.

30.

lleve el cursor donde se encontrara el nudo 1 J-1

31.

apriete el botón derecho del mause el cual abrirá

un cuadro de dialogo del menú contextual:

32.

seleccione Juntion,   por el cual el cursor cambiara

por el sí mbolo de un circulo.

33.

situé en el lugar donde se encontrara el mismo.

34.

Haga clic 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 dato s a tra vés de F lex T ablas Es a menudo más conveniente entrar los datos para los elementos similares en un formulario tabular, en lugar de

individualmente abriendo un diálogo

para cada elemento.

35.

de la barra de herramientas clic en botón tabular report

el cual

nos llevara al cuadro de dialogo:

SOLCOMAR

56

WATER CAD

F.C.A.P.V

• elija Pipe Report del cuadro de dialogo  Table manager  • Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dialogo, 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 amarillos 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 titulo 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 planilla electrónica.

38.

I ng r es e p ar a ca d a u n o d e l as t ub e rí a s e l ta ma ñ o d e la s ec c ió n y e l

material de la cañerí a como la tabla de datos proporcionado para la C añ er í a .

SOLCOMAR

57

WATER CAD

F.C.A.P.V

T RAM O L ON GI RU D M AT E RI AL D IAM ET R O C (m)

P-1

400

  Ductile

(plg)

8

10 0

5

10 0

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

Hierro ductile Ductile IRON Ductile IRON Galvanized IRON Ductile IRON Galvanized IRON Ductile IRON Ductile IRON

Tome en cuenta que el valor de C

para las cañerí as se asignará

automáticamente el material; sin embargo, estos valores podrí an modificarse si un coeficiente diferente fue requerido, 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 operación para los nudos y los otros elementos que

compone la red, como lo hicimos en el paso 20.

N UD O C AU DA L E LE VA CIÓN 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 datos para el reservorio. 41.

Doble clic en R-1  el cual abrirá un cuadro de dialogo:

SOLCOMAR

58

WATER CAD

F.C.A.P.V

42.

ingrese 3171.44 en el area X

43.

Ingrese 3300,22 en el area Y .

No es necesario ingresar los datos de los pasos 46 y 47 por que se refieren 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 dialogo reservoir editor 

Ingreso de datos para el reservorio. 46.

Doble clic en R-2  el cual abrirá un cuadro de dialogo:

47.

Ingrese 3854.5 en el area elevation

48.

Pulse el botón Ok para cerrar el cuadro de dialogo reservoir editor 

EJECUCION DEL ESTADO INVARIABLE O CONSTANTE 49.

p ar a l la ma r a l c ua dr o d e d iá lo go calculation

h ag a c li c e n e l b ot ón

•  Asegúrese de que el Tipo del Cálculo es ma rcado como Steady state 50.

h aga c li c e n

GO

q ue e s e l c uad ro p ar a a nal iz ar a l mo delo . Cua ndo

se completan los cálculos, un informe de los Resultados se despliega; 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 corrido del programa. Usted puede decir rápidamente 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 diálogo, 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  indica los problemas.

• Pulse el botón Close,  para cerrar la ventana. Después de correr el mod elo, todos los campos calc ulados en los diálogos y los informes tabular desplegarán los resultados. Salve el proyecto s el ec ci on and o d e l a b ar ra d e h err ami en ta e l b ot ón

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 pantalla muestra, mientras la opción de Vista Actual o current view creará un plano exactamente lo que se despliega en la ventana en ese momento. la Vista del Plano se pondrá en una ventana separada que puede imprimirse entonces o puede copiarse al portapapeles.

EXPORTAR Y COPIAR 54.

Si usted pulsa 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 softwa re comp atible.

56.

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

abrirá un cuadro de dialogo:

SOLCOMAR

61

WATER CAD

57.

F.C.A.P.V

Escriba el nombre del proyecto con el cual guardara en el formato DXF.

Esta acción creará un .archivo 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 inicial, que también puede modificarlas.

CREAR UN PERFIL 59.

para crear una vista del perfil, seleccione la opción Perfilando o

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

60.

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

lista de Atributo s, como se muestra en el siguiente cuadro.

61.

Para este ejemplo, escoja la calculated hydraulic grade   (Calidad

Hidráulica Calculada).

62.

 clic en el botón select from drawing . El diálogo desaparece.

El curso se encontrara en forma de una mano. SOLCOMAR

62

WATER CAD

63.

