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ICG - Instituto de la Construcción y Gerencia / Av. Jorge Basadre 1199, San Isidro, LIMA, PERUTelefax: (51 - 1) 4217896 / Portal: www.construccion.org.pe / e-mail: [email protected]
MODELACIÓN Y DISEÑO DE SISEMAS DE DISTRIBUCION DE AGUA CON WATERCAD
Ing. Carlos Vidal ValenzuelaDISTANCIA – CLASE 02
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA
Modelación y Diseño de Sistemas de
Distribución de Agua
EXPOSITOR : ING. CARLOS VIDAL VALENZUELA
CLASE 02
USOS DE MODELOS DE SIMULACIÓN
GeneralidadesCampos de AplicaciónPreparaciónRepresentación del Sistema RealPropiedades de las tuberíasUso del agua (consumo, demanda)Aplicando el modelo
GENERALIDADES DE SIMULACIÓN
Aproximación a la realidadMODELO = SOFTWARE + INFORMACIÓNRecolección y revisión de información toma tiempoDecidir si los resultados son razonablesAplicar un buen criterio de Ingeniería
INPUT : BASURA OUTPUT : BASURA
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MODELACIÓN Y DISEÑO DE SISEMAS DE DISTRIBUCION DE AGUA CON WATERCAD
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ETAPAS DE LA MODELACIÓN1. Definir objetivo2. Selección de herramienta tecnológicas3. Representación del sistema4. Asignación de consumos5. Definición de Escenarios6. Simulación y análisis7. Calibración y documentación de resultados8. Verificación de resultados = VALIDACIÓN
¡¡La Modelación es un proceso iterativo y en permanente evolución !!
APLICACIONES DE LA MODELACIÓN
Diseño y PlaneamientoEsquemas OperativosAnálisis de uso de aguaControl en Tiempo RealDefinición de Planes MaestrosAuditoria y Detección de fugasModelación de CalidadAnálisis de Vulnerabilidad
CAMPOS DE INTERACCIÓN
Administración y GestiónOperación y ControlPlaneación EstratégicaDivisión Técnica y Proyectos
Modelación = Esfuerzo interdisciplinario
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MODELACIÓN Y DISEÑO DE SISEMAS DE DISTRIBUCION DE AGUA CON WATERCAD
Ing. Carlos Vidal ValenzuelaDISTANCIA – CLASE 02
CONSTRUCCIÓN DE MODELOS
FASE 1: Construcción topológicaFASE 2: Información de infraestructuraFASE 3: Asignación de elevacionesFASE 4: Estimación de demandasFASE 5: Simplificación o esqueletizaciónFASE 6: Escenarios y alternativasFASE 7: Ejecución de simulacionesFASE 8: Calibración
Fase 1: Construcción topológica
Fase 1: Construcción topológicaDibujos CAD, GIS y planos en papelProcesos manuales o automáticosDetermine tuberías a ser incluidasIdentificadores para nodos y conexionesVerificación en campoRevisión de conectividadInvolucrar personal de campo (capataz, operarios)
¡¡Nunca descarte la información de Planos de Obra!!
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Fase 2: Información de infraestructura
LONGITUDESReal – No de punto a puntoEsquemática vs. a EscalaA escala: longitudes automáticamente determinadasEsquemática : longitudes definidas por el usuario
DIÁMETROSDiámetros nominales vs. diámetros realesTubería de 6” Clase 50 DI = 6.4” diámetro internoImportante para tamaños pequeños y análisis de calidad
1.
.2
Fase 3: Asignación de elevaciones
Fase 3: Asignación de elevaciones
Usadas para convertir gradientes a presionesPueden usarse elevaciones del...
SueloTubería óUsuario
Conservar consistencia¡¡Si existe información topográfica de calidad,
se podrán construir Modelos Digitales de Terreno fiables!!
