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MODELACIÓN Y DISEÑO DE SISEMAS DE DISTRIBUCION DE AGUA CON WATERCAD

Ing. Carlos Vidal ValenzuelaDISTANCIA – CLASE 02

INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA

ModelaciModelacióón y Disen y Diseñño o de Sistemas de de Sistemas de

DistribuciDistribucióón de Aguan 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

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




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!!

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


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!!





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


Promedio diario anual actualVariaciones y picos temporalesAgua no contabilizada - PérdidasFlujos de incendioProyecciones futuras

ANC = %

V ENT – V CONTV ENT





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


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




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


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




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





FLUJOS DE INCENDIO

Normatividad Local

Requerimiento de flujo

Requerimiento de duraciones

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)


¿Cuál es el nivel de Esqueletización deseado?





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


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

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




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

Taller 01

Ver manual





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


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?





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





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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