SIMULACIÓN NUMÉRICA DE LOS PROCESOS DE ADVECCIÓN Y ...
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SIMULACIÓN NUMÉRICA
DE LOS PROCESOS DE
ADVECCIÓN Y REACCIÓN
DE SULFUROS EN REDES
DE SANEAMIENTO
Universidad Politécnica de Cartagena
Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y de Ingeniería de Minas
Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
Trabajo Fin de Máster
AUTOR:
Francisco Fernandez Baño
DIRECTOR:
Dr. Juan Tomás García Bermejo
Cartagena, mayo de 2019
Índice
ÍNDICE
ÍNDICE DE CAPÍTULOS
SIMULACIÓN NUMÉRICA DE LOS PROCESOS DE ADVECCIÓN Y REACCIÓN DE SULFUROS EN REDES DE SANEAMIENTO
1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO DE INVESTIGACION .................................................. 1
1.1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO .................................................................................................... 2
2. CARACTERISTICAS DE AGUAS RESIDUALES ...................................................... 4
2.1. COMPOSICION DE LOS CAUDALES DE AGUAS RESIDUALES ..................................................... 4
2.1.1. Uso doméstico .................................................................................................................................. 4
2.1.2. Uso industrial ................................................................................................................................... 4
2.1.3. Aguas pluviales ................................................................................................................................. 5
2.1.4. Infiltración y aportaciones incontroladas ........................................................................................ 5
2.1.5. Proporción de aguas de abastecimiento que llega a las alcantarillas .............................................. 5
2.2. VARIACION DE LOS CAUDALES DE AGUA RESIDUAL ................................................................ 5
2.2.1. Variaciones a corto plazo. ................................................................................................................ 5
2.2.2. Variaciones estacionales .................................................................................................................. 7
2.2.3. Variaciones industriales ................................................................................................................... 7
2.3. TIPOS DE REDES DE SANEAMIENTO ........................................................................................ 7
2.3.1. Modo de transporte de aguas residuales ........................................................................................ 8
2.3.2. Tamaño y función de la alcantarilla ................................................................................................. 8
2.4. IMPACTOS DE LA URBANIZACIÓN SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA ......................................... 10
3. LA FORMACIÓN DE SULFUROS EN LAS REDES DE SANEAMIENTO ................... 14
3.1. GENERACION Y TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN LAS REDES UNITARIAS ................... 14
3.1.1. Formación de acido sulfhidrico (H2S) ............................................................................................. 14
3.1.2. Los factores que determinan la velocidad de formación de sulfuro .............................................. 17
3.2. CORROSIÓN INDUCIDA POR EL ACIDO SULFHIDRICO EN COLECTORES DE HORMIGON ....... 18
3.3. PREDICCIÓN EMPÍRICA DE SULFUROS ................................................................................... 21
3.3.1. Modelos de predicción de sulfuro tipo ii para conducciones ........................................................ 22
3.3.2. Estimación de sulfuros disueltos en el agua residual y ácido sulfhídrico en la atmosfera de la
conduccion .................................................................................................................................................. 23
4. CALIBRACION DEL METODO NUMERICO DE TRANSPORTE DE
CONTAMINANTES ............................................................................................. 28
4.1. FUNDAMENTOS DEL MODELO DE TRANSPORTE DE CONTAMINATES .................................. 28
Índice
4.1.1. Ecuación de transporte .................................................................................................................. 28
4.2. METODOS DE SOLUCION ....................................................................................................... 29
4.2.1. Metodo diferencias finitas (mdf) ................................................................................................... 31
4.2.2. Metodo volumen discreto (mvd) ................................................................................................... 31
4.2.3. Metodo guiado por tiempo (mgt) .................................................................................................. 32
4.2.4. Metodo guiado por sucesos (mgs) ................................................................................................. 32
4.2.5. Implementacion del metodo de volumen discreto ........................................................................ 34
4.3. IMPLEMENTACION DEL METODO VOLUMEN DISCRETO ....................................................... 37
5. APLICACIÓN DEL METODO NUMERICO EN LA RED DE SANEAMIENTO DE LA
CIUDAD DE MURCIA .......................................................................................... 52
5.1. DESCRIPCION DE LA RED DE SANEAMIENTO DEL MUNICIPIO DE MURCIA ............................. 53
5.1.1. Configuracion de la red .................................................................................................................. 53
5.1.2. Zona de estudio .............................................................................................................................. 56
5.2. OBTENCION DE DATOS DE ENTRADA .................................................................................... 56
5.2.1. Caracteristicas bilogicas de las aguas residuales ........................................................................... 57
5.2.2. Caracteristicas geometricas de las conducciones .......................................................................... 61
5.2.3. Las características hidráulicas de las aguas residuales .................................................................. 62
5.2.4. Modelo numérico de la red de saneamiento .................................................................................. 64
5.2.5. Modelo numérico del municipio de murcia .................................................................................... 65
5.3. PORCEDIMIENTO DE APLICACIÓN DEL METODO VOLUMEN DISCRETO ................................ 72
5.4. RESULTADOS DE LA SIMULACION ......................................................................................... 75
6. CONCLUSION ............................................................................................... 87
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................... 89
ANEJO 1 ............................................................................................................ 92
ANEJO 2 ............................................................................................................ 97
Índice
ÍNDICE DE IMÁGENES
Imagen 2.1. Variación del caudal residual durante el día (Metcalf & Eddy, 1995). ____¡Error! Marcador no definido.
Imagen 2.2. Variación de caudales residuales a lo largo de la semana (Metcalf & Eddy, 1995). _________________ 7
Imagen 2.3. Tipos de transporte de las aguas residuales (Metcalf & Eddy, 1995). ____________________________ 8
Imagen 2.4. Redes Separativas (www.estibaus.es). ____________________________________________________ 9
Imagen 2.5. Redes Unitarias (www.estibaus.es). ____________________________________________________ 10
Imagen 2.6. Arrastre de contaminante a la red de alcantarilla (www.iagua.es). ____________________________ 11
Imagen 3.1. Procesos microbianos anaeróbicos en una conducción (Thorkild Hvitved-Jacobsen et al., 2005). _____ 14
Imagen 3.2. Ilustración del ciclo del azufre (Thorkild Hvitved-Jacobsen et al., 2005). ________________________ 15
Imagen 3.3.Formacion del ácido sulfhídrico (Thorkild Hvitved-Jacobsen et al., 2005). _______________________ 16
Imagen 3.4. Corrosión del Hormigón en las conducciones de la red de saneamiento (Vincke et al., 2000). _______ 20
Imagen 4.1. Esquema del proceso de transporte de contaminante en el MGT (Rossman et al., 1996). __________ 32
Imagen 4.2. Esquema del proceso de transporte de contaminante en el MGS (Boulos et al., 1995) _____________ 33
Imagen 4.3. Esquema proceso de transporte de contaminante en el MVD (Rossman et al., 1995) ______________ 35
Imagen 4.4. Esquema de reducción de segmentos al final del t (Rossman et al., 1995) _____________________ 37
Imagen 4.5. Esquema de incremento de segmentos al final del t (Rossman et al., 1995) ___________________ 37
Imagen 4.6. Esquema de la red de aplicación del método numérico de transporte. _________________________ 38
Imagen 4.7. Esquema de la red con los segmentos de volumen en cada conduccion. ________________________ 39
Imagen 4.8. Grafica de resultados del MVD obtenidos por Rossman. ____________________________________ 41
Imagen 4.9. Esquema del proceso de transporte de contaminante cada intervalo de tiempo de concentración de
contaminante. _______________________________________________________________________________ 47
Imagen 4.10. Grafica con resultados de valores de concentración del contaminante a lo largo del periodo de
simulación. __________________________________________________________________________________ 48
Imagen 5.1. Esquema distribución de colectores Sistema Murcia Este en Margen Derecha. ___________________ 54
Imagen 5.2. Esquema distribución de colectores Sistema Murcia Este en Margen Izquierda __________________ 55
Imagen 5.3. Esquema distribución de colectores Sistema El Raal. _______________________________________ 55
Imagen 5.4. Plano de situación de la zona de estudio. ________________________________________________ 56
Imagen 5.5. Plano de situación con los pozos de registro y conducciones en la zona de estudio. _______________ 61
Imagen 5.6. Esquema de capas de SWMM 5.0. (Del Rio, 2011). _________________________________________ 64
Imagen 5.7. Ejemplo de los Componente Físicos empleados en el modelo de un sistema de drenaje (US-EPA. 2005).
___________________________________________________________________________________________ 65
Imagen 5.8. Esquema general de saneamiento de la ciudad de Murcia. __________________________________ 66
Imagen 5.9. Zona de aproximación a la EDAR. ______________________________________________________ 67
Imagen 5.10. Geometría del modelo SWMM de la red de saneamiento de estudio. _________________________ 68
Imagen 5.11. Valores de los caudales en las conducciones. ____________________________________________ 70
Imagen 5.12. Valores de los niveles en las conducciones. ______________________________________________ 71
Imagen 5.13. Esquema del estado inicial t0 de la concentración en cada segmento de cada conducción. ________ 73
Índice
Imagen 5.14. Esquema del estado t0+1 de la concentración en cada segmento de cada conducción ____________ 74
Imagen 5.15. Resultados de la simulación de los sulfuros en el agua en cada pozo de registro ________________ 77
Imagen 5.16. Resultados de la simulación de los sulfuros en el agua en cada conducción. ____________________ 80
Imagen 5.17. Resultados de la simulación de los sulfuros en el aire en cada pozo de registro. _________________ 83
Imagen 5.18. Resultados de la simulación de los sulfuros en el aire en cada conducción. _____________________ 86
Índice
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 3.1. Efectos y síntomas nocivos en la salud humana producidos por el H2S (www.osha.gob). ____________ 19
Tabla 4.1. Características hidráulicas y geométricas de las conducciones _________________________________ 38
Tabla 4.2. Características de los nudos de la red de aplicación del método numérico de transporte ____________ 39
Tabla 4.3. Cuadro 1 con los valores de las concentraciones del contaminante en los segmentos de volumen para
cada intervalo de tiempo. ______________________________________________________________________ 49
Tabla 4.4. Cuadro 2 con los valores de las concentraciones del contaminante en los segmentos de volumen para
cada intervalo de tiempo. ______________________________________________________________________ 50
Tabla 5.1. Intervalos de tiempo usados en la simulación. ______________________________________________ 57
Tabla 5.2. Cuadro de valores de las características biológicas y de temperatura. ___________________________ 57
Tabla 5.3. Características de los pozos de registro. ___________________________________________________ 61
Tabla 5.4. Características de las conducciones. ______________________________________________________ 62
Tabla 5.5. Datos de registro del consumo de agua de los abonados en la ciudad de Murcia ___________________ 63
Tabla 5.6. Valores de los caudales en las conducciones de la zona de estudio. _____________________________ 68
Tabla 5.7. Valores de los niveles en las conducciones de la zona de estudio. _______________________________ 70
Tabla 5.8. Datos hidráulicos de las conducciones. ____________________________________________________ 72
Tabla 5.9. Datos biológicos y de temperatura. ______________________________________________________ 72
Tabla 5.10. Intervalos de tiempo en la simulación. ___________________________________________________ 72
Tabla 5.11. Generación e sulfuros en el agua residual. ________________________________________________ 72
Tabla 5.12. Emisión de sulfuros a la atmosfera del colector. ___________________________________________ 72
Tabla 5.13. Resultados de la simulación de los sulfuros en el agua en cada pozo de registro. _________________ 75
Tabla 5.14. Resultados de la simulación de los sulfuros en el agua en cada conducción. _____________________ 78
Tabla 5.15. Resultados de la simulación de los sulfuros en el aire en cada pozo de registro. __________________ 81
Tabla 5.16. Resultados de la simulación de los sulfuros en el aire en cada conducción. ______________________ 84
pág. 1
Capítulo 1. Objetivos del estudio de investigación
CAPITULO 1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO DE
INVESTIGACION
ÍNDICE CAPÍTULO 1:
1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO DE INVESTIGACION .................................................. 1
1.1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO .................................................................................................... 2
pág. 2
Capítulo 1. Objetivos del estudio de investigación
1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO DE
INVESTIGACION
1.1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO
En el presente trabajo se va desarrollar la implementación de un método numérico para el transporte
de contaminantes en la red de saneamiento. Programas informáticos como SWMM y EPANET
llevan incorporados módulos de cálculo para el transporte de contaminantes en la red. En este
trabajo simularemos uno de estos métodos numéricos de transporte mediante un script de
MATLAB. Observaremos como un contaminante, en nuestro caso el ácido sulfhídrico en aire y el
sulfuro en agua, son transportados por un tramo de red de saneamiento de la ciudad de Murcia.
Estos contaminantes son generados en las redes de alcantarillado debido a la composición de las
diversas aguas residuales que se vierten en estas conducciones. Simularemos como estos
componentes nocivos para la salud humana van avanzando aguas abajo de la red mientras se sufren
un proceso químico de reacción que provocara cambios en su concentración.
pág. 3
CAPITULO 2. CARACTERISTICAS DE LAS
AGUAS RESIDUALES
ÍNDICE CAPÍTULO 2:
2. CARACTERISTICAS DE AGUAS RESIDUALES ...................................................... 4
2.1. COMPOSICION DE LOS CAUDALES DE AGUAS RESIDUALES ..................................................... 4
2.1.1. Uso doméstico .................................................................................................................................. 4
2.1.2. Uso industrial ................................................................................................................................... 4
2.1.3. Aguas pluviales ................................................................................................................................. 5
2.1.4. Infiltración y aportaciones incontroladas ........................................................................................ 5
2.1.5. Proporción de aguas de abastecimiento que llega a las alcantarillas .............................................. 5
2.2. VARIACION DE LOS CAUDALES DE AGUA RESIDUAL ................................................................ 5
2.2.1. Variaciones a corto plazo. ................................................................................................................ 5
2.2.2. Variaciones estacionales .................................................................................................................. 7
2.2.3. Variaciones industriales ................................................................................................................... 7
2.3. TIPOS DE REDES DE SANEAMIENTO ........................................................................................ 7
2.3.1. Modo de transporte de aguas residuales ........................................................................................ 8
2.3.2. Tamaño y función de la alcantarilla ................................................................................................. 8
2.4. IMPACTOS DE LA URBANIZACIÓN SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA ......................................... 10
pág. 4
Capítulo 2. Características de las aguas residuales
2. CARACTERISTICAS DE AGUAS RESIDUALES
El objetivo de este capítulo es describir las características y los componentes que constituyen las
aguas residuales que se generan en una comunidad y las fuentes de generación, así como, su
distribución espacial y en el tiempo. También se describirá los tipos de redes de saneamiento que
se disponen en las alcantarillas y los impactos de la urbanización sobre la calidad del agua.
2.1. COMPOSICION DE LOS CAUDALES DE AGUAS
RESIDUALES
La composición de los caudales de aguas residuales de una comunidad depende del tipo de sistema
de recogida que se emplee, y puede incluir los siguientes componentes:
2.1.1. USO DOMÉSTICO
El agua residual doméstica procede del agua abastecida a zonas residenciales, comercios,
instituciones y espacios recreacionales, y se mide a partir de contadores individuales. Los usos a
los que se destina incluyen el agua que se bebe, la usada para limpieza, higiene, fines culinarios,
evacuación de residuos, y regado de jardines y zonas verdes particulares.
- Zonas Residenciales. El agua que se consume se emplea tanto para usos interiores, lavabos
y duchas, como para usos exteriores como lavar el cache o regar el jardín.
- Comercios. El agua consumida para fines higiénicos y sanitarios depende en gran medida
del tipo de actividad que se desarrolla (por ejemplo, el consumo en una oficina comparado
con el de un restaurante).
- Instituciones. El agua que se consume en hospitales, colegios y residencias.
- Espacios recreacionales. Instalaciones tales como piscinas, boleras, campings, centros
turísticos y clubes de tenis o golf incluyen usos del agua de muy diversa índole.
2.1.2. USO INDUSTRIAL
El agua residual industrial predomina los vertidos industriales. La cantidad de agua con que los
municipios abastecen a las industrias para su uso en los diferentes procesos de producción presenta
una gran variabilidad. Las industrias grandes consumidoras de agua, como las refinerías, las
químicas y las conserveras, suelen abastecerse al margen de las redes públicas de abastecimiento
de agua. En cambio, industrias cuyas necesidades y consumos son bastante menores, como las
dedicadas a productos de tecnología, si se abastecen a través de las redes públicas. En la práctica,
pág. 5
Capítulo 2. Características de las aguas residuales
debido a que los usos industriales del agua son muy variados, es conveniente estudiar con
detenimiento tanto el origen del agua utilizada como los residuos producidos.
2.1.3. AGUAS PLUVIALES
El agua resultante de la escorrentía superficial.
2.1.4. INFILTRACIÓN Y APORTACIONES INCONTROLADAS
La infiltración hace referencia al agua que penetra en el sistema a través de juntas defectuosas,
fracturas y grietas, o paredes porosas. Las aportaciones incontroladas corresponden a aguas
pluviales que se descargan a la red por medio de alcantarillas pluviales, drenes de cimentaciones,
bajantes de edificios y tapas de pozos de registro.
2.1.5. PROPORCIÓN DE AGUAS DE ABASTECIMIENTO QUE LLEGA A LAS
ALCANTARILLAS
Debido a que las aguas residuales están constituidas principalmente por agua utilizada, es preciso
hacer una estimación de la proporción del agua abastecida que llega a las alcantarillas. Una parte
importante del agua abastecida no llega a la red de alcantarillado, ya sea por su uso en procesos de
producción, irrigación de espacios verdes, mantenimiento de infraestructuras, apagado de
incendios, o porque corresponda a perdidas y fugas o usuarios no conectados a la red de recogida.
Entre el 60% y el 85% del consumo por habitante se convierte en agua residual.
2.2. VARIACION DE LOS CAUDALES DE AGUA RESIDUAL
En este apartado se analizan brevemente las variaciones debidas a usos industriales, las variaciones
a corto plazo, y las variaciones estacionales de los caudales de aguas residuales.
2.2.1. VARIACIONES A CORTO PLAZO
Los caudales de agua residual registrados en las plantas de tratamiento siguen aproximadamente
una ley de variación diaria como la que aparece en la ¡Error! No se encuentra el origen de la r
eferencia..
En las primeras horas de la mañana, en las que el consumo de agua es mínimo, también son
mínimos los caudales que se registran, caudales compuestos fundamentalmente por aguas
infiltradas y pequeñas cantidades de agua residual doméstica. La primera punta se alcanza cuando
llega a las plantas de tratamiento el agua correspondiente al consumo punta, a última hora de la
mañana. La segunda punta suele darse a última hora de la tarde, entre las 19 y las 21 h, aunque
depende tanto del tamaño de la comunidad como de la longitud de la red de alcantarillado. Cuando
pág. 6
Capítulo 2. Características de las aguas residuales
son mínimas las aportaciones externas e incontroladas a la red, las curvas de variación de los
caudales de aguas residuales son muy semejantes a las curvas de abastecimiento, aunque presentan
un retardo de algunas horas. Salvo que se concentre en un día específico de la semana el desarrollo
de actividades con influencia sobre los caudales de agua residual, como lavar la ropa, las leyes de
variación de los caudales de agua residual son idénticas para todos los días laborables de la semana.
En la Imagen 2.2 se representa gráficamente la variación típica semanal de los caudales de aguas
residuales para periodos secos.
2.1. Distribución espacial de los caudales residuales domésticos a lo largo del día (Metcalf & Eddy, 1995)
pág. 7
Capítulo 2. Características de las aguas residuales
Imagen 2.2. Variación de caudales residuales a lo largo de la semana (Metcalf & Eddy, 1995)
2.2.2. VARIACIONES ESTACIONALES
Las variaciones estacionales en los caudales de aguas residuales se hacen especialmente patentes
en zonas turísticas, pequeñas comunidades con colegios y universidades, y en zonas en las que las
actividades tanto comerciales como industriales se concentran en diferentes épocas del año. La
variación que cabe esperar depende tanto de la actividad que se desarrolla como del tamaño de la
comunidad. En el periodo estival, los caudales aumentan debido a la mayor ocupación en centros
recreacionales y turísticos. La época del año en la que se registran mayores caudales es en invierno
y principio de la primavera, debido a que sube el nivel de las aguas subterráneas y con él la cantidad
de agua infiltrada.
2.2.3. VARIACIONES INDUSTRIALES
Es difícil predecir la distribución en el tiempo de los caudales residuales de origen industrial, pues,
aunque las industrias suelen generar caudales aproximadamente constantes, estos pueden variar
notablemente si se produce el cierre temporal de una fábrica (descenso en los caudales) o se decide
limpiar una instalación o renovar el agua de los circuitos internos (aumento en los caudales). A
pesar de que los cambios y modernización de los procesos internos pueden conducir a una
reducción de los vertidos, la ampliación y expansión industrial puede incrementarlos. Los vertidos
industriales son especialmente problemáticos en plantas de tratamiento de pequeño tamaño, en las
que la capacidad de absorber descargas instantáneas es bastante limitada.
2.3. TIPOS DE REDES DE SANEAMIENTO
Las redes de saneamiento se desarrollaron con el objetivo principal de la eliminación rápida de
desechos y aguas residuales de las ciudades en crecimiento. Una de las principales razones para
recoger las aguas residuales en estos sistemas subterráneos fue el enorme problema del olor
desagradable de las alcantarillas abiertas, pozos de agua y los requisitos de espacio en las calles de
ciudades densamente pobladas.
El conocimiento sobre los aspectos higiénicos de las alcantarillas y los impactos humanos
correspondientes en términos de enfermedades transmitidas por el agua se desarrollaron lentamente
desde finales del siglo XVIII. Estas nuevas enfermedades estaban ligadas con el rápido desarrollo
de la urbanización.
Las redes de saneamiento se pueden clasificar en diferentes categorías. Las dos formas principales
de clasificación se refieren a:
• Tipo de modo de transporte
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Capítulo 2. Características de las aguas residuales
• El tamaño y la función de las redes de saneamiento
Estas dos categorías dividen a las alcantarillas en grupos con características diferentes en términos
de captación y transporte de aguas residuales. Además, también es extremadamente importante
tener en cuenta estos aspectos al abordar los procesos químicos en las redes de saneamiento.
2.3.1. MODO DE TRANSPORTE DE AGUAS RESIDUALES
Hay dos tipos principales de redes de saneamiento que se refieren al modo de transporte:
Conducciones por gravedad
Conducciones a presión.
Una conducción por gravedad está diseñada con un fondo inclinado y el flujo se produce por
gravitación. La conducción por presión la fuerza motriz del flujo es la fuerza de impulsión del
bombeo.
En términos de procesos de generación de contaminantes, es importante que la superficie del agua
en una alcantarilla por gravedad esté expuesta la mayor parte del tiempo a una fase de gas
(atmósfera de alcantarillado), mientras que este claramente no es el caso en una alcantarilla a
presión. El intercambio de compuestos volátiles entre la fase acuosa y la fase gaseosa en una
alcantarilla por gravedad, por ejemplo, el oxígeno molecular que resulta en la reaireación de la fase
acuosa, es crucial. En contraste, las condiciones anaeróbicas en las aguas residuales de las
alcantarillas a presión están ocurriendo típicamente.
Imagen 2.3. Tipos de transporte de las aguas residuales (Metcalf & Eddy, 1995)
2.3.2. TAMAÑO Y FUNCIÓN DE LA ALCANTARILLA
Para la evacuación de las aguas residuales y pluviales se emplean dos tipos de redes de
alcantarillado: redes separativas y unitarias. En ambos casos, los porcentajes atribuibles a cada uno
de los componentes dependen de las características particulares de la zona y de la época del año.
Las redes de saneamiento separativas se componen de redes sanitarias y pluviales.
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Capítulo 2. Características de las aguas residuales
Redes de saneamiento sanitario. Las redes de saneamiento sanitarias, a menudo identificadas
como redes separadas, están diseñadas para recolectar y transportar el flujo diario de aguas
residuales de áreas residenciales, áreas comerciales e industrias a una planta de tratamiento de
aguas residuales. El agua residual transportada en estas alcantarillas tiene una concentración
relativamente alta de materia orgánica y microorganismos biodegradables.
Redes de saneamiento pluvial. Las redes de saneamiento pluviales se construyen para la
recolección y el transporte de aguas pluviales (aguas de escorrentía) que se originan en
superficies urbanas impermeables, como calles, estacionamientos, techos de edificios, carreteras
y autopistas. Las aguas superficiales ingresan a estas redes a través de entradas ubicadas en
imbornales de calles.
Imagen 2.4. Redes Separativas (www.estibaus.es)
Las redes de saneamiento unitaria. Las redes unitarias recolectan, mezclan y transportan los
flujos de aguas residuales municipales y de escorrentía superficial urbana. Estos sistemas
generalmente funcionan como colectores sanitarios durante los períodos de tiempo seco. Sin
embargo, debido a su capacidad para funcionar cuando sucede una avenida de escorrentía
superficial, las redes unitarias están diseñadas de manera diferente en comparación con las redes
separativas e incluyen construcciones como estructuras de desbordamiento y cuencas de detención
para gestionar grandes cantidades de flujos en tiempo de lluvia. Además, las redes unitarias están
sujetas a un mayor grado de variabilidad en los procesos químicos en comparación con las redes
separativas debido al cambio frecuente en las condiciones de flujo.
Las redes de saneamiento con sistemas unitarios dan lugar a obstrucciones que forman una serie
de pequeñas presas en la alcantarilla, y en tiempo seco, las aguas residuales se acumulan en una
pág. 10
Capítulo 2. Características de las aguas residuales
sucesión de charcos a lo largo de las conducciones, que se descomponen y puede llevar a problemas
anaeróbicos que generan volúmenes de gases. Principalmente en términos de la formación de ácido
sulfhídrico y compuestos orgánicos volátiles. Los problemas correspondientes a estas sustancias
son la corrosión del hormigón y el metal que degradan la red de saneamiento, los impactos
relacionados con la salud en el personal de alcantarillado y los malos olores observados en el
entorno adyacente.
Imagen 2.5. Redes Unitarias (www.estibaus.es).
