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Dr. Óscar A. Fuentes Mariles Investigador del Instituto de Ingeniería, UNAM “Redes de tuberías de agua potable y fugas" 19 de abril 2012

“Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

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Dr. Óscar A. Fuentes Mariles Investigador del Instituto de Ingeniería, UNAM

“Redes de tuberías de agua potable y fugas"

19 de abril 2012

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Contenido

1. Antecedentes

2.Revisión de redes de distribución

de agua potable

3.Diseño y rehabilitación de redes

de distribución de agua potable

4. Operación de redes

5.Detección de fugas

6.Calidad de agua

7. Conclusiones

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1. Antecedentes

3

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Pozos Planta de

tratamiento

(Potabilización)

Planta de

tratamiento

(Aguas

residuales)

Río

Río

Cuenca de

Aportación

Almacenamiento

Presa

Líneas de

Conducción

Línea de

Alimentación

Localidad

Red de

Alcantarillado

(Colectores)

Red de

Distribución

Toma

directa

Disposición

final del agua

2

1

1

2

1. Fuente de abastecimiento

2. Captación

3. Conducción

4. Planta de potabilización

5. Conducción

3

1

6

7 8

9

11

6. Tanques de almacenamiento

7. Red de distribución

8. Tomas domiciliarias

9. Red de alcantarillado

10. Planta de tratamiento

11. Conducción

Sistema Hidráulico Urbano

10

4

3

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Proporcionar a los usuarios del agua

potable este líquido en la cantidad

requerida, con la presión suficiente y

calidad adecuada en cualquier momento

del día (mínimo costo).

Funcionamiento hidráulico de una

red de tuberías

Disponer : del volumen de agua mayor al requerido (fugas)

infraestructura correcta de la red

operación conveniente (noche y día)

tanques adecuados

mantenimiento continuo

otros (cargas de presión menores a 30m para que “reducir” fugas)

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Red de primeria

distribución de

agua potable del

Distrito Federal

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Dotaciones y coeficientes de diseño

El consumo de agua cambia tanto a lo largo

del día, como con los días de la semana y

durante el año.

Curvas de demanda horaria

Cálculo de los consumos de agua potable

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2. Revisión de redes de

agua potable

8

Cálculo de cargas de presión y gastos en las tuberías en ciertos momento del día

Detección de fugas en redes

Zona de influencia de un tanque

Cálculo de cargas de presión y gastos en las tuberías a lo largo del día

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1

Q5=? Q1=?

Q4=?

Q3=?

Q2=? Q6=?

Q7=? Q8=?

Q9=? Q10=?

Q11=? Q12=?

h1=? h2=?

h3=?

h6=?

h4=?

h7=? h9=?

h10=12m

Q11=?

Cálculo de redes de tuberías funcionando a presión

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Se basa en las leyes físicas de conservación de masa

(continuidad) y de cantidad de movimiento en las

tuberías y la ecuación de conservación en las uniones

de las tuberías (nudos)

LPHC

D

h1

h2

z1

z2

hf

2

1

P2

p1

V12

2g

2gV

2

2

1

2

Si se multiplica para la tubería i, el gasto que está circulando

por su respectiva presión aguas arriba será

ii

pQ

Cálculo de redes de tuberías funcionando a presión

Prof José Luis

Sánchez Bribiesca

MI Antonio

Capella Viscaíno

Dr Carlos

Cruickshank V.

Referencias::

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Método propuesto por el Instituto de Ingeniería, UNAM

21

5.0

12

21

5.0

21

)(

)(

hhsiC

hh

hhsiC

hh

QAntes:

Ahora:

NO LINEAL

LINEAL

2

QhhQ

k1k

i1k

sk1K

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2

9.0107.3

75.5log

25.0

d

R

f

d

Swamee y Jain (1976)

22

2

2

2

f

4

Dg2

Q

D

Lf

gA2

Q

D

Lfh

En el método se actualiza el

valor del factor de fricción de

Darcy

Coautor de varios programas sobre

redes:: MI Faustino De Luna Cruz

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Factor de fricción

COMPARACIÓN DE ALGUNOS RESULTADOS

Pérdidas de energía

Presiones disponibles Gastos Q=vA

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Tesis de maestría de

Jaime Patiño Márquez

Pérdidas locales en redes con tuberías cortas con

muchos circuitos

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Presión mínima: Presión suficiente para disponer del

líquido que requieren los usuarios.

ALIMENTACIÓN

DE LA RED

ALIMENTACIÓN

DE LA RED

ALIMENTACIÓN

DE LA RED

ALIMENTACIÓN

DE LA RED

Q=0

Si hi>hmín

Q>0

Si hi<hmín

No tiene cisterna

No tiene cisterna

Revisión de redes

Método

estático

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1 44.0 1.51 75.2 31.2 1.51 83.2 39.2 1.51 0.00

