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INICIACIÓN A EPANET

UNIDAD 3 Cálculo y Resultados con EPANET

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INICIACIÓN A EPANET UNIDAD 3: Cálculo y Resultados con EPANET

ÍNDICE DE CONTENIDOS

1.- REALIZACIÓN DE LA SIMULACIÓN. 1.1.- Análisis en periodo extendido. 2.- MODELO DE SIMULACIÓN HIDRÁULICA. 3.- ANÁLISIS ESTÁTICO VS ANÁLISIS DE PERIODO EXTENDIDO. 4.- LA DEMANDA EN EL TIEMPO Y EN EL ESPACIO. 4.1.- Duración de la simulación. Opciones de tiempo. 4.2.- Determinación del caudal medio. 4.3.- Patrón de Consumos. Curva de Modulación. 5.- PRESENTACIÓN DE RESULTADOS. 5.1.- Resultados en el Plano. 5.2.- Resultados en Gráficas. 5.3.- Resultados en Tablas. 5.4.- Informes Especiales.

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UNIDAD 3: Cálculo y Simulaciones con EPANET

1.- REALIZACIÓN DE LA SIMULACIÓN. Para realizar un análisis Hidráulico en Régimen Permanente se debe seleccionar Proyecto >> Calcular (Iniciar Análisis) o bien pulsar el botón

en la barra de

herramientas. (Si la barra de herramientas no aparece en pantalla selecciona Ver >> Herramientas >> Estándar de la barra de menú).

Si no se puede iniciar aparecerá una ventana de Informe de Estado que indicará cual es el problema. Si el análisis se realiza con éxito los resultados se pueden ver de distintas formas. Intente algunas de las siguientes:  Seleccione Presión de Nudo desde la pestaña Plano del Visor y observe como los valores de presión en los nudos se colorean. Para ver la leyenda de colores, seleccione Ver >> Leyenda >> Nudo o presione el botón derecho del ratón y seleccione Leyenda de Nudo en el menú que aparece. Para cambiar los sectores y colores de la leyenda, apriete el botón derecho sobre la leyenda para que aparezca el Editor de Leyenda.  Active el Editor de Propiedades (doble clic sobre cualquier nudo o línea) y fíjese como los resultados del análisis se encuentran al final de la lista de propiedades.  Cree una tabla de resultados seleccionando Informe >> Tablas o pulsando sobre el botón

en la barra de menú. Si aparece un caudal con signo

negativo significa que el caudal circula en sentido contrario en el que ha sido dibujada la conducción.

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1.1.- Análisis en periodo extendido.

Para que nuestro sistema sea más realista, para el análisis en periodo extendido crearemos una Curva de Modulación (o patrón de consumos) para que la demanda en los nudos varíe de forma periódica a lo largo del día. Para añadir el patrón de tiempos, seleccione Opciones – Tiempo del Visor de Datos. Para crear el patrón, seleccione Patrón en el Visor y presione en el botón de Añadir.

A continuación inicie el análisis seleccionando Proyecto >> Calcular (Iniciar Análisis) o bien pulsar el botón

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en la barra de herramientas.

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2.- MODELO DE SIMULACIÓN HIDRÁULICA. El modelo de simulación hidráulica de EPANET calcula las alturas piezométricas en las conexiones y los caudales en líneas para un conjunto fijo y determinado de niveles de depósitos y embalses, y demandas de agua a lo largo de los diferentes instantes de tiempo.

De un instante de tiempo de cálculo al siguiente se actualizan tanto los niveles en los depósitos como las demandas en los nudos. Las demandas se actualizan de acuerdo a los patrones de tiempo establecidos previamente. Los niveles en los depósitos se actualizan utilizando la solución de caudales del instante conocido actual. La solución bien de alturas, bien de caudales en un determinado punto a lo largo del tiempo supone verificar simultáneamente la ecuación de conservación de la masa (ecuación de continuidad) en cada uno de los nudos y la ecuación de pérdidas (ecuación de la energía) en cada una de las líneas del sistema. Este proceso, conocido como “equilibrado hidráulico de la red”, requiere de métodos iterativos de resolución ya que las ecuaciones no son lineales. UN CURSO DE IGLOBALE

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3.- ANÁLISIS ESTÁTICO vs ANÁLISIS DE PERIODO EXTENDIDO. En el análisis estático se evalúa un sólo instante en el tiempo, generalmente el más desfavorable para la red. Es decir, es como congelar en el tiempo lo que ocurre en ese instante para ver las velocidades en las tuberías, la presión que tienen los puntos, etc.

En el análisis de periodo extendido se evalúa una sucesión de instantes, generalmente la foto de lo que pasa cada hora del día, no sólo en una de ellas, y normalmente se visualizan en pantalla como una película. Se llama también cuasiestático.

Se comienza modelando el diseño con el análisis estático, que permite fácilmente hacer cambios y visualizar el resultado rápidamente. En esta fase se comprueba que la capacidad de transporte de la red se adecua a la demanda. Una vez el modelo es estable y eficaz frente a la demanda se pasa a analizarlo en periodo extendido para ver parámetros que dependen del tiempo como el nivel de los depósitos o la concentración de cloro.