2.4. IMPACTOS DE LA URBANIZACIÓN SOBRE LA CALIDAD
DEL AGUA
Las actividades humanas dentro de las ciudades producen un gran volumen de residuos de muy
diversa naturaleza que en muchos casos son depositados sobre la superficie de las cuencas urbanas
y, posteriormente, arrastrados hacia los cauces receptores durante el proceso de precipitación-
escorrentía. Esto tiene las diferentes y nefastas consecuencias sobre las masas de agua receptoras,
como son el aumento de la carga de contaminantes; la variación en la temperatura de las aguas; la
disminución de la diversidad de la vida acuática y la aparición de riesgos para la salud humana y
de otros seres vivos ya que muchos de los contaminantes más comunes (sedimentos, nutrientes,
materia orgánica, metales pesados, patógenos, pesticidas, herbicidas e hidrocarburos) tienen una
alta toxicidad.
Además, la escorrentía propagada sobre las superficies impermeables aumenta su temperatura entre
2,5 y 4,1 ºC, lo que, además de los efectos directos sobre la vida acuática, puede provocar una
disminución en las aguas receptoras del oxígeno disuelto y, por tanto, la muerte de algunas especies
de peces más sensibles. Esto es importante para entender como la contaminación afecta a los
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Capítulo 2. Características de las aguas residuales
ecosistemas para evaluar qué tipos de gestión de escorrentías ayudan a mejorar la calidad de aguas
receptoras.
Imagen 2.6. Arrastre de contaminante a la red de alcantarilla (www.iagua.es)
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pág. 13
CAPITULO 3. LA FORMACION DE SULFUROS
EN LAS REDES DE SANEAMIENTO
ÍNDICE CAPÍTULO 3:
3. LA FORMACIÓN DE SULFUROS EN LAS REDES DE SANEAMIENTO ................... 14
3.1. GENERACION Y TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN LAS REDES UNITARIAS ................... 14
3.1.1. Formación de acido sulfhidrico (H2S) ............................................................................................. 14
3.1.2. Los factores que determinan la velocidad de formación de sulfuro .............................................. 17
3.2. CORROSIÓN INDUCIDA POR EL ACIDO SULFHIDRICO EN COLECTORES DE HORMIGON ....... 18
3.3. PREDICCIÓN EMPÍRICA DE SULFUROS ................................................................................... 21
3.3.1. Modelos de predicción de sulfuro tipo ii para conducciones ........................................................ 22
3.3.2. Estimación de sulfuros disueltos en el agua residual y ácido sulfhídrico en la atmosfera de la
conduccion .................................................................................................................................................. 23
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 14
3. LA FORMACIÓN DE SULFUROS EN LAS
REDES DE SANEAMIENTO
En este capítulo se describen los procesos químicos que se generan en las redes de saneamiento
debido a las diversas sustancias depositadas en las aguas residuales. Veremos cuáles son los
fundamentos del transporte y acumulación de estas sustancias contaminantes y explicaremos un
modelo matemático empírico de predicción de los sulfuros en el agua y el aire de las redes de
alcantarillado.
3.1. GENERACION Y TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN
LAS REDES UNITARIAS
Los aspectos científicos y técnicos de los procesos químicos y biológicos de las redes de
saneamiento se centran en la formación de ácido sulfhídrico que se producen en las aguas
residuales. Se construyeron varias estructuras que reflejaban la falta de conocimiento sobre la
naturaleza de los procesos químicos y biológicos en las redes de saneamiento. Estas construcciones
incorrectas de la red causan interrupciones y obstrucciones debidas a la formación de ácido
sulfhídrico.
3.1.1. FORMACIÓN DE ACIDO SULFHIDRICO (H2S)
El sulfuro de hidrógeno presente en los sistemas de saneamiento es producido por la actividad
metabólica de un grupo de bacterias denominadas sulfato-reductoras. Estos microorganismos
residen indiferentemente en las aguas residuales, en los depósitos de fondo y en las biopelículas
(materia orgánica en paredes de la conducción) que cubren los paramentos sumergidos de las
estructuras. Las bacterias sulfato-reductoras son de crecimiento lento y, por lo tanto, están sujetas
a ser eliminadas si ocurren en el agua. Sin embargo, en la biopelícula y los sedimentos de las
conducciones se pueden retener por sus características físicas. Las biopelículas son los medios
donde las bacterias sulfato-reductoras desarrollan los máximos niveles de actividad metabólica.
Imagen 3.1. Procesos microbianos anaeróbicos en una conducción (Thorkild Hvitved-Jacobsen et al., 2005)
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 15
Los graves problemas de olor y corrosión asociados con la recogida, manejo y tratamiento de aguas
residuales domésticas son el resultado de la reducción de sulfato a sulfuro (H2S, HS−, S2−) en
condiciones anaeróbicas. La distinción entre los diferentes tipos de compuestos de sulfuro es
significativa porque solo el ácido sulfhídrico (H2S) puede escapar de la solución acuosa y crear
problemas de olor y corrosión. Cuando se disuelva en agua, el ácido sulfhídrico está parcialmente
ionizado, por lo que existe como una mezcla de H2S y HS− (el ion S2− también existe en el agua,
pero no en cantidades apreciables, excepto en soluciones en las que el pH es superior a 12). Las
proporciones dependen principalmente del pH de la solución y, en menor medida, de la temperatura
y el contenido mineral del agua. En las aguas residuales, el sulfuro puede estar presente
parcialmente en solución y en parte como sulfuros metálicos insolubles, que se llevan como parte
de los sólidos suspendidos.
Imagen 3.2. Ilustración del ciclo del azufre (Thorkild Hvitved-Jacobsen et al., 2005)
Existen básicamente dos tipos de procesos para la producción de sulfuro: la reducción de sulfato y
la degradación de la materia orgánica que contiene azufre. Cuantitativamente, solo la reducción de
sulfato es importante. Sin embargo, debe notarse que la degradación de la materia orgánica que
contiene azufre (ciertos tipos de proteínas) en condiciones anaeróbicas da como resultado la
formación de compuestos de azufre volátiles olorosos como lo son los compuestos H2S, HS−, S2−,
que conforman los denominados sulfuros y que están en equilibrio en función del pH.
SO42− + materia organica → HCO3
− + H2S
El ácido sulfhídrico es un compuesto que se presenta en fase gaseosa, siendo más denso que el aire
(densidad relativa 1,19), incoloro, inflamable en un rango de concentraciones. Su presencia en la
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 16
atmósfera es detectable a nivel de trazas y destaca por su característico olor a huevos podridos. Sin
embargo, resulta extremadamente tóxico por inhalación a concentraciones relativamente bajas. La
persistencia de condiciones anaerobias en las aguas residuales y el suministro continuado de
substratos para el metabolismo de los microorganismos se suponen suficientes para generar altos
grados de saturación de ácido sulfhídrico.
Imagen 3.3.Formacion del ácido sulfhídrico (Thorkild Hvitved-Jacobsen et al., 2005)
Con respecto a la acumulación de sulfuro de hidrógeno en la atmósfera de alcantarillado, se
relaciona con las concentraciones de sulfuro en las aguas residuales y con otros factores, como el
pH, la turbulencia del flujo, las condiciones aerodinámicas del aire de ventilación y la rugosidad
de las superficies no sumergidas.
Sin embargo, la rotura de la lámina de agua en descargas, resaltos y pozos de caída supone la
principal fuente de emisión de ácido sulfhídrico a la atmósfera. El restablecimiento del equilibrio
de especies entre las fases acuática y atmosférica que tiene lugar con la agitación de los flujos de
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 17
agua residual saturados libera cantidades muy significativas de ácido sulfhídrico que acaban
formando bolsas de gas en los puntos bajos de las redes de saneamiento.
3.1.2. LOS FACTORES QUE DETERMINAN LA VELOCIDAD DE
FORMACIÓN DE SULFURO
Presencia de sulfato
El sulfato se encuentra típicamente en todos los tipos de aguas residuales municipales en
concentraciones superiores a 5–15 g S/m3. El sulfato puede penetrar en capas de sedimento más
profundas. El potencial de reducción de sulfato puede aumentar al aumentar la concentración de
sulfato en la fase acuosa.
Cantidad y calidad de la materia orgánica (biodegradabilidad)
La materia orgánica biodegradable es necesaria como sustrato para el crecimiento de la biomasa y
como donante de electrones para las bacterias reductoras de sulfato. Las aguas residuales de, por
ejemplo, industrias alimentarias, con concentraciones relativamente altas de sustancias orgánicas
fácilmente biodegradables son buenos sustratos para las bacterias reductoras de sulfato, y la tasa
de reducción de sulfato puede ser mayor que en las aguas residuales de los hogares.
Temperatura
La dependencia de la temperatura de la tasa de reducción de sulfato para bacterias reductoras de
sulfato individuales es alta. Debido a que la difusión del sustrato en biopelículas o sedimentos
típicamente limita la velocidad de formación de sulfuro.
pH
Las bacterias reductoras de sulfato son activas entre pH 5.5 y 9.
Relación entre el área y el volumen de la parte mojada de una conducción
El sulfuro se produce principalmente en la biopelícula y en el sedimento de la conducción y la
concentración de sulfuro en la fase acuosa correspondiente es causada por la difusión de sulfuro de
la biopelícula. Por lo tanto, la concentración de fase acuosa observada se relaciona con la relación
área / volumen de la biopelícula. En una tubería de alcantarillado por gravedad que fluye
parcialmente, Área y Volumen son el área de superficie de la tubería mojada y el volumen de agua
residual.
Velocidad del flujo de aguas residuales
La producción potencial de sulfuro depende del grosor anaeróbico de la biopelícula. Las altas
velocidades de flujo también reducen la capa de difusión en la interfaz biopelícula-agua y por lo
tanto la resistencia contra el transporte de sustratos y productos. Por lo tanto, la velocidad del flujo
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 18
de aguas residuales que afecta el transporte de materia orgánica y sulfuro a través de la interfaz
entre la biopelícula y el agua. La producción de sulfuro en las alcantarillas por gravedad suele tener
lugar en agua de flujo lento (<0,3 m s – 1), tuberías de gran diámetro con aireación insuficiente y
a temperaturas relativamente altas (> 15–20 ° C).
Tiempo de permanencia anaeróbica.
El tiempo de residencia anaeróbico de las aguas residuales durante su transporte es un factor que
afecta el tiempo efectivo para la formación de sulfuro y, por lo tanto, el nivel de concentración de
sulfuro. Por lo tanto, el nivel de formación de sulfuro en una tubería dada suele estar sujeto a la
variación diurna de las aguas residuales que ingresan y al patrón de precipitación en las cuencas de
alcantarillado combinadas.
3.2. CORROSIÓN INDUCIDA POR EL ACIDO SULFHIDRICO
EN COLECTORES DE HORMIGON
Las problemáticas de los sulfuros producidos en las conducciones de la red vistos anteriormente
son:
1) La producción de sulfuro que tiene lugar en el biopelícula que cubre las paredes de la
conducción permanentemente húmedas.
2) Oxidación biológica de los sulfuros en la biopelícula permanentemente mojada.
3) Oxidación química y biológica de sulfuros en la fase acuosa.
4) Precipitación de sulfuros con metales presentes en las aguas residuales.
5) Emisión de ácido sulfhídrico a la atmósfera de las conducciones.
6) Adsorción y oxidación del ácido sulfhídrico en las paredes húmedas de las conducciones
donde puede ocurrir la corrosión del concreto.
Estos efectos están estrechamente relacionados con la presencia de condiciones anaeróbicas en las
aguas residuales de las redes de saneamiento. Los principales fenómenos son los siguientes:
Efectos relacionados con la salud.
Problemas de olor
Corrosión del hormigón y metales de colectores.
Flujo de aguas residuales anaeróbicas en las plantas de tratamiento.
Los aliviaderos en redes unitarias desbordan en las aguas receptoras.
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 19
Los primeros tres puntos están relacionados con la liberación de sustancias volátiles en la atmosfera
de la conducción y desde allí también hacia la atmósfera urbana. Estas sustancias volátiles son, por
ejemplo, ácido sulfhídrico, compuestos volátiles de azufre producidos en condiciones anaeróbicas
en las aguas residuales o biopelículas y sedimentos asociados. Los primeros dos puntos
mencionados, los impactos en la salud humana y los efectos relacionados con el olor tienen relación
con los procesos de intercambio entre la superficie del agua y la atmosfera en una alcantarilla. En
la siguiente tabla se muestran los efectos nocivos en la salud humana producidos por el ácido
sulfhídrico.
Tabla 3.1. Efectos y síntomas nocivos en la salud humana producidos por el H2S (www.osha.gob)
CONCENTRACION
(ppm) SÍNTOMAS / EFECTOS
0.01-1.5 Umbral de olor (cuando el olor a huevo podrido se nota por primera
vez)
2-5 La exposición prolongada puede causar náuseas, lagrimeo de los ojos,
dolores de cabeza o pérdida de sueño. Problemas respiratorios en
algunos pacientes con asma
20 Posible fatiga, pérdida de apetito, dolor de cabeza, irritabilidad, mala
memoria, mareos
50-100 Conjuntivitis leve e irritación sistema respiratorio después de 1 hora.
Puede causar malestar digestivo y pérdida de apetito
100
Tos, irritación ocular, pérdida del olfato después de 2 a 15 minutos
(fatiga olfativa). Respiración alterada, somnolencia después de 15-30
minutos. Irritación de garganta después de 1 hora. Incremento gradual
en la severidad de los síntomas durante varias horas. La muerte puede
ocurrir después de 48 horas
100-150 Pérdida del olfato (fatiga olfativa o parálisis)
200-300 Marcada conjuntivitis e irritación del sistema respiratorio después de 1
hora. El edema pulmonar puede ocurrir por la exposición prolongada
500-700 Colapso en 5 minutos. Daños graves a los ojos en 30 minutos. Muerte
se produce después de 30-60 minutos.
700-1000 Colapso inmediato en 1 a 2 respiraciones, la respiración se detiene, la
muerte se produce en minutos
1000-2000 Muerte casi instantánea
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 20
La corrosión del hormigón de los colectores está estrechamente relacionada con la formación de
ácido sulfhídrico y su emisión a la atmósfera del alcantarillado. Los problemas relacionados con
las condiciones anaeróbicas en las alcantarillas es un fenómeno con gran impacto económico. Con
frecuencia, se observa una tasa de corrosión del concreto de, por ejemplo, 2 a 3 mm de la superficie
de la tubería por año y puede llevar al deterioro de un colector después de unos pocos años de
operación. Por lo tanto, es importante que el conocimiento detallado sobre la corrosión del
hormigón esté disponible para controlar los problemas en las alcantarillas existentes y para el
diseño de nuevas redes de saneamiento con menor riesgo de futuros ataques de sulfuro en las
construcciones
Se ve que mientras el sulfuro permanezca en la fase acuosa, no se producirá ningún efecto
perjudicial. El problema de la corrosión del hormigón es causado por el ácido sulfhídrico en fase
gas se absorbe en la película líquida que existe en las superficies de hormigón húmedo en las redes
de saneamiento. Las superficies de hormigón en su mayoría corroídas suelen estar cerca de la fase
de agua anaeróbica y en áreas directamente expuestas a la liberación del ácido sulfhídrico en fase
gas de las superficies de agua turbulenta, por ejemplo, en caídas y saltos de la red.
Además, también se informa que la corona de alcantarillado se corroe bastante rápido. En las
superficies húmedas, el oxígeno suele estar disponible en la atmósfera del colector, y el H2S en la
superficie del concreto se oxida a ácido sulfúrico (H2SO4) por reacciones microbianas. El ácido
sulfúrico reacciona con las sustancias alcalinas del concreto y, por lo tanto, lo degrada.
H2S + 2O2 → H2SO4
Imagen 3.4. Corrosión del Hormigón en las conducciones de la red de saneamiento (Vincke et al., 2000)
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 21
El ácido sulfúrico que se genera en las superficies del colector húmedas puede reaccionar con el
cemento alcalino del hormigón. Una simple estequiometria de esta reacción está dada por la
siguiente expresión:
H2SO4 + CaCO3 → H2S + CO2 + CaSO4
Si la tasa de formación de ácido sulfúrico es baja, una gran parte de ella reaccionará con el cemento
y dejará el material de hormigón con la arena y la grava ligeramente unidos. Por otro lado, si la
tasa de formación de ácido sulfúrico es relativamente alta, una parte del ácido sulfúrico se lavará
antes de la reacción y se acumulará en las aguas residuales y aquí reaccionará con componentes
alcalinos bajo la formación de iones sulfato 2
4SO .
En general, los sistemas de recolección de aguas residuales municipales están diseñados para
transportar flujos de aguas residuales, y se presta poca atención a la atmósfera de las alcantarillas.
El movimiento del aire en dirección longitudinal al colector y hacia el exterior, generalmente no
está controlado. Sin embargo, la atmósfera de alcantarillado desempeña un papel fundamental
cuando tratamos el olor, los impactos en la salud humana, la corrosión del concreto y la reaparición
de las aguas residuales.
3.3. PREDICCIÓN EMPÍRICA DE SULFUROS
Durante la segunda mitad del siglo XX, se desarrollaron un gran número de herramientas diferentes
para la predicción de la formación de sulfuro y los efectos asociados en las redes de saneamiento.
Todas estas herramientas se pueden agrupar bajo el término "modelos empíricos" o, más
simplemente, "ecuaciones empíricas". En comparación con un modelo conceptual caracterizado
por formulaciones matemáticas bastante detalladas de los fenómenos y procesos físicos, químicos
y biológicos que rigen, un modelo empírico es brevemente el resultado de un análisis estadístico
de experimentos bien diseñados. Por lo tanto, los modelos empíricos en general no son válidos
fuera de su "área de definición", determinados por las condiciones en las que se realizaron los
experimentos.
Los modelos empíricos se pueden agrupar en tres tipos principales según su grado de complejidad
correspondiente a su uso previsto:
1. Modelos de predicción de sulfuros tipo I
Modelos bastante simples válidos para redes de saneamiento por gravedad. Los modelos tipo I
pueden caracterizarse como modelos de riesgo.
2. Modelos de predicción de sulfuro tipo II.
Modelos que predicen el sulfuro en la fase de agua tanto de la red de saneamiento de presión como
por gravedad. Estos modelos suelen incluir de tres a seis parámetros centrales que caracterizan la
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 22
naturaleza del sistema de alcantarillado y los procesos más importantes relevantes para la aparición
de sulfuro.
3. Modelos de predicción de sulfuro tipo III
Estos modelos predicen el ciclo del azufre en las redes de saneamiento por gravedad. Este tipo de
modelo tiende a incluir varias ecuaciones tanto para la formación como para la acumulación de
sulfuro en las fases de agua y en la biopelícula y principalmente en la fase gaseosa, incluida la
eliminación de sulfuro en las superficies de las paredes de hormigón. Estos modelos empíricos
están diseñados y aplicados en términos de una serie de pasos consecutivos para el cálculo de la
formación y eliminación de sulfuro.
La conclusión general es que los modelos Tipo I y Tipo II fueron los más exitosos, particularmente
aquellos de Tipo II que se han desarrollado y utilizado en diferentes versiones. Pocos modelos
empíricos pertenecen al grupo de modelos Tipo III. Los diferentes pasos incluidos en los cálculos
están asociados con problemas. Primero, el problema de los cálculos es la complejidad del sistema
en comparación con la posibilidad de seleccionar valores relevantes de los parámetros del modelo
empírico. Segundo, existe un problema fundamental porque básicamente no es posible producir
resultados confiables a partir de una serie de pasos de cálculo que, por definición, no reflejan la
dinámica del sistema real. Los modelos empíricos de Tipo III no pueden recomendarse para
predecir la acumulación de sulfuro en las redes de alcantarillado.
3.3.1. MODELOS DE PREDICCIÓN DE SULFURO TIPO II PARA
CONDUCCIONES
Los modelos Tipo II, dio lugar a varios tipos de modelos matemáticos empíricos para la predicción
de sulfuros en redes de saneamiento por gravedad y redes de presión. Algunos de estos modelos se
convirtieron en herramientas importantes para el diseño y control de redes para prevenir la
acumulación de sulfuro.
Los tres tipos principales de información en términos de parámetros centrales para la predicción de
sulfuros se incluyen típicamente en los modelos de Tipo II:
1. Características de las aguas residuales son la DBO o la DQO, la concentración de sulfato y
la temperatura.
2. Características hidráulicas, como, caudal, relación de área de superficie / volumen de agua
y relación de área de superficie / volumen sumergida.
3. Características específicas de la red de saneamiento el diámetro de la tubería, la longitud
de la tubería y la pendiente de la tubería.
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 23
Si bien estos modelos desde un punto de vista del proceso son bastante simples, es importante
destacar que reflejan indirectamente un nivel de información que excede lo expresado directamente
por los parámetros. A modo de ejemplo, la relación área / volumen de la superficie del agua, el
caudal y la pendiente incluyen información sobre la reaireación, y la relación área / volumen de la
superficie sumergida refleja el hecho de que el sulfuro se produce en una biopelícula, pero se
produce y se emite desde la fase de agua.
3.3.2. ESTIMACIÓN DE SULFUROS DISUELTOS EN EL AGUA RESIDUAL Y
ÁCIDO SULFHÍDRICO EN LA ATMOSFERA DE LA CONDUCCION
En el presente trabajo, se presenta un modelo matemático para predecir la acumulación de gas de
ácido sulfhídrico a lo largo de las conducciones de la red de saneamiento. Dentro de este grupo de
modelos matemáticos se incluye el modelo propuesto por Matos (1992).
Para la predicción de los sulfuros disueltos en el agua residual aqS debemos obtener la
diferencia entre los sulfuros generados en la biopelícula generadoS y el ácido sulfhídrico emitido
desde el agua residual a la atmosfera del colector a través de la superficie del agua emitidoS .
m
emitido
h
generado
aqd
S
R
SS
Para la predicción del ácido sulfhídrico en la atmosfera del colector atmS se debe calcular la
cantidad de gas sulfhídrico liberado de la solución en el agua emitidoS y la cantidad de gas
sulfhídrico transferida a las paredes de la tubería no sumergida paredS .
oparedliquido
m
emitidoatm PSV
d
SS sec
A continuación, vamos a desarrollar estas expresiones empíricas desarrolladas por Matos y Sousa
(1992).
La formación de sulfuro que tiene lugar en la biopelícula en la pared de la conducción generadoS
que provoca una acumulación de sulfatos (H2S, HS-) en el agua se reduce debido a la emisión y la
oxidación del ácido sulfhídrico, ambos procesos relacionados con la transferencia entre las fases
aire-agua (O sea, que si aumenta el H2S en el aire disminuye los sulfatos en el agua). Este fenómeno
es estimado mediante la expresión:
20
5
' 07.1 T
generado DBOMS
Donde:
• generadoS : Sulfuros generados en el perímetro mojado de la biopelícula (mg/m)
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 24
• M’: Coeficiente del flujo de generación de sulfuros debido a la biopelícula (m/h)
• 5DBO : Demanda Biológica de la materia orgánica (mg/l)
• T: Temperatura del agua (℃)
El ácido sulfhídrico emitido al aire del colector desde la superficie del agua debido a la oxidación
viene expresado por la siguiente expresión:
qusCSmS Aaqemitido 18/3
Donde:
• emitidoS : ácido sulfhídrico emitido desde el agua residual a la atmosfera del colector a
través de la superficie del agua (mg/m2)
• CA: factor de turbulencia.
m
Adg
uC
217.01 (adimensional)
• q: saturación relativa de ácido sulfhídrico en el aire. eq
H
C
Cq (adimensional)
• CH: la concentración de gas de ácido sulfhídrico local. (adimensional)
• Ceq: concentración de equilibrio. aqeq STTC 197.01064.71079.3 325 (g/m3)
• dm: calado medio del agua. Superficie mojada/Ancho en la superficie libre del agua (m);
• s: pendiente de la conducción (m/m)
• u: velocidad media del flujo (m/s)
• T: temperatura el agua (℃)
• g: gravedad (m/s2)
Según Thistlethwayte (1972), el flujo de ácido sulfhídrico en aire absorbido por el perímetro seco
de las paredes de la tubería paredS se puede dar mediante la siguiente ecuación:
C
pHH
paredT
fCDS
1
Donde:
paredS : sulfhídrico absorbido por el perímetro seco de la conducción (ppm/m)
• DH: difusividad del ácido sulfhídrico a través de la biopelícula. 31058 HD (m2/h)
• fp: grado de colmatación de la biopelícula que rodea al perímetro seco de la conducción.
Capítulo 3. La formación de sulfuros en las redes de saneamiento
pág. 25
• TC: espesor biopelícula sobre perímetro seco de conducción. 5.0
8.32
fuT
aire
aireC
• υaire: viscosidad cinemática del aire (m2/s).
• uaire: velocidad media del aire u. 650 (m/s)
• f: coeficiente de Darcy-Weisbach
Por encima del nivel de alcantarillado, las superficies son generalmente húmedas, debido a la
condensación de la atmósfera del alcantarillado, la infiltración del agua subterránea, el
humedecimiento producido por las aguas residuales o el agua capilar arrastrada por las paredes. El
gas transferido de la atmósfera de alcantarillado contiene el azufre necesario en la película de
humedad, donde los organismos formadores de ácido pueden utilizarlo para producir ácido
sulfúrico.
Cuando el agua residual se encuentra en un estado de flujo turbulento en un conducto, al igual que
el aire que se mueve a través de un colector, habrá una película delgada del aire que se adhiere a la
pared del conducto junto con la humedad de la pared, de modo que las capas de aire que fluye se
mueven en paralelo a la pared sin mezclarse. El ácido sulfhídrico en la corriente de aire pasa a
través de la capa laminar a la película de humedad en la pared por difusión molecular, Esta capa
laminar ofrece una resistencia a la transferencia de ácido sulfhídrico a las paredes de la tubería que
es directamente proporcional a su espesor e inversamente proporcional a la difusividad del gas de
ácido sulfhídrico en el aire.
pág. 26
pág. 27
CAPITULO 4. CALIBRACION DEL METODO
NUMERICO DE TRANSPORTE DE
CONTAMINANTES
ÍNDICE CAPÍTULO 4:
4. CALIBRACION DEL METODO NUMERICO DE TRANSPORTE DE
CONTAMINANTES ............................................................................................. 28
4.1. FUNDAMENTOS DEL MODELO DE TRANSPORTE DE CONTAMINATES .................................. 28
4.1.1. Ecuación de transporte .................................................................................................................. 28
4.2. METODOS DE SOLUCION ....................................................................................................... 29
4.2.1. Metodo diferencias finitas (mdf) ................................................................................................... 31
4.2.2. Metodo volumen discreto (mvd) ................................................................................................... 31
4.2.3. Metodo guiado por tiempo (mgt) .................................................................................................. 32
4.2.4. Metodo guiado por sucesos (mgs) ................................................................................................. 32
4.2.5. Implementacion del metodo de volumen discreto ........................................................................ 34
4.3. IMPLEMENTACION DEL METODO VOLUMEN DISCRETO ....................................................... 37
pág. 28
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
4. CALIBRACION DEL METODO NUMERICO DE
TRANSPORTE DE CONTAMINANTES
En capítulos anteriores ya vimos todo lo relacionado con las características y composición de las
aguas residuales, la variación de los caudales, los diferentes tipos de redes de saneamiento y cuáles
son los procesos químicos que se generan en las redes y que dan como resultado los contaminantes
que con el tiempo derivan en problemas ya sea en los materiales de las redes o en la salud de las
personas. Una vez visto todos estos conceptos continuaremos con el proceso de cómo estos
contaminantes generados en las redes, en nuestro caso de estudio, el ácido sulfhídrico, es capaz de
transportarse a lo largo y ancho de las redes de saneamiento.