F.C.A.P.V

 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.

Clic derecho cuando haya acabado, seleccionando done.

El diálogo de profile setup   (Arreglo de Perfil) reaparece, con el elementos seleccionados, en el orden, de la lista.

65.

Pulse el botón

para mostrarnos el perfil.

una vez que el perfil se crea, usted puede hacer los ajustes a su apariencia, 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 gráfico. Deje todos los valores predeterminados para este ejemplo

67.

pulse el botón la Can cel aci ón  para terminar el diálogo.

cuando usted ha terminado el gráfico, puede imprimirse o puede copiarse al portapapeles usando los botones que se encuentran en la ventana superior de

plot . 68.

Clic en close  para salir de la ventana cuando haya finalizado.

69.

Pulse el botón  close  para terminar el diálogo de Arreglo de Perfil.

SOLCOMAR

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WATER CAD

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PROYECTO Nº 3 SISTEMA DE AGUA POTABLE IMPORTANDO DATOS DE UNA PLANILLA ELECTRONICA

WaterCAD tiene varios métodos de intercambiar los datos con las aplicaciones externas, previniendo duplicación de esfuerzo y permitiéndole ahorrar tiempo ya sea re usando los datos presentes de otros proyectos; o importando de una planilla electrónica. En esta

lección desarrollaremos 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 distribución de agua potable Los datos necesario s, para este proyecto han sido incluido como una hoja de cálculo 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 planilla electrónica   proyecto 3,   que esta en una hoja de calculo como se muestra en la figura.

SOLCOMAR

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Como usted puede ver que las etiquetas de la planilla electrónica, donde los datos se ha organizado en seis hojas de cálculo, uno para cada tipo de elemento en la red.

Al preparar una hoja de cálculo usted, usted puede

organizar y puede agrupar los datos que le gusta sin embargo; de acuerdo a su criterio Ud. Ordenara los diferentes tipos de datos en las columnas, con un tí tulo descriptivo en la celda más alto, e incluirá

una columna para sus

etiquetas.

• Una vez recuperado la planilla electrónica , guardar o gravar, si hizo alguna modificación con el formato plano proyecto 2.dxf,   para la luego recuperar el mismo en Water cad.

1. doble clic en

el botón de WaterCAD  que se encuentra en el escritorio

como icono, para empezar  WaterCAD Stand-alone. Si el Bienvenido al diálogo de W aterCAD aparece, seleccione el botón close

2.  Abra la etiqueta de las Opciones Global , que se encuentra en el menú despegable de Tools , luego seleccione Options   que despliega un cuadro de dialogo 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 dialogo

WaterCad proyect not sabed 6. En este cuadro de dialogo seleccione no y d es pl eg ar a un cu ad ro de dialogo: SOLCOMAR

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7. haga doble-clic en la carpeta Lección, donde guardara su trabajo. 8. en el nombre del archivo escriba PROYECTO3.wcd, para su proyecto, y haga clic en guardar; y nos llevara al siguiente cuadro de dialogo proyect

setup wizard 9. En el cuadro de dialogo:

10.

escriba p r o y e c t o 3   en el cuadro de edición proyect title

11.

escriba su nombre en el cuadro de edición proyect ingenier 

12.

Clic en el botón next , que aparecerá un cuadro de dialogo:

13.

En este cuadro de dialogo:

SOLCOMAR

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WATER CAD

14.

F.C.A.P.V

Escoja los parámetros deseados; pero en esta oportunidad elegirá los

parámetros que se encuentran en el cuadro de dialogo.

15.

Clic en el botón next,  el cual abrirá el siguiente cuadro de dialogo:

16.

Seleccione de drawing scale la opcion Schematic

17.

Teclee 30  para la escala en el cuadro de edición Siymbol size

18.

Teclee 30  para la escala en el cuadro de edición Text height

19.

 Teclee 30  para la escala en el cuadro de edición dAnnotation height

20.

Pulse el botón next para continuar.

21.

En el cuadro de dialogo

prototypes, SOLCOMAR

proyect setup wizard   subtitulado con

nos permite definir valores por defecto para cada tipo de 67

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

IMPORTANDO UNA BASE DE DATOS DE UNA PLANILLA ELECTRONICA 22.

Seleccione de la barra de menú File

23.

Elija la opción Synchronize, luego seleccione Database connections el

cual abrirá el siguiente cuadro de dialogo:

24.

