Acueducto y Redes de Distribución

Determinación experimental del coeficiente de pérdidas menores km en accesorios

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 reciclar el agua. Para cada accesorio se 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. Ver artículo

Determinación experimental de la rugosidad absoluta ks y coeficientes de pérdidas menores

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 asemejen mucho a los valores teóricos. Ver artículo

Diseño óptimo de redes matrices para el abastecimiento de agua

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 óptimo 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. Ver artículo

Diseño de redes de distribución incluyendo el concepto de resiliencia

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 más bajo al cumplir su periodo de diseño. Por esto, los operadores deben evaluar periódicamente la resiliencia de la red, buscando mantener una confiabilidad adecuada. Ver artículo

Diseño optimizado de redes de distribución de agua potable

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. Ver artículo

Diseño de redes de agua potable mediante la superficie óptima de gradiente hidráulico

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. Ver artículo

Algoritmos de optimización combinatoria

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. Ver artículo

Delimitación de la zona de transición en el diagrama de Moody

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. Ver artículo

Efecto del conocimiento catastral de una red en su calibración

En el presente trabajo se investigó el efecto de errores en el catastro de las redes de distribución en la modelación y la calibración de sus modelos hidráulicos. Se describe la metodología desarrollada y los resultados obtenidos para determinar el efecto de los errores en el comportamiento hidráulico del modelo, para calibrar modelos con errores importantes en el catastro y determinar el número de tubos no importantes en las redes probadas. El resultado de la investigación demuestra que el índice de resiliencia está relacionado con la magnitud del efecto del error en el catastro. La metodología propuesta para la calibración permite obtener modelos que representen el comportamiento real del prototipo e identifican la zona donde se presentó el error; se pueden modelar y calibrar modelos con varios errores no importantes en el catastro validando el uso de modelos esqueletizados. Ver artículo

Metodología de calibración de redes de distribución

La calibración de un sistema de distribución de agua potable se define como el ajuste de un conjunto de variables, a través de las cuales se busca que el modelo reproduzca de forma correcta las lecturas de campo. Las principales variables consideradas en una red típica son las Demandas Desconocidas (representan pérdidas de tipo comercial), los emisores (pérdidas de tipo técnico), los diámetros, las rugosidades y las pérdidas menores. La cantidad de agua que ingresa y circula por los sectores de un sistema está gobernada principalmente por las Demandas Desconocidas y los emisores. Una red que presente principalmente uno de estos problemas no puede ser calibrada mediante otro parámetro. Por otro lado, se encontró un procedimiento matemático que permite identificar la presencia de estos problemas en una red particular a partir de las mediciones de presión y caudal en un sector dado. Ver artículo

Calibración de redes de distribución

La calibración de redes de distribución de agua potable es de vital importancia para poder realizar una adecuada operación y mantenimiento de las mismas, puesto que permite que las simulaciones hidráulicas hechas sobre los modelos de la red sean confiables, válidas y ofrezcan los datos necesarios para tomar decisiones acertadas de operación. Este trabajo explora el uso de dos técnicas de programación del campo de la inteligencia artificial (algoritmos genéticos y programación por restricciones) para calibrar las diferentes variables de las redes de distribución de agua potable de forma eficiente. Con lo anterior, se busca reducir el tiempo de cálculo y obtener resultados similares o mejores que al realizar la calibración de forma manual. Ver artículo

Determinación de la resistencia a la abrasión de tuberías

La abrasión es un fenómeno que puede alejar las tuberías que componen los sistemas de alcantarillado y las redes de distribución de agua potable de su funcionamiento óptimo, es por eso que el objetivo de esta investigación consiste en suplir esta falencia, para eso se construyó un modelo en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes (Bogotá, Colombia), que recreó las condiciones reales de una tubería enterrada in situ. Éste constaba de un tanque que albergaba en su interior el prototipo a probar recubierto de material granular y también un accesorio en acero conectado a la red interna del laboratorio que transformaba el flujo en una pequeña lámina de agua que salía a grandes presiones de forma paralela a la superficie del tubo. El estudio encontró que los chorros con determinadas condiciones de entrada pueden erosionar considerablemente estas paredes hasta el punto de romperlas completamente, formando así pequeños orificios en la tubería. Ver artículo

Recopilación, Análisis y Evaluación de las metodologías de calibración

Esta investigación consistió en la determinación de aspectos relevantes requeridos en la calibración de modelos hidráulicos de redes de distribución de agua potable (RDAP), mediante el análisis y la revisión de las metodologías empleadas en Colombia. Se describen los antecedentes a la investigación, estos contienen la descripción breve del caso específico denominado “La batalla de la Calibración de las RDAP”, desarrollado por diversos diseñadores. El análisis incluye generalidades de las redes, procedimiento de elaboración del modelo hidráulico inicial, definición de los puntos de monitoreo de caudales y presiones en campo, proceso de calibración y resultados obtenidos. Ver artículo

Modelo preventivo predictivo para detección de daños

Se presenta una metodología simplificada para el desarrollo de un modelo de predicción y prevención de daños en sistemas de distribución de agua potable que contribuye a determinar los tubos prioritarios a ser cambiados, encontrando el punto en el cual los posibles costos de reparación pueden superar la inversión en instalar una nueva tubería. Como complemento al modelo se aplicó una metodología de optimización hidráulica de la red que recomienda incrementar el diámetro de ciertos tubos facilitando la reducción del AINC y la probabilidad de generación de nuevos daños. Igualmente, se hicieron recomendaciones sobre la información de daños que debe recopilarse con el fin de generar análisis más extensos en un futuro. Esta investigación se basa en los resultados de estudios internacionales y en los conocimientos en calibración y optimización hidráulica desarrollados en el CIACUA, aplicándolos al caso colombiano del distrito estadio de la ciudad de Bucaramanga. Ver artículo

Rehabilitación priorizada de redes de distribución

La operación de redes de distribución de agua potable involucra dos asuntos que tienen grandes repercusiones económicas: la rehabilitación de tuberías y la reducción del índice de agua no contabilizada (IANC). Éste trabajo presenta un algoritmo que, con base en el concepto de potencia unitaria, permite seleccionar los tubos que deben ser rehabilitados con el fin de reducir la disipación de potencia y el IANC de la red, manteniendo el plano de presiones nivelado y encontrando la situación ideal para realizar la rehabilitación en términos de beneficios económicos. El artículo incluye el análisis de tres redes de distribución con características diferentes en las cuales la metodología propuesta probó contribuir hidráulicamente y logró establecer posibilidades de rehabilitación que resultan rentables. Ver artículo

Herramienta de gestión del daño

En el presente trabajo se desarrolló una herramienta computacional dirigida a mejorar el proceso de la atención del daño en el Acueducto Metropolitano de Bucaramanga S.A E.S.P. El objetivo de la herramienta es determinar las válvulas que deben ser cerradas para que un tubo identificado como afectado por un daño o cierre a realizar, quede sin agua. Para lograrlo, es necesario contar con un modelo hidráulico calibrado que represente de manera precisa la topología de la red y los usuarios asignados a los nodos para determinar cuál es la afectación que puede causar un daño o cierre específico. La plataforma tecnológica usada es un Sistema de Información Geográfica que permite desplegar gráficamente cada uno de los componentes y hacer desarrollos para poder personalizar y satisfacer las necesidades que se quieren cubrir con el programa para dar soporte a la atención del daño. Ver artículo

Renovación priorizada de redes de distribución

La operación de redes de distribución de agua potable involucra dos asuntos con grandes repercusiones económicas: la renovación y rehabilitación de tuberías y la reducción del índice de agua no contabilizada (IANC). Éste trabajo presenta un algoritmo que, con base en el concepto de potencia unitaria, permite priorizar los tubos a renovar, de tal modo que se reduzca la potencia disipada y el IANC, manteniendo el plano de presiones nivelado y encontrando la situación ideal para realizar la renovación en términos de beneficios económicos. Se presentan dos casos de estudio en los cuales la metodología propuesta probó ser eficiente al encontrar esquemas de renovación rentables e hidráulicamente óptimos. Ver artículo

Metodología para la definición de planos óptimos de presiones

Se implementó una metodología desarrollada por la Universidad de los Andes para la definición de un plano óptimo de presiones en una red de distribución de agua potable en un sector hidráulico importante de la ciudad de Bucaramanga, el denominado “distrito estadio”. Su objetivo fundamental es uniformizar y reducir la superficie de presiones para disminuir el Agua No Contabilizada. La metodología, que incluye la calibración del modelo hidráulico correspondiente, probó ser bastante útil al detectar zonas de la red con tendencias bastante definidas a presentar pérdidas técnicas o comerciales, además de encontrar errores topológicos, conexiones entre subsectores de la red y fallas en micro y macro-medición. Mediante un programa de sectorización e instalación de válvulas reductoras de presión, se logró reducir las presiones pasando por regímenes de presión alto, medio y bajo, los cuales a su vez sirvieron para validar el modelo calibrado. Ver artículo

Esqueletización en redes de distribución

Los modelos esqueletizados en Redes de Distribución de Agua Potable (RDAP) son generados mediante la selección y eliminación de algunos tubos de la red de tal forma que el modelo obtenido represente adecuadamente las propiedades hidráulicas del modelo original que simula la red prototipo con todos sus tubos. Este tipo de modelos simplificados, son de gran utilidad en propósitos operacionales, como el manejo en tiempo real de la red, el monitoreo de la calidad del agua, las operaciones de mantenimiento y la reacción ante posibles emergencias. En la actualidad, existen modelos simplificados que representan las condiciones hidráulicas de la red original. En éste artículo se presenta una metodología que involucra diferentes procesos de simplificación del modelo hidráulico de una red de distribución mediante el uso de criterios hidráulicos específicos. Ver artículo

Metodologías para la sectorización de redes

Con el presente trabajo se analiza el efecto de la sectorización hidráulica en una red de distribución de agua potable ante la eventual falla de uno de sus elementos. Se usa el concepto de resiliencia para evaluar criterios de sectorización sobre la red intervenida, con el fin de definir una nueva metodología, basada en la hidráulica, que permite de forma fácil generar la sectorización de una red. Ver artículo