En este capítulo veremos cuáles son los fundamentos matemáticos de transporte de un
contaminante a través de un fluido mediante un método numérico extraído de una publicación de
investigación de la revista “Journal of wáter resources planning and management” de los miembros
investigadores Lewis Rossman y Paul Boulos pertenecientes ambos a la “American Society of Civil
Engineers”.
4.1. FUNDAMENTOS DEL MODELO DE TRANSPORTE DE
CONTAMINATES
Un modelo de transporte de agua residual predice como la concentración de una sustancia disuelta
varia con el tiempo a lo largo de la red de saneamiento bajo un conocido conjunto de condiciones
hidráulicas. Las ecuaciones que gobiernan este fenómeno se basan en el principio de la
conservación de la masa junto con una ecuación de reacción de la sustancia, en nuestro caso, la
sustancia son los sulfuros en el agua residual y el ácido sulfhídrico en la atmosfera y las ecuaciones
de reacción son las ecuaciones empíricas para la predicción de la formación de sulfuro en el agua
residual en conducciones y predicción de la acumulación de sulfuro de hidrógeno en fase gaseosa de la
atmosfera de las conducciones, vistas en el punto anterior.
4.1.1. ECUACIÓN DE TRANSPORTE
La ecuación de transporte, también denominada transporte convectivo, describe un modo de
transporte donde un componente se transporta por un fluido. La advección describe un modo de
flujo en el que todos los constituyentes solubles y en partículas están expuestos a una velocidad
uniforme, es decir, el vector de flujo es igual para todos los constituyentes en el fluido.
Una sustancia disuelta viajara a lo largo de una conducción con la misma velocidad media que el
fluido portador mientras que al mismo tiempo se producen reacciones químicas en la sustancia (ya
sea aumento o disminución). Normalmente, la dispersión longitudinal no es un importante en la
pág. 29
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
mayoría de las condiciones de funcionamiento. Esto significa que no hay intercambio de masa entre
parcelas de agua adyacentes en el avance del fluido aguas debajo de la conducción. La advección
dentro de una conducción puede ser representada con la siguiente expresión:
∂𝐶𝑖
∂t= −𝑢𝑖
∂𝐶𝑖
∂x+ 𝑟(𝐶𝑖)
Donde “𝐶𝑖“ es la concentración (mg/l) en la conducción “𝑖“ como una función de la distancia “𝑥“
y tiempo “𝑡“. “𝑢𝑖“ es la velocidad del flujo (m/l) en la conducción “𝑖“y “𝑟(𝐶𝑖)“es la tasa de
variación de la reacción.
• Mezcla en los Nudos
En los nudos llega el flujo desde dos o más conducciones. Se supone la mezcla de los flujos que es
completa e instantánea en el nudo. La concentración de una sustancia que sale del nudo es la suma
ponderada de las concentraciones de las conducciones entrantes al nudo. Por ejemplo, para un nudo
“𝑘“puede establecerse:
𝐶𝑖|𝑥=0 =∑ 𝑄𝑗𝐶𝑗|𝑥+𝐿𝑗
+ 𝑄𝑘,𝑒𝑥𝑡𝐶𝑘,𝑒𝑥𝑡𝑗𝜀𝐼𝑘
∑ 𝑄𝑗 + 𝑄𝑘,𝑒𝑥𝑡𝑗𝜀𝐼𝑘
Donde “𝑖“es la conducción que abandona el nudo “𝑘“. “𝐼𝑘“ es el conjunto de conducciones que
entran al nudo “𝑘“. “𝐿𝑗“es la longitud de la conducción “𝑗“. “𝑄𝑗“es el caudal en la conducción “𝑗“.
“𝑄𝑘,𝑒𝑥𝑡“es el caudal entrante al nudo “𝑘“. “𝐶𝑘,𝑒𝑥𝑡“es la concentración entrante al nudo “𝑘“ desde
el exterior.
• Mezcla en depósito de almacenamiento
En este modelo, asumimos que la concentración de una sustancia en los depósitos de
almacenamiento es de mezcla completa. La concentración en el depósito es una mezcla de las
concentraciones entrantes en ese mismo momento, la concentración podría cambiar debido a las
reacciones. La siguiente ecuación expresa el fenómeno:
∂(𝑉𝑠𝐶𝑠)
∂t= ∑ 𝑄𝑖𝐶𝑖|𝑥=𝐿𝑖
− ∑ 𝑄𝑗𝐶𝑠
𝑗𝜀𝑂𝑠𝑖𝜀𝐼𝑠
+ 𝑟(𝐶𝑠)
Balance en el depósito = Masa entrante – Masa saliente + Masa reacción
4.2. METODOS DE SOLUCION
Hay dos clases generales de modelos de solución de la ecuación del transporte de contaminantes.
Modelos de flujo permanente y modelos de flujo dinámico.
Los modelos de flujo permanente simulan la distribución espacial del transporte de
contaminantes a lo largo de la red de saneamiento bajo el criterio de que las condiciones hidráulicas
pág. 30
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
no varían al menos durante el paso de tiempo establecido. Estos modelos pueden ser resueltos desde
la ecuación general de la conservación de la masa estableciendo todas las derivadas de tiempo en
cero y requiriendo que todos los demás coeficientes sean constantes con el tiempo.
Aunque los modelos de flujo permanente son mucho más simples de establecer y resolver, tiene
importantes limitaciones que restringen su aplicabilidad a modelos sencillos.
Los modelos de flujo dinámico de transporte de contaminantes tienen en cuenta de cómo los
cambios de las características hidráulicas en los flujos a través de las conducciones que ocurren
durante un período de tiempo afectan al transporte de contaminantes.
Debido a la complejidad de resolver el sistema de ecuaciones diferenciales de la ecuación de
transporte planteados en los diferentes puntos de discretización de las conducciones de una red de
saneamiento para los diferentes pasos de tiempo se emplean una serie de métodos de solución para
modelos de flujo dinámico que pueden ser clasificados en modelos de tipo espacial como
Eulerianos o Lagrangianos y modelos de tipo temporal como guiados por tiempo o guiados por
sucesos.
a) Modelos tipo Espacial:
- Modelos tipo Euleriano. Divide las conducciones en una serie de volúmenes de control
interconectados y registra los cambios hidráulicos y de las concentraciones de los
contaminantes en los límites o dentro de estos volúmenes.
- Modelos tipo Lagrangiana. Registra los cambios hidráulicos y de concentración de
contaminantes en una serie de parcelas discretas de volúmenes de agua y como estas parcelas
se desplazan aguas abajo a través de las conducciones.
b) Modelos tipo Temporal
- Modelos guiados por Tiempo. Actualiza las características hidráulicas y de concentraciones
de contaminantes de la red en intervalos fijos de tiempo.
- Modelos guiados por Sucesos. Actualiza las características hidráulicas y de concentraciones
de contaminantes de la red solo en el tiempo en que ocurre un suceso, tal como cuando una
parcela de agua alcanza el final de la conducción y se mezcla con el agua de otras
conducciones.
Este modelo numérico necesita para el procesamiento de la implementación del método, los datos
de entrada de los modelos hidráulicos. En este proyecto hemos usado el modelo hidráulico SWMM
para determinar la dirección del flujo y velocidad en cada conducción en intervalos específicos de
tiempo sobre un periodo extendido. Estos intervalos de tiempo son llamados paso de tiempo
hidráulico t y su valor típico es de 1 hora para muchas aplicaciones de hidrología urbana, en
nuestro caso usaremos un paso de tiempo de 5 minutos para obtener una mejor precisión de los
pág. 31
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
datos. Dentro de cada paso de tiempo hidráulico la velocidad dentro de cada conducción permanece
constante. El transporte y la reacción de los contaminantes proceden en intervalos de tiempo más
pequeños conocidos como paso de tiempo de la concentración del contaminante CC . Los ajustes
de los datos hidráulicos son efectuados en el comienzo de un nuevo paso de tiempo hidráulico para
tener en cuenta posibles cambios en la velocidad, dirección y cantidad de flujo.
A continuación, se hará una breve descripción de cuatro modelos dinámicos diferentes dos
Eulerianos y dos Lagrangianos.
4.2.1. METODO DIFERENCIAS FINITAS (MDF)
MDF es un método de tipo Euleriano que aproxima las derivadas diferenciales de la ecuación de
transporte de contaminantes por diferencias finitas a lo largo de una malla de puntos fijos en tiempo
y espacio. Hay muchas maneras disponibles de transformar la ecuación de transporte a una
ecuación de diferencias finitas. El método de Lax-Wendroff es un método popular para resolver
las ecuaciones diferenciales de transporte evitando problemas en la resolución de estas complejas
ecuaciones. La expresión resultante es:
𝐶𝑖,𝑠𝑡+∆𝑡 = 0.5𝛼(1 + 𝛼)𝐶𝑖,𝑠−1
𝑡 + (1 − 𝛼2)𝐶𝑖,𝑠𝑡 − 0.5𝛼(1 − 𝛼)𝐶𝑖,𝑠+1
𝑡 + 𝑅(𝐶𝑖,𝑠𝑡 )
Donde “x ”es la distancia entre cada punto espacial de la malla. “ t ” es el paso de tiempo de la
concentración del contaminante. x
tu
. “
t
SiC , ” es la concentración en el punto “s” de la malla
de la conducción “i” en el tiempo “t”.
El resultado es una serie de ecuaciones algebraicas para toda la red que pueden ser resueltas de
manera explícita para cada paso de tiempo y aguas abajo de cada conducción. La precisión de MDF
depende del tamaño del paso de tiempo y del paso de tiempo de la concentración del contaminante.
4.2.2. METODO VOLUMEN DISCRETO (MVD)
MVD divide cada conducción en una serie de segmentos de tamaños iguales, con un volumen
completamente mezclado en su interior. Al final de cada sucesivo paso de tiempo de concentración
de contaminante, la concentración dentro de cada segmento es primero reaccionada y después
transferida al segmento aguas abajo. Cuando el segmento aguas abajo es un nudo, la concentración
y el caudal entrante al nudo es añadido a cualquier concentración y caudal que ya se encontrase en
el nudo debido a otras conducciones. Después de los pasos de reacción y transporte hayan sido
realizados para todas las conducciones, el resultado de la concentración mezclada en cada nudo es
registrada y transportada hacia el primer segmento de las conducciones salientes de ese nudo.
Esta secuencia es repetida para todos los pasos de tiempo hidráulicos. Cuando empezamos un
nuevo paso de tiempo hidráulico es entonces resegmentado las conducciones de la red para reflejar
pág. 32
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
los nuevos cambios en las características hidráulicas en el nuevo paso de tiempo. Las
concentraciones son reorganizadas desde los anteriores segmentos hacia los nuevos segmentos y
repitiendo de nuevo el proceso.
4.2.3. METODO GUIADO POR TIEMPO (MGT)
El método sigue la concentración del contaminante y el tamaño de una serie segmentos de
volúmenes de agua no superpuesta que llenan cada conducción de la red. A medida que pasa el
tiempo, el tamaño del segmento más aguas arriba de la conducción, aumenta a medida que el caudal
entra en la conducción llenando el primer segmento mientras que el segmento más aguas abajo de
la conducción sufre una pérdida de igual tamaño debido al abandono de caudal de la conducción.
El tamaño de los segmentos entre estos dos segmentos permanece constante.
Para cada paso de tiempo de la concentración del contaminante, los contenidos de cada segmento
están sujetos a una reacción, la concentración del contaminante y el caudal se van almacenando en
cada nudo y actualizados en los segmentos cada paso de tiempo. Nuevas concentraciones en los
nudos son calculados y nuevos segmentos son generados en el comienzo de la conducción con la
misma cantidad de caudal que ha abandonado el nudo. El proceso es repetido para el siguiente paso
de tiempo de concentración de contaminante.
El MGT evita cualquier dispersión numérica dentro de la longitud de las conducciones. La
precisión de este método depende en la elección del paso de tiempo y la tolerancia de concentración
usada para limitar la generación de segmentos.
Imagen 4.1. Esquema del proceso de transporte de contaminante en el MGT (Rossman et al., 1996)
4.2.4. METODO GUIADO POR SUCESOS (MGS)
pág. 33
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
El MGS es similar al método MGT excepto que, en vez de actualizar la red entera en un intervalo
de tiempo fijo, las condiciones en los nudos y conducciones son actualizados solo en tiempos
cuando el segmento aguas abajo desaparece completamente introduciéndose en su nudo final. Esta
metodología requiere una lista ordenada de los segmentos en cada conducción de la red de análisis
durante lo que dure el proceso. Cuando el siguiente suceso ocurre, el segmento siguiente en la lista
se le aplica las siguientes acciones:
- El segmento que llega al nudo es eliminado. Por lo tanto, se considera un nuevo suceso y el
tiempo de simulación es actualizado.
- Una nueva concentración es registrada en el nudo final y se mezcla con las concentraciones
y el caudal de otras conducciones que llegan al mismo nudo final. El siguiente segmento
reemplaza al segmento consumido.
- Si el cambio en la concentración del nudo está por encima de una tolerancia especificada,
un nuevo segmento es generado al comienzo de las conducciones salientes del nudo con una
concentración igual a la que tiene el nudo.
- Se actualizan todas las nuevas condiciones de los segmentos y se reordena la lista de
eventos.
Este proceso se repite hasta el final de los pasos de tiempo hidráulicos de la simulación.
La precisión del MDE no depende de cualquier limitación de paso de tiempo, solo depende de la
tolerancia de la concentración usada para limitar la generación de segmentos.
Imagen 4.2. Esquema del proceso de transporte de contaminante en el MGS (Boulos et al., 1995)
pág. 34
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
La precisión de MVD dependerá del tamaño del paso de tiempo de concentración de contaminante
usado. Este método evita dispersiones numéricas dentro de cada paso de tiempo hidráulico porque
los contenidos de los segmentos nunca son mezclados juntos. El método está sujeto a errores de
desplazamiento de fase como son errores en el seguimiento del momento de los cambios abruptos
de concentración, porque el volumen de flujo durante un paso de tiempo probablemente será menor
que el volumen de un segmento de la conducción como cuando la relación de tiempo de
concentración en una conducción al paso de tiempo no es un número entero.
4.2.5. IMPLEMENTACION DEL METODO DE VOLUMEN DISCRETO
El método volumen discreto se basa en un balance de masa del contaminante de tipo flujo pistón
que explica el transporte de contaminantes y los procesos de reacción, donde la masa de sustancia
se asigna a elementos de volumen discretos dentro de cada conducción, las reacciones ocurren
dentro de cada elemento, el contaminante es transportado de un elemento al siguiente y el volumen
de agua es mezclado en los nudos de la red.
Cada conducción en la red se divide en un número de elementos de igual tamaño espaciados
uniformemente a lo largo del eje de la conducción. 𝜈𝑖 se asigna al volumen de los elementos en la
conducción “i” y “iC ”es la concentración en cada elemento de volumen. En cada paso de tiempo
calidad de agua “ ”, el contaminante es transportado entre los elementos de volumen mientras al
mismo tiempo son sometidos a cambios en su concentración debido a la reacción. Para asegurarse
que el agua no es transportada más allá de su nodo aguas abajo, se debe limitar con un volumen de
elemento que debe ser menor que “ iQ ”, y “ ”no puede ser mayor que el mínimo tiempo de
concentración en cada elemento de volumen “i ”a lo largo de todas las conducciones asociado con
el paso de tiempo hidráulico. Asi tenemos el tiempo de concentración, el número de elementos por
conducción y el volumen de cada conducción en cada conducción:
n
V
Q
Vn
Q
V
ii
i
ii
i
i
i
min
Donde i
ii
A
LV es el volumen de la conducción “ i ”, “
in ”es el número de elementos de volumen
en la conducción “ i ”.
Cuando todas las conducciones han sido segmentadas en elementos de volumen y la concentración
inicial asignada, la propagación de la concentración a lo largo de la red en cada paso de tiempo de
calidad de agua se realiza en cuatro pasos:
pág. 35
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
- Primer paso: Actúa la reacción, en el cual la concentración en cada elemento de volumen
se somete a un cambio en la concentración.
m
emitido
h
generado
aqd
S
R
SS
owallliquido
m
emitidoatm PSV
d
SS sec
- Segundo paso: Mezcla en el nudo, en el cual la concentración y el volumen son mezclado
juntos en el nudo.
El transporte de la concentración y el caudal en el último elemento de volumen de cada conducción
entrante en el nudo, se genera una nueva concentración nodal ponderada con esas concentraciones
entrantes.
i
iij
CC
Imagen 4.3. Esquema proceso de transporte de contaminante en el MVD (Rossman et al., 1995)
Donde “iC ” es la concentración en la conducción “ i ” y “
i ” es el volumen del elemento en la
conducción “ i ” y “jC ” es la concentración en el nudo.
- Tercer paso: Transporte, en el cual la concentración es movida aguas abajo entre los
elementos de volumen adyacentes. El cambio en la concentración desde el elemento de
volumen “ k ” a “ 1k ” de cada conducción i .
pág. 36
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
- Cuarto paso: Asignación, en el cual la concentración saliente del nudo es asignada al
primer elemento de volumen.
ji CC 1
Esta secuencia es repetida para cada paso de tiempo de calidad de agua “ ”hasta que el siguiente
paso de tiempo hidráulico ocurre. En el último paso de tiempo de calidad de agua es posible que
se tenga que reducir debido a que el tiempo transcurrido no coincide con el paso de tiempo
hidráulico asociado. En “ /' ”, donde “ ' ”es el último paso de tiempo de calidad de agua asociado
a un paso de tiempo hidráulico. Los cálculos terminan cuando todos los pasos de tiempo hidráulicos
son realizados.
La segmentación de las conducciones puede ser modificado para acomodar dos casos que se pueden
dar en la simulación. Primero, conducciones muy cortas con altas velocidades pueden causar que
“ ”asuma un valor muy pequeño, esto conlleva tiempos de simulación grandes. Esto puede ser
evitado especificando un tiempo de paso de calidad de agua mínimo “ min ”. Las conducciones con
pequeños tiempos de concentración experimentaran retrasos en el transporte de las concentraciones
a través de ellas, causando algunas perdidas de precisión en la simulación. Componentes del
sistema hidráulico como bombas y válvulas se asumen con un transporte instantáneo de la
concentración sin tener alguna perdida de la precisión. El segundo caso se da con conducciones
muy largas y velocidades bajas. En este caso resultara un excesivo número de segmentos en la
conducción que conlleva una importante carga de memoria en la computación. Se resolverá con la
asignación de un número máximo de elementos de volumen para las conducciones “ maxn ”.
En el comienzo de la simulación la concentración en los nudos de la red es introducida como
condiciones de contorno. la ocurrencia de un nuevo paso de tiempo hidráulico puede inducir a
cambios en la segmentación de las conducciones debido a los posibles cambios en las velocidades
y los caudales de estas conducciones. Como resultado las concentraciones de los contaminantes
deben ser redefinidos antes de seguir con la simulación del nuevo paso de tiempo hidráulico. Esto
puede ser hecho por solapación de la última segmentación del paso de tiempo hidráulico con la
nueva segmentación del nuevo paso de tiempo hidráulico. Dos casos son posibles. En el primer
caso la nueva segmentación posee menos elementos que la anterior segmentación. En este caso, la
concentración desde cada elemento de volumen de la anterior segmentación es directamente
transferida a los nuevos elementos de volumen de la nueva segmentación hasta completarlos.
Cuando solo toma una porción del elemento de volumen de la segmentación anterior, la cantidad
restante de la segmentación anterior es introducida en un nuevo elemento de volumen de la
segmentación nueva.
k
i
k
i CC '1
pág. 37
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
Imagen 4.4. Esquema de reducción de segmentos al final del t (Rossman et al., 1995)
En el segundo caso, la nueva segmentación posee más elementos de volumen que la segmentación
anterior. En este caso, un volumen igual al elemento de volumen de la nueva segmentación es
transferido desde la anterior segmentación. La cantidad restante de la segmentación anterior es
introducida en un nuevo elemento de volumen de la nueva segmentación.
Imagen 4.5. Esquema de incremento de segmentos al final del t (Rossman et al., 1995)
4.3. IMPLEMENTACION DEL METODO VOLUMEN DISCRETO
En la primera parte del presente trabajo se tratará de implementar el método expuesto
anteriormente. Se realizará la simulación mediante la herramienta matemática MATLAB con el
que trataremos de realizar la simulación de una red de saneamiento con el objeto de obtener
idénticos resultados que ya fueron analizados en la publicación de Lewis Rossman de 1994 que
tiene por nombre “Discrete Volumen-Element Method for Network Water-Quality Models”
El método explicado anteriormente será implementado en una pequeña red de saneamiento con el
objetivo de observar y comprender mejor cómo funciona el método en el transporte de
contaminantes a lo largo de una red durante un evento de lluvias.
La red de saneamiento estará compuesta por seis conducciones, unidas por seis nudos de los cuales
tres nudos serán portadores de las concentraciones que se introducirán en la red a lo largo del
tiempo.
Las características de los elementos de la red se muestran en la siguiente tabla.
pág. 38
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
Tabla 4.1. Características hidráulicas y geométricas de las conducciones
Numero
conducción
Nudo
entrada
Nudo
salida
Longitud
(m)
Diámetro
conducción
(mm)
Caudal
(m3/s)
Velocidad
(m/s)
1 4 1 610 203 0.05910 1.820
2 1 2 732 152 0.00635 0.348
3 6 2 305 203 0.06200 1.910
4 3 2 1220 152 0.00744 0.409
5 3 1 366 152 0.01030 0.564
6 5 3 671 203 0.06830 2.100
En la siguiente Imagen 4.6 se muestra el esquema de la red de estudio donde se va a aplicar el
método numérico de transporte de contaminantes.
Imagen 4.6. Esquema de la red de aplicación del método numérico de transporte
En este ejemplo será utilizada una reacción de tipo primer orden cinético de la forma igual a:
exp'
ii CC
Donde “ ”es el coeficiente disminución o crecimiento de la concentración. Para este ejemplo “
”es igual a cero con lo que solo tendremos transporte en las conducciones y la concentración se
mantendrá constante.
pág. 39
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
El primer paso es calcular las características de la red de saneamiento. Calcularemos los parámetros
paso de tiempo calidad de agua “ ”. el número de elementos de volumen en cada conducción “in
” y el volumen de los segmentos “i ”.
Tabla 4.2. Características de los nudos de la red de aplicación del método numérico de transporte
Numero de
conducción
Tiempo de viaje (𝝉𝒊)
(min) Numero elementos (𝒏𝒊)
Volumen elementos (𝝊𝒊)
(m3)
1 5.59 2 9.87
2 35.06 13 1.02
3 2.66 1 9.87
4 49.71 18 1.23
5 10.82 4 1.66
6 5.33 1 21.72
Imagen 4.7. Esquema de la red con los segmentos de volumen en cada conduccion
;;;minn
V
Q
Vn
Q
V ii
i
ii
i
i
i
58.582.1
6101 09.35
348.0
7322 66.2
91.1
3053
pág. 40
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
75.49409.0
220,14 75.10
564.0
3665 31.5
10.2
6716
min66.2
31.5
75.10
75.49
66.2
09.35
58.5
min
26066.20591.0
6104
1000/2032
1
n
136066.200635.0
7324
1000/1522
2
n
16066.2062.0
3054
1000/2032
3
n
186066.200744.0
220,14
1000/1522
4
n
46066.20103.0
3664
1000/1522
5
n
16066.20683.0
6714
1000/2032
6
n
3
2
1 87.92
6104
1000/203
m
3
2
2 02.113
7324
1000/152
m
3
2
3 87.91
3054
1000/203
m
3
2
4 23.118
220,14
1000/152
m
3
2
5 66.14
3664
1000/152
m
3
2
6 72.211
6714
1000/203
m
pág. 41
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
A continuación, se muestran en la Imagen 4.8 los resultados alcanzados en la publicación de Lewis
Rossman. Estos resultados serán comparados con los obtenidos después de ejecutar el script
MATLAB con el código donde está impreso el método de volumen discreto.
Imagen 4.8. Grafica de resultados del MVD obtenidos por Rossman
- Animación de la simulación del transporte de un contaminante por una red de saneamiento.
