TALLERES WATERGEMS

WALKER MENDEZ PAYEHUANCA, Civil Engineer , MODELER WATER DISTRIBUTION SYSTEM CERTIFIED By HAESTAD METHODS

Sea la línea de conducción desde una captación de un manantial de tipo ladera hasta un reservorio apoyado. En este ejercicio se pretende determinar el diámetro que debe tener la misma para que el caudal circulante entre los depósitos sea de 100 l/s. Estudiar el comportamiento de la conducción, calculando las presiones en servicio en los puntos singulares del perfil longitudinal de la misma. En caso de prever problemas en el funcionamiento, comentar posibles soluciones.



Material de la tubería: PVC (C=140 H -W)



Coeficiente mayoración mayoración de perdidas localizadas, localizadas, km = 1.05



Diámetros comerciales interiores para PVC: 150, 200, 250, 300, 350 y 400 mm.

A B C D E

120.00 105.00 118.00 112.00 110.00

 A-B B-C C-D D-E Longitud Total

100.00 250.00 100.00 500.00 950.00

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El diámetro interior teórico se calcula, despejando de la fórmula de Hazen – Williams, esta quedara expresada de manera explícita, para una pérdida de carga admisible de: h AE = Z A – ZE = 10 m.c.a.

Se adopta un diámetro comercial interior de 300 mm. Si en el extremo final de la conducción no se localiza una válvula de regulación, el caudal que teóricamente circulara por la conducción será:

Q = 0.136 m3/s o 136 l/s. La pérdida de carga unitaria para el caudal calculado será:

La presión en C será:

= 120-118-3.68 = 1.68 m. -

El punto C es un máximo relativo del perfil longitudinal de la conducción, y en él se produce una presión relativa negativa para el caudal calculado. Esto supone que el sistema funcionara de forma anómala, pues tendera a acumularse aire en ese punto, circulando inicialmente un caudal real inferior al calculado. Una posible solución sería colocar entre A y C un tramo de diámetro superior al calculado, y entre C y E otro de diámetro inferior al calculado, de tal forma que la presión sea positiva en toda la conducción y el caudal trasegado próximo al de diseño. El diámetro del primer tramo vendrá condicionado por:

= 120 -118-3.68 =

1.68 m. m.

-

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Por lo que el diámetro del primer tramo deberá ser:

Elegimos así un diámetro de 350 mm para el primer tramo y 250 mm para el segundo tramo.

Q = 0.102 m3/s. o 102 l/s. Con lo que la presión en C será:

Con lo que toda la tubería estaría sometida a presión relativa positiva, tal y como se aprecia en la figura f igura mostrada.

Figura: Conducción de doble diámetro (350 – 250 mm).

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Modelamiento de la línea de conducción con aplicación del Software WaterGEMS, para ello se hará la verificación con los datos topológicos de la línea luego se realizar la evaluación de los resultados del primer caso con presión negativa.









 Abra el programa. En el icono TOOLS desglose y baje hacia abajo encontrando el icono OPTIONS hacer clic. Luego elija la opción Unit  para determinar la unidad así como se ve en la figura mostrada. Elija SI tal cual se muestra. Comenzar el trazo incluyendo la captación, para ello en el Layout elija Reservorio, luego los nudos en el orden mostrada que está asignada con letras los nudos.

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Propiedad de las tuberías (Tramo). TRAMO

NUDO INICIO

NUDO FINAL

Diámetro (mm)

Material PVC

HW

Longitud

 A-B

 A

B

300

PVC

140

100

B-C

B

C

300

PVC

140

250

C-D

C

D

300

PVC

140

100

D-E

D

E

300

PVC

140

500

-

Propiedad de los Nudos NUDO B C D

Elevation (m) 105 118 112

PROPIEDADES DE RESERVORIOS NUDO  A E

Elevation (m) 120 110

La primera corrida, se refiere al primer cálculo y luego analizar los resultados si son satisfactorios. Nudos B C D

Elevation (m) 105 118 112

Hydraulic Grade (m) 118.95 116.31 115.26

Pressure (m H2O) 13.92 -1.68 3.26

Pressure Head (m) 13.95 -1.68 3.26

Mostrado los resultados se observa que en el nudo C  existe presión negativa comparando con el cálculo manual que se hizo el resultado es el mismo que no satisface las condiciones de operación en la línea de conducción. Para optimizar el buen funcionamiento se cambiaran los diámetros y separando en 2 tramos tal cual como se hizo manualmente, y serán de 350 mm en el primer tramo, de 250 mm en el segundo tramo.