Haga clic en el botón Ad d , que abrirá otro cuadro de dialogo:

25.

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

Label. 26.

Clic en el botón Add, que abrirá otro cuadro de dialogo:

SOLCOMAR

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27.

Haciendo un cli c en

F.C.A.P.V

Seleccionar, Excel 5.0 d e l a ca si l la d e l i st a

desplegable de Database type

28.

Clic en el botón ellipsis

.... de la casilla de búsqueda de la lista

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 casilla de lista

desplegable de Database table.

30.

Hac ien do un c li c e n

S ele cc io na r, Pressure Junction de la casilla de

lista desplegable de Table type

31.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Label de la casilla de lista

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

32.

Haciendo un clic en la casilla 1 de la columna de WaterCad, se activara

dicha casilla, convirtiéndose en una casilla de lista desplegable como el siguiente grafico: Una vez activado la casilla:

33.

H ac ie nd o u n c li c e n

d e l a c as il la 1 d e l a c ol umn a d e W a te rC ad ,

Seleccionar  X.

34.

Haciendo un clic en la casilla 2 de la columna de WaterCad, se activara

dicha casilla, convirtiéndose en una casilla de lista desplegable. SOLCOMAR

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35.

F.C.A.P.V

Haciendo un clic en

de la casilla 2   de la columna de WaterCad ,

Seleccionar   Y.

36.

Clic en la casilla 3 de la columna de WaterCad, se activara dicha casilla,

convirtiéndose en una casilla de lista desplegable.

37.

Clic en

de la casilla 3   de la columna de WaterCad , Seleccionar 

Elevation. 38.

Clic en la casilla 4 de la columna de WaterCad, se activara dicha casilla,

convirtiéndose 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 filas restantes, de acuerdo a los otros elementos que compone la tabla.

40.

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

41.

Clic en el botón Add, que abrirá

nuevamente el cuadro de dialogo

Database connection Editor :

SOLCOMAR

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42.

F.C.A.P.V

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Excel 5.0 de la casilla de lista

desplegable de Database type

43.

C li c e n e l b ot ón

d e l a c as il la d e l a l is ta d es pl eg ab le d e Database file

y Seleccionar  proyecto 3 base de datos.

44.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Pipe$ de la casilla de lista

desplegable de Database table.

45.

Ha cie nd o u n c li c e n

S ele cc ion ar , Pressure Pipe de la casilla de lista

desplegable de Table type

46.

Haciendo un cli c en

Seleccionar, Label de la casilla de lista

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 filas usando los datos de la

siguiente tabla:

47.

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

48.

Repita el mismo procedimiento para definir las conexiones para la

bomba, reservorio,tanque y válvula,   con los datos de las siguientes tablas:

Base de datos pa ra la cone xión de la bomba

SOLCOMAR

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Base de datos para la conexión del Resevorio

Base de datos p ara la cone xión del T anque

Base de datos para la conexión del PRV

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

SOLCOMAR

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49.

F.C.A.P.V

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

que abrirá el siguiente cuadro de selección:

50.

clic en Synchronize in;   en el botón. WaterCAD le dará una sugerencia

de confirmación.

51.

Haga clic Sí  para proceder.

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

52.

Haga clic 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 amarilla o la luz roja, respectivamente. Usted podrí a desplazar entonces a través del cuadro de resultados para ver donde podrí a estar ocurriendo cualquier  problema. SOLCOMAR

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53.

Clic en close para salir del status log.

54.

Pulse el botón OK,   para salir del cuadro de edición

Database

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

SOLCOMAR

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EJECUCION DEL ESTADO INVARIABLE O CONSTANTE

55.

p ar a l la ma r a l c ua dr o d e d iá lo go calculation

h ag a c li c e n e l b ot ón

•  Asegúrese de que el Tipo del Cálculo es ma rcado como Steady state 56.

h aga c li c e n

GO

q ue e s e l c uad ro p ar a a nal iz ar a l mo delo . Cua ndo

se completan los cálculos, 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. Usted puede decir rápidamente si habí a advertencias o fracasos con una mirada a la luz. Una luz verde  indica ninguna advertencia o fracasos, Una luz amarilla  indica las advertencias, Una luz roja  indica los problemas.

• Pulse el botón Close,  para cerrar la ventana. Después de correr el modelo, todos los campos calculados en los diálogos y los informes tabular desplegarán los resultados. 57.