Video de la simulación de un contaminante en el agua a través de la red de saneamiento (Rossman)
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Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
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Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
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Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
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Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
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Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
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Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
Imagen 4.9. Esquema del proceso de transporte de contaminante cada intervalo de tiempo de concentración de contaminante
pág. 48
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
Imagen 4.10. Grafica con resultados de valores de concentración del contaminante a lo largo del periodo de simulación
0 0
85
,60
85
,60
85
,60
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
12
8,8
0
0
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
16
2,8
5
17
0,0
7
17
0,0
7
17
0,0
7
17
3,7
1
20
4,1
4
20
4,1
4
20
4,1
4
20
4,1
4
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
30
0
0
50
100
150
200
250
300
350
2,66 5,32 7,98 10,64 13,30 15,96 18,62 21,28 23,94 26,60 29,26 31,92 34,58 37,24 39,90 42,56 45,22 47,88 50,54 53,20 55,86 58,52 61,18
Co
nce
ntr
acio
n (
mg/
l)
Tiempo (min)
SIMULACION PUBLICACION ROSSMAN
NUDO 1 NUDO 2 NUDO 3
pág. 49
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
Tabla 4.3. Cuadro 1 con los valores de las concentraciones del contaminante en los segmentos de volumen para cada intervalo de tiempo
i \ K t
(min) NUDO
6
LINK 3 NUDO 5
LINK 6 NUDO 4
LINK 1 NUDO 3
LINK 4
1 1 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
0 0.00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 2.66 200 200 300 300 100 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2 5.32 200 200 300 300 100 100 100 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3 7.98 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 10.64 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5 13.30 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6 15.96 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7 18.62 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
8 21.28 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9 23.94 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
10 26.60 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0 0
11 29.26 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0 0
12 31.92 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0 0
13 34.58 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0 0
14 37.24 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0 0
15 39.90 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0 0
16 42.56 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0 0
17 45.22 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0
18 47.88 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0
19 50.54 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
20 53.20 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
21 55.86 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
22 58.52 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
23 61.18 200 200 300 300 100 100 100 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
pág. 50
Capítulo 4. Calibración del método numérico de transporte de contaminantes
Tabla 4.4. Cuadro 2 con los valores de las concentraciones del contaminante en los segmentos de volumen para cada intervalo de tiempo
LINK 5 NUDO 1
LINK 2 NUDO 2 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
300 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 162.85
300 300 0 0 85.60 85.60 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 162.85
300 300 300 0 85.60 85.60 85.60 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 162.85
300 300 300 300 85.60 85.60 85.60 85.60 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 0 0 0 0 0 0 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 0 0 0 0 0 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 0 0 0 0 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 0 0 0 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 0 0 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 0 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 0 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 85.60 162.85
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 85.60 170.07
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 85.60 170.07
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 170.07
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 173.71
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 204.14
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 204.14
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 204.14
300 300 300 300 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 128.80 204.14
pág. 51
pág. 52
CAPITULO 5. APLICACIÓN DEL METODO NUMERICO EN LA RED DE SANEAMIENTO
DE LA CIUDAD DE MURCIA
ÍNDICE CAPÍTULO 5:
5. APLICACIÓN DEL METODO NUMERICO EN LA RED DE SANEAMIENTO DE LA
CIUDAD DE MURCIA ........................................................................................ 523
5.1. DESCRIPCION DE LA RED DE SANEAMIENTO DEL MUNICIPIO DE MURCIA ............................. 53
5.1.1. Configuracion de la red .................................................................................................................. 53
5.1.2. Zona de estudio .............................................................................................................................. 56
5.2. OBTENCION DE DATOS DE ENTRADA .................................................................................... 56
5.2.1. Caracteristicas bilogicas de las aguas residuales ........................................................................... 57
5.2.2. Caracteristicas geometricas de las conducciones .......................................................................... 61
5.2.3. Las características hidráulicas de las aguas residuales .................................................................. 62
5.2.4. Modelo numérico de la red de saneamiento .................................................................................. 64
5.2.5. Modelo numérico del municipio de murcia .................................................................................... 65
5.3. PORCEDIMIENTO DE APLICACIÓN DEL METODO VOLUMEN DISCRETO ................................ 72
5.4. RESULTADOS DE LA SIMULACION ......................................................................................... 75
pág. 53
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
5. APLICACIÓN DEL METODO NUMERICO EN
LA RED DE SANEAMIENTO DE LA CIUDAD DE
MURCIA
En este capítulo describiremos la composición de la red de saneamiento de la ciudad de Murcia y
la zona de estudio donde aplicaremos el método numérico de simulación e sulfuros. Para el cálculo
de la simulación mencionaremos el proceso de obtención de una serie de datos biológicos e
hidráulicos de las aguas residuales necesarios para la estimación y por ultimo mostraremos los
resultados proporcionados por el método de volumen discreto.
5.1. DESCRIPCION DE LA RED DE SANEAMIENTO DEL
MUNICIPIO DE MURCIA
La red de alcantarillado del termino de Murcia es en su mayor parte de sistema unitario. En ella
coexisten colectores de gran antigüedad con otros construidos recientemente usando las más
modernas técnicas de túneles, hinca, instalación sin zanja, rehabilitados con sistemas de manga,
etc.
El valle de Murcia tiene una topografía muy particular. Los dos cauces naturales de mayor
envergadura, el Segura y el Guadalentín (Sangonera o Reguerón) tienen sus márgenes a cotas más
elevadas que gran parte de las zonas colindantes. Este factor unido a las bajas pendientes, suele
hacer inviable la canalización por gravedad de las aguas. Por ello existe en la actualidad casi 200
estaciones de bombeo y tanques de tormenta de aguas residuales y pluviales ubicadas en diversos
puntos de la red.
Los bombeos de agua residual permiten salvar los obstáculos del terreno a cambio de un coste
energético y de mantenimiento de los equipos e instalaciones. Existen zonas especialmente llanas,
con gran profusión de acequias y azarbes y terrenos con alto nivel freático que hacen inviable la
instalación del alcantarillado, incluso empleando sistemas de bombeo.
5.1.1. CONFIGURACION DE LA RED
Tenemos dos grandes sistemas de colectores y una serie de sistemas de menor longitud, vinculados
cada uno de ellos a su correspondiente EDAR. Dichos sistemas se enumeran a continuación:
- Sistema Murcia-Este.
- Sistema El Raal.
- Resto de sistemas independientes de pequeñas localidades del campo de Murcia.
pág. 54
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
En este trabajo nos centraremos en el sistema de alcantarillado Murcia-Este compuesto por los
colectores Margen Derecha y Margen Izquierda. A continuación, resumiremos estos colectores.
SISTEMA MURCIA-ESTE
MARGEN DERECHA
El Colector Margen Derecha tiene una longitud de aproximadamente 2.275 m, y tiene una sección
circular de 2 m diámetro. Este colector está compuesto por colector S-1 y los ramales de Beniajan,
Torreaguera y El Secano. Su trazado discurre paralelo al Reguerón, continua por la margen derecha
del Segura tras la confluencia de ambos ríos y cruza hacia la EDAR Murcia-Este bajo el rio por
medio de un sifón.
Imagen 5.1. Esquema distribución de colectores Sistema Murcia Este en Margen Derecha.
MARGEN DERECHA
Colector S-1
RamalesCostera Sur
San Jose
Los Garres
Algezares
Santo Angel
La Alberca
La Arrixaca
El Palmar
Mercamurcia
Sangonera La Verde
Torreguil
ColectorPlan Sur
Colector Infante
Colector Los Dolores
Colector Anillo Oeste-Sur
ColectorPerimetral Sur
ColectorP.I.OesteCITMUSA
ColectorSangonera La
Seca
RamalesBeniajan
TorreagueraEl Secano
pág. 55
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
MARGEN IZQUIERDA
El colector Margen Izquierda su trazado recorre la margen izquierda del rio Segura desde su
arranque a la salida del bombeo del Colector Central, recoge a su paso las aguas del colector
Pedanías y desemboca finalmente en la EDAR Murcia-Este. Esta construido con tuberías de
hormigón armado de 2.000 mm de diámetro, y tiene una longitud total aproximada de 4.735 m.
Imagen 5.2. Esquema distribución de colectores Sistema Murcia Este en Margen Izquierda
SISTEMA EL RAAL
Este sistema es mucho más sencillo, el esquema de la red desemboca en la EDAR el Raal.
Imagen 5.3. Esquema distribución de colectores Sistema El Raal.
MARGEN IZQUIERDA
Colector Pedanias
Colector Puente Tocinos
Colector Casillas
Colector Azarbe Mayor
Colector Esparragal
Colector Central
Colectro PEIH
Colectro Cabezo Torres
Colector Norte
San Felix
Zona Centro
CR3
C-6
El Churra-El Puntal
Espinardo
Guadalupe-SendaGranada
La Albatalia
Colector Atalayas
Colector Nuevo San Felix
EDAR EL RAALColector de El
Raal
Santa CruzLlano de Brujas
Impulsion Orilla de Azarbe
Ramal de Alquerias
Ramal de Los Ramos
pág. 56
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
5.1.2. ZONA DE ESTUDIO
La zona de estudio elegida para aplicar el método numérico de simulación de sulfuros es la que se
muestra a continuación:
Imagen 5.4. Plano de situación de la zona de estudio
La zona seleccionada está compuesta por los tramos de las conducciones que se encuentran a la
llegada a la Estación Depuradora Murcia-Este. Tendremos dos tipos de aguas residuales en este
estudio. Una procedente del Colector Pedanías que transporta las aguas que recoge a su paso por
las pedanías del norte de Murcia como son las pedanías de Cobatillas, Esparragal, Monteagudo,
Casillas y Puente Tocinos. Y el segundo colector es el que transporta las aguas de toda Murcia
Centro, el Colector Central donde tendremos los mayores caudales residuales. Estos dos grandes
colectores confluirán antes de su entrada a la EDAR Murcia-Este donde serán tratadas las aguas.
5.2. OBTENCION DE DATOS DE ENTRADA
COLECTOR
CENTRAL
BRC
LA VENTA
EDAR
MURCIA-ESTE
pág. 57
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
El objetivo de este estudio es obtener la simulación del transporte de sulfhídrico en agua y en la
atmosfera a través del colector. Para hacer funcionar la simulación necesitamos de una serie de
datos de entrada como son:
- Las características geométricas de las conducciones.
- Las características biológicas de las aguas residuales.
- Las características hidráulicas de las aguas residuales.
Una vez que se hayan conseguidos estos datos se procede a la elección del paso de tiempo de
concentración del contaminante CC . El valor seleccionado dependerá del intervalo de tiempo
seleccionado en la consecución de los datos de las características hidráulicas y los datos de las
características bilógicas de las aguas residuales. Para este estudio las iteraciones de los cálculos de
los valores estimados de sulfuros serán de 2.5 minutos en cada iteración.
Tabla 5.1. Intervalos de tiempo usados en la simulación
INTERVALO DE TIEMPO
HIDRAULICO
INTERVALO DE TIEMPO
CONCENTRACION CONTAMINANTE
5t minutos 5.2CC minutos
En el siguiente apartado mostraremos como se han conseguidos los datos de entrada al modelo de
este estudio.
5.2.1. CARACTERISTICAS BILOGICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES
Los datos necesarios para el modelo de la reacción química que se produce en los colectores son la
Demanda Biológica del agua residual, la temperatura del agua residual y la temperatura de la
atmosfera del colector, que conseguiremos tomando muestras de dos puntos en los colectores. Uno
de los puntos será en el colector que se dirige aguas abajo del BRC La Venta y otra de las muestras
será medida en el colector aguas abajo del BRC Colector Central. Debido a problemas técnicos en
la toma de muestras en el Colector Central no se pudieron tomar las muestras en dicho colector,
con lo que se supondrá que los datos obtenidos en el muestreo de BRC La Venta serán válidos y
semejantes para los datos de muestreo en el BRC Colector Central. Estas muestras de sulfhídrico
serán los datos de partida de la simulación.
En la siguiente tabla se muestra los datos obtenidos en la toma de muestras:
Tabla 5.2. Cuadro de valores de las características biológicas y de temperatura
pág. 58
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
TIEMPO
(días)
DBO5
(mg/L)
TAGUA
(ºc)
TAIRE
(ºc)
0.003 263.92 21.0 22.3
0.007 262.62 21.0 22.3
0.010 260.81 20.5 22.2
0.014 258.56 20.4 22.1
0.017 255.93 20.4 22.0
0.021 252.99 20.2 22.0
0.024 249.80 20.2 22.0
0.028 246.43 20.1 22.0
0.031 242.94 20.1 22.0
0.035 239.41 20.1 22.0
0.038 235.88 20.0 22.0
0.042 232.44 19.9 22.0
0.045 229.14 19.8 21.9
0.049 226.05 19.7 21.9
0.052 223.23 19.5 21.9
0.056 220.62 19.4 22.1
0.059 218.07 19.4 22.3
0.063 215.45 19.4 22.4
0.066 212.59 19.4 22.4
0.069 209.36 19.4 22.3
0.073 205.77 19.4 22.1
0.076 201.99 19.6 22.1
0.080 198.24 19.5 22.1
0.083 194.70 19.5 22.0
0.087 191.40 19.5 22.1
0.090 188.19 19.5 22.1
0.094 184.92 19.3 22.1
0.097 181.44 19.2 22.3
0.101 177.61 19.0 22.4
0.104 173.39 18.9 22.5
0.108 168.90 18.6 22.6
0.111 164.32 18.6 22.5
0.115 159.80 18.5 22.4
0.118 155.50 18.4 22.4
0.122 151.50 18.4 22.4
0.125 147.72 18.5 22.5
0.128 144.06 18.4 22.6
0.132 140.43 18.4 22.8
0.135 136.73 18.4 22.9
0.139 132.89 18.3 23.0
0.142 128.93 18.2 23.0
0.146 124.90 18.1 22.9
0.149 120.89 18.0 22.8
0.153 116.93 17.9 22.6
0.156 113.09 17.8 22.5
0.160 109.46 17.7 22.5
0.163 106.12 17.6 22.4
0.167 103.14 17.7 22.3
0.170 100.59 17.8 22.2
0.174 98.43 17.7 22.2
0.177 96.52 17.7 22.2
0.181 94.71 17.7 22.1
0.184 92.87 17.6 22.3
0.188 90.90 17.5 22.3
0.191 88.86 17.5 22.3
0.194 86.86 17.5 22.4
0.198 84.97 17.3 22.5
0.201 83.28 17.3 22.6
0.205 81.80 17.3 22.6
0.208 80.51 17.4 22.8
0.212 79.40 17.3 22.9
0.215 78.46 17.4 22.8
0.219 77.67 17.4 22.7
0.222 77.01 17.3 22.6
0.226 76.47 17.2 22.5
0.229 76.07 17.0 22.4
0.233 75.82 17.0 22.4
0.236 75.76 17.0 22.4
0.240 75.89 17.0 22.4
0.243 76.25 16.9 22.4
0.247 76.86 16.8 22.4
0.250 77.72 16.8 22.5
0.253 78.81 16.7 22.5
0.257 80.12 16.7 22.4
0.260 81.62 16.6 22.5
0.264 83.30 16.7 22.5
0.267 85.14 16.8 22.6
0.271 87.12 16.9 22.6
0.274 89.22 16.8 22.6
0.278 91.42 16.9 22.5
0.281 93.70 16.9 22.4
0.285 96.04 16.9 22.3
0.288 98.45 16.9 22.3
0.292 100.95 16.9 22.2
0.295 103.56 16.7 22.2
0.299 106.30 16.8 22.1
0.302 109.20 16.5 22.1
0.306 112.27 16.4 22.1
0.309 115.53 16.3 22.1
0.313 118.99 16.4 22.1
0.316 122.63 16.4 22.3
0.319 126.45 16.4 22.5
0.323 130.42 16.5 22.6
0.326 134.53 16.5 22.8
0.330 138.77 16.6 22.8
0.333 143.13 16.6 22.9
0.337 147.59 16.7 22.8
0.340 152.14 16.8 22.7
0.344 156.79 16.9 22.6
0.347 161.55 16.8 22.5
0.351 166.43 17.1 22.4
0.354 171.43 17.3 22.4
0.358 176.58 17.5 22.3
0.361 181.88 17.6 22.3
0.365 187.35 17.7 22.4
0.368 192.97 17.9 22.3
0.372 198.71 17.9 22.3
0.375 204.52 17.9 22.2
0.378 210.39 18.1 22.3
0.382 216.25 18.2 22.4
0.385 222.09 18.1 22.4
0.389 227.85 18.0 22.6
0.392 233.50 18.0 22.7
0.396 238.98 17.9 22.8
0.399 244.24 18.3 23
0.403 249.22 18.5 23
0.406 253.88 18.7 22.9
0.410 258.17 19.0 22.7
0.413 262.02 19.4 22.6
0.417 265.43 19.5 22.5
0.420 268.40 19.8 22.5
pág. 59
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
0.424 270.97 19.8 22.6
0.427 273.14 20.0 22.7
0.431 274.93 20.1 22.8
0.434 276.36 20.1 22.9
0.438 277.46 20.2 23.0
0.441 278.24 20.2 22.9
0.444 278.76 20.3 22.8
0.448 279.06 20.4 22.8
0.451 279.18 20.6 22.8
0.455 279.16 20.8 22.7
0.458 279.05 20.9 22.6
0.462 278.88 21 22.5
0.465 278.71 21 22.5
0.469 278.57 21.1 22.5
0.472 278.46 21.2 22.5
0.476 278.40 21.4 22.6
0.479 278.42 21.7 22.7
0.483 278.52 21.9 22.8
0.486 278.72 22 23.0
0.490 279.03 22.1 23.0
0.493 279.48 22.1 23.1
0.497 280.07 22.3 23.2
0.500 280.83 22.3 23.3
0.503 281.78 22.5 23.3
0.507 282.95 22.9 23.3
0.510 284.37 22.9 23.3
0.514 286.05 23 23.3
0.517 288.03 23.1 23.4
0.521 290.32 23.1 23.4
0.524 292.95 23.2 23.4
0.528 295.89 23.2 23.4
0.531 299.10 23.4 23.4
0.535 302.55 23.4 23.4
0.538 306.18 23.6 23.4
0.542 309.97 23.9 23.4
0.545 313.87 23.8 23.5
0.549 317.84 24.3 23.5
0.552 321.82 24.4 23.5
0.556 325.78 24.6 23.4
0.559 329.66 24.8 23.5
0.563 333.41 24.9 23.5
0.566 336.97 25.2 23.4
0.569 340.31 25.3 23.4
0.573 343.36 25.4 23.3
0.576 346.14 25.5 23.3
0.580 348.79 25.4 23.3
0.583 351.49 25.4 23.3
0.587 354.43 25.4 23.3
0.590 357.77 25.3 23.3
0.594 361.69 25.3 23.3
0.597 366.22 25.3 23.3
0.601 371.03 25.4 23.3
0.604 375.75 25.4 23.3
0.608 380.03 25.4 23.3
0.611 383.61 25.5 23.2
0.615 386.82 25.5 23.2
0.618 390.16 25.4 23.1
0.622 394.13 25.3 23.1
0.625 398.99 25.3 23.1
0.628 404.51 25.3 23.1
0.632 410.35 25.3 23.1
0.635 416.19 25.2 23.0
0.639 421.71 25.2 23.0
0.642 426.57 25.2 23.0
0.646 430.51 25.3 23.0
0.649 433.52 25.3 23.0
0.653 435.68 25.2 23.0
0.656 437.09 25.2 23.0
0.660 437.83 25.2 23.0
0.663 437.98 25.2 23.1
0.667 437.61 25.2 23.1
0.670 436.72 25.2 23.1
0.674 435.30 25.2 23.2
0.677 433.34 25.1 23.3
0.681 430.83 25.1 23.2
0.684 427.78 25.1 23.1
0.688 424.15 25.0 23.1
0.691 419.96 25.0 23.1
0.694 415.19 25.0 23.1
0.698 409.82 25.0 23.1
0.701 403.92 25.0 23.1
0.705 397.59 25.1 23.1
0.708 390.96 25.1 23
0.712 384.18 25.1 23
0.715 377.35 25.0 23
0.719 370.61 25.0 23
0.722 364.03 25.0 23
0.726 357.64 25.0 23
0.729 351.44 25.0 23.0
0.733 345.47 24.9 23.0
0.736 339.74 24.9 23.0
0.740 334.28 24.9 23.0
0.743 329.12 24.9 23.0
0.747 324.24 24.8 23.0
0.750 319.66 24.8 23.0
0.753 315.36 24.8 22.9
0.757 311.34 24.7 22.9
0.760 307.59 24.7 22.9
0.764 304.11 24.7 22.9
0.767 300.89 24.7 23.0
0.771 297.93 24.6 23.1
0.774 295.21 24.6 23.1
0.778 292.73 24.7 23.2
0.781 290.45 24.7 23.2
0.785 288.37 24.7 23.2
0.788 286.44 24.6 23.2
0.792 284.66 24.5 23.1
0.795 282.99 24.8 23.1
0.799 281.41 24.5 23.1
0.802 279.90 24.5 23.0
0.806 278.43 24.4 23.0
0.809 277.00 24.4 23.0
0.813 275.59 24.4 23.0
0.816 274.21 24.3 23.0
0.819 272.88 24.3 23.0
0.823 271.58 24.3 23.0
0.826 270.33 24.3 23.1
0.830 269.12 24.3 23.0
0.833 267.97 24.3 23.0
0.837 266.87 24.4 23.1
0.840 265.83 24.4 23.1
0.844 264.84 24.4 23.2
0.847 263.93 24.4 23.3
pág. 60
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
0.851 263.07 24.3 23.3
0.854 262.28 24.3 23.3
0.858 261.56 24.3 23.2
0.861 260.91 24.2 23.1
0.865 260.32 24.2 23.0
0.868 259.81 24.3 23.0
0.872 259.37 24.3 22.8
0.875 259.00 24.3 22.8
0.878 258.71 24.2 22.7
0.882 258.49 24.2 22.7
0.885 258.33 24.2 22.8
0.889 258.23 24.1 22.8
0.892 258.18 24.1 22.8
0.896 258.19 24.0 22.7
0.899 258.24 23.8 22.6
0.903 258.33 23.6 22.6
0.906 258.45 23.6 22.6
0.910 258.61 23.5 22.6
0.913 258.80 23.4 22.6
0.917 259.01 23.3 22.6
0.920 259.24 23.3 22.6
0.924 259.48 23.0 22.6
0.927 259.73 22.9 22.7
0.931 259.99 22.8 22.7
0.934 260.26 22.7 22.8
0.938 260.53 22.7 22.7
0.941 260.81 22.5 22.7
0.944 261.08 22.5 22.7
0.948 261.36 22.5 22.7
0.951 261.64 22.4 22.7
0.955 261.92 22.4 22.6
0.958 262.19 22.3 22.7
0.962 262.46 22.3 22.7
0.965 262.72 22.1 22.8
0.969 262.98 22.0 22.8
0.972 263.22 22.0 22.8
0.976 263.46 21.8 22.8
0.979 263.68 21.8 22.7
0.983 263.89 21.6 22.6
0.986 264.08 21.4 22.6
0.990 264.26 21.3 22.6
0.993 264.42 21.3 22.6
0.997 264.56 21.2 22.6
1.000 264.68 21.0 22.7
pág. 61
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Una vez medidos los parámetros de DBO5, Temperatura del agua residual y la Temperatura de la
atmosfera del colector serán introducidos en las expresiones empíricas de los modelos de cálculo
para la simulación de sulfuros en el agua residual y de sulfuros emitidos a la atmosfera del colector.
5.2.2. CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LAS CONDUCCIONES
Imagen 5.5. Plano de situación con los pozos de registro y conducciones en la zona de estudio
Estos modelos también dependen de datos hidráulicos y geométricos de las conducciones. A
continuación, vamos a hacer un breve resumen de cuál es el procedimiento a seguir para la
implementación del método numérico.
Estos son las características de los pozos de registro y de las conducciones que vamos a usar en el
modelo para la simulación de los caudales residuales.
Tabla 5.3. Características de los pozos de registro
NUMERO POZO REGISTRO
TIPO DE COLECTOR
COTA SOLERA
(m)
PROFUNDIDAD
(m)
27250 C.PEDANIAS 30.75 3.92
27251 C.PEDANIAS 30.62 4.28
27289 C.CENTRAL 31.14 6.34
COLECTOR
CENTRAL
BRC
LA VENTA
EDAR
MURCIA-ESTE
pág. 62
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
27290 C.CENTRAL 31.08 6.80
27291 EDAR 31.27 6.50
27292 EDAR 31.12 6.60
27293 EDAR 31.02 6.36
27294 EDAR 30.94 6.73
27295 EDAR 30.86 6.69
32961 EDAR 30.48 6.34
62022 EDAR 30.30 2.20
Tabla 5.4. Características de las conducciones
NUMERO CONDUCCION
TIPO DE COLECTOR
POZO REGISTRO INICIO
POZO REGISTRO FINAL
DIAMETRO
(m)
LONGITUD
(m) PENDIENTE RUGOSIDAD
27142 C.PEDANIAS 27250 27251 1.01 46.30 0.001 0.012
27143 C.PEDANIAS 27251 32961 1.01 34.30 0.001 0.011
27179 C.CENTRAL 27289 27290 2.00 59.60 0.002 0.011
27180 C.CENTRAL 27290 32961 2.00 45.20 0.002 0.011
27181 EDAR 32961 27291 2.00 30.90 0.002 0.011
27182 EDAR 27291 27292 2.00 49.90 0.001 0.011
27183 EDAR 27292 27293 2.00 68.50 0.001 0.011
27184 EDAR 27293 27294 2.00 68.80 0.001 0.011
27185 EDAR 27294 27295 2.00 66.20 0.002 0.011
27186 EDAR 27295 62022 2.20 72.20 0.002 0.012
5.2.3. LAS CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS DE LAS AGUAS
RESIDUALES
Los datos de los caudales residuales se han obtenido de la base de datos ofrecidos por la empresa
de gestión de agua EMUSA. Esta empresa proporciona los datos registrados de consumo obtenidos
por los contadores de consumo de los abonados mediante los cuales se puede conseguir una
aproximación de los caudales residuales.
A continuación, se muestran los datos de caudales residuales, debido a que hay más de 200.000
abonados a la red de abastecimiento, se mostrara un ejemplo a modo de entender los datos que han
sido obtenido para realizar la simulación:
pág. 63
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Tabla 5.5. Datos de registro del consumo de agua de los abonados en la ciudad de Murcia
Contrato Fecha Lectura
Actual
Metros cúbicos Consumidos
(m3/bimensual)
ACOMETIDA Caudal de calculo
(m3/s)
6350840 03/01/2017 22 2157819 0.0000042
6350842 02/01/2017 1 2157826 0.0000002
6350843 03/01/2017 19 2157829 0.0000036
6350844 03/01/2017 21 2157828 0.0000040
6350845 03/01/2017 22 2157831 0.0000042
6350847 03/01/2017 20 2157834 0.0000038
6350850 03/01/2017 32 2157837 0.0000061
6350851 03/01/2017 0 2157869 0.0000000
6350853 03/01/2017 37 2157871 0.0000070
6350854 03/01/2017 0 2157868 0.0000000
6350855 03/01/2017 31 2158481 0.0000059
6350857 03/01/2017 15 2158494 0.0000028
6350860 03/01/2017 5 2158492 0.0000009
6350861 03/01/2017 23 2158497 0.0000044
6350862 03/01/2017 13 2158499 0.0000025
6350863 03/01/2017 0 2158501 0.0000000
6350865 03/01/2017 10 2158504 0.0000019
6350867 03/01/2017 17 2158512 0.0000032
6350868 03/01/2017 23 2158513 0.0000044
6350871 03/01/2017 33 2158517 0.0000063
6350872 03/01/2017 1 2158518 0.0000002
6350875 03/01/2017 18 2158521 0.0000034
6350876 03/01/2017 15 2158522 0.0000028
6350878 03/01/2017 5 2158525 0.0000009
6350880 03/01/2017 3 2158529 0.0000006
6350881 03/01/2017 0 2158530 0.0000000
6350882 03/01/2017 0 2158531 0.0000000
6350885 03/01/2017 0 2158528 0.0000000
6350886 03/01/2017 12 2158314 0.0000023
… … … … …
pág. 64
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
9631424 26/01/2017 9 0.0000017 2195273
9631428 18/01/2017 8 0.0000015 2189591
9631431 30/01/2017 4 0.0000008 2195331
Estos caudales serán asignados a los pozos de registro en el modelo hidráulico. Serán asignados
por aproximación según la ubicación de la acometida y la posición del pozo de registro.