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Nuevos Diámetros Asignados en los 2 tramos. TRAMO  A-B B-C C-D D-E

NUDO INICIO  A B C D

NUDO FINAL B C D E

Diámetro (mm) 350 350 250 250

Material PVC PVC PVC PVC PVC

HW

Longitud

140 140 140 140

100 250 100 500

-

Segunda corrida del modelo, línea de conducción, se observa los resultados y cumplen satisfactoriamente el buen funcionamiento de la línea de conducción, ver tabla de resultados Nudos B C D

Elevation (m) 105 118 112

Hydraulic Grade (m) 119.71 118.98 117.49

Pressure (m H2O) 14.68 0.98 5.47

Pressure Head (m) 14.71 0.98 5.49

Perfil de la línea de conducción.

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TALLER N° 2 ENSAMBLANDO UNA RED SIMPLE.

En el presente taller se presenta la efectividad del software del Watergems serie 6 resolviendo el Problema N° 20 del Libro de Redes de Abastecimiento de Agua del Autor Ing. Pablo Apaza Herrera.

PROBLEMA 20. “Se dispone de la siguiente red de abastecimiento de agua. Considerando las cotas de los nudos expresadas en metros hallar la distribución de caudales, empleando el método de Cross, suponiendo que todas las tuberías son de concreto (C=110), verificar las presiones en cada uno de los nudos ”.

Los datos topológicos se muestran en el esquema siguiente.

La distribución de las demandas en los nudos será el siguiente:

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La distribución de las demandas en los nudos será el siguiente: Nudo

Demanda L/S

 A

8.0

B

9.3

C

7.6

D

2.5

E

4.3

F

6.4

VERIFICACION DE PRESIONES Recordemos que la cota piezométrica en un punto es la suma de su cota topográfica y la presión de agua en ella (en el caso del reservorio es la cota topográfica del nivel de agua). Organicemos los cálculos pertinentes según al problema planteado en el libro, de acuerdo a la tabla. 1

2

3

4

5

6

7

8

Pto

Cota Piezometrico

Tramo

hf 

Pto

Cota Topográfica

Dif de Cotas

Presión Pto

R

3520.00

RA

2.61

 A

3495.00

25.00

22.39

 A

3517.39

 AB

7.28

B

3490.00

27.39

20.11

B

3510.11

BD

10.51

D

3480.00

30.11

19.60

D

3499.60

DF

11.09

F

3465.00

34.60

23.51

 A

3517.39

 AC

11.30

C

3485.00

32.39

21.09

C

3506.09

CE

11.68

E

3470.00

36.09

24.41

PERDIDA DE CARGA POR FRICCIÓN Suponiendo que el comportamiento de las tuberías es hidráulicamente rugoso, podemos considerar que la pérdida de carga en tramo de ella, estará indicada por:

En donde: Q kyP

= El gasto o caudal de agua que circula por la tubería. = son coeficientes reales cuyo valor depende de la relación que se emplee para su cálculo dentro de ellas podemos mencionar.

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ECUACIÓN DE HAZEN – WILLIAMS. Expresión valida únicamente para tuberías en flujo turbulento con comportamiento hidráulicamente rugoso, con diámetros mayores a dos pulgadas y velocidades que no excedan a 3 m/s.

L C D Q hf

= Longitud del tramo considerado, expresado en kilómetros = Coeficiente de Hazen – Williams expresado en √pie/seg. = Diámetro de la tubería en pulgadas = Caudal o gasto expresado en litros / segundo = Perdida de carga expresada en metros.