Optimización de redes de distribución maximizando la uniformidad de presiones

Al uniformizar el estado de presión en toda la red de distribución de agua potable, se está aumentando el grado de confiabilidad de la misma desde el punto de vista hidráulico, debido a que se maximiza la conservación de energía de entrada y disipada por el sistema. Lo anterior lleva a minimizar el nivel de fugas y a retardar los procesos de renovación de tuberías. Las pérdidas internas de presión disminuyen la confiabilidad del sistema de distribución en agua potable. El incremento en las pérdidas durante las condiciones de falla puede ser conocido si la potencia por unidad de peso disponible para ser disipada por el sistema excede la que realmente disipa el mismo. Basado en esta premisa se define el Índice de Resiliencia de la red (Todini 2004). Este índice de comportamiento es una herramienta que prioriza el reemplazo de las tuberías en la red. En el presente trabajo se mostrará que con el desarrollo de un algoritmo determinístico se logrará uniformizar el estado de presiones de servicio en una red de distribución. Al maximizar el Índice de Resiliencia se mejora la habilidad del sistema de distribución para enfrentar eventuales fallas en el mismo. Ver artículo

Efecto de la redundancia de redes de distribución en la concentración de cloro residual

La redundancia de una red de distribución de agua potable hace referencia a la capacidad de suplir la demanda de agua, en todos los nodos de la red, en diferentes esquemas de operación. Ésta investigación tiene como objetivo evaluar el efecto que tiene la redundancia de redes de distribución en la concentración de cloro residual, en la vida media del agua y en otras variables de la red, por medio de la modelación hidráulica y de calidad de agua. Se encontró que la concentración de cloro promedio tiene una tendencia decreciente, poco definida, a mayor número de tuberías; por otro lado, no se observa una tendencia clara entre la calidad promedio del agua y la resiliencia de la red.

Reglas de operación para evitar el desprendimiento de biopelículas y películas minerales

El desprendimiento del material adherido a las tuberías de los sistemas de distribución de agua potable favorece los eventos de coloración, lo cual ocasiona en primer lugar el rechazo de parte de los consumidores y también es un riesgo potencial para la salud pública asociado con enfermedades causadas por patógenos presentes en el agua. Estos inconvenientes se pueden prevenir realizando una adecuada operación de la red al evitar cambios considerables en la velocidad del flujo y el esfuerzo cortante dentro de las tuberías, así como prevenir el cambio de dirección de flujo. Éste trabajo consiste en proponer reglas de operación para evitar el desprendimiento de material adherido a la pared de la tubería, basado en la modelación hidráulica de diferentes redes de distribución de agua potable. Se encontró que para lograr un mínimo desprendimiento de partículas se debe hacer un control efectivo del cambio en magnitud y dirección del flujo que recorre cada tubería; posible mediante la operación de válvulas de red. Ver artículo

Modelación de calidad de agua utilizando un algoritmo recursivo iterativo

El algoritmo desarrollado modela la calidad de agua en redes de distribución bajo condiciones constantes de demanda y alturas en lo tanques, determinando la distribución espacial de las sustancias disueltas en el agua a lo largo de la red, ofreciendo así una perspectiva global de cómo el sistema reacciona. Para calcular la calidad de agua, el algoritmo representa la red de acueducto como un grafo dirigido y recorre los nodos en secuencia desde aguas arriba hacia aguas abajo, estableciendo la concentración de la sustancia en cada nodo por el que va pasando; de esta manera, se optimiza no solamente el tiempo de cálculo sino también el espacio de uso de memoria del computador. En el recorrido de los nodos, el número de operaciones es igual al número de nodos de la red. Se modela la edad, concentración de un soluto, trazador y trazador inverso. Ver artículo

Modelación de válvulas en el método del gradiente

El programa REDES permite simular el comportamiento hidráulico de una red de distribución de agua potable, a través de cálculos realizados con ecuaciones físicamente basadas y con el método del gradiente; sin embargo la presencia de accesorios, tales como válvulas, hacen que dicho comportamiento cambie con respecto a la red original. En el presente trabajo se investigó la forma de incluir la modelación de válvulas, modificando los valores de los coeficientes de la ecuación de pérdidas definida por el método del gradiente, de forma que el proceso de cálculo no se vea afectado y las iteraciones se mantengan en un rango similar. Ver artículo

PVC Biorientado Biaxial Pavco demostró sus cualidades superiores

Dentro de los proyectos de investigación que desarrolla el Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados (CIACUA) de la Universidad de Los Andes a través de la Cátedra PAVCO, convenio interinstitucional patrocinado por PAVCO desde hace 15 años, se desarrolló una tesis de maestría cuyo objetivo fue evaluar el comportamiento hidráulico de la tubería de PVC Biorientado BIAXIAL. Al ser menos rugosa la tubería se logra que bajo condiciones hidráulicas iguales, la tubería BIAXIAL tenga más capacidad hidráulica (posible reducción en diámetros), menos pérdidas de energía (menores requerimientos de presión a la entrada del sistema), lo que se traduce directamente en proyectos de infraestructura más económicos y rentables. Ver artículo

Análisis de redes internas de distribución

La investigación descrita en este artículo busca desarrollar una metodología de modelación de la demanda en redes internas de distribución de agua potable (RIDAP), Para esto el investigador se centra en la caracterización y simulación de la demanda haciendo uso de mediciones recientes y de herramientas como la simulación de eventos discretos. Con el avance logrado en la modelación de estos sistemas se consiguió una base para el posterior desarrollo de una metodología de diseño de RIDAPs. basada específicamente en los resultados de las mencionadas metodologías de modelación de la demanda acá desarrolladas. Así mismo se realizó un software capaz de ejecutar la hidráulica de estos sistemas. Ver artículo

Cambio de la topología de una red

Esta investigación busca proponer una metodología en la que se modifican condiciones hidráulicas de las redes de distribución de agua potable (RDAP), que permita reducir la necesidad de bombeo del sistema, minimizando el costo eléctrico asociado con los sistemas de bombeo en un periodo de diseño específico y determinar su rentabilidad económica. Se pretende entonces, mediante la ubicación de nuevos embalses dentro de la red, disminuir la cantidad de agua que debe ser bombeada para satisfacer la demanda presentada en la red en un instante de operación cualquiera. Particularmente se quiere que bajo un escenario crítico el sistema esté en condiciones de otorgar la altura piezométrica suficiente para distribuir agua a todos los nudos de consumo. Para validar la metodología se plantea una evaluación económica que cuantifique los resultados de ésta sobre la operación de la RDAPs y se compara el beneficio económico que tiene la disminución de los sistemas de bombeo para un periodo de diseño dado. Ver artículo

Determinación experimental de la rugosidad absoluta

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 energía 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. Ver artículo

Determinación de los coeficientes de rugosidad absoluta y de pérdidas menores

Este informe consta de una recopilación de diversos trabajos de investigación donde se hicieron cálculos de coeficientes de pérdidas en accesorios (Km) y coeficientes de rugosidad absoluta (Ks) en accesorios y tuberías de PVC y Polietileno de diferentes fabricantes en Colombia. Todo con el objetivo de lograr comparaciones entre estos datos y su relación con otros parámetros tales como el Número de Reynolds, caudal, presión, entre otros. Ver artículo

Determinación experimental en tuberías de agua potable de pvc y polietileno

Se busca obtener la rugosidad absoluta (Ks) del PVC y el polietileno de alta densidad (PEAD) mediante un montaje experimental de tubería PVC RDE 21 y PEAD RDE 11. A si mismo, se quiere conocer los coeficientes de pérdidas menores (Km) en los accesorios que se implementan en el montaje, en los mismos materiales y las transiciones entre ellos con el objetivo de lograr un valor aproximado al real para favorecer diseños más precisos. Ver artículo

Determinación experimental de la rugosidad en unión platino

En este informe se hace el montaje experimental de dos tramos de tubería Unión Platino de 2 y 2 ½” con el fin de medir valores de rugosidad absoluta (Ks) y compararlos con los existentes en la literatura. Ver artículo

Efecto del agua perdida por fugas detectables y no detectables

Esta investigación se basa en observar el efecto de las fugas de agua detectables y no detectables en las redes de distribución y su relación con el costo de implementar la red. La metodología utilizada es hacer un análisis de VPN (Valor Presente Neto) en distintas redes contemplando para ellas diferentes valores de fugas y su comportamiento en el tiempo. Ver artículo

Diseño optimizado de redes de distribución de agua potable

En este informe se estudia la forma de realizar el diseño de redes de distribución de agua potable conociendo previamente la superficie óptima de gradiente hidráulico, la cual se constituye de puntos (X, Y, LGH ideal) donde X y Y son las coordenadas y LGH ideal es la altura piezométrica ideal para cada punto. Ver artículo

Diseño de redes de distribución de mínimo costo con algoritmos genéticos

En este informe se busca la creación de un programa que permita encontrar el diseño (combinación de diámetros) más aproximado al mínimo costo, basándose en la topología, material y coeficientes de pérdidas en la red. Todo esto por medio de un algoritmo genético. Ver artículo

Algoritmos de optimización combinatoria

En esta investigación se plantea realizar el diseño de redes de distribución de agua potable a través de métodos que se pueden usar independiente o conjuntamente para encontrar diseños factibles de bajo costo en un tiempo razonable. También se quiere buscar un algoritmo que permita encontrar una aproximación al diseño óptimo de redes de distribución de agua potable en un tiempo polinomial. Ver artículo

Efecto de los materiales de las tuberías en la generación de biopelículas

En esta investigación se hizo un modelo con tuberías en tres materiales diferentes (polietileno, PVC y CCP) con la finalidad de estudiar biológica e hidráulicamente los efectos de la formación de biopelículas en dichas tuberías y la relación con el material en el que están fabricadas. Ver artículo