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Fase 3: Asignación de elevaciones
Fase 4: Estimación de demandas
Parámetros de diseñoProyectado
PoblaciónHorizonteÁreaDotación
Q PROMEDIO = población x dotación86 400(diario)
Q máx =(diario)
Q máx =(horario)
Q promedio(diario)
K 1
Q promedio(diario)
K 2
K 1 : 1.3
K 2 : 1.8 – 2.5
Qdesagüe =0.80Q máx(horario)
Existente medir o estimar los caudales
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Fase 4: Estimación de demandas
Promedio diario anual actualVariaciones y picos temporalesAgua no contabilizada - PérdidasFlujos de incendioProyecciones futuras
ANC = %
V ENT – V CONTV ENT
Fase 4: Estimación de demandas
Balance hídrico
Q (inyectado)
Qi (incontrolado)
Qic (incontrolado
consumido)
Qica (ausencia
de medidor)
Qical (conexiones
legales)
Eficacia de la Gestión
Qr (registrado)
Estado de la Red
Qif (fugas)
Eficacia de la medida
Qice (error medidor)
Control de conexiones
Qicai (conexiones
ilegales)
Q suministrado = registrado – incontrolado consumido
Fase 4: Estimación de demandas
Estimación de uso de aguaUso del sueloSectorización de la RedSistema ComercialLecturas medidores
Corrección por agua no contabilizadaÍndice de MicromediciónCurva de error de los medidoresPatrones de consumo
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Patrón de consumo
t
Q
0I12
I24
Q prom
CONSULTA de AUDITORIO
¿En la línea de diseño, la curva de error de los medidores puede que al ubicarla, puede trabajar insertando la curva de error de medidores?O sea, ¿a qué se refiere al colocar curva de error de medidores?Por ejemplo, en el sistema caudal, el caudal puntual de esa curva, determinar el error del medidor y por supuesto será previamente calibrado en campo
Fase 4: Estimación de demandasDEMANDA DE AGUA POR USO DE SUELO
Consumo ÁreaPatrones de consumo por uso de sueloAsignar áreas a los nodosMapas de uso de suelo futuros
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Fase 4: Estimación de demandas
AREA USO (GPS) No NODOS USO nodo (gpd)
A 21000 7 3000B 20000 4 5000C 10000 5 2000D 12000 3 4000
DISTRIBUCIÓN DE ÁREAS A NODOSÁreas censalesRutas de mediciónDistribuir proporcional por áreas
Fase 4: Estimación de demandasASIGNACIÓN POR ESTRUCTURA
Uso de agua para cada estructuraDefinir patrón de uso de terrenoAsignar estructuras a nodosCalcular uso de agua nodalFotos aéreas útiles
Nodo UsoA 2100 gpdB 1500 gpdC 1800 gpdD 400 gpd
Fase 4: Estimación de demandasASIGNACIÓN DE MEDIDORES A NODOS
• Asignar medidores a nodos mas cercanos• Utilizar directamente lecturas del sistema
de cobro
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Fase 4: Estimación de demandasFASE IEstablecimiento
relación Conexiones –lineales (barrido)
FASE IIDistribución Nodal de
consumosEsquema y Ecuaciones de Asignación
Fase 4: Estimación de demandasPROYECCIONES DE DEMANDA
Proyecciones espaciales y temporales de poblaciónDonde ocurrirá gran crecimiento?Donde se ubicarán los grandes consumidores?Dotaciones futuras de racionalización de uso
Fase 4: Estimación de demandas
FLUJOS DE INCENDIO
Normatividad Local
Requerimiento de flujo
Requerimiento de duraciones
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Fase 5: Simplificación o esqueletización
Fase 5: Simplificación o esqueletización
Nivel 1 - SimplificaciónRastreo y remoción de datos (Data Srubbing)
Nivel 2 – Técnicas AnalíticasRemoción y acoplamiento de segmentos en serieRecorte de ramales (Branch Trimming)
Fase 5: Simplificación o esqueletización
¿Cuál es el nivel de Esqueletización deseado?
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Fase 5: Simplificación o esqueletización
Aplicaciones que permiten mayor esqueletizaciónPlaneamiento maestroEstudios regionales de calidad de aguaEstudios de consumo de energíaElaboración de curvas de sistemas
Aplicaciones que requieren mas tuberíasDiseñoAnálisis de calidad de aguaAnálisis contra incendios
Fase 5: Simplificación o esqueletización
NIVELES DE ESQUELETIZACION
Fase 6: Escenarios y alternativasCiclo de escenarios Escenario Alternativas
DemandaFísicaConfig. InicialOperacionalEdadConstituyenteTrazaFlujo de incendioCostoDatos de usuarioControl lógicoTopologías
Construir modelo(escenario base)
Calcularescenario
Revisar resultados
Editarescenario
agregarescenario
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Fase 6: Escenarios y alternativasUn modelo de WaterCAD puede asimilarse aun gran archivador con infinitos cajones querepresentan cada Escenario
Escenario A – Sectorización año 2030
Escenario B – Racionalización de Cloro
Escenario C – Ampliación Estación de Bombeo
Ahora, un cajón (Escenario) es tan solo un repositorio de información, si está vacío no significa nada para el modelo. De esta forma, cada cajón (Escenario) lleva dentro un número determinado de carpetas que representan Tipos de Alternativas.