Perdida de carga entre el Reservorio R y el nudo A:

Reemplazando valores

VERIFICANDO VELOCIDADES TRAMO

 AB BD DC CA DF FE EC

GASTO (L/S)

D

A(m2)

V=Q/A

12.49 3.19 2.81 17.61 3.50 2.90 7.20

5 3 3 6 3 3 4

0.00127 0.0046 0.0046 0.0182 0.0046 0.0046 0.0081

0.98 0.69 0.61 0.97 0.76 0.63 0.89

”

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RESOLVIENDO CON EL WATERGEMS SERIE 6 Para resolver este problema cabe indicar el software Watergems serie 6, para hallar la perdida de carga utiliza la fórmula de Darcy Weisbach y para hallar el coeficiente de fricción se usa la fórmula de Swamee Jain, y la ecuación de Colebrook – White, para finalmente la distribución de caudales, velocidad y presiones es por el método de gradientes.

Ecuación de Darcy Weisbach

Ecuación implícita de Colebrook – White

Ecuación explicita de Swamee - Jain

EMPEZANDO EL MODELAMIENTO DE UNA RED SENCILLA EJERCICIO N° 20, DEL LIBRO DE PABLO APAZA HERRERA. Para iniciar en el Watergems, abrir el programa y desde el icono New los trazos con los mismos datos topológicos ya arriba mencionados servorio con el icono

empezar a realizar , luego agregar el re-

.

Luego quedara como se muestra el siguiente esquema.

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VERIFICANDO LOS RESULTADOS DE PRESION.

VERIFICANDO LOS RESULTADOS DE VELOCIDADES.

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TALLER N° 3 Modelamiento de Una Red de Distribución Abierta Rural

Ejercicio aplicativo modelamiento y diseño de una Red de Distribución de Agua Potable en una Población Rural. No existe una única forma de crear un modelo de simulación hidráulica con WaterGEMS, sin embargo los siguientes pasos constituyen una guía general: Defina el objetivo del modelo:          

Seleccione un modelo apropiado Represente el sistema en el modelo Calibre y valide el modelo Defina la situación específica a ser modelado Ingrese la información específica de esta situación Corra el modelo Visualice y analice los resultados Son razonables los resultados? Son requeridas otras corridas Documente los resultados del modelo Guarde y archive los detalles del modelo.

ESQUEMA HIDRAULICO SISTEMA RAMIFICADO SUMINISTRO POR CAPTACION DE MANANTIAL

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PROBLEM 3.11 For the following branched system, calculate the pipe flows and nodal pressures for surface level in the reservoir of H = 50 msl. Assume for all pipes k = 0.1 mm, and water temperature of 10° C.

 Answer:

The total supply from the reservoir equals the sum of all nodal demands, which is 75.6 l/s. Applying the Continuity Equation in each node (Equation 3.5), both the flow rate and its direction can be determined; each pipe conveys the flow that is the sum of all downstream nodal demands. The pipe friction loss will be further calculated by the approach discussed in Problem 3.6 (Section 3.3.1). If the hydraulic tables from Appendix 4 are used, the friction loss will be calculated from interpolated hydraulic gradients at a given diameter and flow rate (for fixed k and T ). The results of the calculation applying the Darcy–Weisbach Equation are shown in the following table.

Finally, the pressure in each node is calculated by subtracting the friction losses starting from the reservoir surface level and further deducting the nodal elevation from the piezometric heads obtained in this way. The final results are shown in the following table and figure.

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CALCULO CON APLICACIÓN DE WATERGEMS.

CONFIGURACION BASICA DEL MODELO Configurar el sistema de unidades internacional (SI), antes de iniciar el trazo se recomienda realizar los prototipos para los diámetros de las tuberías.

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INGRESO DE DATOS PROPIEDADES EN LOS NUDOS Y PROPIEDADES DE LAS TUBERIAS

RESULTADOS.

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EJEMPLO DE DISEÑO La red de distribución proyectada es la que se muestra en la figura 13.10. Las condiciones de diseño son las siguientes:

Caudal de diseño Para efectos del cálculo del caudal de diseño, se considera una demanda industrial localizada y para efectos del ejemplo de cálculo, se tomará en cuenta la necesidad del caudal de incendios con 2 hidrantes (caudal de 5 L/s cada uno) funcionando de manera continua durante un período de 2 horas. La demanda doméstica se determina a partir del caudal máximo diario de los ejemplos anteriores de 13 L/s y para una población de diseño de 6293 habitantes, se toma un factor de mayoración del caudal máximo diario de 1.8

Alternativa N° 1: Caudal máximo diario = 13.0 l/s Caudal industrial

= 0.8 l/s

Caudal de incendio

= 10.0 l/s (5 l/s x 2 hid)

Total

= 23.8 ls

Alternativa No. 2: Caudal máximo hor.