Reglas de operación para el desprendimiento de biopelículas

El propósito de esta investigación es proponer alternativas en cuanto a las reglas de operación que se deben cumplir para optimizar los procesos de lavado hidráulico, como método para lograr el desprendimiento de biopelículas en redes de distribución de agua potable Ver artículo

Efecto del uso de ecuaciones basadas sobre los costos de diseños en acueductos

En los diseños optimizados de Redes de Distribución de Agua Potable (RDAP) se han utilizado comúnmente ecuaciones empíricas o físicamente basadas para el cálculo de las pérdidas por fricción. Sin embargo algunas de ellas se encuentran sujetas a restricciones de uso y a un número importante de limitaciones. Por este motivo este proyecto realizó el análisis en cuanto a costos en el momento de diseñar con la ecuación de Hazen-Williams comparándolos con los costos de diseñar con la Ecuación de Darcy-Weisbach para los materiales: hierro dúctil, PVC y polietileno de alta densidad (PEAD). En este trabajo se simularon, diseñaron y analizaron redes como la red Balerma, San Vicente, R28, Bogotá-Cazucá y tres redes hipotéticas diseñadas por el autor. Con los resultados obtenidos se van a mostrar los riesgos y serias limitaciones que puede tener la ecuación de Hazen-Williams y porqué su uso debe ser restringido y seriamente vigilado por la normativa colombiana. Ver artículo

Determinación de parámetros de fugas para fallas longitudinales y en conexiones domiciliarias

El objetivo de esta investigación es estudiar el comportamiento de las fugas en tuberías de agua potable sometidas a presión, con la finalidad de lograr un acercamiento real de los parámetros que expliquen el comportamiento hidráulico de distintos tipos de falla, para esta investigación se utilizaron tuberías de PVC. Ver artículo

Determinación de parámetros de fugas para fallas en conexiones domiciliarias

El propósito de esta investigación es estudiar el comportamiento de fallas típicas en conexiones domiciliarias, calibrando los parámetros de comportamiento hidráulico medidos experimentalmente. El alcance de ésta investigación es determinar los parámetros y ecuaciones que logren explicar de manera confiable, el comportamiento hidráulico de desplazamientos longitudinales y transversales en tuberías de PVC de 2”, 3” y 4” RDE 21. Ver artículo

Optimización de redes de acueducto

Mediante modelaciones se busca desarrollar un algoritmo que permita encontrar las líneas de tubería en las que se deben priorizar rehabilitaciones con el fin de uniformizar el estado de presión de servicio como apoyo al mantenimiento efectivo de las redes de distribución de agua potable. Ver artículo

Rango de factibilidad económica del índice de agua no contabilizada

El objetivo principal de este trabajo es identificar un rango de índice de agua no contabilizada (IANC) aplicable al ámbito colombiano, que refleje el estado hacia el cual las personas prestadoras tienen la posibilidad de llegar, sin incurrir en riesgos financieros. Todo a partir de un modelo que simule los posibles beneficios y costos de la implementación de programas, teniendo como referencia los resultados de diferentes investigaciones nacionales e internacionales y de las experiencias de aquellas empresas que han adelantado programas de control sobre el agua suministrada que no es facturada. Ver artículo

Efecto del índice de agua no contabilizada en las tarifas para acueductos

Se busca en esta investigación determinar la viabilidad de la implementación de un programa de reducción de pérdidas, mejora en la eficiencia administrativa y de costos, analizando y comparando entre otros, la estructura tarifaria de más países con el fin de poder llegar a mantener las tarifas (o bien sea reducirlas) aunque se hayan desmontado los subsidios en los municipios de menos de 8500 usuarios del acueducto. Ver artículo

Evaluación de políticas de mantenimiento de redes de acueducto

En este informe se busca lograr una metodología implementando algoritmos, para evaluar los diferentes parámetros que basándose en probabilidades, pueden determinar y predecir futuras fallas en las redes de acueducto. Se estudian a fondo las variables topológicas, de probabilidad, políticas y financieras que intervienen en el funcionamiento de dichas redes. Ver artículo

Factores que favorecen el desarrollo y el crecimiento de biopelículas

En este documento se busca recopilar la información existente en cuanto al estudio de la formación de biopelículas en tuberías de agua potable con el objetivo de plantear soluciones al deterioro de la calidad del agua en países tropicales y subtropicales. Ver artículo

Efecto hidráulico de la película biológica sobre el coeficiente de rugosidad

En este informe se busca determinar la variación del coeficiente de rugosidad (Ks) debido a la formación de biopelículas en tubería de PVC de agua potable mediante la implementación y seguimiento de un modelo físico. Ver artículo

Comportamiento de biopelículas luego de lavados de agua a presión

Mediante un modelo físico en este informe se busca determinar la velocidad de regeneración de las biopelículas y su comportamiento luego de lavados sucesivos, mediante un montaje que permita el crecimiento de las biopelículas dentro de las tuberías y la medición de estas, sin alterar en la medida de lo posible su entorno ni su crecimiento. Ver artículo

Decaimiento de la calidad del agua por variaciones del cloro residual

En este trabajo se busca realizar una evaluación de los cambios en la calidad del agua generados en los tanques de almacenamiento domiciliarios mediante el estudio de las variaciones que ocurren en el contenido de cloro residual de la red de distribución antes del tanque y el contenido de cloro residual inmediatamente a la salida del mismo. Todo esto con el objetivo de plantear soluciones que reduzcan la posibilidad del desarrollo de organismos patógenos en el agua de los tanques domiciliarios. Ver artículo

Mantenimiento eficiente para el desprendimiento de biopelículas

El objetivo de esta investigación es formular una estrategia óptima para la selección de un plan de lavado hidráulico unidireccional de redes de distribución de agua potable dadas las condiciones topológicas e hidráulicas del sistema. Este trabajo pretende darle continuidad a la Metodología por Algoritmos Genéticos presentada en el trabajo de grado (Álvarez, 2009) y la metodología por Programación por Restricciones presentada en el trabajo de grado (Rothstein, 2011) identificando sus debilidades y planteando una tercera metodología. Uno de los resultados encontrados en esta investigación es la formulación de una metodología útil para la selección de lavados hidráulicos unidireccionales haciendo uso de optimización con Algoritmos Genéticos. Otro resultado que vale la pena resaltar es el desarrollo de una herramienta sencilla y fácil de usar que hace uso del software EPANET en conjunto con GANetXL, ambos de carácter gratuito, vinculados a Excel. Ver artículo

Biopelículas alimentadas con codb mediante pastos

Los problemas en la distribución del agua respecto a su calidad se relacionan con el crecimiento de microorganismos sobrevivientes al proceso de potabilización y a su asentamiento en las paredes de las tuberías; éstos utilizan como sustrato la materia orgánica que ingresa al medio, y forman asociaciones (también conocidas como biopelículas). Esta investigación busca determinar la influencia de la velocidad de flujo en el comportamiento de las biopelículas a través del tiempo y de su relación con el factor de fricción de Darcy-Weisbach y la subcapa laminar viscosa, para evaluar las características de desprendimiento ante diferentes velocidades. El montaje experimental se realizó bajo condiciones de recirculación para enfatizar las implicaciones hidráulicas de la formación de biopelículas en redes de distribución de agua potable y se realizó con el factor de material PVC. Ver artículo

Modelación física de biopelículas en redes alimentadas con carbono orgánico disuelto

En el presente estudio se evalúa la influencia del material de la tubería en la formación de biopelículas mediante el monitoreo del crecimiento de estas por medio de testigos, como también el efecto hidráulico debido a las pérdidas generadas y los cambios en el factor de fricción de la ecuación de Darcy-Weisbach dado la actividad microbiológica presente. Para cumplir estos objetivos se realizó un montaje en el laboratorio para comparar bajo las mismas condiciones hidráulicas el desarrollo y efecto de la formación de biopelículas en tres tuberías de materiales diferentes (PVC, Polietileno y Acero). Con los datos encontrados es posible notar que el crecimiento de la biopelícula será más acelerado en la tubería de acero galvanizado que en la tubería de PVC, confirmando que el tipo de material de las tuberías es un factor relevante para promover el desarrollo de la biopelícula. Ver artículo

Crecimiento de algas y a cianobacterias en una tubería de PVC

Además de los problemas hidráulicos que puede ocasionar el crecimiento de algas y cianobacterias en las redes de distribución de agua potable, estos microorganismos también pueden ser responsables de elevar los niveles de toxinas presentes en el agua generando así serios problemas de salud pública. En consecuencia a esto se pretende determinar la factibilidad del crecimiento de algas y cianobacterias en una tubería de policloruro de vinilo (PVC) que transporta agua potable y está expuesta a la luz solar con el fin último de comprender los efectos que este crecimiento puede tener en la hidráulica de la tubería de un sistema de distribución de agua potable y en la salud pública. Entre los resultados se comprobó la existencia de algas y cianobacterias con kits que detectan su ausencia y su presencia. Ver artículo

Revisión crítica de los métodos de diseño de abastecimiento de agua potable

En este informe se plantea realizar un estudio sobre el consumo real de los aparatos sanitarios en el mercado nacional e investigar un nuevo concepto que pueda reemplazar el método de Hunter, con la finalidad de conocer el comportamiento real de dichos aparatos sanitarios mediante la implementación de un Ver artículo

Análisis Crítico de la Transición entre el Flujo Turbulento Hidráulicamente Liso y Transicional

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 como el Diagrama de Moody. En este, Lewis Moody delimitó la zona de transición utilizando las ecuaciones de Prandtl-Von Kármán y el Diagrama de Nikuradse, 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 un 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. Con base en este análisis, 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 Kármán en dicho Diagrama. Por ello, se sugiere revisar dicho límite y establecer, realmente, si la rugosidad en el flujo turbulento hidráulicamente liso se puede despreciar para el cálculo del factor de fricción. Ver artículo

Análisis Estadístico de Diferentes Ajustes para la Modelación de la Concentración de Cloro