Salve el proyecto seleccionando de la barra de herramienta el botón

y guardar  todo el trabajo realizado hasta el momento.

SOLCOMAR

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ANOT ACIÓN DE ELEM ENT OS Cuando usted quiere etiquetar los atributos de la red en la vista del plano, use el rasgo de la Anotación.

Con él, usted puede controlar qué valores se

despliega n, también cómo

se etiquetan, y cómo se expresan las unidades.

Para este proyecto, nosotros anotaremos las demandas a las uniones, y el flujo y velocidad en las cañerí as.

58.

pulse el botón la opción de Ano ta ci ón   de Elemento localizada 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 lista.

60.

Haga clic en Next .

el próximo diálogo le permite escoger los atributos que usted desea anotar  para el tipo del elemento especificado.

La columna de los Atributos se usa

para seleccionar 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  despliegan, controlan y agregan el valor y las unidades asociaron con este SOLCOMAR

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atributo .

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La columna de la Vista preliminar muestra un ejemplo de la

anotación con los valores por las variables.

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

61.

En la primera fila de la columna del atributo seleccione la Demanda

(Calculado) de la lista

62.

 Pulse clic en next , que abrirá otro cuadro de dialogo.

SOLCOMAR

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63.  Agregue Descarga   y anotaciones de Velocidades   para las cañerí as de la misma manera

64.

Pulse clic en next , que abrirá otro cuadro de dialogo.

el diálogo final del cuadro de

Anotación contiene un resumen dónde usted

puede verificar sus anotaciones.

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

65.

Pulse el botón finished.

el dibujo desplegará todas las anotaciones ahora. Usted puede probar  cambiando las propiedades de un elemento y recalculándolo. Las anotaciones se actualizaran automáticamente para reflejar cualquier cambio en el sistema de la distribución. si la anotación esta saturada, usted puede hacer clic en el elemento y puede arrastrar la anotación para moverlo. Otra de las opciones es hacer cambios en autocad. Una tercera opción es disminuir la Altur a de la Ano tac ión .

66.

Esta opción se lo realiza con la opcion drawing que se encuentra en

Options. De la barra de menú de Tools 67.

Si usted desea anular las anotaciones, haga clic en annotation

68.

Deseleccione una de la opciones tiquetadas.

69.

Pulse el botón next para continuar.

70.

Pulse el botón finished para terminar.

SOLCOMAR

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CODIFICACION DE COLORES Usted también puede revisar los resultados con una

vista en el plano,

definiendo 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 Tools.

el diálogo 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.

H ac ie nd o u n c li c e n

S el ec ci on e e l a tr ib ut o Diámeter  de la casilla de

lista desplegable de attribute .

74.

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

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

SOLCOMAR

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75.

F.C.A.P.V

Pulse el botón la etiqueta del Nodo.

Para el llenado de la tabla sigua los siguientes pasos:

76.

S el ec ci on e e l a tr ib ut o Pressure   de la casilla de

H ac ie nd o u n c li c e n

lista desplegable de attribute .

77.

Haga clic en el botón Calculate Range.

Esta opción se hará para conseguir los valores mí nimos y máximos para la variable que desplegara en la de la casilla de li sta desplegable de minimum y

maximum . 78.

Haga clic en el botón Initialize,   el modelo seleccionará automáticamente

los rangos codificando los colores para los nudos.

79.

Finalmente, pulse el botón OK  para generar el Codificado de Color.

Podemos agregar un leyenda al dibujo

80.

pu ls e e l bo tón

de L eye nd a de In se rció n, es cog ien do la Le ye nd a

de la unión o opción de la Leyenda del Nodo

81.

haciendo clic en cualquier parte en el espacio del dibujo para poner la

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

de

tiempo

o

de

escenario

de

acuerdo

a

su

criterio

automáticamente. Para apagar la codificación 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 casilla

de lista desplegable de attribute . SOLCOMAR

80

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 Para anular o borrar una leyenda:

84.

Selecciónelo haciendo clic una vez.

85.

Clic 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.

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APÉND ICES TÉCNIC OS CONCEPTOS TECNICOS Que es un sistema de agua potable? Sistema de agua potable es el conjunto de actividades que se desarrolla para dotar de servicios de agua, de una población urbana o rural.

Sistema de alimentación por gravedad de agua pota ble Toda la red de distribución salen de un deposito o reservorio de agua transportándose a simple gravedad

Rede s de distri bución 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 viviendas de los usuarios del sistema.