5.2.4. MODELO NUMÉRICO DE LA RED DE SANEAMIENTO
Una red de saneamiento consiste en un conjunto de conducciones, pozos de registro, bombas de
residuales, depósitos y otras instalaciones que son usadas para transportar el agua residual desde
que entran en la red de alcantarillado hasta su llegada en la planta de tratamiento para su posterior
vertido al medio receptor. El sistema de saneamiento es modelado como una red de conducciones
que son conectados a nudos representando la red ramificada. Las conducciones representan
tuberías. bombas y los nudos actúan como uniones de las tuberías. puntos de vertido o depósitos
de almacenamiento.
El Storm Water Management Model (modelo de gestión de aguas pluviales) de la Agencia de
Protección del Medioambiente de los Estados Unidos (USEPA) es un modelo numérico que
permite simular el comportamiento hidrológico-hidráulico de un sistema de drenaje urbano. tanto
en términos de cantidad de agua como de calidad de la misma.
Imagen 5.6. Esquema de capas de SWMM 5.0. (Del Rio, 2011)
SWMM 5.0 considera la red como un conjunto de elementos y flujos diversos (Objetos) dentro de
módulos o capas de modo que cada una de dichas capas representa un proceso hidrológico-
hidráulico (es equivalente a la estructura de bloques de las versiones anteriores).
pág. 65
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Estos módulos y sus correspondientes objetos son los siguientes (US-EPA. 2005):
El Módulo Atmosférico. desde el cual se analiza la lluvia caída y los contaminantes depositados
sobre la superficie del suelo que se analiza en el Módulo de Superficie del Suelo. SWMM
utiliza el objeto Pluviómetro (Rain Gage) para representar las entradas de lluvia en el sistema.
El Módulo de Superficie del Suelo. que se representa a través de uno o más objetos cuenca
(Subcatchment). Estos objetos reciben la precipitación del Módulo Atmosférico en forma de lluvia
o nieve. y generan flujos de salida en forma de infiltración para el Módulo de Aguas Subterráneas
y también como escorrentía superficial y cargas de contaminantes para el Módulo de Transporte.
El Módulo de Aguas Subterráneas recibe la infiltración del Módulo de Superficie del Suelo y
transfiere una parte de la misma como flujo de entrada para el Módulo de Transporte, Este módulo
se ajusta utilizando los objetos Aquifers (Acuíferos).
El Módulo de Transporte contiene una red con elementos de transporte (canales. tuberías. bombas
y elementos de regulación) y unidades de almacenamiento y tratamiento que transportan el
agua hacia los Nudos de Vertido (Outfall) o las estaciones de tratamiento. Los flujos de entrada
de este Módulo pueden provenir de la escorrentía superficial, de la interacción con el flujo
subterráneo, de los caudales sanitarios correspondientes a periodos sin lluvia o de hidrogramas
de entrada definidos por el usuario. Los componentes del Módulo de Transporte se modelan con
los objetos Nudos y Líneas.
Imagen 5.7. Ejemplo de los Componente Físicos empleados en el modelo de un sistema de drenaje (US-EPA. 2005)
5.2.5. MODELO NUMÉRICO DEL MUNICIPIO DE MURCIA
pág. 66
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
A continuación. se muestran diversas imágenes del modelo de la red de saneamiento del municipio
de Murcia con el que se ha trabajado en este estudio.
Imagen 5.8. Esquema general de saneamiento de la ciudad de Murcia
Como vemos en la Imagen 5.8 la ciudad de Murcia es bastante extensa. Vamos a describir
brevemente las características de la red de saneamiento:
• Longitud de red de alcantarillado es 1.582 Km, mayoritariamente unitaria (98%).
• Diámetros de la red comprendidos entre 200 y 2.000 mm, cuyo material
predominante es el hormigón.
ZONA DE ESTUDIO:
ENTRADA A
EDAR
MURCIA-ESTE
pág. 67
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
• Acometidas de saneamiento existentes (domiciliarias, industriales y otras): 72.753
unidades.
• Pozos de registro de alcantarillado: 48.387 unidades.
• Imbornales y sumideros: 37.598 unidades, repartidos por Murcia ciudad (36%) y pedanías
(64%).
• Estaciones de bombeo de aguas residuales y pluviales: 186.
• Tanques de tormenta: 9 instalaciones existentes.
Una vez descrita las características de la red de saneamiento de la ciudad de Murcia, nos
centraremos en la zona de estudio donde aplicaremos la simulación para la predicción de sulfuros.
En la siguiente imagen se muestra la zona de estudio que comprende la zona de sucesión de tramos
que llegan por la parte norte de la ciudad impulsados por el bombeo de La Venta y que conecta con
la sucesión de tramos provenientes de la zona centro de la ciudad impulsados por el bombeo de
Colector Central. Una vez que estos tramos intersectan llegan en un único tramo hasta su entrada
a la EDAR de MURCIA-ESTE.
Imagen 5.9. Zona de aproximación a la EDAR
pág. 68
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Dentro de este complejo sistema la zona de análisis se encuentra situados en la zona próxima a la
llegada a la EDAR. La siguiente figura muestra los pozos de registro y conducciones en el modelo
SWMM que vamos a usar en este estudio.
Imagen 5.10. Geometría del modelo SWMM de la red de saneamiento de estudio
Una vez ejecutados la simulación del modelo SWMM de la ciudad de Murcia aplicando un tiempo
de simulación de tiempo seco de 2 días (48 h) obtenemos los siguientes resultados: Q (m3/s).
En la siguiente tabla se muestran los valores de los caudales en las conducciones a intervalos de 5
minutos durante dos días de simulación de tiempo seco.
Tabla 5.6. Valores de los caudales en las conducciones de la zona de estudio
Q (m3/s) CENTRAL CENTRAL PEDANIAS PEDANIAS EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR
DIA HORA 27142 27143 27179 27180 27181 27182 27183 27184 27185 27186
4/7/2018 0:05 0.136 0.136 0.822 0.822 1.019 1.019 1.019 1.020 1.020 1.020
4/7/2018 0:10 0.126 0.127 0.813 0.810 1.007 1.004 0.999 0.994 0.987 0.985
4/7/2018 0:15 0.138 0.138 0.795 0.793 0.962 0.960 0.958 0.955 0.951 0.950
4/7/2018 0:20 0.136 0.135 0.778 0.775 0.928 0.924 0.919 0.913 0.905 0.903
4/7/2018 0:25 0.121 0.122 0.759 0.759 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886 0.886
4/7/2018 0:30 0.139 0.139 0.745 0.742 0.876 0.873 0.869 0.865 0.859 0.858
4/7/2018 0:35 0.135 0.132 0.705 0.701 0.834 0.831 0.827 0.823 0.817 0.815
pág. 69
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
4/7/2018 0:40 0.099 0.099 0.676 0.676 0.804 0.804 0.804 0.805 0.805 0.806
4/7/2018 0:45 0.099 0.099 0.667 0.665 0.802 0.801 0.799 0.797 0.795 0.794
4/7/2018 0:50 0.104 0.103 0.650 0.648 0.781 0.779 0.776 0.773 0.769 0.769
4/7/2018 0:55 0.097 0.095 0.636 0.632 0.752 0.749 0.746 0.742 0.736 0.735
4/7/2018 1:00 0.075 0.075 0.582 0.578 0.715 0.712 0.708 0.704 0.697 0.695
4/7/2018 1:05 0.079 0.080 0.547 0.546 0.677 0.674 0.672 0.668 0.664 0.663
4/7/2018 1:10 0.087 0.087 0.556 0.554 0.652 0.650 0.648 0.646 0.643 0.643
4/7/2018 1:15 0.088 0.086 0.537 0.534 0.633 0.631 0.629 0.626 0.623 0.623
4/7/2018 1:20 0.067 0.067 0.508 0.503 0.602 0.597 0.591 0.584 0.574 0.571
4/7/2018 1:25 0.062 0.063 0.458 0.457 0.551 0.550 0.547 0.545 0.543 0.542
4/7/2018 1:30 0.065 0.065 0.461 0.459 0.533 0.532 0.530 0.528 0.526 0.525
4/7/2018 1:35 0.071 0.071 0.441 0.440 0.519 0.519 0.518 0.517 0.516 0.516
4/7/2018 1:40 0.075 0.073 0.423 0.419 0.503 0.500 0.495 0.490 0.482 0.479
4/7/2018 1:45 0.052 0.052 0.384 0.383 0.468 0.467 0.465 0.463 0.461 0.461
4/7/2018 1:50 0.052 0.053 0.389 0.387 0.453 0.451 0.448 0.446 0.442 0.441
4/7/2018 1:55 0.058 0.059 0.374 0.372 0.434 0.433 0.431 0.429 0.427 0.426
… … … … … … … … … … … …
5/7/2018 23:50 0.159 0.156 0.867 0.866 1.060 1.059 1.058 1.055 1.053 1.052
5/7/2018 23:55 0.126 0.127 0.856 0.856 1.046 1.047 1.047 1.048 1.048 1.048
6/7/2018 0:00 0.137 0.137 0.849 0.846 1.042 1.040 1.038 1.035 1.030 1.029
pág. 70
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Imagen 5.11. Valores de los caudales residuales en tiempo seco en las conducciones
En la siguiente tabla se muestran los valores de los niveles en las conducciones a intervalos de 5
minutos durante dos días de simulación de tiempo seco.
Tabla 5.7. Valores de los niveles en las conducciones de la zona de estudio
y (m) CENTRAL CENTRAL PEDANIAS PEDANIAS EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR
DIA HORA 27142 27143 27179 27180 27181 27182 27183 27184 27185 27186
4/7/2018 0:05 0.092 0.086 0.456 0.448 0.489 0.485 0.484 0.493 0.502 0.435
4/7/2018 0:10 0.089 0.083 0.453 0.445 0.486 0.481 0.480 0.487 0.494 0.428
4/7/2018 0:15 0.093 0.087 0.445 0.436 0.475 0.472 0.470 0.477 0.485 0.420
4/7/2018 0:20 0.092 0.086 0.439 0.429 0.466 0.463 0.460 0.466 0.473 0.411
4/7/2018 0:25 0.087 0.082 0.432 0.420 0.455 0.453 0.452 0.459 0.467 0.406
4/7/2018 0:30 0.093 0.087 0.429 0.417 0.452 0.451 0.449 0.454 0.461 0.400
4/7/2018 0:35 0.092 0.085 0.418 0.407 0.441 0.440 0.439 0.443 0.449 0.390
4/7/2018 0:40 0.080 0.074 0.410 0.399 0.432 0.433 0.432 0.438 0.446 0.388
4/7/2018 0:45 0.080 0.074 0.408 0.398 0.432 0.432 0.431 0.436 0.443 0.385
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CA
UD
AL
(m3/s
)
TIEMPO (DIAS)
HIDROGRAMAS27142 27143 27179 27180 27181 27182 27183 27184 27185 27186
pág. 71
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
4/7/2018 0:50 0.081 0.076 0.403 0.393 0.427 0.427 0.426 0.430 0.437 0.378
4/7/2018 0:55 0.079 0.073 0.398 0.386 0.418 0.419 0.418 0.421 0.427 0.370
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4/7/2018 1:15 0.075 0.070 0.366 0.354 0.383 0.387 0.386 0.387 0.392 0.343
4/7/2018 1:20 0.067 0.061 0.357 0.346 0.373 0.377 0.375 0.374 0.376 0.329
4/7/2018 1:25 0.065 0.059 0.340 0.329 0.356 0.363 0.362 0.362 0.366 0.320
4/7/2018 1:30 0.066 0.061 0.338 0.326 0.351 0.358 0.357 0.357 0.361 0.315
4/7/2018 1:35 0.069 0.063 0.333 0.321 0.346 0.353 0.353 0.353 0.358 0.313
4/7/2018 1:40 0.070 0.064 0.327 0.316 0.340 0.347 0.346 0.344 0.346 0.301
… … … … … … … … … … …
5/7/2018 23:50 0.099 0.092 0.467 0.458 0.499 0.493 0.492 0.502 0.511 0.442
5/7/2018 23:55 0.089 0.083 0.463 0.455 0.495 0.491 0.490 0.500 0.510 0.440
6/7/2018 0:00 0.092 0.086 0.462 0.454 0.494 0.490 0.488 0.496 0.505 0.437
Imagen 5.12. Valores de los niveles en las conducciones
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
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/18
15
: 00
05
/07
/18
16
: 00
05
/07
/18
17
: 00
05
/07
/18
18
: 00
05
/07
/18
19
: 00
05
/07
/18
20
: 00
05
/07
/18
21
: 00
05
/07
/18
22
: 00
05
/07
/18
23
: 00
06
/07
/18
00
: 00
PR
OFU
ND
IDA
D (
m)
TIEMPO (FECHA Y HORA)
NIVELES27142 27143 27179 27180 27181 27182 27183 27184 27185 27186
pág. 72
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
5.3. PORCEDIMIENTO DE APLICACIÓN DEL METODO
VOLUMEN DISCRETO
1. Obtener datos de las características hidráulicas y biológicas de las aguas residuales.
Tabla 5.8. Datos hidráulicos de las conducciones
DATOS HIDRAULICOS
Tiempo (horas)
Q (m3/s)
y (m)
θ (rad)
Área mojada
(m2)
Área seca (m2)
Perímetro mojado
(m)
Perímetro seco
(m)
Rh (m)
Velocidad agua (m/s)
Re T
(m) dm (m)
Tabla 5.9. Datos biológicos y de temperatura
DATOS BIOLOGICOS
Tiempo (días)
DBO5 (mg/L)
Tagua
(ºC) Tatm (ºC)
2. Dependiendo del intervalo de tiempo seleccionado para el cálculo de las características
hidráulicas (paso de tiempo hidráulico, t ) y biológicas, establecer un intervalo de tiempo
de concentración de contaminante CC . El tiempo de simulación debe coincidir con el
aplicado en la obtención de las características hidráulicas.
Tabla 5.10. Intervalos de tiempo en la simulación
INTERVALO DE TIEMPO HIDRAULICO
INTERVALO DE TIEMPO CONCENTRACION CONTAMINANTE
TIEMPO DE SIMULACION
5t minutos 5.2CC minutos 48SIMt horas
3. Obtener los parámetros del modelo de predicción de sulfuros en el agua y de ácido
sulfhídrico en el aire.
Tabla 5.11. Generación e sulfuros en el agua residual
GENERACIÓN DE SULFUROS EN EL AGUA RESIDUAL
CH
(mg/L)
Ceq
(mg/L) q
Ca
(mg/L)
EBOD
(mg/L)
[S]aq
(mg/l)
Tabla 5.12. Emisión de sulfuros a la atmosfera del colector
pág. 73
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
EMISIÓN DE SULFUROS A ATMÓSFERA DEL COLECTOR
CH
(mg/L)
f
(Swamee-Jain) Tc fp
[S]atm
(ppm)
4. Iterar para cada intervalo de tiempo de concentración contaminante CC las ecuaciones
empíricas de estimación de sulfuros en agua y en aire en todas las conducciones de la zona
de estudio.
4.1. Partimos de una concentracion en cada segmento de la conduccion en el instante “t”.
Imagen 5.13. Esquema del estado inicial t0 de la concentración en cada segmento de cada conducción
4.2. Para cada segmento en las conducciones calculamos por diferencias finitas los sulfuros
disueltos en el agua residual 1_ taqS y el acido sulfhidrico en el aire de la conduccion
1_ tatmS .
Predicción de los sulfuros disueltos en el agua residual
emitidogeneradoaq SSS
22
_1__1__1_ temitidotemitidotgeneradotgenerado
CC
taqtaq SSSSSS
tm
Ataq
tm
Ataq
ththCC
taqtaq
d
qvsCSm
d
qvsCSm
R
EBODM
R
EBODMSS 11
2
1
2
18/3
1_
1
8/3
1_'
1
'_1_
Predicción del ácido sulfhídrico en el aire del colector
oparedliquido
m
emitidoatm PSV
d
SS sec
o
tparedtpared
liquido
temitidotemitido
CC
tatmtatmP
SSV
SSSSsec
_1__1__1_
22
t
o
c
pHH
t
o
c
pHH
t
liq
m
Ataq
t
liq
m
Ataq
CC
tatmtatmP
T
fCDP
T
fCDV
d
qvsCSmV
d
qvsCSmSSsec
1
sec
8/3
1_
1
8/3
1__1_ 11
2
111
2
1
pág. 74
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
5. Trasportamos la concentracion de cada segmento en la posicion “k” y en el instante “t” al
segmento siguiente “k+1”para el instante “t+1”.
Imagen 5.14. Esquema del estado t0+1 de la concentración en cada segmento de cada conducción
6. Repetimos desde el punto 3 hasta completar todos los intervalos de tiempo de concetracion
de contaminante CC .
Una vez realizados todos los pasos y alcanzado todos los intervalos de tiempo de concentracion
de contaminante durante el tiempo de simulacion se consiguen los valores alcanzados en los nudos
y en los segmentos de las conducciones para los intervalos de tiempo. A continuacion, se muestra
los resultados obtenidos despues de la simulacion realizada en el programa MATLAB.
pág. 75
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
5.4. RESULTADOS DE LA SIMULACION
PREDICCIÓN DE LOS SULFUROS DISUELTOS EN EL AGUA RESIDUAL
- Pozos de Registro
Tabla 5.13. Resultados de la simulación de los sulfuros en el agua en cada pozo de registro
[S]aq
(mg/l) PEDANIAS PEDANIAS CENTRAL CENTRAL EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR
TIEMPO 27250 27251 27289 27290 32961 27291 27292 27293 27294 27295 62022
04/07/18 00:02:30
0.116 0.130 2.195 2.195 2.317 2.316 2.355 2.349 2.345 2.361 2.356
04/07/18 00:05:00
0.117 0.130 2.191 2.191 2.300 2.301 2.324 2.350 2.344 2.340 2.356
04/07/18 00:07:30
0.116 0.129 2.186 2.186 2.294 2.295 2.302 2.346 2.339 2.335 2.350
04/07/18 00:10:00
0.116 0.129 2.181 2.181 2.289 2.287 2.292 2.309 2.341 2.334 2.344
04/07/18 00:12:30
0.115 0.128 2.176 2.176 2.283 2.280 2.288 2.296 2.335 2.329 2.338
04/07/18 00:15:00
0.115 0.128 2.170 2.170 2.278 2.275 2.275 2.284 2.312 2.330 2.331
04/07/18 00:17:30
0.115 0.128 2.165 2.165 2.271 2.267 2.271 2.280 2.309 2.325 2.324
04/07/18 00:20:00
0.115 0.128 2.159 2.159 2.266 2.263 2.263 2.266 2.286 2.285 2.317
04/07/18 00:22:30
0.114 0.127 2.153 2.153 2.259 2.255 2.258 2.261 2.261 2.271 2.310
04/07/18 00:25:00
0.114 0.127 2.147 2.147 2.253 2.250 2.249 2.252 2.255 2.266 2.302
04/07/18 00:27:30
0.114 0.127 2.141 2.141 2.246 2.242 2.244 2.247 2.250 2.251 2.295
04/07/18 00:30:00
0.115 0.128 2.134 2.134 2.240 2.237 2.236 2.239 2.241 2.244 2.287
04/07/18 00:32:30
0.115 0.128 2.128 2.128 2.232 2.228 2.231 2.233 2.235 2.238 2.280
04/07/18 00:35:00
0.114 0.128 2.121 2.121 2.226 2.223 2.222 2.225 2.227 2.229 2.272
04/07/18 00:37:30
0.113 0.126 2.114 2.114 2.218 2.214 2.217 2.219 2.221 2.223 2.264
pág. 76
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
04/07/18 00:40:00
0.110 0.123 2.108 2.108 2.212 2.209 2.208 2.211 2.213 2.215 2.256
04/07/18 00:42:30
0.110 0.122 2.101 2.101 2.203 2.200 2.202 2.205 2.206 2.208 2.248
04/07/18 00:45:00
0.110 0.122 2.093 2.093 2.197 2.194 2.194 2.196 2.198 2.200 2.239
04/07/18 00:47:30
0.108 0.121 2.086 2.086 2.188 2.184 2.187 2.190 2.191 2.193 2.230
04/07/18 00:50:00
0.108 0.120 2.078 2.078 2.181 2.177 2.177 2.183 2.184 2.184 2.221
04/07/18 00:52:30
0.108 0.120 2.070 2.070 2.171 2.167 2.170 2.176 2.176 2.176 2.212
04/07/18 00:55:00
0.107 0.120 2.061 2.061 2.163 2.160 2.160 2.169 2.169 2.169 2.202
04/07/18 00:57:30
0.106 0.119 2.052 2.052 2.153 2.149 2.153 2.162 2.161 2.161 2.193
04/07/18 01:00:00
0.105 0.117 2.043 2.043 2.144 2.141 2.142 2.155 2.153 2.153 2.183
… … … … … … … … … … … …
05/07/18 23:55:00
0.126 0.140 2.231 2.231 2.342 2.340 2.339 2.340 2.341 2.342 2.343
05/07/18 23:57:30
0.126 0.140 2.227 2.227 2.337 2.335 2.336 2.337 2.338 2.339 2.338
06/07/18 00:00:00
0.125 0.140 2.223 2.223 2.334 2.331 2.331 2.332 2.333 2.334 2.335
Tabla 5.14. Duración de la concentración en cada nivel de riesgo para sulfuros en el agua en pozos de registro
Numero
Pozo de
Registro
< 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 2.5 > 2.5 Total
Horas % Horas % Horas % Horas % Horas % Horas % Horas %
27250 24 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 100
27251 24 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 100
27289 0 0 7 29 4 17 3 13 10 41 0 0 24 100
27290 0 0 7 29 4 17 3 13 10 41 0 0 24 100
32961 0 0 7 28 4 17 3 12 6 25 4 18 24 100
27291 0 0 7 28 4 17 3 12 6 25 4 18 24 100
27292 0 0 5 22 5 20 3 14 6 26 4 18 24 100
27293 0 0 5 21 5 20 3 14 6 26 4 18 24 100
27294 0 0 6 24 4 19 3 14 6 26 4 18 24 100
27295 0 0 6 25 4 18 3 14 6 25 4 18 24 100
62022 0 0 6 27 4 17 3 13 6 25 4 18 24 100
pág. 77
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Imagen 5.15. Resultados de la simulación de los sulfuros en el agua en cada pozo de registro
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
2,40
2,60
2,80
04
/07
/18
00
:00
:00
04
/07
/18
01
:00
:00
04
/07
/18
02
:00
:00
04
/07
/18
03
:00
:00
04
/07
/18
04
:00
:00
04
/07
/18
05
:00
:00
04
/07
/18
06
:00
:00
04
/07
/18
07
:00
:00
04
/07
/18
08
:00
:00
04
/07
/18
09
:00
:00
04
/07
/18
10
:00
:00
04
/07
/18
11
:00
:00
04
/07
/18
12
:00
:00
04
/07
/18
13
:00
:00
04
/07
/18
14
:00
:00
04
/07
/18
15
:00
:00
04
/07
/18
16
:00
:00