= 23.4 L/s (13 L/s x 1.8)

Caudal industrial

= 0.8 L/s

Total

= 24.2 L/s

Alternativa No. 3: Caudal máximo horario

= 23.4 L/s

Caudal industrial

= 0.8 L/s

Caudal de incendio

= 10.0 L/s (5 L/s x 2 hid.)

Total

= 34.2 L/s

Tomando el caudal de diseño como el mayor caudal obtenido de las tres alternativas anteriores, se tiene entonces que: Qdiseño = 34.2 l/s WALKER MENDEZ PAYEHUANCA, Civil Engineer , MODELER WATER DISTRIBUTION SYSTEM CERTIFIED By HAESTAD METHODS

Presión de diseño Para edificaciones de hasta 2 pisos, se toma de la tabla 13.1 una presión mínima de servicio de 15 metros.

Diseño de la línea matriz La línea matriz o tubería de conducción entre el tanque de almacenamiento y la red de distribución funciona a presión como se indica en la figura 13.1 1 y tiene las siguientes características:

Material de la tubería:  Asbesto-cemento C = 140 Clase de la tubería: 20 Cota del nivel de agua en el tanque Cota de terreno del nudo 1 de la red

= 62.70 m = 42.55 m

Cota piezométrica a la entrada de la red = 42.55 + 15.00 = 57.55 m Longitud de la conducción

= 200 m.

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En este diseño se toma el diámetro comercial superior y se determina posteriormente la cota piezometrica final a la entrada de la red, y adicionalmente se desprecian las perdidas menores por accesorio. Sin embargo puede hacerse también el diseño de a tubería siguiendo los lineamientos vistos en el capitulo 10. entonces, para una tubería de 6” (0.152 m) se tiene:

H = J * L = 0.0208*200 = 4.16 Cota piezométrica en el nudo 1 Presión en el nudo 1

= 62.70 - 4.16 = 58.54 m = 58.54 - 42.55 = 15.99 m

Distribución de caudales en la red Debido a la falta de un estudio de planeación de la población, y como ejemplo teórico, se supone una distribución del caudal domestico proporcional a la longitud de la tubería alimentada. La hipótesis de distribución adoptada, puede estar de acuerdo con las condiciones topográficas del proyecto, como se indica en la figura 13.12. Caudal a repartir 

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Calculo de las mallas por el método de Hardy Cross -

Los diámetros de la red principal se determinan suponiendo una línea piezometrica paralela al terreno (pueden calcularse adoptando una velocidad máxima en la tubería).

La red de distribución queda finalmente conformada como se indica en la figura 13.13

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Calculo de las mallas por el método de Hardy Cross -

CALCULO CON WATERGEMS. En el presente taller se hara el modelamiento con el WaterGEMS, para ello configurar en el sistema de unidades internacional (SI). Inicio del trazo debe quedar de esta forma:

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Una vez trazado ingresar datos de topografía en los nudos, y demanda.

Ingreso de datos para los hidrantes cada uno de 5 l/s

Ingreso de propiedades de la tubería:

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Trazo final de la Red Final.

REVISAR RESULTADOS.

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El presente taller será aplicado a un caserio localizado en Pucallpa, donde se tiene los datos de campo, de la población beneficiaria, planimetría, plano topográfico y la ubicación de la fuente.

Esquema de la Red Abierta.

El esquema del Sistema consta de lo siguiente:

CAPTACION Es de un manantial LINEA DE IMPULSION Se impulsa el agua capta hasta el Reservorio de Regulación RESERVORIO El reservorio estará ubicado en la parte alta sobra una loma y es De tipo Elevado LINEA DE ADUCCION Es la la tubería que sale del reservorio hasta el nudo de De la línea de distribución. RED DE DISTRIBUCION Las Redes serán de tipo abierta o ramificado.

DATOS DE CAMPO. Se tiene el levantamiento de Topografia y las curvas de nivel Se tiene la Planimetria, donde existe el padrón de los beneficiarios  Aforo de la Captacion. Estudio de Suelos.

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DATOS DE POBLACION Y DEMANDA Como datos de población se tiene el padrón realizado en ella se determina la población actual, tal como se puede apreciar en la tabla.