La esqueletización de sistemas de distribución consiste en la selección y remoción de tubos de la red, obteniendo así un modelo que represente adecuadamente las propiedades hidráulicas del original. Las ecuaciones para la modelación de la calidad del agua son función de la velocidad. La esqueletización afecta las velocidades modeladas en el sistema y por tanto se ve afectada la calidad del agua. Para disminuir este impacto, el presente estudio propone una metodología que utiliza relaciones entre el tiempo de residencia del agua y el caudal, permitiendo obtener parámetros adimensionales que afectan la concentración de cloro y mejoran la modelación de la calidad. Finalmente, la metodología fue aplicada a dos casos de estudio de Redes de Distribución de Agua Potable (RDAP) obteniendo resultados satisfactorios: los parámetros adimensionales modifican el decaimiento del cloro y los modelos esqueletizados representan de manera precisa el comportamiento hidráulico de las redes originales. Ver artículo

Calidad de Agua en Redes Matrices: Modelación Moderna vs. Tradicional

Este documento pretende exponer un análisis que permita observar el comportamiento del cloro a lo largo de una red de distribución de agua potable (RDAP). Para lograr estos objetivos se utilizaron programas tales como EPANET la cual permite realizar una modelación de las concentraciones de cloro a lo largo de la red en los diferentes nudos; por otro lado se utilizó EXCEL con el cual fue posible programar la información obtenida de la red y así determinar la metodología a utilizar: la moderna o la tradicional. Utilizando las herramientas fue posible evaluar mediante la metodología moderna y tradicional las concentraciones de cloro en la red matriz de Bogotá para nudos específicos, los cuales se dividen en dos grupos diferentes: el primero eran los nudos lejanos a las fuentes de abastecimiento y el segundo era el de los nudos cercanos a las fuentes. De esta manera fue posible determinar que para los nudos cercanos a las fuentes de agua la modelación moderna era irrelevante ya que se observaban resultados bastante similares a los de la modelación tradicional mientras que en los nudos lejanos se observaba todo lo contrario. Según lo anterior fue posible concluir que para las RDAP de tamaños pequeños es redundante realizar la modelación moderna, mientras que para redes de grandes magnitudes es absolutamente necesario. Ver artículo

Determinación de Las Ecuaciones de Caudal Vs Presión de Fugas

Las pérdidas de agua constituyen uno de los mayores problemas, para el correcto funcionamiento de Redes de Distribución de Agua Potable (RDAP), sin embargo, todavía existen muchas preguntas a la hora de modelar su comportamiento. El presente artículo muestra los resultados de un trabajo en el que se desarrolla, y se pone a prueba, una metodología para determinar ecuaciones, que relacionen el caudal y la presión interna, en momentos en que se presentan fugas en tuberías de PVC biorientado. Para llevar a cabo la investigación se construye un montaje de laboratorio, en el que se experimenta con distintos tipos de falla en las paredes, tales como: orificios, ranuras longitudinales y ranuras circunferenciales. Para cada una de estas, se genera un banco de datos que relaciona la presión dentro del tubo y la descarga perdida. Usando esta información, y por medio de un análisis estadístico, se genera una ecuación que relaciona ambas variables, para así simplificar el problema y poder analizar las fugas como si fueran emisores. Ver artículo

Diseño Optimizado de Redes de Distribución de Agua Potable

Esta investigación busca generar una metodología de diseño que cumpla con los requerimientos hidráulicos, optimice el costo y de como resultado una red de distribución de agua potable construible y confiable. En busca de lo anterior se utilizó el software de cálculo y diseño hidráulico: REDES, desarrollado en el Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados CIACUA, de la Universidad de los Andes, Bogotá, Colombia, tomando diferentes redes caracterizadas por condiciones especiales (redes redundantes, con altas demandas, con topologías irregulares y reales). Esta metodología dio como resultado redes confiables, construibles y sobre todo redes de mínimo costo. Ver artículo

Diseño Optimizado de Redes de Distribución de Agua Potable

Las utilidades obtenidas por las empresas prestadoras de servicio de agua potable se ven drásticamente afectadas por los costos del agua que se pierde por fugas en la red. Este trabajo pretende mostrar una metodología de diseño que permita optimizar el diseño de las redes de distribución de agua potable (RDAP) disminuyendo el agua no contabilizada que es generada por fugas. Para lograr esto, se utilizan como criterios de optimización combinatoria los costos de construcción y la pérdida de agua por fugas a lo largo de la vida útil de la red. Las fugas se calculan utilizando la presión que se tiene en cada nudo y no la presión media en la red como se plantea en trabajos anteriores. Lo anterior a fin de considerar un comportamiento más cercano a realidad dentro del proceso de diseño. La metodología está basada en el método de la Superficie Óptima de Gradiente Hidráulico (SOGH) y se proponen una serie de modificaciones que buscan determinar cuál es el nivel de energía apropiado que permita proveer un buen servicio al mismo tiempo que se reduce la cantidad de fugas. Ver artículo

Diseño Optimizado de Tuberías en Serie

Este trabajo presenta una nueva metodología de diseño optimizado de tuberías en serie, denominada Superficie Óptima de Gradiente Hidráulico (SOGH). La metodología es explícita y se basa en el conocimiento de la topología de la serie de tuberías y en la distribución geométrica de los caudales demandados en los nudos, es decir en la forma en que la serie entrega la masa de agua con respecto a la distancia recorrida. SOGH se basa en predeterminar la línea de gradiente hidráulico (LGH) que produce un diseño de mínimo costo, en forma explícita. Una vez se establece esa línea, el cálculo de los diámetros continuos es directo; posteriormente se hace un redondeo a los diámetros comerciales. El desempeño de la metodología propuesta fue evaluado mediante el diseño de 1200 series de tuberías, simultáneamente mediante Algoritmos Genéticos (AG) y SOGH, las cuales tenían diferentes características topológicas y de demanda de agua. Ver artículo

Uso de la Ecuación de Darcy-Weisbach vs la Ecuación de Hazen-Williams

En el diseño y análisis de redes de distribución de agua potable (RDAP), las ecuaciones más empleadas para calcular las pérdidas por fricción son: la ecuación de Darcy-Weisbach y la ecuación de Hazen-Williams. El uso de esta última ecuación empírica se ha popularizado alrededor del mundo por su facilidad de manejo. Sin embargo, el uso de ésta en el diseño de redes matrices, parte fundamental de RDAP, muchas veces se hace sin tener en cuenta sus límites de aplicabilidad. Por ello, en este artículo se analizó el efecto del uso de la ecuación de Darcy-Weisbach vs la Ecuación de Hazen-Williams en redes matrices, las cuales presentan tuberías de gran diámetro que transportan altos caudales. Con base en ello, se encontró que la ecuación de Hazen-Williams no cumple con los requisitos de diseño de estas redes, dado que no tiene en cuenta el efecto de la variación de la rugosidad relativa para números de Reynolds de gran magnitud. Ver artículo

El Método de Flujo en Redes Aplicado

Muchos problemas de optimización en ingeniería pueden resolverse haciendo uso de diseño de algoritmos. Estor problemas generalmente son dirigidos por profesionales en el campo de acción específico del problema quienes no tienen conocimientos suficientes de teoría de algoritmos. Por otro lado, los informáticos muchas veces solucionan problemas teóricos que no pueden ser fácilmente aplicados en la vida real. El mejor enfoque es tener equipos interdisciplinarios que aborden los problemas del mundo real y tratar de resolverlos mediante la aplicación de técnicas algorítmicas conocidas. Uno de los campos en los que se ha demostrado que esta colaboración prueba ser fructífera es en los problemas relacionados con sistemas de distribución de agua. En este trabajo se aborda el problema de lavado unidireccional para garantizar la calidad del agua mediante modelación como la suma de subconjuntos de problemas NP-difícil. El problema de lavado unidireccional (UDFP) indica que válvulas e hidrantes deben ser operados para llevar a cabo un lavado de la red de distribución de agua potable (RDAP). Ver artículo

Evaluación del Modelo Bidimensional

El presente trabajo resume los resultados de la comparación entre un modelo unidimensional de modelación de la calidad de agua y el modelo bidimensional planteado por Kaveh Sookhak Lari, Maarten van Reeuwijk y Cedo Maksimovic. Para el desarrollo de éste se hizo uso de los programas computacionales REDES y EPANET con los cuales se pudo verificar que la modelación unidimensional es apropiada para simular el comportamiento de la calidad de agua en las redes de distribución para los casos estudiados, puesto que sobreestima las pérdidas del desinfectante residual de manera moderada, permitiendo un margen de confiabilidad en cuanto a la aplicación del mismo. Ver artículo

Factores que Favorecen el Crecimiento de Algas en Redes de Distribución

Las redes de distribución de agua potable (RDAP) requieren un cierto nivel de mantenimiento, por esto una inadecuada desinfección puede llevar al crecimiento de microorganismos. Hoy en día, las nuevas tuberías de PVC son blancas y pueden llegar a ser transparentes dejando pasar la luz solar, permitiendo la generación de algas y cianobacterias. Resulta de gran importancia determinar si se produce el crecimiento de estos organismos bajo ciertas condiciones y de esta manera entender el efecto hidráulico de este crecimiento en RDAP. Para llevar a cabo este estudio se utilizó un montaje de recirculación que simula las condiciones de una RDAP. Para ello se mantuvo desinfectado el sistema y el agua se recirculó constantemente. Además, el tanque fue alimentado con fosfato diámonico (DAP) para proporcionar los nutrientes suficientes. Para poder evaluar el crecimiento de estos organismos se realizó una Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y se hicieron 2 pruebas hidráulicas semanales durante 82 días. Al finalizar esta investigación no se evidenció crecimiento de algas y cianobacterias en la superficie interna de la tubería, resultados que son coherentes con los hidráulicos. Paralelamente se logró establecer que la rugosidad calculada con las ecuaciones tradicionales no es confiable pues actualmente los materiales están fabricados con una nueva tecnología que los hace cada vez más lisos, por lo tanto estos análisis no reflejan la rugosidad real. Ver artículo

Influencia del Material de la Tubería y la Velocidad de Flujo en el Desarrollo de Biopelículas