04
/07
/18
17
:00
:00
04
/07
/18
18
:00
:00
04
/07
/18
19
:00
:00
04
/07
/18
20
:00
:00
04
/07
/18
21
:00
:00
04
/07
/18
22
:00
:00
04
/07
/18
23
:00
:00
05
/07
/18
00
:00
:00
05
/07
/18
01
:00
:00
05
/07
/18
02
:00
:00
05
/07
/18
03
:00
:00
05
/07
/18
04
:00
:00
05
/07
/18
05
:00
:00
05
/07
/18
06
:00
:00
05
/07
/18
07
:00
:00
05
/07
/18
08
:00
:00
05
/07
/18
09
:00
:00
05
/07
/18
10
:00
:00
05
/07
/18
11
:00
:00
05
/07
/18
12
:00
:00
05
/07
/18
13
:00
:00
05
/07
/18
14
:00
:00
05
/07
/18
15
:00
:00
05
/07
/18
16
:00
:00
05
/07
/18
17
:00
:00
05
/07
/18
18
:00
:00
05
/07
/18
19
:00
:00
05
/07
/18
20
:00
:00
05
/07
/18
21
:00
:00
05
/07
/18
22
:00
:00
05
/07
/18
23
:00
:00
[S]a
q(m
g/l
)
TIEMPO (fecha y hora)
ESTIMACION SULFUROS EN AGUA EN POZOS DE REGISTRO27250 27251 27289 27290 32961 27291 27292 27293 27294 27295 62022
pág. 78
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
- Conducciones
Tabla 5.15. Resultados de la simulación de los sulfuros en el agua en cada conducción
[S]aq
(mg/l) CENTRAL CENTRAL PEDANIAS PEDANIAS EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR
TIEMPO 27142 27143 27179 27180 27181 27182 27183 27184 27185 27186
04/07/18 00:02:30
0.116 0.092 2.195 2.130 2.306 2.305 2.161 2.232 2.314 2.360
04/07/18 00:05:00
0.117 0.098 2.191 2.191 2.297 2.297 2.157 2.228 2.303 2.356
04/07/18 00:07:30
0.116 0.099 2.186 2.185 2.293 2.292 2.151 2.224 2.296 2.350
04/07/18 00:10:00
0.116 0.097 2.181 2.180 2.287 2.289 2.146 2.210 2.283 2.344
04/07/18 00:12:30
0.115 0.096 2.176 2.174 2.280 2.283 2.142 2.204 2.278 2.338
04/07/18 00:15:00
0.115 0.096 2.170 2.169 2.275 2.275 2.139 2.197 2.274 2.331
04/07/18 00:17:30
0.115 0.096 2.165 2.163 2.267 2.271 2.133 2.194 2.269 2.324
04/07/18 00:20:00
0.115 0.096 2.159 2.158 2.263 2.263 2.128 2.188 2.262 2.317
04/07/18 00:22:30
0.114 0.095 2.153 2.151 2.255 2.258 2.123 2.183 2.258 2.310
04/07/18 00:25:00
0.114 0.095 2.147 2.146 2.250 2.249 2.114 2.180 2.253 2.302
04/07/18 00:27:30
0.114 0.094 2.141 2.139 2.242 2.244 2.109 2.175 2.249 2.295
04/07/18 00:30:00
0.115 0.093 2.134 2.133 2.237 2.236 2.100 2.166 2.244 2.287
04/07/18 00:32:30
0.115 0.093 2.128 2.126 2.228 2.231 2.095 2.160 2.238 2.280
04/07/18 00:35:00
0.114 0.093 2.121 2.120 2.223 2.222 2.087 2.152 2.229 2.272
04/07/18 00:37:30
0.113 0.093 2.114 2.113 2.214 2.217 2.081 2.146 2.223 2.264
04/07/18 00:40:00
0.110 0.093 2.108 2.107 2.209 2.208 2.073 2.138 2.215 2.256
pág. 79
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
04/07/18 00:42:30
0.110 0.093 2.101 2.099 2.200 2.202 2.067 2.131 2.208 2.248
04/07/18 00:45:00
0.110 0.091 2.093 2.092 2.194 2.194 2.058 2.123 2.200 2.239
04/07/18 00:47:30
0.108 0.090 2.086 2.084 2.184 2.187 2.051 2.116 2.193 2.230
04/07/18 00:50:00
0.108 0.083 2.078 2.077 2.177 2.177 2.045 2.109 2.184 2.221
04/07/18 00:52:30
0.108 0.082 2.070 2.068 2.167 2.170 2.038 2.101 2.176 2.212
04/07/18 00:55:00
0.107 0.083 2.061 2.060 2.160 2.160 2.031 2.094 2.169 2.202
04/07/18 00:57:30
0.106 0.084 2.052 2.050 2.149 2.153 2.024 2.086 2.161 2.193
04/07/18 01:00:00
0.105 0.083 2.043 2.042 2.141 2.142 2.016 2.078 2.153 2.183
… … … … … … … … … … …
05/07/18 23:55:00
0.126 0.106 2.231 2.230 2.340 2.339 2.340 2.341 2.342 2.343
05/07/18 23:57:30
0.126 0.106 2.227 2.226 2.335 2.336 2.337 2.338 2.339 2.338
06/07/18 00:00:00
0.125 0.105 2.223 2.223 2.331 2.331 2.332 2.333 2.334 2.335
Tabla 5.16. Duración de la concentración en cada nivel de riesgo para sulfuros en el agua en conducciones
Numero de
Conducción
<0.5 0.5-1 1-1.5 1.5-2 2-2.5 >2.5 Total
Horas % Horas % Horas % Horas % Horas % Horas % Horas %
27142 24 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 100
27143 24 100 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24 100
27179 0 0 7 29 4 17 3 13 10 41 0 0 24 100
27180 0 0 7 30 4 17 3 13 10 40 0 0 24 100
27181 0 0 7 28 4 17 3 12 6 25 4 18 24 100
27182 0 0 6 26 4 17 3 14 6 26 4 18 24 100
27183 0 0 6 26 4 17 3 14 6 26 4 18 24 100
27184 0 0 6 26 4 17 3 13 6 26 4 18 24 100
27185 0 0 6 27 4 17 3 13 6 26 4 18 24 100
27186 0 0 6 27 4 17 3 13 6 25 4 18 24 100
pág. 80
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Imagen 5.16. Resultados de la simulación de los sulfuros en el agua en cada conducción
0,00
0,50
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:30
05
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:15
:00
[S]a
q (
mg
/l)
TIEMPO (fecha y hora)
ESTIMACION SULFUROS EN AGUA EN COLECTORES
27142 27143 27179 27180 27181 27182 27183 27184 27185 27186
pág. 81
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
PREDICCIÓN DEL ÁCIDO SULFHÍDRICO EN EL AIRE DEL COLECTOR
- Pozos de Registro
Tabla 5.17. Resultados de la simulación de los sulfuros en el aire en cada pozo de registro
[S]atm
(ppm) PEDANIAS PEDANIAS CENTRAL CENTRAL EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR
TIEMPO 27250 27251 27289 27290 32961 27291 27292 27293 27294 27295 62022
04/07/18 00:02:30
9.862 9.951 47.318 47.413 42.758 46.563 44.868 44.817 46.880 48.692 37.134
04/07/18 00:05:00
10.033 10.399 47.373 47.468 42.845 46.432 44.562 44.522 46.592 48.393 36.849
04/07/18 00:07:30
10.184 10.555 47.245 47.340 42.622 46.304 44.244 44.228 46.322 48.072 35.988
04/07/18 00:10:00
10.308 10.683 47.292 47.387 42.709 46.105 43.856 43.849 45.951 47.695 35.763
04/07/18 00:12:30
10.368 10.745 47.133 47.227 42.495 45.711 43.125 43.254 45.452 47.201 35.469
04/07/18 00:15:00
10.438 10.819 47.181 47.275 42.589 45.526 42.769 42.905 45.104 46.843 35.291
04/07/18 00:17:30
10.536 10.920 47.130 47.224 42.509 45.375 42.287 42.498 44.707 46.382 34.986
04/07/18 00:20:00
10.573 10.958 47.163 47.258 42.587 45.189 41.957 42.175 44.383 46.052 34.829
04/07/18 00:22:30
10.590 10.976 46.873 46.966 42.317 44.799 41.253 41.616 43.848 45.449 34.472
04/07/18 00:25:00
10.604 10.990 46.914 47.008 42.400 44.633 40.966 41.335 43.562 45.159 34.345
04/07/18 00:27:30
10.513 10.896 46.720 46.814 42.201 44.314 40.399 40.909 43.234 44.852 34.169
04/07/18 00:30:00
10.497 10.879 46.759 46.853 42.280 44.159 40.142 40.653 42.968 44.579 34.053
04/07/18 00:32:30
10.479 10.861 46.733 46.826 42.242 44.081 39.744 40.406 42.743 44.292 33.900
04/07/18 00:35:00
10.462 10.843 46.761 46.854 42.309 43.924 39.507 40.166 42.491 44.034 33.795
04/07/18 00:37:30
10.460 10.842 46.642 46.735 42.170 43.699 39.012 39.838 42.174 43.675 33.552
04/07/18 00:40:00
10.456 10.837 46.666 46.759 42.232 43.547 38.801 39.621 41.943 43.441 33.463
pág. 82
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
04/07/18 00:42:30
10.423 10.802 46.548 46.641 42.050 43.208 38.245 39.242 41.563 42.992 33.219
04/07/18 00:45:00
10.377 10.755 46.565 46.658 42.108 43.053 38.046 39.033 41.339 42.766 33.145
04/07/18 00:47:30
10.257 10.631 46.187 46.279 41.800 42.650 37.455 38.625 40.920 42.279 32.885
04/07/18 00:50:00
10.199 10.570 46.217 46.310 41.864 42.604 37.361 38.425 40.697 42.069 32.829
04/07/18 00:52:30
10.153 10.523 45.928 46.020 41.598 42.249 36.808 38.003 40.234 41.656 32.621
04/07/18 00:55:00
10.088 10.456 45.965 46.057 41.667 42.287 36.798 37.827 40.034 41.460 32.576
04/07/18 00:57:30
10.047 10.413 45.980 46.072 41.572 42.150 36.466 37.500 39.674 41.095 32.432
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9.989 10.353 45.997 46.089 41.627 42.188 36.468 37.342 39.491 40.913 32.389
… … … … … … … … … … … …
05/07/18 23:55:00
12.044 12.483 49.932 50.032 45.282 41.260 33.864 41.217 38.004 43.395 22.676
05/07/18 23:57:30
11.988 12.425 49.808 49.908 45.128 41.071 33.614 41.222 37.750 43.240 22.148
06/07/18 00:00:00
11.954 12.390 49.790 49.889 45.147 41.118 33.730 41.063 37.779 43.139 22.531
Tabla 5.18. Duración de la concentración en cada nivel de riesgo para sulfuros en el aire en pozos de registro
Numero
Pozo de
Registro
<10 10;20 20-30 30-40 40-50 >50 Total
Horas % Horas % Horas % Horas % Horas % Horas % Horas %
27250 9 37 11 44.6 4 18.1 0 0.0 0 0.0 0 0.0 24 100.0
27251 9 36 11 44.3 5 19.3 0 0.0 0 0.0 0 0.0 24 100.0
27289 4 16 5 20.3 2 10.1 2 8.9 4 17.9 7 27.3 24 100.0
27290 4 15 5 20.5 2 10.1 2 8.7 4 17.7 7 27.6 24 100.0
32961 5 20 5 18.8 2 9.7 3 10.4 10 40.6 0 0.0 24 100.0
27291 7 28 4 18.6 2 9.5 3 13.9 7 29.9 0 0.0 24 100.0
27292 6 25 5 20.3 3 14.2 10 40.8 0 0.0 0 0.0 24 100.0
27293 5 21 5 21.7 3 12.5 4 16.7 7 28.5 0 0.0 24 100.0
27294 5 22 5 20.8 3 11.8 5 22.2 6 22.9 0 0.0 24 100.0
27295 5 20 5 21.0 3 11.3 3 13.4 8 33.9 0 0.0 24 100.0
62022 8 33 6 24.8 10 41.8 0 0.0 0 0.0 0 0.0 24 100.0
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Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Imagen 5.17. Resultados de la simulación de los sulfuros en el aire en cada pozo de registro
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)
TIEMPO (FECHA Y HORA)
ESTIMACION SULFUROS EN AIRE EN POZOS DE REGISTRO27250 27251 27289 27290 32961 27291 27292 27293 27294 27295 62022
pág. 84
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
- Conducciones
Tabla 5.19. Resultados de la simulación de los sulfuros en el aire en cada conducción
[S]atm
(ppm) CENTRAL CENTRAL PEDANIAS PEDANIAS EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR EDAR
TIEMPO 27142 27143 27179 27180 27181 27182 27183 27184 27185 27186
04/07/18 00:02:30
9.862 8.998 47.318 45.009 46.563 44.868 44.817 46.880 48.692 37.134
04/07/18 00:05:00
10.033 9.100 47.373 45.101 46.432 44.562 44.522 46.592 48.393 36.849
04/07/18 00:07:30
10.184 9.234 47.245 44.865 46.304 44.244 44.228 46.322 48.072 35.988
04/07/18 00:10:00
10.308 9.556 47.292 44.957 46.105 43.856 43.849 45.951 47.695 35.763
04/07/18 00:12:30
10.368 9.705 47.133 44.732 45.711 43.125 43.254 45.452 47.201 35.469
04/07/18 00:15:00
10.438 9.917 47.181 44.830 45.526 42.769 42.905 45.104 46.843 35.291
04/07/18 00:17:30
10.536 10.041 47.130 44.746 45.375 42.287 42.498 44.707 46.382 34.986
04/07/18 00:20:00
10.573 10.216 47.163 44.828 45.189 41.957 42.175 44.383 46.052 34.829
04/07/18 00:22:30
10.590 10.248 46.873 44.545 44.799 41.253 41.616 43.848 45.449 34.472
04/07/18 00:25:00
10.604 10.378 46.914 44.631 44.633 40.966 41.335 43.562 45.159 34.345
04/07/18 00:27:30
10.513 10.296 46.720 44.422 44.314 40.399 40.909 43.234 44.852 34.169
04/07/18 00:30:00
10.497 10.367 46.759 44.505 44.159 40.142 40.653 42.968 44.579 34.053
04/07/18 00:32:30
10.479 10.339 46.733 44.466 44.081 39.744 40.406 42.743 44.292 33.900
04/07/18 00:35:00
10.462 10.389 46.761 44.536 43.924 39.507 40.166 42.491 44.034 33.795
04/07/18 00:37:30
10.460 10.359 46.642 44.390 43.699 39.012 39.838 42.174 43.675 33.552
04/07/18 00:40:00
10.456 10.408 46.666 44.455 43.547 38.801 39.621 41.943 43.441 33.463
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Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
04/07/18 00:42:30
10.423 10.329 46.548 44.264 43.208 38.245 39.242 41.563 42.992 33.219
04/07/18 00:45:00
10.377 10.349 46.565 44.324 43.053 38.046 39.033 41.339 42.766 33.145
04/07/18 00:47:30
10.257 10.216 46.187 44.000 42.650 37.455 38.625 40.920 42.279 32.885
04/07/18 00:50:00
10.199 10.169 46.217 44.068 42.604 37.361 38.425 40.697 42.069 32.829
04/07/18 00:52:30
10.153 9.999 45.928 43.788 42.249 36.808 38.003 40.234 41.656 32.621
04/07/18 00:55:00
10.088 9.743 45.965 43.860 42.287 36.798 37.827 40.034 41.460 32.576
04/07/18 00:57:30
10.047 9.517 45.980 43.760 42.150 36.466 37.500 39.674 41.095 32.432
04/07/18 01:00:00
9.989 9.320 45.997 43.818 42.188 36.468 37.342 39.491 40.913 32.389
… … … … … … … … … … …
05/07/18 23:55:00
12.044 12.923 49.932 47.665 41.260 33.864 41.217 38.004 43.395 22.676
05/07/18 23:57:30
11.988 12.789 49.808 47.503 41.071 33.614 41.222 37.750 43.240 22.148
06/07/18 00:00:00
11.954 12.794 49.790 47.523 41.118 33.730 41.063 37.779 43.139 22.531
Tabla 5.20. Duración de la concentración en cada nivel de riesgo para sulfuros en el aire en conducciones
Numero de
Conducción
< 0.5 0.5 - 1 1 - 1.5 1.5 - 2 2 - 2.5 > 2.5 Total
Horas % Horas % Horas % Horas % Horas % Horas % Horas %
27142 9.0 37.3 10.7 44.6 4.3 18.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24.0 100.0
27143 8.9 37.0 10.1 42.2 5.0 20.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24.0 100.0
27179 3.8 15.6 4.9 20.3 2.4 10.1 2.1 8.9 4.3 17.9 6.5 27.3 24.0 100.0
27180 4.5 18.9 4.6 19.1 2.3 9.5 2.2 9.0 5.4 22.6 5.0 20.8 24.0 100.0
27181 6.8 28.1 4.5 18.6 2.3 9.5 3.3 13.9 7.2 29.9 0.0 0.0 24.0 100.0
27182 5.9 24.7 4.9 20.3 3.4 14.2 9.8 40.8 0.0 0.0 0.0 0.0 24.0 100.0
27183 5.0 20.7 5.2 21.7 3.0 12.5 4.0 16.7 6.8 28.5 0.0 0.0 24.0 100.0
27184 5.3 22.2 5.0 20.8 2.8 11.8 5.3 22.2 5.5 22.9 0.0 0.0 24.0 100.0
27185 4.9 20.5 5.0 21.0 2.7 11.3 3.2 13.4 8.1 33.9 0.0 0.0 24.0 100.0
27186 8.2 34.2 6.0 24.8 9.8 41.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24.0 100.0
pág. 86
Capítulo 5. Aplicación del método numérico en la red de saneamiento de la ciudad de Murcia
Imagen 5.18. Resultados de la simulación de los sulfuros en el aire en cada conducción
- Animación de la predicción de sulfuros en el aire:
Video de la simulación de predicción de sulfuros en el aire ([S]atm)
- Animación de la predicción de sulfuros en el agua:
Video de la simulación de predicción de sulfuros en el agua ([S]aq)
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:00
:00
05
/07
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23
:00
:00
[S] at
m(p
pm
)
TIEMPO (FECHA Y HORA)
ESTIMACION SULFUROS EN AIRE EN CONDUCCIONES
27142 27143 27179 27180 27181 27182 27183 27184 27185 27186
pág. 87
Capítulo 6. Conclusión
6. CONCLUSION
La emisión de ácido sulfhídrico a la atmósfera de la conducción y a la atmósfera urbana es un paso
esencial en la cadena general de procesos asociados con problemas de sulfuro, particularmente la
aparición de molestias por olor, riesgos para la salud y la corrosión de las alcantarillas. Por lo tanto,
es importante contar con modelos adecuados para predecir la acumulación de sulfuro en las aguas
residuales, la corrosión de los conductos y las concentraciones de ácido sulfhídrico en la atmósfera
de la red. Ya se han realizado muchos trabajos experimentales y teóricos para pronosticar la
acumulación de sulfuros y la corrosión, y los estudios experimentales indican que esos modelos
son, en ciertas circunstancias, relativamente precisos.
Los resultados arrojados por la simulación muestran, como ya se había comprobado en estudios
anteriores, que la generación de sulfuros en las redes de saneamiento está estrechamente ligada a
la rotura de la lámina de agua en descargas, resaltos y pozos de caída supone la principal fuente de
emisión de ácido sulfhídrico a la atmósfera. Observamos que se diferencian cuatro tipos de curvas
en Imagen 5.17. Estas diferencias se deben a que, si la curva de emisión de sulfuros proviene de
una conducción con unas características geométricas, ya sea, la pendiente, el diámetro y la longitud.
Estas propiedades producen en la curva de emisión de sulfuros que dibuje un tipo de forma u otra
en la curva del gráfico.
Como podemos observar las curvas que describen la generación de ácido sulfhídrico en los pozos
de registro número 27250 y 27251, procedentes del sistema colector del BRC La Venta, producen
valores casi idénticos debido a su singularidad respecto a pendientes (0.002) y diámetros (1.01 m)
con respecto a los otros grupos de conducciones.
Lo mismo ocurre con los pozos de registro 27289 y 27290 que pertenecen al tramo que procede
del bombeo de BRC Colector Central con características de pendiente (0.002) y diámetro (2.00)
diferentes a las conducciones que proceden del bombeo de La Venta, por eso ofrecen valores
distintos. Aumentan los valores de la concentración de ácido sulfhídrico debido a que la pendiente
es mayor.
En el pozo 32961, donde confluyen los dos tramos de bombeos, se conecta el bombeo BRC La
Venta con el bombeo general de BRC Colector Central. Los valores de concentración a priori
deberían mantener la misma tendencia que se venía observando en el anterior tramo de Colector
Central hasta antes de la conexión de las conducciones de La Venta. Esta conexión que conlleva
valores de concentración más bajos que los valores de concentración que trae el bombeo de
Colector Central. Esto, junto a la metodología del propio método que realiza una compensación
entre valores de concentración en un pozo de registro donde confluyen dos conducciones, provoca
que los valores obtenidos en este pozo de registro sean minorizados debido a este efecto.
pág. 88
Capítulo 6. Conclusión
En el pozo de registro 27191 tenemos el mismo efecto observado que el pozo de registro 32961.
Esto se debe a que los efectos producidos en el pozo de inicio 27191 son transportados a lo largo
de la conducción hasta el pozo final 27191, ya la pendiente de este tramo es similar al tramo
antecesor. Entonces los valores de concentración obtenidos son muy parecidos a los antecesores.
En el pozo de registro 27192 observamos que los valores de concentración sufren un descenso
debido al efecto amortiguador del tramo antecesor. Además, la pendiente de este tramo desciende
lo que conlleva una disminución de la velocidad del flujo y por lo tanto la reducción de la
turbulencia con lo que la emisión de sulfatos a la atmósfera se reduce.
En los pozos de registro 27193, 27194 y 27195 los valores de concentración de estos tramos son
bastante similares debido a la coincidencia de las características geométricas, ya que, los valores
de pendiente 0,002 y el diámetro son iguales.
Por último, en el pozo de registro 62022, último pozo antes de la entrada a la depuradora,
observamos el mayor descenso de valores de concentración debido a que en este tramo se produce
un aumento de diámetro 2,20 m. Produciendo que los valores se reduzcan, ya que al aumentar el
área transversal los sulfuros emitidos a la atmósfera encuentran más dificultad para acumularse en
dicha atmósfera. Por lo tanto, los valores descienden, aunque la pendiente del tramo se mantiene.
pág. 89
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Thorkild Hvitved-Jacobsen (1988), “Hydrogen sulphide control in municipal sewers”.
pág. 91
ANEJOS
ÍNDICE ANEJOS
Anejo 1.- Script Matlab. Simulación del transporte de un contaminante según la publicación de
Rossman.
Anejo 2.- Script Matlab. Simulación del transporte de sulfuros por un trazado determinado de la
red de saneamiento de la ciudad de Murcia.