N° lote y Ítem ubicación

Sector

Estado del predio DeshaHabilitabilitad do o

Datos del jefe de vivienda Ap_Paterno

AP_Mater no

Nombres

Población DNI

N° de Familias

N° de Varones

N° de Total de Muje- poblares ción

1

V-1

TOURNAVISTA

X

BUSTAMANTE

SAAVEDRA HERMOGENES

1

3

2

5

2

V-2

TOURNAVISTA

X

SILVANO

RENFIGO

MAURO MAGNO

1

3

3

6

3

V-3

TOURNAVISTA

X

BAEZ

EDWIN RICARDO

1

1

2

3

4 5 6

V-4 V-5 V-6

TOURNAVISTA TOURNAVISTA TOURNAVISTA

X X X

SILVANO SILVANO CARRANZA

DIAS MAURO DIAZ GUILLES JIN TENORIO KLERWEIN

1 1 1

2 2 2

2 2 1

4 4 3

7

V-7

TOURNAVISTA

X

CCALLOCSA

FLORES

JULIAN GERARDO

1

6

5

11

8

V-8

TOURNAVISTA

X

NARVASTA

DEMETRIO

1

3

2

5

9

V-9

TOURNAVISTA

X

HUARISMA

MAXIMO

1

2

3

5

10

V-10

TOURNAVISTA

X

ÑAUPARI

PASTOR

1

3

3

6

11

V-11

TOURNAVISTA

X

CONDORI

CAPELO ABENDAÑO ÑAUPA CCORAHUA

ISMAEL

1

3

1

4

12

V-12

TOURNAVISTA

X

HUAMANI

KANA

JUAN DE DIOS

1

2

2

4

13 14 15

V-13 V-14 V-15

TOURNAVISTA TOURNAVISTA TOURNAVISTA

X X X

VALDEMAR QUISPE ISABEL BECERRA ALBERTO

1 1 1

1 2 2

1 2 3

2 4 5

16

V-16

TOURNAVISTA

X

PEÑA CCORAHUA FLORES CHUQUIPIONDO

TORRES

1

2

1

3

17

V-17

TOURNAVISTA

X

ALARCON

18 19

V-18 V-19

TOURNAVISTA TOURNAVISTA

X X

20

V-20

TOURNAVISTA

X

CRISTOBAL

1

3

2

5

ELERA HUAMAN

MALDOJUAN NORBIL NADO GARRIDO DOMINGO SAAVEDRA CRISTOBAL

1 1

4 2

1 2

5 4

TEONORIO

CHAVEZ

1

2

2

4

MARIA DOLORES

Resumen de Población.

Poblacion total Viviendas habitadas Viviendas deshabitadas Instuciones

Hombres

Mujeres

50

42

Total 92

20 0 2

Posta

1

Iglesia

1

Total

24

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CALCULO DE LA POBLACION PROYECTADA .

Resumen de Trabajo de Campo  Beneficiarios Directos Provincia Distrito Tasa Crecim. N° Lotes Públicos Sociales Viviendas Densidad Población Puerto Inca Tournavista 2.54% 20 3 1 20 4.60 92 San Antonio Lotes considerados Agua Potable y UBS 20 3 1 20 4.60 92 -

Localidad

Dotación de Agua según Tipo Letrina Consumo de agua doméstica por tipo de UBS a implementar  Región geográfica Sin Arrastre hidráulico l/h/ Con Arrastre hidráulico l/ d h/d Costa

60

90

Sierra Selva

50 70

80 100

% Tasa de Crecimiento

2.54%

Población Actual

92

Proyección Poblacion de Referencia

La población se proyecta para un horizonte de 20 años.