En un montaje diseñado en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes Bogotá, Colombia, se ha estudiado a lo largo de trabajos previos la formación y desarrollo de biopelículas usando fuentes de carbono comerciales para facilitar su crecimiento, tales como el jugo de caña de azúcar. Este estudio busca validar los datos obtenidos anteriormente al alimentar el sistema con fuentes de carbono de difícil asimilación encontradas en los ríos de captación de agua potable para Bogotá- Colombia, como lo son el pasto kikuyo, Pennicetum clandestinum, y el humus. Se estudiaron dos sistemas durante 150 días de recirculación, tomando mediciones de biopelícula a partir de unos testigos extraíbles instalados en las tuberías y de lecturas de piezómetros para evaluar las pérdidas por fricción. Finalmente se concluye, que a pesar de utilizar una fuente de carbono de difícil asimilación en ambos montajes se evidenció el desarrollo de biopelícula que provocó que las pérdidas por fricción fueran superiores a las esperadas, lo que se reflejaba en factores de fricción muy altos, variables e incongruentes con el Diagrama de Moody. Ver artículo

Localización de Puntos de Monitoreo de Calidad de Agua

Durante años las empresas prestadoras del servicio de agua potable han utilizado procedimientos empíricos para localizar los puntos en los cuales deben hacerse muestreos periódicos de calidad del agua. Aunque se cuenta con varios métodos, los coeficientes de decaimiento del cloro, tanto de cuerpo como de pared, no son conocidos. A pesar de esta limitación, se han desarrollado metodologías con el objetivo de diseñar redes de sensores que garanticen un constante monitoreo de la calidad, pero estas implican una alta incertidumbre. En la investigación objeto de este artículo se buscó desarrollar una metodología que permitiera en ese ambiente de pocos datos, escoger los puntos de monitoreo de calidad de agua que respondieran simultáneamente a dos problemas típicos de las redes de distribución. Se hizo uso de un software desarrollado para este estudio, y del programa TEVA-SPOT. La nueva metodología fue aplicada exitosamente en los 37 sectores hidráulicos en los que se encuentra dividida la red de agua potable de la ciudad de Bogotá, Colombia. Finalmente, aunque el estudio se realizó para estos sectores, se tomó como ejemplo uno de estos sectores como red tipo. Los resultados evidencian que ambas metodologías son confiables y que el diseño de la red de sensores depende del objetivo que se busque optimizar. Ver artículo

Modelación Física de Cambios Operativos en Redes de Distribución

En la red elevada del Laboratorio de Hidráulica y Recursos Hídricos de la Universidad de los Andes se construyeron cuatro configuraciones hidráulicas (escenario 5 inicial, escenario 5 final, escenario 6 inicial y escenario 6 final), se midieron presiones en nueve puntos y caudales en tres puntos. Los programas EPANET y REDES en modelación de estado estable representaron la variabilidad con índices de r2 superiores a 0.90 y errores cuadráticos medios inferiores a 0.12. Con el fin de analizar los perfiles de presión y caudal, producto de una variación brusca que indujera transientes, los escenarios se agruparon en pares de tal manera que la transición de un escenario a otro requiriera únicamente del cierre súbito de una válvula de bola. A partir de los datos de campo se calcularon patrones de demanda en los nodos de extracción de caudal y de energía disponible al inicio de la red. El modelo en período extendido del escenario 5 representó la variabilidad y la magnitud de los datos satisfactoriamente (r2 =0.95 y error cuadrático medio=0.07). Por otro lado, el escenario 6 presentó indicadores estadísticos poco satisfactorios (r2 =0.95 y error cuadrático medio=1.09). Una vez se retiraron del análisis los datos relacionados con el punto de presión aislado y desabastecido después del cierre de la válvula, se obtuvieron indicadores representativos (r2 =0.95 y error cuadrático medio=0.08).

Modelo Estocástico de Demada e Edificaciones

El diseño de Redes Internas de Agua Potable (RIDAP), se ha realizado tradicionalmente usando métodos empíricos o semi-empíricos como el Británico, el Alemán, el de la raíz cuadrada y el de Hunter. Sin embargo, se ha demostrado que el modelado de la demanda de agua, en todo tipo de redes, debe tener en cuenta aspectos estocásticos a la hora de modelar el comportamiento humano. Este artículo hace una revisión de algunos acercamientos probabilísticos, del consumo de agua en Redes de distribución de Agua Potable (RDAP), y basándose en esta información presenta un modelo estocástico para las en RIDAP. Adicionalmente, se muestra un caso de estudio en el que se realizan mediciones para calibrar los parámetros del modelo. Al comparar los resultados de la simulación estocástica con los datos obtenidos en campo, se concluye que este procedimiento permite estimar la dinámica de la demanda de forma aceptable. Por último se presentan algunas recomendaciones para ampliar la aplicabilidad del método, y sobre todo para mejorar las grandes restricciones computacionales que se presentan. Ver artículo

Nueva Metodología para Diseño de Redes Internas de Distribución

Las redes internas de distribución de agua potable (RIDAP), son el componente final del sistema de distribución de agua potable de cualquier asentamiento urbano. En la actualidad, las aproximaciones al análisis de estos sistemas son considerablemente obsoletas teniendo en cuenta, por ejemplo, que las metodologías vigentes de diseño en Colombia y América Latina son basadas en estudios de hace más de medio siglo (Hunter 1940), que no representan de manera aceptable el comportamiento real de éstos (Acero 2009, Cruz y Barrios 2001). Ello contrasta con las metodologías de análisis de las redes de distribución de agua potable (RDAP), en donde constantemente aparecen nuevos avances para la solución de problemas como el de calibración o el de diseño del sistema, haciendo uso de herramientas modernas como las técnicas de Inteligencia Artificial, las ecuaciones físicamente basadas, criterios de optimización multiobjetivo para minimizar costos constructivos y de operación, e incluso software capaz de implementar todas estas herramientas. Basado en el modelado de la demanda por medio de procesos de Markov, se presenta un método para el análisis y diseño de RIDAP. Finalmente se presenta un pseudocódigo del método y muestran los resultados obtenidos con una red de prueba. Ver artículo

Superficie de Uso Óptimo para el Diseño de Redes

El diseño de mínimo costo para redes de distribución de agua potable (RDAP) es probablemente el problema de modelación más investigado en la ingeniería hidráulica. En las últimas décadas, diferentes técnicas de soft computing tales como algoritmos metaheurísticos, han sido aceptados como los métodos más efectivos para solucionar dicho problema. Sin embargo, dada su naturaleza estocástica, un alto número de simulaciones hidráulicas son requeridas antes de lograr hallar resultados aceptables. En este artículo se presenta una metodología alternativa, basada en el entendimiento del comportamiento hidráulico de los diseños óptimos. Esta metodología pretende remplazar las búsquedas considerablemente largas de los algoritmos metaheurísticos. Para ello se concentra en establecer maneras eficientes de disipar energía y distribuir caudal. El algoritmo fue probado en dos redes de referencia llegando a resultados similares a los encontrados por investigaciones previas pero con una amplia reducción en el número de iteraciones requeridas. Esta nueva aproximación al problema muestra un alto potencias para otras aplicaciones relacionadas con los modelos matemáticos RDAPs. Ver artículo

Una Metodología Basada en Energía Aplicada a D-Town

Este trabajo presenta una metodología para la rehabilitar y el diseñar la ampliación de la red de distribución de agua D-Town. La metodología utiliza el concepto Energía Unitaria, el algoritmo de diseño OPUS (Superficie de Uso Óptimo de Potencia) y un proceso de optimización para reducir el uso de bombas. El resultado final muestra que todos los requisitos del problema se realizaron con un pequeño esfuerzo computacional como se esperaba mediante el uso de procesos y criterios basados energeticamente. Aunque se han desarrollado dos conceptos mencionados para minimizar los costes constructivos, la correlación entre los costos operativos y constructivos con las emisiones de gases de efecto invernadero, permite su minimización también. Por otro lado, la minimización de la edad del agua no puede ser considerada como un objetivo principal debido a la naturaleza de las metodologías utilizadas. Ver artículo

Cálculo del Límite Poblacional

Las ciudades pequeñas o campamentos provisionales pueden llegar a tener poblaciones de más 5.000 personas y por esto se requiere que las redes de distribución de agua potable funcionen de manera correcta. Para el correcto funcionamiento de estas redes se requiere de buenos diseños previos, sin embargo estos diseños tienen algunas dificultades. En las normas vigentes no hay claridad si estas redes se deben diseñar con metodologías de redes externas o de redes internas. Este artículo presenta una nueva metodología para el diseño de redes internas y el cálculo del límite poblacional para el cual esta metodología es válida Ver artículo

Diseño de Redes de Distribución de Agua Potable Opus

Este documento describe una extensión de la metodología de Superficie de Uso Óptimo de Potencia (OPUS), que consiste en la post-optimización del diseño de una red previamente diseñada por OPUS por medio de un método meta-heurístico. Las metaheurísticas probadas fueron Algoritmos Genéticos (GA), Búsqueda de Armonía (HS) y Recocido Simulado (SA). La metodología propuesta es probada en tres problemas de referencia (Hanoi, Balerma, Taichung) y una cuarta de red denominada R28. Esta extensión de la metodología OPUS demuestra que tener en cuenta los principios hidráulicos en el proceso de diseño permite obtener resultados cercanos al óptimo, cuya mejora exige un considerable número de iteraciones, proporcionando un beneficio mínimo como la reducción en el costo solo del 1%. Ver artículo

Diseño Optimizado de Redes Abiertas con Demandas Dependientes

El presente documento describe una aproximación al diseño optimizado de redes de distribución de agua potable (RDAP) a través de metodologías que combinan Programación Lineal con conceptos relacionados con el uso energético de la red. Con lo anterior, se busca obtener la combinación de diámetros de menor costo para la red en el menor tiempo posible, asegurando su validez hidráulica. Esta aproximación fue aplicada a diferentes redes abiertas con demandas dependientes de la presión (DDP), las cuales se modelaron a través de emisores, alcanzando así un primer paso para el establecimiento de metodologías que permitan diseñar redes con DDP de mayor complejidad. Ver artículo