4.- LA DEMANDA EN EL TIEMPO Y EN EL ESPACIO. 4.1.- Duración de la simulación. Opciones de tiempo.

Hasta ahora hemos supuesto la demanda constante a lo largo de todo el día. La realidad es que la demanda varía a lo largo del tiempo, notablemente a lo largo del día. Otra consideración es como repartir esa demanda entre los distintos nudos que forman una red.

En lo que respecta a la duración de la simulación, en general es suficiente con calcular 24 horas (1 día), pero si se pretende obtener un mayor detalle en la simulación, se debería calcular incluyendo la separación entre días laborables y fines de semana, o lo que es lo mismo realizando una simulación de una semana completa, es decir 7 días = 168 horas. UN CURSO DE IGLOBALE

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Para obtener valores fiables de las condiciones iniciales, se deben realizar simulaciones a largo plazo. Además, con este tipo de simulaciones podemos valorar situaciones estacionales, ya sean de fin de semana, vacacionales, de temporada, etc.

Los intervalos de tiempo o instantes intermedios de la secuencia del análisis dinámico, son los puntos en los que se realizará el análisis de estado de cada uno de los elementos del modelo de red diseñado.

El intervalo de cálculo hidráulico ha de ser como máximo el mismo que el del patrón de consumos. En el caso de simulación de calidad, el intervalo de cálculo ha de ser mucho menor para tener en cuenta la reacción en el interior de las conducciones.

4.2.- Determinación del caudal medio.  Caudal instantáneo: es el caudal que se determina en un instante determinado.  Caudal medio diario: es la media de los caudales instantáneos medidos a lo largo del día.

A partir de los registros instantáneos de caudal en diferentes puntos de la red, se obtienen unos datos, que pueden ser representados en gráficas, a partir de los cuales se determinará el caudal medio. UN CURSO DE IGLOBALE

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4.3.- Patrón de Consumos. Curva de Modulación.

Una vez se ha calculado lo que los usuarios consumen en un día, hay que analizar la forma de consumir el agua en ese día, que es tan importante como la cantidad total.

Para que Epanet pueda entender las tendencias, se deben expresar en forma de coeficientes, uno para cada franja horaria (o periodo de tiempo considerado). Una vez listo, se introduce en Epanet yendo al visor y seleccionando en la pestaña de Datos >> Patrones.

Al añadir los coeficientes para cada hora, se va dibujando un diagrama de barras que corresponde al Patrón de Consumos.

El coeficiente más alto es el coeficiente diario que tiene una importancia muy grande en el cálculo.

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5.- PRESENTACIÓN DE RESULTADOS. 5.1.- Resultados en el Plano.

Existen diferentes formas de ver los datos y resultados del análisis directamente en el Plano de la Red: • Las líneas y nudos se colorean en función de los parámetros representados. • Las etiquetas de identificación y el valor del parámetro estudiado pueden aparecer al lado de los nudos y líneas. • Es posible localizar determinados nudos y líneas mediante un determinado criterio de búsqueda activando la opción Consulta de Plano. • Puede verse cómo varían los resultados avanzando o retrocediendo en el tiempo utilizando los botones de Animación en el Visor del Plano. • El plano puede ser impreso, copiado al portapapeles de Windows o guardado como un archivo DXF (*.dxf) o un archivo metafile (*.wmf).

 Activando un plano de Consulta La Consulta del Plano permite identificar nudos y líneas en el plano de la red que se agrupan según un cierto criterio.

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5.2.- Resultados en Gráficas.

Los resultados del análisis, así como los parámetros de diseño, pueden consultarse utilizando diferentes tipos de gráficos. Los gráficos se pueden imprimir, copiar al portapapeles de Windows, o guardar como un fichero de datos o un archivo metafile (*.wmf) de Windows. Los tipos de gráficos que pueden utilizarse para ver los diferentes valores seleccionados son los siguientes: -

Curvas de Evolución.

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Perfiles Longitudinales.

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Mapas de Contorno.

-

Gráficos de Frecuencia.

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Balance de Caudales.

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5.3.- Resultados en Tablas.

EPANET permite ver los datos y los resultados del análisis de un proyecto en forma de tabla:  La Tabla del Sistema (Tabla de Red) muestra una lista de las propiedades y resultados de todos los nudos o líneas en un intervalo de tiempo determinado.  La Tabla de Tiempos (Tabla de Evolución) muestra una lista de las propiedades y resultados de un nudo o línea específico a lo largo del tiempo.

Las tablas se pueden imprimir, copiar en el portapapeles de Windows, o guardar en un archivo.

5.4.- Informes Especiales.

Además de tablas y gráficos, EPANET puede generar determinados informes detallados y específicos. Estos informes pueden ser: -

Informe de Estado.

-

Informe Energético.

-

Informe de Calibración.

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Informe de Reacción.

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Informe Completo.

Todos estos informes se pueden imprimir, copiar a un archivo o copiarse al portapapeles de Windows. El Informe Completo sólo puede guardarse en un archivo.

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