Circuito Conjunto de tramos comprendido desde un nudo hasta volver a el, encerrando un superficie.

Tramo Sección de tuberí a comprendido entre dos nudos colineales en posiciones sucesivas.

Nudo Punto de cruce de dos o mas tuberí as.

Perdida de carga Es el gasto o perdida de energí a necesaria para vencer las resistencias que se oponen al movimiento del fluido de un punto a otro en una sección de la tuberí a y pueden ser perdidas por friccion, o por  locales.

Obra de toma Es la parte del sistema que permite la captación de agua de la fuente.

Aduccion Tramo de tuberí a tendida que transporta el agua de la obra de toma hasta el tanque almacenamiento.

Cámara rom pe pre sión   Son construcciones pequeñas destinadas a disminuir la sobre presión en las tuberí as, también podemos mencionar la válvulas 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 perjudicial de hombre.

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Tan que de almac enamien to o regulac ión Sirve para almacenar el agua y regular su distribución en las horas de mayor  consumo de la población, administrando la cantidad de agua de consumo y las presiones en los distintos puntos de la red.

Co nd uc ci ón En algunos casos se llama así al tramo de la tuberí a tendida entre el tanque de almacenamiento y el inicio de la red de distribución

Conex ión d omic iliaria Es la instalación que permite a un usuario acceder al abastecimiento de agua en los predios de su vivienda.

Do ta ci ón Según la NB 689, Dotación es el consumo anual total de una población, dividido entre la cantidad de habitantes y el número de dí as del año (L/h/d).

CRI TE RIO S DE DIS EÑO trazado de las aducciones Para el trazado de las aducciones se debe emplear los siguientes criterios: Ø Ubicar el origen y el destino de la aducción. Ejemplo: Fuente de agua

n at ur al - p la n ta d e t ra ta mi en to , ta nq ue d e r eg ul ac ió n – re d d e distribución. Ø Solicitar al I.G.M. cartas geográficas entre el origen 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

longitudes

muy

considerables. Ø En los tramos donde existen ví as, es recomendable que el trazado de la

aducción, sea paralelo 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 sitios más accesibles y menos pronunciados. Ø Para cada variante, trazar los perfiles longitudinales y analizar las

ventajas y desventajas siguientes:  Accidentes naturales del terreno Presiones

(estáticas

y

dinámicas)

que

puedan

ser

generadas,

desechando los tramos con grandes depresiones donde no se puedan reducir  las presiones y que impongan diseños forzados con tuberí as caras y estaciones de bombeo. Ø Efectuar el reconocimiento del relieve topográfico (a pie cuando no

existan ví as o en vehí culo si existieran) con el fin de determinar: La accesibilidad (Para construcción y mantenimiento) Los tipos de suelo y usos de suelo SOLCOMAR

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Ø Con los datos obtenidos, calcular el Costo estimado de cada variante. Ø Seleccionar la variante más conveniente. Ø Para la variante seleccionada, determinar en detalle 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 privada, etc. Ø Efectuar

el

estudio

de

impacto

ambiental

en

suelos

forestales,

agropecuarios y sitios protegidos. Ø  Analizar la conveniencia o inconveniencia de atravesar suelos de las

comunidades campesinas. Ø Solicitar

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, realizar el reconocimiento geológico,

determinando los tipos de suelo. Desechar la alternativa si el estudio demuestra la existencia problemas insalvables. Ø Realizar el levantamiento topográfico en una franja por lo menos de 100

m.

de

ancho

(20

metros

según

el

Reglamento

Nacional).

El

levantamiento debe reflejar o contener el siguiente detalle:  Accidentes naturales: quebradas, rí os, loma s, depresiones, etc. Zonas Forestales, agropecuarias y otras Sitios arqueológicos y/o protegidos Obras civiles: caminos, ví as férreas, puentes, canales, lí neas de energí a eléctrica, oleoductos y gasoductos, etc.

recomendaciones complementarias para el trazado de las aducciones Ø Diseñar con preferencia aducciones con flujo a sección llena (tuberí as a

presión). Ø Evitar tramos inaccesibles o muy poco accesibles. Ø Ubicar las cotas de la aducción siempre por debajo de la lí nea

piezométrica. Ø Evitar presiones excesivas que demanden tuberí as de clase alta o mayor 

presión nominal. Ø Evitar zonas de deslizamiento e inundaciones o zonas deleznables. Ø En lo posible, evitar zonas de pendiente y contra pendiente, con el fin

de prevenir bloqueos en la aducción producidos por el aire.