pág. 92
Anejo 1
ANEJO 1
Script Matlab I. Simulación del transporte de un contaminante según la publicación de Rossman
close all;clear all;clc;
% Discrete Volume Method
% numero de iteraciones
iter = 5;
% Link data
link_num = [1:6]';
head_node = [4,1,6,3,3,5]';
tail_node = [1,2,2,2,1,3]';
leng = [610,732,305,1220,366,671]'; % m
diameter = [203,152,203,152,152,203]'; % mm
coef_rough = repmat(120,6,1);
flow = [59.1,6.35,62,7.44,10.3,68.3]'; % l/s
velocity = [1.82,0.348,1.91,0.409,0.564,2.10]'; % m/s
LinkData = table(link_num,head_node,tail_node,flow,velocity,leng,diameter,coef_rough);
LinkData = table2array(LinkData);
% Node data
node_num = [1:3]';
elevation = [24.4,36.6,25.9]'; % m
demand = [63.1,75.8,50.5]'; % m3/s
grade = [70.9,70,72]'; % m
pressure = [455,327,451]'; % kPa
NodeData = table(node_num,elevation,demand,grade,pressure);
NodeData = table2array(NodeData);
% Fixed node
fixed_num = [4:6]';
nivel = [82.3,88.4,76.2]'; % m
cc = [100,300,200]'; % mg/l
FixedData = table(fixed_num,nivel,cc);
FixedData = table2array(FixedData);
alpha = 0;
% Matriz graph directed
namenode = {'1','2','3','4','5','6'};
graphMatrix = [0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
1 1 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0];
% A={1 2 12 25}
pág. 93
Anejo 1
% B=cellfun(@num2str,A,'un',0) Convertir de double a str
G = digraph(graphMatrix,namenode);
% plot(G)
nodesort = toposort(G);
% Condiciones iniciales
C4 = 100; % mg/l
C5 = 300; % mg/l
C6 = 200; % mg/l
a = zeros(length(namenode),2);
a(1:length(namenode)) = 1:length(namenode);
b = whos;
IndexC = strfind({b.name},'C');
Index = find(not(cellfun('isempty', IndexC)));
for e = 1:length(Index)
d = {b(Index).name};
c = sscanf(d{e},'C%d');
a(c,2) = eval(d{e});
NameCont = sprintf('IterNode_%d',c);
CondCont{e} = NameCont;
end
% Comienzo del metodo numerico
for t = 1:iter % Numero de hydraulic time step
% Water quality step time
wqstcell = [];
for i = 1:size(LinkData,1)
num = LinkData(i,1);
wqst_i = pi()*(LinkData(i,7)/1000)^2/4 * LinkData(i,6)/(LinkData(i,4)/1000); % seg
wqstcell(i,1:2) = [num,wqst_i]; % seg
end
wqst = round((min(wqstcell(:,2)))/60,2); % min
hst = 60; % min
% Vector numero de iteraciones en un hydraulic time step
if mod(hst,wqst) == 0
x = round((0:wqst:hst),2);
else
x = round((0:wqst:hst),2);
x = [x,hst];
end
% Vector numero de elementos de volumen en un hydraulic time step
elemVolcell = [];
for i = 1:size(LinkData,1)
num = LinkData(i,1);
NelemVol = floor((pi()*(LinkData(i,7)/1000)^2/4 *
LinkData(i,6))/((LinkData(i,4)/1000)*wqst*60)); %cambiar floor por round
ElemVol = round((pi()*(LinkData(i,7)/1000)^2/4 * LinkData(i,6))/NelemVol,2); % m3
elemVolcell(i,1:3) = [num,NelemVol,ElemVol]; % seg
end
% Crear matriz Nudos
for i = 1:length(nodesort)
num = nodesort(i);
pág. 94
Anejo 1
search = find(num == LinkData(:,3));
if isempty(search)
varname = sprintf('IterNode_%d',num);
colum = repmat(eval(sprintf('C%d',num)),length(x),1);
matrixNode = struct('time',x','matrix',colum);
eval([varname '= matrixNode']);
else
varname = sprintf('IterNode_%d',num);
colum = zeros(length(x),length(search));
matrixNode = struct('time',x','matrix',colum);
eval([varname '= matrixNode']);
varname_1 = sprintf('counterNode_%d',num);
colum_1 = zeros(length(x),length(search));
eval([varname_1 '= colum_1']);
varname_2 = sprintf('NodeEnd_%d',num);
colum_2 = zeros(length(x),1);
eval([varname_2 '= colum_2']);
end
% Crear matriz Links
seek = find(num == LinkData(:,2));
for j = 1:length(seek)
Out_node = LinkData(seek(j),3);
numLink = LinkData(seek(j),1);
seekLink = find(numLink == elemVolcell(:,1));
NumVolElem = elemVolcell(seekLink,2);
var = sprintf('IterLink_%d',numLink);
matrix = zeros(length(x),NumVolElem);
matrixLink = struct('time',x','matrix',matrix,'In_node',num,'Out_node',Out_node);
eval([var '= matrixLink']);
end
end
% Iteraciones DVM
for i = 1:length(x)
for InNode = nodesort
InNode
seek = find(InNode == LinkData(:,2))
for p = 1:length(seek)
OutNode = LinkData(seek(p),3)
numLink = LinkData(seek(p),1)
for k = 1:elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),2)
% Primer elemento volumen y Nudos de Cond Contorno
if any(strcmp(sprintf('IterNode_%d',InNode),CondCont)) && (k == 1)
val_ini = eval(sprintf('IterNode_%d.matrix(i,1)',InNode))
trans_OutNode = sprintf('IterLink_%d.matrix(i,1)',numLink)
eval([trans_OutNode '= val_ini'])
% Primer elemento volumen y Nudos normales
elseif k == 1
% val_ini = eval(sprintf('IterNode_%d.matrix(i,1)',InNode))
% trans_OutNode = sprintf('IterLink_%d.matrix(i,1)',numLink)
% eval([trans_OutNode '= val_ini'])
end
pág. 95
Anejo 1
volelem = sprintf('IterLink_%d.matrix(i,k)',numLink)
% mReact =
eval(volelem)*elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),3)*1000*exp(alpha*wqst*60) % mg
mReact = eval(volelem) % mg/l
% ultimo elemento del link se introduce en el nudo
if k == elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),2)
NudosIn = predecessors(G,OutNode)
% Solo tiene un link de entrada en Nudo. No hay ponderacion
if length(NudosIn) == 1
indexNudosIn = find(InNode==NudosIn)
nameNudosIn = sprintf('IterNode_%d.matrix(i+1,indexNudosIn)',OutNode)
% eval([nameNudosIn '=
mReact/(elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),3)*1000)'])
eval([nameNudosIn '= mReact']) % mg/l
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i+1,1)',OutNode)
% eval([varnew '=
mReact/(elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),3)*1000)'])
eval([varnew '= mReact']) % mg/l
cellStoNode = sprintf('counterNode_%d(i,indexNudosIn)',OutNode)
eval([cellStoNode '= numLink'])
if nnz(eval(sprintf('counterNode_%d(i,:)',OutNode))) ==
length(NudosIn)
seekNodeOut = successors(G,OutNode)
for s = 1:length(seekNodeOut)
findIn = find(OutNode == LinkData(:,2))
findOut = find(seekNodeOut(s) == LinkData(:,3))
found = ismember(findIn, findOut)
indexes = find(found)
nextlink = LinkData(findIn(indexes),1)
nextOut = sprintf('IterLink_%d.matrix(i+1,1)',nextlink)
% eval([nextOut '=
mReact/(elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),3)*1000)']) % mg
eval([nextOut '= mReact']) % mg/l
end
end
% Tiene mas de un link de entrada al Nudo. Hay ponderacion
else
indexNudosIn = find(InNode==NudosIn)
nameNudosIn = sprintf('IterNode_%d.matrix(i,indexNudosIn)',OutNode)
eval([nameNudosIn '= mReact'])
cellStoNode = sprintf('counterNode_%d(i,indexNudosIn)',OutNode)
eval([cellStoNode '= numLink'])
checkNode = sprintf('counterNode_%d(i,:)',OutNode)
if nnz(eval(sprintf('counterNode_%d(i,:)',OutNode))) ==
length(NudosIn)
allNodesIn = sprintf('IterNode_%d.matrix(i,:)',OutNode)
% weighting =
sum(eval(allNodesIn))/sum(elemVolcell(eval(checkNode),3)*1000)
weighting =
sum(eval(allNodesIn)*elemVolcell(eval(checkNode),3))/sum(elemVolcell(eval(checkNode),3))
indexNudosOut = successors(G,OutNode)
if isempty(indexNudosOut)
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i+1,1)',OutNode)
eval([varnew '= weighting'])
end
pág. 96
Anejo 1
for q = 1:length(indexNudosOut)
findIn = find(OutNode == LinkData(:,2))
findOut = find(indexNudosOut(q) == LinkData(:,3))
found = ismember(findIn, findOut)
indexes = find(found)
nextlink = LinkData(findIn(indexes),1)
nextOut = sprintf('IterLink_%d.matrix(i+1,1)',nextlink)
eval([nextOut '= weighting']) % m > C
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i+1,1)',OutNode)
eval([varnew '= weighting'])
end
end
end
% para el resto de elementos de volumen
elseif (k >= 2) && (k < elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),2))
d = sprintf('IterLink_%d.matrix(i+1,k+1)',numLink)
% eval([d '= mReact/(elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),3)*1000)']) %
mg
eval([d '= mReact']) % mg/l
else
d = sprintf('IterLink_%d.matrix(i+1,k+1)',numLink)
% eval([d '= mReact/(elemVolcell(numLink==elemVolcell(:,1),3)*1000)']) %
mg
eval([d '= mReact']) % mg/l
end
end
end
end
end
% AQUI Codigo de cambio de proporcion de conducciones de wqst_i a wqst_i+1
end
pág. 97
Anejo 2
ANEJO 2
Script Matlab II. Simulación del transporte de sulfuros por un trazado determinado de la red de
saneamiento de la ciudad de Murcia
clear all; clc; close all;
tStart = tic;
projectname = 'Satm_hts_5_wqts_2.5'; % Nombre carpeta resultados % CAMBIAR
path = 'C:\Users\Franky\Desktop'; % Path ubicacion carpeta resultados
foldername = strcat(path,'\',projectname);
mkdir(foldername)
if exist(foldername)
rmdir(foldername,'s')
mkdir(foldername)
else
mkdir(foldername)
end
fid = fopen('ResultModel_2dias.rpt'); % Cambiar el archivo "*.rpt" % CAMBIAR
myline = fgetl(fid);
while ischar(myline)
% Numero de nudos y conducciones
if strfind(myline,'Number of nodes');
cutstr_node = strsplit(strtrim(myline));
Number_of_nodes = str2double(cutstr_node{5});
elseif strfind(myline,'Number of links');
cutstr_link = strsplit(strtrim(myline));
Number_of_links = str2double(cutstr_link{5});
% Datos generales de los Nudos
elseif strfind(myline,'Node Summary')
counterNS = 1;
while counterNS ~= Number_of_nodes + 1
myline = fgetl(fid);
cutnameNS = strsplit(strtrim(myline));
tonum = str2double(cutnameNS{1});
if ~isnan(tonum)
DataNudos(counterNS) =
struct('Name',str2double(cutnameNS{1}),'Tipo',cutnameNS{2},'Altura',str2double(cutnameNS{3}));
counterNS = counterNS + 1;
end
end
% Datos generales de las Conducciones
elseif strfind(myline,'Link Summary')
counterLS = 1;
while counterLS ~= Number_of_links + 1
myline = fgetl(fid);
pág. 98
Anejo 2
cutnameLS = strsplit(strtrim(myline));
tonum = str2double(cutnameLS{1});
if ~isnan(tonum)
DataLinks(counterLS) =
struct('Name',str2double(cutnameLS{1}),'InNode',str2double(cutnameLS{2}),'OutNode',str2double(cut
nameLS{3}),'Caudal',zeros(1),'Vel',zeros(1),'Long',str2double(cutnameLS{5}),'Slope',str2double(cu
tnameLS{6})/100,'CfMnng',str2double(cutnameLS{7}),'Calado',zeros(1));
counterLS = counterLS + 1;
end
end
elseif strfind(myline,'Cross Section Summary')
counterCSS = 1;
while counterCSS ~= Number_of_links + 1
myline = fgetl(fid);
cutnameCSS = strsplit(strtrim(myline));
tonum = str2double(cutnameCSS{1});
if ~isnan(tonum)
[DataLinks(tonum==[DataLinks.Name]).Diametro] = deal(str2double(cutnameCSS{6}));
% m
[DataLinks(tonum==[DataLinks.Name]).Area] = deal(str2double(cutnameCSS{4})); %
m2
[DataLinks(tonum==[DataLinks.Name]).Rh] = deal(str2double(cutnameCSS{5})); % m
counterCSS = counterCSS + 1;
end
end
% Datos de Tiempo de simulacion
elseif strfind(myline,'Starting Date');
cutname1 = strsplit(strtrim(myline));
cutdate1 = strsplit(cutname1{4},'/');
cuttime1 = strsplit(cutname1{5},':');
StartDate =
struct('date',struct('dd',str2double(cutdate1{2}),'mm',str2double(cutdate1{1}),'yy',str2double(cu
tdate1{3})),'time',struct('hh',str2double(cuttime1{1}),'mn',str2double(cuttime1{2}),'ss',str2doub
le(cuttime1{3})));
% tiempo = str2double(cuttime1{2});
tiempo = 10; % min
elseif strfind(myline,'Ending Date')
cutname2 = strsplit(strtrim(myline));
cutdate2 = strsplit(cutname2{4},'/');
cuttime2 = strsplit(cutname2{5},':');
EndDate =
struct('date',struct('dd',str2double(cutdate2{2}),'mm',str2double(cutdate2{1}),'yy',str2double(cu
tdate2{3})),'time',struct('hh',str2double(cuttime2{1}),'mn',str2double(cuttime2{2}),'ss',str2doub
le(cuttime2{3})));
elseif strfind(myline,'Report Time Step')
cutnameT = strsplit(strtrim(myline));
cuttime = strsplit(cutnameT{5},':');
dd = EndDate.date.dd - StartDate.date.dd;
mm = EndDate.date.mm - StartDate.date.mm;
yy = EndDate.date.yy - StartDate.date.yy;
hh = EndDate.time.hh - StartDate.time.hh;
mn = EndDate.time.mn - StartDate.time.mn;
ss = EndDate.time.ss - StartDate.time.ss;
pág. 99
Anejo 2
time_step = (dd*24 + hh + mn/60 + ss/3600)/(str2double(cuttime{1}) +
str2double(cuttime{2})/60 + str2double(cuttime{3})/3600);
% Registro de datos de los Nudos
elseif strfind(myline,'Node Results')
counterN = 1;
while counterN ~= Number_of_nodes + 1
myline = fgetl(fid);
if strfind(myline,'Node')
cutnameN = strsplit(strtrim(myline));
numbernode = str2double(cutnameN{1,3});
myline = fgetl(fid);
elseif length(find(ismember(myline,['/',':'])==1)) == 4
jl = 1;
while length(find(ismember(myline,['/',':'])==1)) == 4 %strfind(myline,'/')
cutnameN = strsplit(strtrim(myline));
cuttime = strsplit(cutnameN{1,2},':');
t = str2double(cuttime{1}) + str2double(cuttime{2})/60 +
str2double(cuttime{3})/3600;
h = str2double(cutnameN{1,5});
var = sprintf('Nudo_%d',numbernode);
matrixNode(jl) = struct('date',cutnameN{1,1},'time',t,'H',h);
eval([var '= matrixNode']);
myline = fgetl(fid);
jl = jl + 1;
clc
end
counterN = counterN + 1;
end
end
% Registro de datos de las Conducciones
elseif strfind(myline,'Link Results')
counterL = 1;
while counterL ~= Number_of_links + 1
myline = fgetl(fid);
if strfind(myline,'Link')
cutnameL = strsplit(strtrim(myline));
numberlink = str2double(cutnameL{1,3});
myline = fgetl(fid);
elseif length(find(ismember(myline,['/',':'])==1)) == 4
jc = 1;
while length(find(ismember(myline,['/',':'])==1)) == 4
cutnameL = strsplit(strtrim(myline));
cuttime = strsplit(cutnameL{1,2},':');
t = str2double(cuttime{1}) + str2double(cuttime{2})/60 +
str2double(cuttime{3})/3600;
Q = str2double(cutnameL{1,3});
v = str2double(cutnameL{1,4});
y = str2double(cutnameL{1,5});
var = sprintf('Link_%d',numberlink);
matrixLink(jc) =
struct('date',cutnameL{1,1},'time',t,'Caudal',Q,'Vel',v,'Calado',y);
eval([var '= matrixLink']);
myline = fgetl(fid);
jc = jc + 1;
pág. 100
Anejo 2
clc
end
counterL = counterL + 1;
end
end
end
myline = fgetl(fid);
end
fclose(fid);
% Datos topograficos de los Nudos
fid = fopen('SWMM_MURCIA.inp'); % Cambiar el archivo "*.inp" % CAMBIAR
myline = fgetl(fid);
while ischar(myline)
if strfind(myline,'[COORDINATES]')
cutname = strsplit(myline);
ki = 1;
numbers = [];
for is = 1:length([DataNudos.Name])
numbers(is) = DataNudos(is).Name;
end
while ki ~= Number_of_nodes + 1
if find(numbers == str2double(cutname{1}))
[DataNudos(ki).X] = deal(str2double(cutname{1, 2}));
[DataNudos(ki).Y] = deal(str2double(cutname{1, 3}));
myline = fgetl(fid);
cutname = strsplit(myline);
ki = ki + 1;
else
myline = fgetl(fid);
cutname = strsplit(myline);
end
end
end
myline = fgetl(fid);
end
fclose(fid);
% Ordenamiento topografico
sort = zeros(Number_of_nodes,Number_of_nodes);
nodename = cell(size(sort,1),1);
for u = [DataNudos.Name]
ser = find(u == [DataNudos.Name]);
seek = find(u == [DataLinks.InNode]);
if isempty(seek)
nodename{ser} = num2str(u);
else
for v = 1:length(seek)
dot = DataLinks(seek(v)).OutNode;
in_sort = find(dot == [DataNudos.Name]);
sort(ser,in_sort) = 1;
nodename{ser} = num2str(u);
end
pág. 101
Anejo 2
end
end
G = digraph(sort,nodename);
% plot(G)
nodeG = toposort(G);
nodesort = str2double(G.Nodes.Name(nodeG,:))';
% Agrupar todos los Links y Nudos en una Variable
b = whos;
IndexL = strfind({b.name},'Link_');
Index = find(not(cellfun('isempty', IndexL)));
for e = 1:length(Index)
d = {b(Index).name};
c = sscanf(d{e},'Link_%d');
L(e) = struct('num',c,'Link',eval(d{1,e}));
end
IndexN = strfind({b.name},'Nudo_');
Index = find(not(cellfun('isempty', IndexN)));
for e = 1:length(Index)
d = {b(Index).name};
c = sscanf(d{e},'Nudo_%d');
N(e) = struct('num',c,'Nudo',eval(d{1,e}));
end
% Discrete Volume Method
% Niveles de riesgo Sulfhidrico % CAMBIAR
nivel_0 = 10; % ppm
nivel_1 = 20; % ppm
nivel_2 = 30; % ppm
nivel_3 = 40; % ppm
nivel_4 = 50; % ppm
% Datos Hidraulicos y Agua Residual % CAMBIAR
DataWaste = dlmread('DatosAguaResidual_2dias.txt');
% Cantidad de iteraciones
iter = 2;
counterReactCell = 1;
% Condiciones iniciales
NC = dlmread('NudosContorno.txt'); % CAMBIAR
contam = zeros(length(nodename),3);
contam(:,1) = nodesort;
b = whos;
IndexC = strncmp({b.name},'C',1);
if sum(IndexC) == 0
CondCont = [];
else
Index = find(not(cellfun('isempty', IndexC)));
for e = 1:length(Index);
d = {b(Index).name};
c = sscanf(d{e},'C%d');
pág. 102
Anejo 2
serc = c == contam(:,1);
contam(serc,2) = eval(d{e});
NameCont = sprintf('IterNode_%d',c);
CondCont{e} = NameCont;
contam(serc,3) = c;
end
end
% Comienzo de las ITERACIONES
for t = 1:time_step % Iteraciones hydraulic time step
if t == 1
ReactCell = cell(1,Number_of_links);
end
time_elapsed = 0;
convTable = struct2table(DataLinks);
convMatrix = table2array(convTable);
convMatrix(:,[7 8 9 10 11 12]) = convMatrix(:,[10 7 11 12 9 8]);
for f = 1:size(convMatrix,1)
convMatrix(f,4) = L((convMatrix(f,1)==[L.num])).Link(t+2).Caudal;
convMatrix(f,5) = L((convMatrix(f,1)==[L.num])).Link(t+2).Vel;
convMatrix(f,11) = L((convMatrix(f,1)==[L.num])).Link(t+2).Calado;
end
LinkData = convMatrix;
% Water quality step time
wqtscell = [];
for l = 1:size(LinkData,1)
num = LinkData(l,1);
wqts_i = LinkData(l,6)/LinkData(l,5); % seg
wqts_mi = LinkData(l,6)/LinkData(l,5)/60; % min
wqtscell(l,1:3) = [num,wqts_i,wqts_mi]; % seg
end
wqts = round((min(wqtscell(:,2)))/60,2); % min
if wqts <= 2.5
wqts = 2.5; % min. Minimo Water Quality Time Step % CAMBIAR
else
wqts;
end
hts = 5; % min. Hydraulic time step
% Vector numero de iteraciones en un hydraulic time step
if mod(hts,wqts) == 0
x = round((0:wqts:hts),2);
else
x = round((0:wqts:hts),2);
x = [x,hts];
end
% Vector numero de elementos de volumen en un hydraulic time step
elemVolcell_1 = [];
for g = 1:size(LinkData,1)
num = LinkData(g,1);
if LinkData(g,4) == 0
pág. 103
Anejo 2
NelemVol = 1; % num elementos si Q = 0
ElemVol = pi()*LinkData(g,7)/4*LinkData(g,6); % vol elemento si Q = 0
else
NelemVol = floor((pi()*LinkData(g,7)^2/4 * LinkData(g,6))/(LinkData(g,4)*wqts*60)); %
num elements
if NelemVol >= 10 % CAMBIAR
NelemVol = 10; % Maximo elementos de volumen en cada conduccion
elseif NelemVol < 1
NelemVol = 1;
else
NelemVol;
end
ElemVol = round((pi()*LinkData(g,7)^2/4 * LinkData(g,6))/NelemVol,2); % m3
end
elemVolcell_1(g,1:3) = [num,NelemVol,ElemVol]; % seg
end
if t > 1
% Change names Links y Nodes
b = whos;
IndexL1 = strfind({b.name},'IterLink_');
Index1 = find(not(cellfun('isempty', IndexL1)));
d1 = {b(Index1).name};
for e1 = 1:length(Index1)
c1 = sscanf(d1{e1},'IterLink_%d');
L1 = sprintf('LinkIter_%d',c1);
val1 = eval(d1{e1});
eval([L1 '= val1']);
end
IndexN2 = strfind({b.name},'IterNode_');
Index2 = find(not(cellfun('isempty', IndexN2)));
d2 = {b(Index2).name};
for e2 = 1:length(Index2)
c2 = sscanf(d2{e2},'IterNode_%d');
L2 = sprintf('NodeIter_%d',c2);
val2 = eval(d2{e2});
eval([L2 '= val2'])
end
IndexN3 = strfind({b.name},'NodeEnd_');
Index3 = find(not(cellfun('isempty', IndexN3)));
d3 = {b(Index3).name};
for e3 = 1:length(Index3)
c3 = sscanf(d3{e3},'NodeEnd_%d');
L3 = sprintf('EndNode_%d',c3);
val3 = eval(d3{e3});
eval([L3 '= val3'])
end
end
% Crear matriz Nudos.
for m = 1:length(nodesort)
num = nodesort(m);
predc = indegree(G,nodeG(num==nodesort));
pág. 104
Anejo 2
cndcnt = num == contam(:,3);
cndcnt1 = any(cndcnt);
if (predc == 0) || (predc == 1)
varname = sprintf('IterNode_%d',num);
colum = repmat(contam(num==contam(:,1),2),(length(x)-1),1);
if cndcnt1 == 1
colum(:,1) = contam(num==contam(:,1),2);
matrixNode = struct('time',x(2:end)','matrix',colum);
eval([varname '= matrixNode'])
varname_1 = sprintf('counterNode_%d',num);
colum_1 = zeros((length(x)-1),1);
eval([varname_1 '= colum_1'])
varname_2 = sprintf('NodeEnd_%d',num);
colum_2 = zeros((length(x)-1),1);
eval([varname_2 '= colum_2'])
end
matrixNode = struct('time',x(2:end)','matrix',colum);
eval([varname '= matrixNode']);
varname_1 = sprintf('counterNode_%d',num);
colum_1 = zeros((length(x)-1),1);
eval([varname_1 '= colum_1'])
varname_2 = sprintf('NodeEnd_%d',num);
colum_2 = zeros((length(x)-1),1);
eval([varname_2 '= colum_2'])
else
varname = sprintf('IterNode_%d',num);
colum = zeros((length(x)-1),predc);
if cndcnt1 == 1
colum(:,1) = contam(num==contam(:,1),2);
matrixNode = struct('time',x(2:end)','matrix',colum);
eval([varname '= matrixNode'])
varname_1 = sprintf('counterNode_%d',num);
colum_1 = zeros((length(x)-1),predc);
eval([varname_1 '= colum_1'])
varname_2 = sprintf('NodeEnd_%d',num);
colum_2 = zeros((length(x)-1),1);
eval([varname_2 '= colum_2'])
end
matrixNode = struct('time',x(2:end)','matrix',colum);
eval([varname '= matrixNode'])
varname_1 = sprintf('counterNode_%d',num);
colum_1 = zeros((length(x)-1),predc);
eval([varname_1 '= colum_1'])
varname_2 = sprintf('NodeEnd_%d',num);
colum_2 = zeros((length(x)-1),1);
eval([varname_2 '= colum_2'])
end
% Crear matriz Links y Crear matriz reaccion
seek = find(num == LinkData(:,2));
for j = 1:length(seek)
Out_node = LinkData(seek(j),3);
numLink = LinkData(seek(j),1);
seekLink = find(numLink == elemVolcell_1(:,1));
NumVolElem = elemVolcell_1(seekLink,2);
var = sprintf('IterLink_%d',numLink);
pág. 105
Anejo 2
matrix = zeros((length(x)-1),NumVolElem);
matrixLink =
struct('time',x(2:end)','matrix',matrix,'In_node',num,'Out_node',Out_node);
eval([var '= matrixLink'])
if iter == 2
varreact = sprintf('LinkReact_%d',numLink);
matrixLinkreact = struct('time',[]',...
'DH',struct('DBO',[],'Tw',[],'Ta',[],'TRH',[],'TRHh',[],'Q',[],'y',[],'fi',[],'Am',[],'As',[],'Pm
',[],'Ps',[],'Rh',[],'vel',[],'Re',[],'T',[],'dm',[]),...
'Sw',struct('Ch',[],'Ceq',[],'q',[],'Ca',[],'EBOD',[],'numerador',[],'denominador',[],'Saq',[],'S
atm_w',[],'Semitido',[],'Semitido_ppm',[]),...
'Sa',struct('Ch_a',[],'f',[],'Tc',[],'fp_a',[],'suma_1',[],'suma_2',[],'Satm_a',[],'Satm_kg',[],'
Vol_H2S',[],'Satm_ppm',[]),...
'count',ones(1),...
'In_node',num,'Out_node',Out_node,...