Año

Periodo

Población

2017 Base

92

2018

0

94

2019

1

97

2020

2

99

2021

3

102

2022

4

104

2023

5

107

2024

6

110

2025

7

112

2026

8

115

2027

9

118

2028

10

121

2029

11

124

2030

12

127

2031

13

131

2032

14

134

2033

15

137

2034

16

141

2035

17

144

2036

18

148

2037

19

152

2038

20

156

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CALCULO DE LA DEMANDA . DEMANDA DE AGUA POTABLE Qp

Qmd

Qmh

Qb (6 horas)

(lt/seg)

m3/dia

(lt/seg)

(lt/seg)

(lt/seg)

( 29 )

( 30 )

( 31 )

( 32 )

( 33 )

0.00 0.16 0.16 0.18 0.18 0.18 0.19 0.19 0.19 0.20 0.20 0.20 0.21 0.21 0.23 0.23 0.23 0.24 0.24 0.25 0.25

0.000 14.040 14.040 15.120 15.120 15.120 16.200 16.200 16.200 17.280 17.280 17.280 18.360 18.360 19.440 19.440 19.440 20.520 20.520 21.600 21.600

0.00 0.21 0.21 0.23 0.23 0.23 0.24 0.24 0.24 0.26 0.26 0.26 0.28 0.28 0.29 0.29 0.29 0.31 0.31 0.33 0.33

0.00 0.33 0.33 0.35 0.35 0.35 0.38 0.38 0.38 0.40 0.40 0.40 0.43 0.43 0.45 0.45 0.45 0.48 0.48 0.50 0.50

0.00 0.85 0.85 0.91 0.91 0.91 0.98 0.98 0.98 1.04 1.04 1.04 1.11 1.11 1.17 1.17 1.17 1.24 1.24 1.30 1.30

QMH Qunit

0.5 0.02083

L NA A V

2 2 4 8

LPS

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CONFIGURACION BASICA DEL MODELO  Antes de empezar el modelo de la red es necesario configurar el sistema de unidades y poner las propiedades del modelo, para ello crearemos un prototipo para las tuberías, en el ejercicio de este taller nos indica que los diámetros serán de distintos diámetros considerando el diámetro interior.  Abrir el Software crear New y en File, luego bajar hasta la línea

y seleccione, y quedara como se muestra en la ventana superior e ingresos sus datos luego Ok.

COFIGURANDO EL SISTEMA DE UNIDADES. En el Icono Tools, baje hasta la ultima casilla donde dice Options y en Units desglose y Seleccione SI, sistema internacional métrico, y como vera las unidades cambian del sistema ingles al métrico.

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En la misma herramienta en el icono Options, hacer click en Drawing, para el tamaño de símbolo y Tamaño de texto elija 3 unidades para ambos, tal como se muestra en la imagen.

CREACION DE PROTOTIPOS Hasta el momento casi estamos completando con la configuración, seguidamente crearemos un prototipo, y con ello logramos realizar el trazo de la red ya con el diámetro correspondiente y con sus características de la misma, el material será de PVC para todas las tuberías, para crear iremos al icono View, baje hasta la 6ta fila Prototypes, y se verá como se muestra en la ventana mostrada. Luego en New, seleccione Pipe, y nombre “Tub PVC 55.6 mm”, luego haciendo doble click sobre ella, asigne el diámetro y material de la tubería, y asi sucesivamente hasta que estén todos los diámetros que se considera para esta Red. TUB PVC 55.6 mm TUB PVC 44.4 mm TUB PVC 29.4 mm TUB PVC 22.9 mm TUB PVC 38.0 mm Una vez creado los nombres de las tuberías como prototipos ahora será asignar sus propiedades de cada una de ellas, y eso se hara mediante Properties haciendo doble click sobre ellas, y escoger el diámetro correspondiente, y material.

Propiedad de las Tuberías. En esta ventana se observa los materiales esto es la librería y en ella contiene las distintas características de los materiales de las tuberías.

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Para seleccionar el material de la tubería, en el casillero Material y en el casillero que esta a su lado hacer doble clic y tendrá la siguiente ventana como se observa en la imagen.

Finalmente oprima el icono Select. WALKER MENDEZ PAYEHUANCA, Civil Engineer , MODELER WATER DISTRIBUTION SYSTEM CERTIFIED By HAESTAD METHODS

INICIAR EL TRAZO DE LA RED, CON LAS PROPIEDADES YA CONFIGURADAS Dibuje el sistema en el orden que determina la cercanía de las viviendas al Reservorio porque el inicio de la red será desde el Reservorio a las viviendas y que estas se encuentran codificados de acuerdo al padrón y con numeración como la que se muestra en el cuadro. Pistas para el trazado, se encuentra el plano correspondiente a viviendas en formato PDF, ahí se muesta el orden de la numeración de los nudos, el trazo será en el mismo orden.  Antes de iniciar con el trazo de la red, se debe agregar el plano de la planimetría que corresponde a los lotes, para ello desde Background Layers seleccionar el archivo VIVIENDAS

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El inicio del trazo es siguiendo el orden tal como se muestra en la imagen.