Efecto de la Redundancia de Redes de Distribución en el Cloro Residual

Esta investigación tuvo como objetivo analizar el efecto que tiene la redundancia de redes de distribución, la variabilidad en longitudes de los tubos, los cambios de demandas y los cambios de presión en los parámetros de calidad del agua medidos a través de la concentración de cloro residual. Para la modelación de ésta calidad se hizo uso del modelo tradicional y el modelo moderno de flujo bidimensional. Se encontró que al aumentar la redundancia de las redes la concentración de cloro promedio disminuye, la vida media del agua aumenta y las tuberías tienden hacia la región de Supuesto de Mezcla Completa Quebrantado del modelo bidimensional. Ver artículo

Extensión de la Metodología de Diseño de Redes de Distribución con Programación Lineal

El problema de diseño optimizado de redes de distribución de agua potable (RDAPs) ha sido estudiado desde hace más de 40 años. Para redes con topología abierta y un único embalse, el óptimo global puede ser alcanzado mediante Programación Lineal Entera (PLE). Dado que las RDAP típicas no cumplen con dichas condiciones, se desarrolló una metodología de diseño basada en la división de redes cerradas en redes abiertas que puedan ser diseñadas con PLE para después ajustar las demás tuberías de la red haciendo uso de criterios hidráulicos. La metodología fue probada en tres redes benchmark presentando resultados de bajo costo en un tiempo de cálculo significativamente menor respecto a otras aproximaciones. Ver artículo

Localización de Puntos de Monitoreo de la Calidad del Agua

El presente documento describe dos metodologías planteadas para la localización de Puntos de Monitoreo de Calidad (PMC) de agua en Redes de Distribución de Agua Potable (RDAP). La primera busca garantizar que la calidad mínima de agua no esté por debajo de los límites en ningún punto de la red, la segunda busca responder a eventos de contaminación puntuales. Estas metodologías fueron aplicadas exitosamente en la RDAP de la ciudad de Bogotá, Colombia (aproximadamente 8’000.000 habitantes). Los resultados evidencian que ambas metodologías son confiables y que el diseño de la red de PMC depende del objetivo que se quiere optimizar. Ver artículo

Modelación Física de Una Red de Distribución de Agua Potable

El modelo físico de la red elevada es una red real construida en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes Bogotá, Colombia, con el fin de estudiar el comportamiento de redes de distribución de agua potable y como una herramienta para apoyar los procesos docentes e investigativos. El uso primordial de la red es el estudio de presiones y comportamiento de sustancias dentro de las redes de distribución y para usos pedagógicos dentro de la universidad. En este artículo se describirán las principales características y aplicaciones a las que a sido sometida la red Elevada. Ver artículo

Diseño Óptimo De Tuberías en Serie

Este artículo presenta un enfoque que combina los conceptos de uso de energía y la Programación Lineal Entera (ILP) para establecer de cerca soluciones óptimas para el diseño óptimo de tuberías en sistemas de la serie en un tiempo reducido. La metodología propuesta permite predefinir la cabeza en cada nodo basado en criterios conocidos desarrollados por investigaciones anteriores en el diseño óptimo de redes cerradas con demandas guiadas. Una vez que las cabezas están disponibles, las demandas se calculan con la función de demanda de presión y entonces el problema se resuelve como impulsado por la demanda con la ILP. Teniendo en cuenta que el diseño resultante puede ser inviable debido a los probables cambios en las cabezas de los nodos y por lo tanto en los flujos de la demanda, se necesitan varias iteraciones de la metodología que explora el espacio de la asignación de cabeza de una manera inteligente. La metodología se prueba para diferentes escenarios que muestran las ventajas de este enfoque. Ver artículo

Diseño Óptimo de Redes de Distribución de Agua con Topología

En este trabajo se describe un nuevo enfoque dado a la metodología de la Superficie de Uso Óptimo de Potencia (OPUS), que consiste en la descomposición de un sistema de distribución de agua (WDS) en una estructura de árbol abierto (un árbol de expansión). Una vez que se identifican los sumideros en el modelo, la Programación Lineal Entera (ILP) se utiliza para acelerar el proceso de diseño, calculando el diámetro de cada nodo en el árbol. Esto se logra al centrarse en la creación de formas eficientes en el que la energía se disipa y el flujo se distribuye. La estructura de árbol se construye a partir de las fuentes de agua. Entonces, el resto del árbol se arma añadiendo pares de tubos-nodos adyacentes, uno a la vez. La metodología se probó en tres problemas de referencia ( Hanoi, Balerma y Taichung ). Cuando se compara con los resultados obtenidos a través de otras metodologías, este nuevo enfoque destaca por permitir diseños con costos constructivos muy similares a los obtenidos en previos trabajos, pero requirió un numero de iteraciones menor. La metodología de prueba que sigue los principios hidráulicos y aplica la ILP es una excelente opción para obtener diseños WDS de bajo costo, con muy poco esfuerzo y ofrecer un camino alternativo al proceso de búsqueda tediosa realizada por metaheurísticos. Ver artículo

Superficie Óptima de Presiones para el Diseño de Sistemas

En este trabajo se propone presentar un sistema de distribución de agua con base hidráulica (WDS) metodología de diseño llamada Superficie de Uso Óptimo de Potencia (OPUS). Su objetivo es llegar a los diseños de menor costo, la ejecución de un número reducido de iteraciones, y se centra en la creación de formas eficientes en el que la energía se disipa y el flujo se distribuye. Para su validación, el algoritmo propuesto fue probado en tres redes de referencia conocidas, publicadas con frecuencia en la literatura: de Two-Loop , Hanói y Balerma. Cuando se compara con los resultados obtenidos a través de otras metodologías, OPUS se destaca por permitir diseños con costos constructivos muy similares a los obtenidos en trabajos anteriores, pero requirió un número de iteraciones menor, especialmente para redes de tamaño real. La metodología mostró que siguiendo los principios de la hidráulica es una excelente opción para diseñar Sistema de Distribución de Agua (WDS) y también proporciona una vía alternativa al proceso de búsqueda tediosa realizada por metaheurísticos. Ver artículo

Programa de Simulación Hidráulica de Redes de Distribución

REDES es un software de simulación hidráulica, calidad de agua y diseño de redes de distribución de agua potable (RDAPs), el cual ha sido desarrollado a través de tesis de pregrado, tesis de posgrado e investigaciones autofinanciadas, por más de 20 años en el Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados (CIACUA) de la Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia. El trabajo conjunto de expertos en hidráulica, gestión de redes y creación de software a lo largo de los años hacen de REDES un programa completo, desarrollado teniendo en cuenta tanto la visión del usuario como la calidad de software, con atributos como representaciones en 3D, utilización de métodos físicamente basados y algoritmos matemáticos se ha convertido en un programa investigativo líder a nivel latinoamericano. Ver artículo

Algoritmo de Redondeo de Diámetros en Diseño

Desarrolla una metodología que combina el algoritmo basado en hidráulica OPUS (La metodología de la Superficie de Uso Óptimo de Potencia) con una metaheurística conocida como Algoritmo Voraz (Greedy Algorithm) que también contiene parámetros hidráulicos, que permiten obtener el diseño con mínimo costo constructivo que satisface las restricciones hidráulicas y comerciales impuestas. Además, mediante el desarrollo de esta metodología se pretende entender el impacto de los factores hidráulicos y económicos en la búsqueda de los diseños óptimos, lo cual constituye una herramienta muy útil para la compresión y optimización de metodologías que tengan el mismo propósito. Mediante este trabajo se comprobó que es posible mejorar un diseño continuo de mínimo costo de una RDAP a pesar de ser redondeado, si se utiliza dicha solución como un Hot Start que reduce significativamente el espacio de solución y asegurar estar muy cerca del óptimo global. La baja complejidad y la eficiencia de la metodología OPUS constituyen una gran ventaja especialmente en el caso de RDAP grandes. Al combinar esta herramienta con la metodología en este estudio planteada se cuenta con procedimientos determinísticos, lo que la hace diferente a otras metodologías netamente heurísticas. Ver artículo

Efecto de la Velocidad de Flujo Sobre el Crecimiento y Desprendimiento de Biopelículas

Las biopelículas son esenciales para la supervivencia y el crecimiento de microorganismos patógenos en el agua potable. El potencial de supervivencia de los microorganismos dentro de las biopelículas radica en que los exopólisacaridos insolubles que la componen, escudan a los microorganismos de los desplazamientos y de la penetración de organismos predadores, antibióticos y desinfectantes. El problema para los humanos está en el desprendimiento o separación de microorganismos de las biopelículas, pues algunos de estos tienen el potencial de producir infecciones, tanto por su ingestión como por aerosolización. El objetivo de esta investigación consistió en determinar la influencia de la velocidad de flujo en el comportamiento de las biopelículas a través del tiempo y de su relación con el factor de fricción Darcy Weisbach, y la subcapa laminar viscosa, para evaluar las características de desprendimiento ante diferentes velocidades y con el mismo material (PVC). Ver artículo

Efectos de la Mezcla no Completa ni Homogénea en los Nudos

El objetivo de este proyecto, fue realizar ensayos en el modelo de mezcla completa construido anteriormente en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de Los Andes, para cuantificar los procesos de mezcla que se presentaron en las uniones de las redes de abastecimiento de agua potable. A partir de esto, se realizó un estudio de manera cualitativa de los procesos de mezcla utilizando tuberías de vidrio donde se apreció visualmente lo que ocurre con un trazador, en la unión de las tuberías. Adicionalmente, para tener resultados cuantitativos, se utilizó trazadores conservativos y no conservativos para obtener las concentraciones de entrada y de salida. Al realizar las pruebas se concluyó que efectivamente no se presenta una mezcla completa en la unión. Ver artículo

