Pavco.com.co

01 Biblioteca PAVCO

En la investigación descrita en éste artículo se determinaron experimentalmente los coeficientes de pérdidas menores km en accesorios de sistemas de distribución de agua potable en PVC de 2, 2 ½, 3, 4, 6 y 8 pulgadas de diámetro. Para esto se elaboraron dos modelos físicos constituidos principalmente por un sistema de tuberías y accesorios. Se probaron en total 22 accesorios en un rango de caudales entre 0.01 y 0.6 m3/s. Como resultado se encontró que la mayoría de los coeficientes Km son similares a los reportados en la literatura, aunque también se encontraron casos con coeficientes diferentes tanto mayores como menores.

02 Biblioteca PAVCO

El objetivo de esta investigación consistió en la medición experimental de los coeficientes de pérdida menores Km en diferentes accesorios de PVC-P teniendo en cuenta la importancia de contar con valores reales de dichos coeficientes para utilizarlos en los cálculos de futuros diseños de redes a presión. Se realizó con PVC por ser el material más utilizado en redes de agua potable. Para las pruebas se construyó un montaje conformado por 4 circuitos en los cuales se instalaron los accesorios distanciados adecuadamente, un tanque elevado que mantenía una cabeza de presión constante y un equipo de presión para recircular el agua. Para cada accesorio de realizaron pruebas con 100 caudales diferentes y los resultados se depuraron con base en análisis estadísticos luego de lo cual se obtuvo un rango de valores de Km para cada uno de los 27 accesorios ensayados cuyos diámetros variaban de 1.5 a 4 pulgadas.

03 Biblioteca PAVCO

Esta investigación consistió en la construcción de un montaje físico para realizar pruebas que permitieran determinar la rugosidad absoluta (ks) del material PVC Biorientado Dúctil (Biaxial) de 4 y 6 pulgadas de diámetro nominal además de las pérdidas de enrgía que se presentan en los diferentes accesorios utilizados en el montaje, tales como uniones y codos, con el fin de encontrar los coeficientes de pérdidas menores (km) asociados con cada uno de estos. Se determinó el km para uniones campana – espigo y codos de 90°. Los resultados arrojados por las uniones se compararon con la fuente teórica del km encontrándose que los promedios de los valores medidos siempre se mantuvieron por debajo de los teóricos. En el caso de los codos de 90° se obtuvo que los valores se asemejan mucho a los valores teóricos. 

04 Biblioteca PAVCO

En el trabajo se analizaron los métodos de cálculos y las restricciones de diseño que han gobernado históricamente el cálculo de redes matrices de agua, hasta encontrar el diseño optimo de una red matriz, mediante la sustentación y aplicación de la metodología de cálculo de I- Pai. Wu, la cual asegura el costo mínimo del sistema y una rápida convergencia En el proceso de cálculo de tuberías. Se describe la metodología del cálculo del modelo, y se concluye que el método para calcular redes matrices presentando este estudio no depende de la subjetividad del proyectista al proponer los diámetros de las tuberías en un sistema de red matriz; es por ello que calculando los diámetros con el criterio de I-Pai Wu, para luego alimentar el software de modelación (ya que en éstos solo realizan una comprobación y no un diseño en si), se podrá llegar a sistemas óptimamente dimensionados y costeables para una población determinada.

05 Biblioteca PAVCO

La complejidad del diseño de redes de distribución está dada por la relación no lineal entre las variables involucradas, como el caudal, las pérdidas de energía, los diámetros de las tuberías y su costo. Esto se ha resuelto al considerarlo un problema de optimización combinatoria (Saldarriaga; 2005), a través del cual se obtiene un diseño de costo mínimo para el Caudal Máximo Horario en el periodo de diseño. Basado en el concepto de resiliencia (Todini, 2000), éste diseño óptimo representaría una red de baja confiabilidad hidráulica. Éste trabajo demuestra, que para una red real, el diseño de costo óptimo corresponde a una red de alta confiabilidad hidráulica cuando inicia su operación, que disminuye con el tiempo, debido al aumento de la demanda hasta alcanzar su nivel mas bajo al cumplir su periodo de diseño. Por esto, los operadores deben evaluar periódicamente la resiliencia de la red, buscando mantener una confiabilidad adecuada.