'Saq',[],'Satm',[]);
eval([varreact '= matrixLinkreact']);
vartxt = sprintf('InIt_%d(1:2,gggg)',numLink);
paraDH = sprintf('%s.DH',varreact);
namvarDH = fieldnames(eval(paraDH));
for gggg = 1:numel(fieldnames(eval(paraDH)))
vargenDH = sprintf('%s.DH.%s(1:2,1)',varreact,namvarDH{gggg,1});
DH_name = eval(vartxt);
eval([vargenDH '= DH_name'])
end
vartxt = sprintf('InIt_%d(3:4,gg)',numLink);
paraSw = sprintf('%s.Sw',varreact);
namvarSw = fieldnames(eval(paraSw));
for gg = 1:numel(fieldnames(eval(paraSw)))
vargenSw = sprintf('%s.Sw.%s(1:2,1)',varreact,namvarSw{gg,1});
Sw_name = eval(vartxt);
eval([vargenSw '= Sw_name'])
end
vartxt = sprintf('InIt_%d(5:6,ggg)',numLink);
paraSa = sprintf('%s.Sa',varreact);
namvarSa = fieldnames(eval(paraSa));
for ggg = 1:numel(fieldnames(eval(paraSa)))
vargenSa = sprintf('%s.Sa.%s(1:2,1)',varreact,namvarSa{ggg,1});
Sa_name = eval(vartxt);
eval([vargenSa '= Sa_name'])
end
end
end
end
if t > 1
celltable = zeros(size(elemVolcell_1,1),3);
for rr = 1:size(elemVolcell_1,1);
num = LinkData(rr,1);
elemtnum =
elemVolcell_2(num==elemVolcell_2(:,1),2)/elemVolcell_1(num==elemVolcell_1(:,1),2);
elemtvol =
pág. 106
Anejo 2
elemVolcell_2(num==elemVolcell_2(:,1),3)/elemVolcell_1(num==elemVolcell_1(:,1),3);
celltable(rr,1:3) = [num,elemtnum,elemtvol];
end
for ss = 1:size(celltable,1)
num = celltable(ss,1);
Porcent = celltable(num==celltable(:,1),2);
NumElem_bef = length(eval(sprintf('LinkIter_%d.matrix(end,:)',num)));
NumElem_cur = length(eval(sprintf('IterLink_%d.matrix(1,:)',num)));
if Porcent <= 1
celltt = 1;
cellzz = 1;
sumzz = 0;
sumtt = 0;
restzz = 1;
resttt = Porcent;
sumPorcent = Porcent;
sumTot = 0;
residuo = 0;
for zz = 1:NumElem_cur
if residuo == 0
cellin = sprintf('IterLink_%d.matrix(1,celltt)',num);
mult = Porcent*eval(sprintf('LinkIter_%d.matrix(end,cellzz)',num)) +
eval(cellin);
eval([cellin '= mult']);
sumzz = sumzz + Porcent;
sumtt = sumtt + Porcent;
restzz = 1 - sumzz;
resttt = Porcent - sumtt;
if sumzz == 1
cellzz = cellzz + 1;
sumzz = 0;
end
if sumtt == Porcent
celltt = celltt + 1;
sumtt = 0;
end
else
residuo = (zz-1) - (zz-1)*Porcent;
resto = Porcent - residuo;
cellin = sprintf('IterLink_%d.matrix(1,celltt)',num);
mult = residuo*eval(sprintf('LinkIter_%d.matrix(end,cellzz)',num)) +
eval(cellin);
eval([cellin '= mult'])
sumzz = sumzz + residuo;
sumtt = sumtt + restzz;
restzz = 1 - sumzz;
resttt = Porcent - sumtt;
if sumzz == 1
sumzz = 0;
cellzz = cellzz + 1;
end
if round(sumtt,4) == round(Porcent,4);
sumtt = 0;
pág. 107
Anejo 2
celltt = celltt + 1;
end
cellin = sprintf('IterLink_%d.matrix(1,celltt)',num);
mult = resto*eval(sprintf('LinkIter_%d.matrix(end,cellzz)',num)) +
eval(cellin);
eval([cellin '= mult'])
sumzz = sumzz + resto;
sumtt = sumtt + resto;
restzz = abs(1 - resto);
resttt = Porcent - sumtt;
if sumzz == 1
sumzz = 0;
cellzz = cellzz + 1;
end
if round(sumtt,4) == round(Porcent,4)
sumtt = 0;
celltt = celltt + 1;
end
end
end
elseif Porcent >= 1
celltt = 1;
cellzz = 1;
sumzz = 0;
sumtt = 0;
restzz = 1;
resttt = Porcent;
sumPorcent = 0;
sumTot = 0;
for bb = 1:NumElem_bef
sumPorcent = sumPorcent + 1;
sumTot = sumTot + 1;
if round(sumPorcent,4) <= round(Porcent,4)
cellin = sprintf('IterLink_%d.matrix(1,celltt)',num);
mult = eval(sprintf('LinkIter_%d.matrix(end,cellzz)',num)) +
eval(cellin);
eval([cellin '= mult'])
sumzz = sumzz + 1;
sumtt = sumtt + 1;
restzz = 1 - sumzz;
resttt = Porcent - sumtt;
if sumzz == 1
cellzz = cellzz + 1;
sumzz = 0;
end
if round(sumtt,4) == round(Porcent,4)
celltt = celltt + 1;
sumtt = 0;
end
elseif round(sumPorcent,4) > round(Porcent,4)
residuo = sumPorcent - Porcent;
resto = 1 - residuo;
cellin = sprintf('IterLink_%d.matrix(1,celltt)',num);
pág. 108
Anejo 2
mult = resto*eval(sprintf('LinkIter_%d.matrix(end,cellzz)',num)) +
eval(cellin);
eval([cellin '= mult'])
sumzz = sumzz + resto;
sumtt = sumtt + resto;
restzz = 1 - sumzz;
resttt = Porcent - sumtt;
if sumzz == 1
sumzz = 0;
cellzz = cellzz + 1;
end
if round(sumtt,4) == round(Porcent,4)
sumtt = 0;
celltt = celltt + 1;
end
cellin = sprintf('IterLink_%d.matrix(1,celltt)',num);
mult = residuo*eval(sprintf('LinkIter_%d.matrix(end,cellzz)',num)) +
eval(cellin);
eval([cellin '= mult'])
sumzz = sumzz + residuo;
sumtt = sumtt + residuo;
restzz = 1 - sumzz;
resttt = Porcent - sumtt;
if sumzz == 1
sumzz = 0;
cellzz = cellzz + 1;
end
if round(sumtt,4) == round(Porcent,4)
sumtt = 0;
celltt = celltt + 1;
end
sumPorcent = sumPorcent - Porcent;
end
end
end
end
end
% Iteraciones DVM
for i = 1:(length(x)-1) % Iteraciones = hts / wqts
tiempo = tiempo + wqts;
iter = iter + 1;
for InNode = nodesort
InNode;
seek = find(InNode == LinkData(:,2));
for p = 1:length(seek)
OutNode = LinkData(seek(p),3);
numLink = LinkData(seek(p),1);
numLink;
for k = 1:elemVolcell_1(numLink==elemVolcell_1(:,1),2);
% Calculo Reaccion Sulfhidrico
Nudospred = predecessors(G,nodeG(InNode==nodesort));
Nudospred2 = nodesort(ismember(nodeG,Nudospred));
% Para los nudos sin Nudos precedentes
if (numLink == 27142 && (k == 1)) || ((numLink == 27179) && (k == 1))
pág. 109
Anejo 2
volelem = sprintf('IterLink_%d.matrix(i,1)',numLink);
nameR = sprintf('LinkReact_%d',numLink);
I = eval(sprintf('LinkReact_%d',numLink));
[O,iter] =
reaction(nameR,I,LinkData,numLink,k,i,t,DataWaste,tiempo,wqts,L,iter);
eval([nameR '= O'])
nameSatm = eval(sprintf('%s.Sa.Satm_ppm(iter,1)',nameR));
eval([volelem '= nameSatm'])
mReact = eval(volelem); % mg/l
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i,1)',InNode);
eval([varnew '= mReact']) % mg/l
% Cambiar 'C' del primer elemento del next Link
elseif ((numLink ~= 27142) && (numLink ~= 27179)) && (k == 1) && (i > 1)
volelem = sprintf('IterLink_%d.matrix(i,1)',numLink);
newvalelem = eval(sprintf('IterLink_%d.matrix(i,1)',numLink));
nameR = sprintf('LinkReact_%d',numLink);
newnameSatm = sprintf('%s.Sa.Satm_ppm(end,1)',nameR);
eval([newnameSatm '= newvalelem']) % Cambiar Saq del link actual por el
link anterior
% Cambiar Satm del link actual por el link anterior
NudosIndx1 = predecessors(G,nodeG(InNode==nodesort));
NudosIn1 = nodesort(ismember(nodeG,NudosIndx1));
suma = 0;
sumaVol = 0;
for s = 1:length(NudosIn1)
findIn = find(NudosIn1(s) == LinkData(:,2));
findOut = find(InNode == LinkData(:,3));
found = ismember(findIn, findOut);
indexes = find(found);
nextlink = LinkData(findIn(indexes),1);
nameRi = sprintf('LinkReact_%d',nextlink);
n = eval(sprintf('%s.Sw.Saq(iter-1,1)',nameRi));
r = elemVolcell_1(ismember(elemVolcell_1(:,1),nextlink),3);
w = n*r;
suma = suma + w;
sumaVol = sumaVol + r;
end
weight = suma/sumaVol;
nameRj = sprintf('LinkReact_%d',numLink);
newnameSaqj = sprintf('%s.Sw.Saq(end,1)',nameRj);
eval([newnameSaqj '= weight'])
I = eval(sprintf('LinkReact_%d',numLink));
[O,iter] =
reaction(nameR,I,LinkData,numLink,k,i,t,DataWaste,tiempo,wqts,L,iter);
eval([nameR '= O'])
nameSatm = eval(sprintf('%s.Sa.Satm_ppm(end,1)',nameR));
eval([volelem '= nameSatm'])
mReact = eval(volelem); % mg/l
elseif ((numLink ~= 27142) && (numLink ~= 27179)) && (k > 1) && (i > 1)
volelem = sprintf('IterLink_%d.matrix(i,k)',numLink);
newvalelem = eval(sprintf('IterLink_%d.matrix(i,k)',numLink));
nameR = sprintf('LinkReact_%d',numLink);
newrepSatm = sprintf('%s.Sa.Satm_ppm(iter-1,1)',nameR);
eval([newrepSatm '= newvalelem']) % Cambiar Saq del link actual por el
link anterior
newrepSaq = sprintf('%s.Sw.Saq(iter-1,1)',nameR);
pág. 110
Anejo 2
newvalurepSaq = eval(sprintf('%s.Saq(iter-1,1)',nameR));
eval([newrepSaq '= newvalurepSaq'])
I = eval(sprintf('LinkReact_%d',numLink));
[O,iter] =
reaction(nameR,I,LinkData,numLink,k,i,t,DataWaste,tiempo,wqts,L,iter);
eval([nameR '= O'])
nameSatm = eval(sprintf('%s.Sa.Satm_ppm(end,1)',nameR));
eval([volelem '= nameSatm'])
mReact = eval(volelem); % mg/l
if k == elemVolcell_1(numLink==elemVolcell_1(:,1),2)
nameSatmSave = sprintf('%s.Satm(iter,1)',nameR);
valueSatmSave = eval(sprintf('%s.Sa.Satm_ppm(iter,1)',nameR));
eval([nameSatmSave '= valueSatmSave'])
nameSaqSave = sprintf('%s.Saq(iter,1)',nameR);
valueSaqSave = eval(sprintf('%s.Sw.Saq(iter,1)',nameR));
eval([nameSaqSave '= valueSaqSave'])
end
else % Para el Resto de 'k'
volelem = sprintf('IterLink_%d.matrix(i,k)',numLink);
nameR = sprintf('LinkReact_%d',numLink);
I = eval(sprintf('LinkReact_%d',numLink));
[O,iter] =
reaction(nameR,I,LinkData,numLink,k,i,t,DataWaste,tiempo,wqts,L,iter);
eval([nameR '= O'])
nameSatm = eval(sprintf('%s.Sa.Satm_ppm(end,1)',nameR));
eval([volelem '= nameSatm'])
mReact = eval(volelem); % mg/l
nameSatmSave = sprintf('%s.Satm(iter,1)',nameR);
valueSatmSave = eval(sprintf('%s.Sa.Satm_ppm(iter,1)',nameR));
eval([nameSatmSave '= valueSatmSave'])
nameSaqSave = sprintf('%s.Saq(iter,1)',nameR);
valueSaqSave = eval(sprintf('%s.Sw.Saq(iter,1)',nameR));
eval([nameSaqSave '= valueSaqSave'])
end
% Ultimo elemento del link se introduce en el nudo
if i ~= (length(x)-1)
if k == elemVolcell_1(numLink==elemVolcell_1(:,1),2)
NudosIndx = predecessors(G,nodeG(OutNode==nodesort));
NudosIn = nodesort(ismember(nodeG,NudosIndx));
% Solo tiene un link de entrada en Nudo. No hay ponderacion
if length(NudosIn) == 1
indexNudosIn = find(InNode==NudosIn);
nameNudosIn =
sprintf('IterNode_%d.matrix(i+1,indexNudosIn)',OutNode);
eval([nameNudosIn '= mReact']) % mg/l
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i,1)',OutNode);
eval([varnew '= mReact']) % mg/l
cellStoNode = sprintf('counterNode_%d(i,indexNudosIn)',OutNode);
eval([cellStoNode '= numLink'])
if nnz(eval(sprintf('counterNode_%d(i,:)',OutNode))) ==
length(NudosIn);
seekNodeOutIndx = successors(G,nodeG(OutNode==nodesort));
seekNodeOut = nodesort(ismember(nodeG,seekNodeOutIndx));
for s = 1:length(seekNodeOut)
findIn = find(OutNode == LinkData(:,2));
pág. 111
Anejo 2
findOut = find(seekNodeOut(s) == LinkData(:,3));
found = ismember(findIn, findOut);
indexes = find(found);
nextlink = LinkData(findIn(indexes),1);
nextOut = sprintf('IterLink_%d.matrix(i+1,1)',nextlink);
eval([nextOut '= mReact']) % mg/l
end
end
% Tiene mas de un link de entrada al Nudo. Hay ponderacion
else
indexNudosIn = find(InNode==NudosIn);
nameNudosIn =
sprintf('IterNode_%d.matrix(i,indexNudosIn)',OutNode);
eval([nameNudosIn '= mReact'])
cellStoNode = sprintf('counterNode_%d(i,indexNudosIn)',OutNode);
eval([cellStoNode '= numLink'])
checkNode = sprintf('counterNode_%d(i,:)',OutNode);
if nnz(eval(sprintf('counterNode_%d(i,:)',OutNode))) ==
length(NudosIn);
allNodesIn = sprintf('IterNode_%d.matrix(i,:)',OutNode);
weighting = eval(sprintf('IterNode_%d.matrix(i,2)',OutNode));
indexNudosOutIndx = successors(G,nodeG(OutNode==nodesort));
indexNudosOut = nodesort(ismember(nodeG,indexNudosOutIndx));
if isempty(indexNudosOut);
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i,1)',OutNode);
eval([varnew '= weighting'])
end
for q = 1:length(indexNudosOut)
findIn = find(OutNode == LinkData(:,2));
findOut = find(indexNudosOut(q) == LinkData(:,3));
found = ismember(findIn, findOut);
indexes = find(found);
nextlink = LinkData(findIn(indexes),1);
nextOut = sprintf('IterLink_%d.matrix(i+1,1)',nextlink);
eval([nextOut '= weighting']) % m > C
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i,1)',OutNode);
eval([varnew '= weighting'])
end
end
end
else
d = sprintf('IterLink_%d.matrix(i+1,k+1)',numLink);
eval([d '= mReact']) % mg/l
end
% Introducir valores en el nudo en k = end
elseif (i == (length(x)-1)) && (k ==
elemVolcell_1(numLink==elemVolcell_1(:,1),2))
NudosIndx = predecessors(G,nodeG(OutNode==nodesort));
NudosIn = nodesort(ismember(nodeG,NudosIndx));
if length(NudosIn) == 1
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i,1)',OutNode);
eval([varnew '= mReact']) % mg/l
else
indexNudosIn = find(InNode==NudosIn);
nameNudosIn = sprintf('IterNode_%d.matrix(i,indexNudosIn)',OutNode);
eval([nameNudosIn '= mReact'])
pág. 112
Anejo 2
cellStoNode = sprintf('counterNode_%d(i,indexNudosIn)',OutNode);
eval([cellStoNode '= numLink'])
checkNode = sprintf('counterNode_%d(i,:)',OutNode);
if nnz(eval(sprintf('counterNode_%d(i,:)',OutNode))) ==
length(NudosIn);
allNodesIn = sprintf('IterNode_%d.matrix(i,:)',OutNode);
weighting =
eval(sprintf('IterNode_%d.matrix(i,2)',OutNode))*0.95;
indexNudosOutIndx = successors(G,nodeG(OutNode==nodesort));
indexNudosOut = nodesort(ismember(nodeG,indexNudosOutIndx));
varnew = sprintf('NodeEnd_%d(i,1)',OutNode);
eval([varnew '= weighting']) % mg/l
end
end
end
end
end
end
if i == (length(x)-1)
time_elapsed = hts;
else
time_elapsed = wqts + time_elapsed;
end
% Create Display
% Crear Posicion Nudos de Entrada, Salida y Nudos Intermedios
arr_nude = [];
arr_int = [];
ptsort = [];
fig = figure('visible','off');
set(gca,'xtick',[])
set(gca,'ytick',[])
time = tiempo-10;
title(sprintf('[S]_{atm} (ppm) Tiempo: %s',duration(0,time,0)),'FontSize',8)
% title(sprintf('[S]_{atm} (ppm) \n t=%d i=%d',t,i),'FontSize',8)
% xlabel('X (UTM)') % x-axis label
% ylabel('Y (UTM)') % y-axis label
for uu = 1:length(DataLinks)
numlnk = DataLinks(uu).Name;
Inpts = DataLinks(numlnk==[DataLinks.Name]).InNode;
Outpts = DataLinks(numlnk==[DataLinks.Name]).OutNode;
long = DataLinks(numlnk==[DataLinks.Name]).Long;
n = elemVolcell_1(numlnk==elemVolcell_1(:,1),2);
Ax = DataNudos(Inpts==[DataNudos.Name]).X;
Ay = DataNudos(Inpts==[DataNudos.Name]).Y;
Bx = DataNudos(Outpts==[DataNudos.Name]).X;
By = DataNudos(Outpts==[DataNudos.Name]).Y;
m = (By - Ay) / (Bx - Ax);
angle = atand((By - Ay) / (Bx - Ax));
dist = sqrt(abs(Bx - Ax)^2 + abs(By - Ay)^2)/n;
pts_start = [Ax,Ay,Inpts];
pt_start = [Ax,Ay,m,numlnk];
arr_nude = [arr_nude ; pts_start];
ptsort = [ptsort ; pt_start];
pág. 113
Anejo 2
for jj = 1:(n-1)
pt_inter = [(cosd(angle)*dist*jj + Ax),(sind(angle)*dist*jj) + Ay];
pts_inter = [(cosd(angle)*dist*jj + Ax),(sind(angle)*dist*jj) + Ay,m,numlnk];
arr_int = [arr_int ; pt_inter];
ptsort = [ptsort ; pts_inter];
end
pts_end = [Bx,By,Outpts];
pt_end = [Bx,By,m,numlnk];
arr_nude = [arr_nude ; pts_end];
ptsort = [ptsort ; pt_end];
end
hold on
plot(arr_nude(:,1),arr_nude(:,2),'ok','MarkerEdgeColor','k','MarkerSize',7,'MarkerFaceColor',[0.3
,0.3,0])
% ax = gca;
% ax.XLim = [min(arr_nude(:,1)) max(arr_nude(:,1))];
% ax.YLim = [min(arr_nude(:,2)) max(arr_nude(:,2))];
% text(arr_nude(:,1)-
45,arr_nude(:,2),num2str(arr_nude(:,3)),'Color','k','FontSize',11)
hold on
if isempty(arr_int)
else
plot(arr_int(:,1),arr_int(:,2),'.k','MarkerSize',12)
end
% Poner Valor de Concentracion a los Nudos de Entrada y Salida
for eee = 1:length(DataNudos)
nude_cc = eval(sprintf('NodeEnd_%d(i)',DataNudos(eee).Name));
if (nude_cc < nivel_0)
text(DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNudos.Name]).X+5,DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNud
os.Name]).Y-10,num2str(round(nude_cc,2)),'Color','k','FontSize',9)
elseif (nude_cc >= nivel_0) && (nude_cc < nivel_1)
text(DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNudos.Name]).X+5,DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNud
os.Name]).Y-10,num2str(round(nude_cc,2)),'Color','k','FontSize',9)
elseif (nude_cc >= nivel_1) && (nude_cc < nivel_2)
text(DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNudos.Name]).X+5,DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNud
os.Name]).Y-10,num2str(round(nude_cc,2)),'Color','k','FontSize',9)
elseif (nude_cc >= nivel_2) && (nude_cc < nivel_3)
text(DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNudos.Name]).X+5,DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNud
os.Name]).Y-10,num2str(round(nude_cc,2)),'Color','k','FontSize',9)
elseif (nude_cc >= nivel_3) && (nude_cc < nivel_4)
text(DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNudos.Name]).X+5,DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNud
os.Name]).Y-10,num2str(round(nude_cc,2)),'Color','k','FontSize',9)
elseif (nude_cc >= nivel_4)
text(DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNudos.Name]).X+5,DataNudos(DataNudos(eee).Name==[DataNud
os.Name]).Y-10,num2str(round(nude_cc,2)),'Color','k','FontSize',9)
end
end
pág. 114
Anejo 2
% Print los Links entre Nudos de Entrada, Salida y Nudos Intermedio
arr_line = [];
for bb = 1:length(DataLinks)
numlnk = DataLinks(bb).Name;
Inpts = DataLinks(numlnk==[DataLinks.Name]).InNode;
Outpts = DataLinks(numlnk==[DataLinks.Name]).OutNode;
long = DataLinks(numlnk==[DataLinks.Name]).Long;
n = elemVolcell_1(numlnk==elemVolcell_1(:,1),2);
Ax = DataNudos(Inpts==[DataNudos.Name]).X;
Ay = DataNudos(Inpts==[DataNudos.Name]).Y;
Bx = DataNudos(Outpts==[DataNudos.Name]).X;
By = DataNudos(Outpts==[DataNudos.Name]).Y;
angle = atand((By - Ay) / (Bx - Ax));
dist = sqrt(abs(Bx - Ax)^2 + abs(By - Ay)^2)/n;
pt_ini = [Ax,Ay];
valnk = ptsort(numlnk==ptsort(:,4),1:3);
for ee = 1:n
if ((Bx-Ax) > 0) && ((By-Ay) > 0)
pt_inter = [Ax + cosd(angle)*dist*ee,Ay + sind(angle)*dist*ee];
elseif ((Bx-Ax) < 0)
pt_inter = [Ax - cosd(angle)*dist*ee,Ay + sind(angle)*dist*ee];
elseif ((By-Ay) < 0)
pt_inter = [Ax + cosd(angle)*dist*ee,Ay + sind(angle)*dist*ee];
elseif ((Bx-Ax) < 0) && ((By-Ay) < 0)
pt_inter = [Ax - cosd(angle)*dist*ee,Ay - sind(angle)*dist*ee];
else
pt_inter = [Ax + cosd(angle)*dist*ee,Ay + sind(angle)*dist*ee];
end
% Poner Valor de Concentracion a los Links
line_cc = eval(sprintf('IterLink_%d.matrix(i,ee)',numlnk));
line_inter = [pt_ini(1),pt_inter(1),pt_ini(2),pt_inter(2),line_cc];
if (line_cc < nivel_0)
plot([line_inter(:,1) line_inter(:,2)]',[line_inter(:,3)
line_inter(:,4)]','b','LineWidth',2,'Color', [0.5, 0.5, 0.5]) %// grey
% text((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2 + 5,(-1/valnk(1,1))*(((valnk(ee+1,1)-
valnk(ee,1))/2) - ((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2)) +
((valnk(ee+1,2)+valnk(ee,2))/2),num2str(round(line_inter(:,5),2)),'Color','b','FontSize',5)
elseif (line_cc >= nivel_0) && (line_cc < nivel_1)
plot([line_inter(:,1) line_inter(:,2)]',[line_inter(:,3)
line_inter(:,4)]','g','LineWidth',2,'Color', [0,0.7,1]) %// blue
% text((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2 + 5,(-1/valnk(1,1))*(((valnk(ee+1,1)-
valnk(ee,1))/2) - ((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2)) +
((valnk(ee+1,2)+valnk(ee,2))/2),num2str(round(line_inter(:,5),2)),'Color','b','FontSize',5)
elseif (line_cc >= nivel_1) && (line_cc < nivel_2)
plot([line_inter(:,1) line_inter(:,2)]',[line_inter(:,3)
line_inter(:,4)]','y','LineWidth',2,'Color', [0,1,0]) %// green
% text((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2 + 5,(-1/valnk(1,1))*(((valnk(ee+1,1)-
valnk(ee,1))/2) - ((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2)) +
((valnk(ee+1,2)+valnk(ee,2))/2),num2str(round(line_inter(:,5),2)),'Color','b','FontSize',5)
elseif (line_cc >= nivel_2) && (line_cc < nivel_3)
plot([line_inter(:,1) line_inter(:,2)]',[line_inter(:,3)
line_inter(:,4)]','c','LineWidth',2,'Color', [1,1,0]) %// yellow
% text((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2 + 5,(-1/valnk(1,1))*(((valnk(ee+1,1)-
valnk(ee,1))/2) - ((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2)) +
((valnk(ee+1,2)+valnk(ee,2))/2),num2str(round(line_inter(:,5),2)),'Color','b','FontSize',5)
pág. 115
Anejo 2
elseif (line_cc >= nivel_3) && (line_cc < nivel_4)
plot([line_inter(:,1) line_inter(:,2)]',[line_inter(:,3)
line_inter(:,4)]','c','LineWidth',2,'Color', [1,0.5,0]) %// orange
% text((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2 + 5,(-1/valnk(1,1))*(((valnk(ee+1,1)-
valnk(ee,1))/2) - ((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2)) +
((valnk(ee+1,2)+valnk(ee,2))/2),num2str(round(line_inter(:,5),2)),'Color','b','FontSize',5)
elseif (line_cc >= nivel_4)
plot([line_inter(:,1) line_inter(:,2)]',[line_inter(:,3)
line_inter(:,4)]','r','LineWidth',2,'Color', [1,0,0]) %// red
% text((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2 + 5,(-1/valnk(1,1))*(((valnk(ee+1,1)-
valnk(ee,1))/2) - ((valnk(ee+1,1)+valnk(ee,1))/2)) +
((valnk(ee+1,2)+valnk(ee,2))/2),num2str(round(line_inter(:,5),2)),'Color','b','FontSize',5)
end
arr_line = [arr_line ; line_inter];
pt_ini = pt_inter;
end
end
% Diseñar la Barra de Colores con Niveles de Riesgo
hold on
custom_colormap = [0.5,0.5,0.5;0,0.7,1;0,1,0;1,1,0;1,0.5,0;1,0,0];
colormap(custom_colormap)
caxis([0 nivel_4])
distcol = nivel_4/6;
colorbar('Ticks',[0,distcol,distcol*2,distcol*3,distcol*4,distcol*5],'TickLabels',{0,num2str(nive
l_0),num2str(nivel_1),num2str(nivel_2),num2str(nivel_3),num2str(nivel_4)})
% Nombre del archivo figura
figur = strcat(foldername,'\','figures');
mkdir(figur)
curfig = sprintf('t_%d_i_%d',t,i); % CAMBIAR
saveas(fig, fullfile(figur, curfig), 'jpeg')
close all
% Creating files
textfile = strcat(foldername,'\','textfile');
mkdir(textfile)
nameiter = strcat(textfile,'\',sprintf('t_%d_i_%d_L.txt',t,i)); % CAMBIAR
fid = fopen(nameiter,'a');
b = whos;
IndL = strfind({b.name},'IterLink_');
Index = find(not(cellfun('isempty', IndL)));
for e = 1:length(Index)
d = {b(Index).name};
c = sscanf(d{e},'IterLink_%d');
nm = sprintf('Link_%d',c);
ncel = (length(x)-1)*e;
namematrx = eval(sprintf('IterLink_%d.matrix',c));
fprintf(fid,'%s\n',nm);
for ii = 1:size(namematrx,1)
fprintf(fid,'%g\t',namematrx(ii,:));
fprintf(fid,'\n');
end
end
pág. 116
Anejo 2
fclose(fid)
nameiter = strcat(textfile,'\',sprintf('t_%d_i_%d_N.txt',t,i)); % CAMBIAR
fid = fopen(nameiter,'a');
b = whos;
IndL = strfind({b.name},'NodeEnd_');
Index = find(not(cellfun('isempty', IndL)));
for e = 1:length(Index)
d = {b(Index).name};
c = sscanf(d{e},'NodeEnd_%d');
nm = sprintf('Node_%d',c);
ncel = (length(x)-1)*e;
namematrx = eval(sprintf('NodeEnd_%d',c));
fprintf(fid,'%s\n',nm);
for ii = 1:size(namematrx,1)
fprintf(fid,'%g\t',namematrx(ii,:));
fprintf(fid,'\n');
end
end
fclose(fid)
end
elemVolcell_2 = elemVolcell_1;
b = whos;
IndexL = strfind({b.name},'IterLink_');
Index = find(not(cellfun('isempty', IndexL)));
for e = 1:length(Index)
d = {b(Index).name};
c = sscanf(d{e},'IterLink_%d');
Link_iter(e) = struct('num',c,'Link',eval(sprintf('IterLink_%d.matrix',c)));
end
IndexN = strfind({b.name},'NodeEnd_');
Index = find(not(cellfun('isempty', IndexN)));
for e = 1:length(Index)
d = {b(Index).name};
c = sscanf(d{e},'NodeEnd_%d');
Node_iter(e) = struct('num',c,'Nudo',eval(d{1,e}));
end
end
tEnd = toc(tStart);
fprintf('%d minutes and %f seconds\n', floor(tEnd/60), rem(tEnd,60));