SOLCOMAR

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Period o d e d iseño a. periodo

minimo: 20

años (

para

poblaciones

hasta

20000

habitantes b. periodo minimo: 30 años ( para poblaciones mayores a 20000 habitantes) c. periodo máximo: 50 años

Diseño de l as tub erí as de aducc ión por gra vedad cauda l de d iseño: Ø Según el Reglamento Nacional, el caudal de diseño será:

Qdis = Qmd El Caudal máximo diario, cuando se disponga de tanque de almacenamiento y/o planta de tratamiento. Qdis = Qmh El Caudal máximo horario (Qmh), cuando la cantidad y calidad del agua permitan el suministro directamente a la red de distribución. Ø Según el análisis de Consumos horarios o consumos por periodo, el

Caudal de diseño será: Qdis = Qm El Caudal medio (Qm) veloci dad de d iseño Las velocidades mí nima y máxima recomendables son: 0,6

V

1,5 m/s

Sin embargo, cuando existen situaciones extremas, se pueden adoptar  velocidades comprendidas entre los siguientes lí mites: 0 ,3

V

3 a 5 m/ s

Ver Reglamento: Velocidad máxima para tuberí as dependiendo del tipo de material.

Presiones Presión máxima y mí nima: Pmáx

80%

de la Presión Nominal de la tuberí a

P mí n

2 m. c .a . E n c u al q ui e r p u nt o a l to d e l a l í n e a d e

aducción. La presión mí nima al ingreso 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 suficiente presión y el agua requiere un proceso de aireación, entonces será conveniente regular la presión de ingreso a la planta para lograr ese fin. SOLCOMAR

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golpe de ariete Es un fenómeno oscilatorio producido por el cierre rápido de alguna válvula y que provoca sobre presiones y sub presiones que pueden causar la ruptura de l a t ub e rí a . En lí neas de aducción por gravedad, este fenómeno se produce cuando una válvula ubicada en la cota inferior ha sido cerrada bruscamente. Para evitar posibles daños en la tuberí a, por efecto del golpe de ariete, la presión de diseño será: P d is = P e + P g a T a l q u e: P d is

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 tuberí a.

Estructuras y accesorios 1.Con objeto de controlar las presiones máximas, se deben construir  estructuras o instalar válvulas Ø Cámaras Rompe presión.- Son estructuras construidas generalmente

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 limpieza o purga de lodos Ø En sifones con ángulos mayores a 30º se deben instalar válvulas de

purga de aire o ventosas. Ø En sifones invertidos con ángulos mayores a 25º se instalarán válvulas

de limpieza o purga de lodos.

Síntesis para el diseño de un sistema de agua potable a) caudal de diseño:

Qdis = Qmaxh

b) velocidad de flujo:

0.3 < V< 2 m/seg

c)

(recomendabl e)

diámetro minimo: Dmin = ¾ ” = 19 – 20 min (recomendable)

presi ones de d iseño Ø presión dinámica mí nima:

Pmin = 10 m.c.a. durante el periodo de

demanda máxima horari a Ø p re sió n e státi ca má xima :

Pmi n = 3 0 m.c.a .

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

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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

dotac ión ideal o teor ica Surge del análisis y cuantificación de los siguientes consumos medios referenciales por dí a: Consumo doméstico: Ducha Inodoro Lavamanos  Alime ntos 5 Lavado de ropa 5 Lavado de vajilla Lavado de auto Riego de jardines T o ta l C .D .

30 20 5 5 10 5 5 70

40 30 5 5 15 5 5 100

60 l/h/dí a 40 “ 10 “ “ “ 10 “ 5 1 5 0 l / h/ dí a

Grafico de Ejemplo de flujo libre

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cambi o de flujo de l ibre a bajo p resión

Control mediante un diafragma

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

contro l por limita ción del caud al de entrad a

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control mediante una válvula de regulacion

tanque conectad o a una linea de con ducción de flujo libre

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Abastec imiento d e pequ eños cen tros pob lados ubica dos en una posición topográfica mucho mas bajo a la de la red principal

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Compar ación entre si stema s

Plano de bebedero

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corte longitudinal del bebedero

cáma ra

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r omp e

p re si ón

co n

válvu la

de

fl ot ad or

¾"

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corte longitudinal

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