06 Biblioteca PAVCO

En la investigación descrita en este artículo se diseñó y probó una metodología para diseño de redes de distribución de agua potable, la cual está basada en la comprensión del comportamiento hidráulico y energético de la red y busca encontrar diseños no solo económicos sino también confiables. Uno de los principales parámetros de confiabilidad en una red es el índice de resiliencia. En todas las redes diseñadas se obtuvo con respecto a la red de mínimo costo, la confiabilidad aumentó entre 36% y 57% generando un aumento en los costos de tan solo entre 6% y 11%. Los beneficios encontrados oscilaron entre cuatro y siete veces los costos generados.

07 Biblioteca PAVCO

El problema del diseño optimizado de redes de distribución de agua potable consiste en encontrar la combinación de diámetros de tuberías que minimice el costo constructivo del sistema, satisfaciendo restricciones hidráulicas y comerciales. Por su complejidad, éste ha sido clasificado como un problema combinatorio NP- duro. Para solucionarlo se han desarrollado algoritmos de optimización que se basan en la limitación de fenómenos físicos y naturales para explorar el espacio de búsqueda; en contraste, en este estudio se desarrolló una metodología de diseño únicamente basada en las características hidráulicas y topológicas del sistema, la cual supone que existe una superficie ideal de presiones donde se puede obtener una configuración de diámetros cercana a la de mínimo costo. La metodología propuesta es utilizada para diseñar tres redes de prueba ampliamente reportadas en la literatura (Two-loop, Hanoi y Balerma) y probó ser eficaz y eficiente en encontrar diseños óptimos en pocas iteraciones.

08 Bibioteca PAVCO

Este artículo presenta una nueva metodología basada en algoritmos que incluyen la determinación de una superficie óptima de presiones, programación por restricciones y algoritmos genéticos para hallar una aproximación al diseño del costo mínimo de redes de distribución del agua potable. Se usa REDES Y EPANET para la simulación hidráulica y se resuelven dos problemas ampliamente reportados en la literatura encontrando soluciones de menor costo que cumplen la restricción de presión mínima. Esta metodología es computacionalmente mucho más rápida que otro tipo de algoritmos usados previamente para solucionar este problema y se puedan hallar buenas soluciones. Además es posible optimizar soluciones conocidas para hallar otras a menor costo. Se prueba el problema de la red de Hanoi y se obtienen mejores resultados que los publicados en la literatura.

09 Biblioteca PAVCO

De todos los parámetros de la ecuación de Darcy- Weisbach, el factor de fricción fue el más difícil de cuantificar. Este problema ocasionó la aparición de ecuaciones empíricas como la de Hazen – Williams, pero también dio origen a métodos gráficos para calcular este parámetro como el diagrama de Moody. En dicho diagrama, Lewis Moody delimitó la zona de transición utilizando las ecuaciones de Prandtl – Von Kármán, sin tener en cuenta la ecuación de Colebrook – White y los límites definidos por estos dos investigadores para esta zona. Por lo anterior, en el presente artículo se pretende mostrar el proceso deductivo de las ecuaciones que describen el límite inferior y superior de la zona de transición a partir de la ecuación de Colebrook – White, y los efectos que pueden tener estos nuevos límites en el diagrama de Moody para las tuberías de redes de distribución de agua potable (RDAP). Para ello, se diseñaron distintas redes de Colombia utilizando la ecuación de Darcy – Weisbach y Hazen – Williams. A partir de lo anterior, se obtuvo que el límite inferior de la zona de transición definido a partir de la ecuación de Colebrook – White difiere del demarcado por la ecuación de Prandtl- Von Karman, lo cual contribuye a entender mejor el comportamiento hidráulico de las RDAP que operan bajo el flujo turbulento hidráulicamente liso. Igualmente, se sugiere que a partir de éste límite se redefinan los límites de aplicabilidad de la ecuación de Hazen – Williams.