Modelación de Flujo Turbulento Hidráulicamente Liso

En este trabajo se presenta los resultados de una investigación efectuada en las instalaciones de PAVCO, con el propósito de realizar una revisión de las ecuaciones de Colebrook-White a fin de establecer su precisión en términos de la estimación del factor de fricción, el cual determina las pérdidas de energía por rozamiento en una tubería. La metodología consistió en la medición de la caída de presión en un modelo físico que consta de una tubería de PVC de 76,79 metros de largo con uniones. Así mismo, se buscó analizar los resultados con el fin de concluir si es necesario modificar las ecuaciones usadas para determinar el factor de fricción en tuberías con flujo turbulento hidráulicamente liso. Ver artículo

Modelación Física de Cambios Operativos en Redes de Distribución

Este proyecto de grado tiene como finalidad analizar el perfil de caudal y presión en estado de flujo no permanente. Otro de sus objetivos consiste en determinar la representatividad de los modelos EPANET y REDES a partir de las configuraciones hidráulicas en estado estable. Finalmente, con los perfiles de variación de caudal y presión se busca establecer la representatividad de los modelos computacionales en periodo extendido. El montaje de laboratorio propuesto en este proyecto tuvo como escenario la red elevada del laboratorio de hidráulica de la Universidad de Los Andes. Ver artículo

Modelación Física del Transiente de Presión

El presente proyecto de grado tiene como objetivo principal realizar la modelación física de diferentes escenarios hidráulicos donde se desarrolla un transiente de presión tras realizar un cambio operativo en el sistema y analizar los cambios de presión debidos a un cierre súbito de una válvula. La modelación física de dichos escenarios se llevó a cabo en la Red elevada del Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes. Otro de sus objetivos principales consiste en determinar la representatividad del modelo hidráulico desarrollado en el software especializado HAMMER V8i a partir de configuraciones hidráulicas en estado de flujo no permanente y bajo condiciones de frontera variable. Ver artículo

Recopilación, Análisis y Evaluación de las metodologías de calibración

EL objetivo de esta investigación fue determinar aspectos relevantes requeridos en la calibración de modelos hidráulicos de redes de distribución de agua potable (RDAP), mediante el análisis y la revisión de las metodologías empleadas en Colombia. Ver artículo

Análisis de redes internas de distribución de agua potable

Desarrollar una metodología de modelación de la demanda en redes internas de distribución de agua potable, así como una metodología de diseño acorde con la metodología de modelación de la demanda. Ver artículo

Dinámica de la formación de depósitos de óxidos de manganeso

Establecer el estado del arte sobre el fenómeno de la depositación de óxidos de manganeso en las redes de distribución de agua potable. Ver artículo

Diseño y construcción de un modelo físico para el estudio de cámaras de unión

Realizar el diseño, la construcción y el montaje de dos cámaras de unión con tuberías de conexión adaptadas para generar flujo supercrítico a través de ellas, mediante cambios en la pendiente de las tuberías, cambios en la altura de caída de la conexión de las tuberías a la cámara de unión y variaciones de caudal con control mediante vertederos. Ver artículo

Determinación de reglas de operación en redes de distribución

Formular una estrategia óptima para la selección de un plan de lavado hidráulico unidireccional (UDF) de redes de distribución de agua potable dadas las condiciones topológicas e hidráulicas del sistema. Ver artículo

Determinación del caudal mínimo nocturno

Determinar el caudal mínimo nocturno del sistema de acueducto de la ciudad de Tunja - Boyacá. Ver artículo

Análisis de la dilución de concentraciones de NaCl

Desarrollar un experimento que permita a través de un modelo físico estudiar la mezcla de agua con diferentes concentraciones de NaCl al discurrir a través de un accesorio (cruz comercial), e interpretar los resultados de las concentraciones resultantes a la luz de las teorías actuales. Ver artículo

Valores de Km para accesorios de grandes diámetros

Crear un manual técnico que facilite la simulación y análisis de las redes de acueducto de las principales ciudades del país con información de los coeficientes Km, existente en las empresas de acueducto, catálogos de fabricantes y en los textos de hidráulica. Ver artículo

Estudio sobre el uso de diferentes ecuaciones de diseño en Colombia

Seleccionar y analizar parte de la información que en Colombia existe sobre las ecuaciones usadas para el diseño de redes de distribución de agua potable, y emplearlas en la modelación de una red para comparar los resultados y conceptualizar sobre los mismos. Ver artículo

Nuevas tecnologías para la renovación de tuberías

Estudiar la implementación de las nuevas tecnologías en el ámbito colombiano de acuerdo con las características de cada metodología y a las condiciones específicas que se presentan en las aéreas de posible implementación para evaluar su aplicación. Ver artículo

Comparación entre los softwares WaterGems y redes en la modelación

Comparar los resultados obtenidos a la hora de realizar la modelación de diferentes redes de distribución de agua, mediante la utilización de dos softwares de diseño el WaterGems y el software Redes desarrollado por el CIACUA de la Universidad de los Andes. Ver artículo

Análisis de consumos de acueducto en zonas industriales

Analizar los factores que intervienen en el estudio y cálculo de la dotación que se requiere para el diseño de las redes de acueducto en los parques industriales ubicados en zonas de bajo impacto de los municipios aledaños a la cuidad de Bogotá, D.C. teniendo presente que en los Planes de Ordenamiento Territorial de los municipios en estudio, se califica el bajo impacto a grandes extensiones de terreno que se emplean para construir infraestructuras de uso industrial para el almacenamiento o bodegaje de productos o sustancias que no generen peligro de contaminación química por emisiones o derrames. Ver artículo

Optimización redes abiertas de distribución

El objetivo principal del proyecto es el de establecer un marco de referencia para la optimización de redes de distribución abierta, encontrándose de esta manera la uniformidad del estado de presión en total la red. Ver artículo

Estado del arte de las nuevas tecnologías de inspección

Realizar el estado del arte de las últimas tecnologías existentes para la inspección de sistemas de tuberías de acueductos y alcantarillado, que generen menor impacto al normal funcionamiento del sistema.

Tesis de sistemas hídricos urbanos

Realizar una investigación y profundización en lo referente a los servicios públicos, su normatividad y referenciar cuales son las obligaciones que tienen las empresas prestadoras de servicios públicos para con los usuarios, igualmente exponer cuales son las alternativas que tiene el usuario para hacer valer sus derechos y a que entes puede dirigir sus reclamaciones. Ver artículo

Análisis y evaluación de riesgos en sistemas constructivos

Aumentar el conocimiento frente a las instalaciones de las tuberías de Polietileno de alta densidad. Ver artículo

Comparación de metodologías de diseño

Comparar las metodologías disponibles para el diseño de sistemas de distribución de agua potable en campamentos y ciudadelas temporales Ver artículo

Acueducto y alcantarillado: un servicio público y técnico

Determinar las causas que impiden la eficiente planificación, construcción y prestación de los sistemas de acueducto y alcantarillado. Ver artículo

Cambio óptimo en la topología de redes de distribución

Establecer una metodología que permita la minimización de los Costos Energéticos por bombeo mediante cambios topológicos tales como la ubicación y dimensionamiento de tanques de almacenamiento y el redimensionamiento de tuberías de la red de distribución de agua potable. Ver artículo

Modelación de la calidad del agua en redes de distribución de agua potable

El objetivo de este proyecto es realizar un análisis de los procesos de mezcla realizando variaciones en la configuración del nudo en términos de la forma de conexión, es decir, intersección en cruz y doble tee y diámetros de tuberías de entrada y salida. Ver artículo

Prueba del programa RIDAP basada en diseños reales

Comprobar el funcionamiento del programa RIDAP con el fin de obtener un diseño optimizado redes de distribución interna de agua potable. Ver artículo

Revisión del criterio de índice de resiliencia de una RDAP

Realizar un análisis crítico del índice de resiliencia, comparándolo con diferentes indicadores de confiabilidad, de tal manera que sea posible determinar la metodología más apropiada para cuantificar la confiabilidad de una RDAP. Ver artículo

Tránsito de caudales a través de redes de drenaje

Como objetivo general de esta investigación se espera desarrollar y evaluar el desempeño de un grupo de redes neuronales artificiales, o ANN por su acrónimo en inglés (Artificial Neural Networks), que permitan ser utilizadas en la predicción hidráulica del tránsito de crecientes pluviales a través de redes de drenaje urbano. Ver artículo

Tiempo de Respuesta de Operaciones en Redes de Distribución

El objetivo principal de este trabajo es comprender y cuantificar el tiempo de respuesta de las redes de distribución de agua potable, frente a cambios operativos asociados al cierre o apertura de válvulas. De esta manera, se podrá comparar la veracidad del uso del análisis de periodo extendido frente al análisis de transiente. Ver artículo

Mantenimiento de dispositivos de pre-tratamiento de agua lluvia en predial

-Realizar una consulta bibliográfica que permita comprender la hidráulica y los principales métodos de mantenimiento de los dispositivos de pre-tratamiento de agua lluvia. -Establecer una comparación entre los dispositivos de pre-tratamiento analizados y discernir para encontrar aquel que resulta ser más eficiente.

Límite poblacional para Programas RDAP vs. RIDAP

El principal objetivo de este documento es encontrar un límite poblacional que permita diferenciar el uso de metodologías de diseño de RDAP y RIDAP en ciudades pequeñas y campamentos provisionales o temporales. Ver artículo

Uso de agentes reductores de arrastre para facilitar el bombeo de crudos

Entender el funcionamiento de los diferentes agentes reductores de arrastre especialmente de los surfactantes, utilizados para facilitar el bombeo de crudos pesados en la industria petrolera. Ver artículo

Estudio sobre ecuación de Hazen-Williams vs Darcy-Weisbach en tuberías de gran diámetro y primarias

Establecer y cuantificar el efecto hidráulico que se presenta al operar redes matrices y redes primarias de bombeo utilizando la ecuación de Hazen-Williams y la ecuación de Darcy-Weisbach. Ver artículo

Determinación experimental del crecimiento de biopelículas, bajo condiciones de alta velocidad en tuberías de distribución de agua potable

Encontrar patrones de manera experimental que permitan entender el comportamiento y el crecimiento de las biopelículas bajo condiciones de flujo a altas velocidades en un modelo físico que simule el comportamiento de las tuberías de una red de distribución de agua potable. Ver artículo

Modelación física de los procesos de mezcla de sustancias en redes de distribución de agua potable

El objetivo del presente proyecto, es la cuantificación de los porcentajes de mezcla de cloro residual en los nudos de redes de distribución de agua potable. Para lo anterior se hará uso del modelo físico de mezcla completa construido en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de Los Andes. Ver artículo

Simulación de la Hidráulica de Oleoductos con Diferentes Crudos

Generar una metodología capaz de simular el comportamiento hidráulico de un oleoducto durante una operación por baches, haciendo uso de un análisis bajo periodo extendido, a fin de entender los efectos de la formación de interfaces entre los productos en la hidráulica del ducto.