Una vez concluido con el trazo de la red, se procederá a ingresar datos de topografía a los nudos de la red,

INGRESO DE DATOS O PROPIEDADES A LOS NUDOS DE LA RED El ingreso de las cotas topográficas se harán con la herramienta TRex, Las curvas de nivel están en el formato DXF, también pueden estar en el formato SHP, para extraer las elevaciones de ella. Para el taller desde el icono TRex, seleccione en Data Source Type, la opción DXF Contours En Elevation Dataset, File, automáticamente ira a la dirección de la carpeta donde se encuentran los archivos en formato dxf, y selección el archivo “CURVAS.dxf ”, y abrir. En la ventana: Select Elevation Field: Seleccione Elevation. En X Y Units: Seleccione “m”. -

En Z Units: Seleccione “m”. Finalmente elegir Next.

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 Aquí se muestra como se extrae las cotas del archivo en formato CAD, y esta es asignada en los nudos correspondientes, para ello el TRex hace una interpolación y asigna la cota que corresponde al Nudo.

Finalmente se muestra las cotas extraidas y asignadas al nudo correspondiente y demás componentes como son el Reservorio y Captacion, tal como se muestra en el cuadro.

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PROPIEDADES EN LA TUBERIA. Las propiedades en las tuberías, al momento de trazar ya se ingreso porque en los prototipos definimos el diámetro y el material de la tubería, excepto las distancias que estas fueron ingresadas de manera automática desde el trazo a escala,

INGRESAR DATOS TOPOLOGICOS DEL RESERVORIO

Ingresar datos topológicos del Reservorio el nivel de agua es de 2.0 m, en el software se denomina como tanque, para ello hacer. Modifique las características del tanque (Reservorio) haciendo doble clic sobre su símbolo. Seleccione la opción Physical y baje hasta Section, Non Circular Introduzca el área de 4 m2, y las elevaciones así:



Máxima

: 238.5 m.



Inicial

: 238.0 m.



Mínima

: 236.0 m.



Base

: 236.0 m.

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PROPIEDADES DE LA CAPTACION. Desde la tabla flexible ingresar la cota topográfica de la captación, que será la cota del nivel de agua, tal como se aprecia en la tabla mostrada.

En este sistema de agua potable rural planteado dado que la captación queda por debajo del reservorio será necesario bombear, para ello se hará una línea de impulsión.

DISEÑO DE LA LINEA DE IMPULSION  SAN ANTONIO -

I. DATOS Caudal maximo diario (Qmd) Numero de horas de bombeo N Caudal de bombeo (Qb)

lt/seg horas lt/seg

0.33 6 1.30

II. CALCULO DEL DIAMETRO DE LA LINEA DE IMPULSION

X= K= D= Qb=

No Horas de Bombeo/24 1.3 Diametro en m Caudal de bombeo en m3/s

Se ubicara el diametro comercial, que de velocidad entre 0,6 a 2.0 m/s

Diametro (m)

K

0.03314363

1.3

X

Qb (m3/s)

Qmd (m3/s)

Velocidad

0.25 0.00130 0.000325 0.70710678 0.03605551

0.00086276

Diametro de Impulsion Diametro comercial Espesor  Diametro Interno  Area Velocidad Diametro comercial Espesor  Diametro Interno  Area Velocidad

1.50679363

33.14

mm

42.00 2.00

1 1/4"

PRESION NTP 399.002 Clase 10 SDR 21

33.00 1.80

1"

PRESION NTP 399.002 Clase 10 SDR 21

mm mm 38.00 mm 0.00113 m2 1.146 m/seg mm mm 29.40 mm 0.00068 m2 1.915 m/seg

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III. CALCULO DE PERDIDA DE CARGAS Hftotal Perdida de carga por fricción en la tubería

Longitud C (hazen- Diametro Diametro (m) (mm) "

Tramo

Caudal (l/s)

1

1.300000

(Agua)

2

(Fuste)

10

87.00

150

1 1/4" 1"