1. Topología 4. Condición Inicial 7. Constituyente 10. Costo Capital2. Física 5. Operacional 8. Traza 11. Costo de Energía3. Demanda 6. Edad 9. Flujo de Incendio12. Datos de Usuario
Fase 6: Escenarios y alternativasPara cada tipo de Alternativa, el usuario tiene la libertad de seleccionar qué información utilizar.
Estas diferentes opciones para alimentar cada carpeta (Tipo de Alternativa), son en sí las Alternativas del modelo, que en nuestra analogía son representadas por las hojas de datos.
El usuario puede crear y almacenar infinitas versiones de estas hojas de datos (Alternativas), con las cuales es posible crear nuevos escenarios usando alternativas de escenarios ya creados, reutilizando algunas de ellas, o cambiando tan solo una para generar sutilesvariaciones entre escenarios.
Fase 6: Escenarios y alternativasEscenario = Una simulación distinta para el mismo modelo
Contiene tipo de simulación.Usa datos de las alternativas
Alternativas = Grupo de datosConstruyen bloques de escenarios
Herencia = Construir alternativas y escenarios basados en existentes
Add (agregar) = No se heredan datosDuplicate (duplicar) = Copia pero no conectaChild (hijo) = Conecta grupo de datos
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Fase 7: Ejecución de simulacionesTIPOS DE SIMULACION
ESTATICOTopologíaFísicaDemandaConf. Inicial
EPSTopologíaFísicaDemandaConf. InicialCont. LógicosOperacionales
EPSTopologíaFísicaDemandaConf. InicialCont. LógicosOperacionalesEdadTrazaConstituyente
FLUJO DE INCENDIOTopologíaFísicaDemandaConf. InicialFlujo de incendio
Fase 8: CalibraciónAjustar las características del modelo hidráulico para representar de la mejor manera su comportamiento real
FIN
INPUT: Basura = OUTPUT: Basura¡¡Siempre prevalecerán criterios del Modelador !!
Taller 1
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Taller 01
Ver manual
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CONSULTA de AUDITORIO
Cuando le dio clic derecho al nodo, salió los valores de “x” y “y” ¿Eso está referenciado…?¿Esas coordenadas “x” y “y” en función a dónde están?Entonces, típicamente también puedo trabajar, por ejemplo, con archivos de LAN
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CONSULTA de AUDITORIOYo puedo tocar, si yo quiero que sea a escala, pero con longitudes requeridas; quiero decir, si modificamos el modelo esquemático, pero yo no quiero el modelo esquemático; o sea, yo quiero siempre poderlo visualizar en escala. O sea, si la línea mide trescientos, se vea lo de trescientos con respecto a uno al cincuentaAun si quiero a escalaConstante es lo que se usa ¿No ha manera de que se vea en relación a las medidas que yo le ponga?O sea, editar uno y automáticamente el tramo se reduceEditar en función a la longitud que yo le estoy dando
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CONSULTA de AUDITORIO
En las tablas de Excel para importar los datos. Está bien que se puede importar; pero, ¿se puede instalar una tabla, por ejemplo de un formato vws? Para no estar anotando la base de datos que uno tiene en la base de datos en un formato vws, ¿se puede instalar e importar los datos?
CONSULTA de AUDITORIO
Ahí en los nodos estamos colocando lo que son las cotas desligada y desistida, en los nodosClaro, la cota del nodo uno y la cota del nodo dos. Pero en el tramo de la tubería, por A o por B, si encontramos un galopado en donde la cota sea superior ¿Para ese tramo?Lo que pasa es que esa parte va tener una pérdida y va tener una línea dinámica; entonces lo que yo quiero evitar es que esa línea pase o intersecte la palmadaEn tal caso que haya una válvula de Kurt
CONSULTA de AUDITORIOCuando usted dijo que para la conexión dinámica con la base de datos paso los focos, es bidireccional. Ya, yo pongo el sistema y trabajo con el WaterCAD como es el programa. Ya, si mi base de datos está en Excel, lo modifico, ya lo guardo Excel, cierro Excel y mi tabla ya se ha cambiado; ¿si lo levanto a WaterCAD, actualiza datos?DebeO sea, quiere decir que lo que yo levanto al WaterCAD, hace solamente una copia de la base de datos la mantieneClaro, WaterCAD levanta con su propia base de datos
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CONSULTA de AUDITORIO
Estamos hablando de que crea los archivos con el mismo nombre del proyectoNo levanta en WaterCAD dándole doble clic en la zona del… o sobre el ícono
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