La influencia del material de las tuberías en el crecimiento de películas bacterianas

Hallar la influencia del material sobre el crecimiento de biopelículas en tuberías con agua potable con un alto contenido de carbono orgánico disuelto biodegradable (pastos). Ver artículo

Modelación de Flujo No Permanente

Realizar la modelación física del transiente de presión generado tras un cambio operativo para diferentes escenarios de la Red Elevada del Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de Los Andes, y comparar los resultados obtenidos al crear un modelo hidráulico en un tipo software especializado en el tema. Ver artículo

Modelación de Flujo Turbulento Hidráulicamente Liso

Determinar las pérdidas por fricción y la rugosidad absoluta en tuberías modernas, mediante la medición de la caída de presión en un modelo físico que consta de una tubería de PVC de 76.79 metros con uniones. Así mismo, se busca analizar estos resultados con el fin de concluir si es necesario modificar las ecuaciones usadas para determinar el factor de fricción en tuberías con flujo turbulento hidráulicamente liso. Ver artículo

Efectos de una mezcla no homogénea en nudos en redes de distribución

El objetivo de este proyecto, es realizar ensayos en el modelo de mezcla completa construido anteriormente en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes, para cuantificar los procesos de mezcla que se presentan en las uniones de las redes de abastecimiento de agua potable. Ver artículo

Algoritmo de redondeo de diámetros

Desarrollar una metodología que combine el algoritmo basado en hidráulica OPUS con una metaheurística conocida como Algoritmo Voraz (Greedy Algorithm) que también contenga parámetros hidráulicos, que permita obtener el diseño con mínimo costo constructivo que satisfaga las restricciones hidráulicas y comerciales impuestas. Además, mediante el desarrollo de esta metodología se pretende entender el impacto de los factores hidráulicos y económicos en la búsqueda de los diseños óptimos, lo cual constituiría una herramienta muy útil para la comprensión y optimización de metodologías que tengan el mismo propósito. Ver artículo

Uso del programa redes con su opción en opus para diseño

Diseñar las diferentes redes patrón que han sido planteadas a nivel internacional utilizando la opción OPUS del programa REDES de tal forma que se minimicen el costo constructivo y el número de iteraciones cumpliendo con las restricciones hidráulicas y comerciales que cada red tiene. Ver artículo

Modelación Física de Cambios Operativos en Redes de Distribución

Determinar la representatividad de los modelos EPANET y REDES a partir de configuraciones hidráulicas en estado estable. Finalmente, con los perfiles de variación de caudal y presión se busca determinar la representatividad de los modelos computacionales en período extendido. Ver artículo

Estado del arte en el uso de agentes reductores de arrastre

Entender y comparar el comportamiento de los Agentes Reductores de Arrastre, utilizados en la industria petrolera para facilitar el bombeo de crudos pesados. Ver artículo

Efectos hidráulicos, disminución de viscosidad en sistemas de oleoductos

El objetivo general del proyecto de grado es estudiar los principales efectos hidráulicos que se presentan en los sistemas de oleoductos por bombeo, generados por la disminución de viscosidad del crudo transportado a partir de la utilización de agentes reductores de arrastre. Ver artículo

Efecto de velocidad sobre el crecimiento y desprendimiento de biopelículas en redes de distribución

Se pretende determinar la influencia de la velocidad de flujo en el comportamiento de las biopelículas a través del tiempo y de su relación con el factor de fricción de Darcy-Weisbach, y la subcapa laminar viscosa, para evaluar las características de desprendimiento ante diferentes velocidades y con el mismo material (PVC). Ver artículo

Diseño de modelo para simulación del bombeo con altas viscosidades

Diseñar un modelo que se acerque a la realidad de los oleoductos, teniendo en cuenta las variables que pueden influir en el proceso, para poder encontrar las eficiencias que se obtienen con el uso de distintos DRAS. Ver artículo

Modelo físico para medir la mezcla en nudos para redes de distribución

El objetivo de este proyecto, es desarrollar el diseño y la construcción de un modelo en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de los Andes, en donde se pueda estudiar los procesos de mezcla que se llevan a cabo en las uniones de las redes de abastecimiento de agua potable. Ver artículo

Implementación de programa DISRED para el diseño de redes interna

Desarrollar un programa, en Visual Basic Appliclation, VBA, con interfaz de Microsoft Excel al, capaz de hacer diseños y comprobación para redes internas de distribución de agua potable. El programa deberá permitir el ingreso de información de los aparatos conectados a la red al igual que las características de cada uno de ellos. Después de un proceso el programa deberá retornar los diámetros de cada uno de los tubos. Ver artículo

Nuevas metodologías para la renovación de tuberías de sistemas de agua potable

-Estudiar cuáles son las metodologías y tecnologías a nivel mundial y local, que se han venido desarrollando a lo largo de los últimos 20 años. Cuáles son sus características principales, y bajo qué situación, su implementación puede ser más favorable. -Contribuir proporcionando información veraz y suficiente, con el fin de generar un impacto positivo en la industria colombiana, por medio del cual se disminuya el escepticismo y aumente el uso de metodologías y tecnologías sin zanja en el país. Ver artículo

Efecto del uso de ecuaciones empíricas vs físicamente de diseños optimizados en acueductos

-Entender el efecto hidráulico (presiones en los Nudos de la red) que causa utilizar ecuaciones empíricas en contraste con las ecuaciones físicamente basadas. -Establecer la magnitud del efecto que tiene la hidráulica al utilizar las ecuaciones empíricas y físicamente basadas en los costos de diseños de redes de distribución de agua potable (RDAP). - Analizar y plantear cambios en la legislación actualmente vigente para el diseño de redes de acueducto, estableciendo cuales deben ser las ecuaciones a utilizar y qué tipo de restricciones tienen a la hora de aplicarlas en diferentes modelos de diseños. -Identificar los materiales con los cuales hay que tener especial precaución al utilizar la ecuación empírica de Hazen-Williams y nombrar los efectos que conlleva diseñar con estos materiales, utilizando esta ecuación. Ver artículo

Crecimiento de algas y cianobacterias, su efecto hidráulico en una tubería de PVC

Determinar la factibilidad del crecimiento de algas y cianobacterias en una tubería de policloruro de vinilo (PVC) que transporta agua potable y está expuesta a la luz solar con el fin último de comprender los efectos que este crecimiento puede tener en la hidráulica de la tubería de un sistema de distribución de agua potable y en la salud pública. Ver artículo

Límite poblacional para el diseño de RDAP vs. RIDAP

Encontrar un límite poblacional que permita diferenciar el uso de metodologías de diseño de RDAP y RIDAP en ciudades pequeñas y campamentos provisionales o temporales. Ver artículo

Revisión de las Ecuaciones de Resistencia Para el flujo Turbulento

Diseño y construcción de un montaje a escala de laboratorio para estudiar el caso del Flujo Turbulento Hidráulicamente Liso en un sistema de flujo a presión en una tubería lisa (PVC), con el fin de presentar una nueva metodología que permita determinar el factor de fricción en sistemas de distribución modernos. Ver artículo

Biopelículas alimentadas con CODB- dinámica de crecimiento y desprendimiento

El objetivo general del presente proyecto es determinar la influencia de la velocidad de flujo en el comportamiento de las biopelículas a través del tiempo y de su relación con el factor de fricción de Darcy-Weisbach, y la subcapa laminar viscosa, para evaluar las características de desprendimiento ante diferentes velocidades. Ver artículo

Biopelículas alimentadas con CODB- dinámica de crecimiento y desprendimiento

Establecer si existe una relación entre el material de la tubería y la formación y crecimiento de biopelículas por medio del estudio de su efecto hidráulico en tuberías simulando un sistema de distribución de agua potable. Ver artículo

Determinación de reglas de operación para redes de distribución

El objetivo de esta tesis es analizar y determinar la forma de operación de las redes de distribución, para evitar que el receptor del sistema tenga contacto con las biopelículas presentes a lo largo del sistema de acueducto. Ver artículo

Comparación de metodologías para el cálculo de decaimiento residual

Con este estudio se pretende realizar una comparación entre la metodología moderna para el cálculo de decaimiento del cloro residual en redes de distribución de agua potable vs metodología tradicional. El caso de estudio corresponde a la red matriz de la ciudad de Bogotá Ver artículo

Estructuras de control para reducción de presión en sistemas de abastecimiento

Estudiar el comportamiento de sobrepresión en sistemas de abastecimiento de agua potable y las diferentes estructuras propuestas para controlar tal situación. Ver artículo

Mantenimiento eficiente para el desprendimiento de biopelículas con lavado unidireccional

Formular una estrategia óptima para la selección de un plan de lavado hidráulico unidireccional (UDF) de redes de distribución de agua potable dadas las condiciones topológicas e hidráulicas del sistema. Ver artículo

Modelo físico para el estudio de cámaras de unión bajo condiciones de flujo supercrítico

Realizar el diseño, la construcción y el montaje de dos cámaras de unión con tuberías de conexión adaptadas para generar flujo supercrítico a través de ellas, mediante cambios en la pendiente de las tuberías, cambios en la altura de caída de la conexión de las tuberías a la cámara de unión y variaciones de caudal con control mediante vertederos. Ver artículo

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