38.00 29.40

hf (m) 3.27 11.40

√

Menor perdida de carga, diametro

0 Terreno 75

Perdida de carga por acEn la línea de impulAccesorio Item 1 CODOS (3 de 90°) 2 Válvula compuerta

Item 3

hf (m) 3.27

hk (m) 0.26 Hftotal

Cant. 3 2

D (mm) K V (m/s) 38.00 1.25 1.15 38.00 0.19 1.15 Total accesorios hk(m)

hk (m) 0.251134 0.012724 0.263858

hf + hk 3.53 3.53

IV. CALCULO DE LA ALTURA DINAMICA TOTAL HDT Altura dinámica total

HDT

HDT=Hg+Hftotal+Ps

Hg=Hgeometrica(altura estatica total)=Hs+Hd Hs=Haspiracion o succion= Hd=Hdescarga= Cota reservorio Cota pozo Diferencia cotas  Altura fuste  Altura agua

Hftotal=Perdida de carga totales Ps=Presion de llegada= HDT = Hg+hf (total)+Ps

30.93

25.40 m 1.50 m 23.90 m

236.0 224.1 11.90 10.00 2.00 3.53 m 2.00 m

m

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AGREGAR BOMBA. Se agrega una bomba para ello se debe configurar desde el icono Components, y baje hasta Pump Definitions. Hacer dobl e click sobre ella y se abrirá la guiente ventana tal como se observa en la figura abajo mostrado.  Agregar como Pump Definition Type, como Design Point (1 Point). Como eficiencia será de 75% Eficiencia del Motor 95%

Consignar el caudal de bombeo de

: 1.30 lps

 ADT, altura dinámica total

: 30.93 m.

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si-

ASIGNAR DEMANDAS A LOS NUDOS CON CUSTOMER METERS La asignación de las demandas será de manera automática desde la herramienta LoadBuilder para ello es calcula un caudal unitario, entre el caudal máximo horario calculado con las viviendas habitadas, Qmh

: 0.50 lps

Viviendas : 24 Viv. Qunit

: 0.020833 l/seg.viv

Con la herramienta xión domiciliaria.

Customer Meters, que se asigna a cada lote que contara con la cone-

PROCEDIMIENTO DE AGREGAR DEMANDAS CON LoadBuilder para ello hacer doble click sobre ella, y aparecerá la siguiente ventana mostrada. Hacer click en New, luego renombre como DEMANDA.

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Consignar tal cual se muestra en la imagen mostrada.

Una vez concluida con la selección, hacer next.

Debe quedar tal cual se aprecia en la imagen mostrada.

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En esta ventana debe quedar tal cual se muestra en la imagen mostrada abajo, donde el casillero Label se consignara el nombr e como “Demanda”, a su vez consignar como 7: Base Demanda, esto es la alternativa existente

Finalizar, luego se mostrara la siguiente ventana.

En esta ventana se muestra que fueron seleccionados 24 Customer meters, que en si son los micromedidores donde se asignaran las demandas de las viviendas

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Luego de asignar las demandas desde LoadBuilder y con la herramienta Customer meter, queda creada la demanda y asignada a cada vivienda. Tal como se puede apreciar en la demanda.

En esta tabla se puede apreciar la asignación automática a cada lote o vivienda el caudal unitario que fue calculado previamente, aquí se aprecia 20 viviendas desde V -1 hasta V-20, y 02 instituciones educativas, 01 posta, y 01 iglesia.

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En la siguiente imagen se aprecia la asignación de las demandas atravez de los Customer meters, y es asignada a la vivienda, se conecta al nudo mas próximo con una línea discontinua, ahora queda listo para la primera corrida y analizar los resultados.

Realizar la primera corrida para ello hacer click en el icono

En esta corrida se aprecia el mismo caudal de ingreso de 0.50 lps.

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 Analizando las presiones en los nudos, se aprecia que se tiene presiones minimas de 3.90 lps,

ello no garantiza el buen funcionamiento de la red debido a las presiones bajas, para mejorar estas presiones, se hara un reservorio de tipo elevado, para ello se elevara 10 m, de la cota terreno, para ello desde la venta de propiedades cambiar los niveles del reservorio.

Con estos cambios realizar una segunda corrida y analizar los resultados, y comente con vuestros comentarios.

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