2 43.0 3.32 53.3 10.3 3.32 68.2 25.2 3.32 0.00

3 39.0 2.41 43.6 4.6 2.41 61.9 22.9 2.41 0.00

4 46.0 1.81 66.2 20.3 1.81 76.9 30.9 1.81 0.00

5 49.0 1.81 50.5 1.5 1.81 66.8 17.8 1.81 0.00

6 54.0 2.41 61.9 8.0 2.41 73.9 19.9 2.41 0.00

7 61.0 2.41 43.1 -17.9 2.41 63.4 2.4 1.19 1.22

8 62.0 1.51 43.1 -18.9 1.51 63.4 1.5 0.57 0.93

9 57.0 3.01 31.7 -25.3 3.01 57.0 0.0 0.06 2.96

10 46.0 2.71 32.0 -14.0 2.71 56.1 10.1 2.71 0.00

11 43.0 2.11 40.1 -2.9 2.11 58.3 15.3 2.11 0.00

12 44.0 3.32 34.6 -9.4 3.32 55.4 11.4 3.32 0.00

13 46.0 3.32 29.1 -16.9 3.32 53.2 7.2 2.81 0.51

14 42.0 2.11 28.9 -13.1 2.11 53.0 11.0 2.11 0.00

15 100.0 0.00 102.5 2.5 0.00 102.5 2.5 0.00 0.00

33.75 33.75 28.13 5.62

Método MODIFICADOGasto

déficit

(l/s)

Método TRADICIONAL

Nudo

Elevación

terreno

(m)

Gasto

demandado

(l/s)

Nivel

Piezométrico

(m)

Gasto

suministrado

(l/s)

Carga de

presión

disponible (m)

SUMA

Nivel

Piezométrico

(m)

Carga de

presión

disponible (m)

Gasto

suministrado

(l/s)

Método de cálculo de la red con flujo permanente

Estático tradicional

(Hardy Cross)

Estático modificado

(el gasto suministrado es

función de la carga de presión)

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Se determinan los

gastos que fluyen en el

interior de cada tubería

y las cargas de presión

en los extremos de cada

conducto.

¿Se cumple con la

demanda?

Se comparan las cargas

de presión calculadas

con las cargas de

presión máxima y

mínima recomendadas.

Revisión de redes

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s

Método para flujo no permanente (dinámico)

Gasto en una tubería:

Se basa en el principio de conservación de cantidad de

movimiento. En una tubería cualquiera con extremos s e i

k1+k

i1+k

sk1+k

+ h - h = QQC2 +

tag

l =

k

k

QC2 + tag

l

tag

Ql + QQC1-2 + h - h-1

= k

kkkk

iks

k

donde:

1k

ih

1k

sh

Nivel piezométrico

en el instante k+1

1kQ

i

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• Revisión hidráulica flujo no permanente

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Re

lació

n d

e lle

nad

o

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7

Tiempo (en horas)

Número de Nudo

Número de tubería

Nivel PiezométricoCota de TerrenoCarga de Terreno

Tubería de 2"

Tubería de 3"

Tubería de 4"

Tubería de 6"

Válvula abierta

Tanques de

almacenamiento

demanda

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3. Diseño y rehabilitación de

redes de agua potable

Escoger los diámetros de las tuberías y las conexiones de estas últimas ( mínimo

costo cumpliendo con las cargas de presión dentro de un intervalo de valores)

Cambiar algunas tuberías y conexiones de estas últimas por cambios en la demanda

( mínimo costo cumpliendo con las cargas de presión dentro de un intervalo de

valores)

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DISEÑO DE REDES DE TUBERÍAS

Cuando se dispone del volumen de agua que demandan

sus usuarios, se requiere escoger el diámetro adecuado

de las tuberías para suministrar el agua solicitada y que

el costo sea bajo.

h h 15 15 = 2.5 = 2.5

h h 7 7 = = - - 16.1 16.1

h h 6 6 = = - - 8.4 8.4

h h 5 5 = = - - 3.9 3.9 h h 4 4 = 0.7 = 0.7

h h 3 3 = 4.2 = 4.2 h h 2 2 = 2.0 = 2.0 h h 1 1 = 1.3 = 1.3

h h 8 8 = = - - 17.2 17.2 h h 9 9 = = - - 13.1 13.1

h h 10 10 = = - - 2.6 2.6

h h 13 13 = = - - 2.2 2.2 h h 12 12 = 0.2 = 0.2 h h 11 11 = 1.3 = 1.3

h h 14 14 = 1.4 = 1.4

h h 15 15 = 2.5 = 2.5

h h 7 7 = = - - 16.1 16.1

h h 6 6 = = - - 8.4 8.4

h h 5 5 = = - - 3.9 3.9 h h 4 4 = 0.7 = 0.7

h h 3 3 = 4.2 = 4.2 h h 2 2 = 2.0 = 2.0 h h 1 1 = 1.3 = 1.3

h h 8 8 = = - - 17.2 17.2 h h 9 9 = = - - 13.1 13.1

h h 10 10 = = - - 2.6 2.6

h h 13 13 = = - - 2.2 2.2 h h 12 12 = 0.2 = 0.2 h h 11 11 = 1.3 = 1.3

h h 14 14 = 1.4 = 1.4

1

13

f = 2 ”

2 No. tubo

1 2

4

5

6

3

7

8

10

9 11

14 15 16

12

17

20 19 18

7

8

4

15

6

5

2

9

3

10

14 13 12

11

6 No. nudo

h h 6 6 : : carga disponible ( carga disponible ( mca mca ) )

1

13

f = 2 ”

2 No. tubo

1 2

4

5

6

3

7

8

10

9 11

14 15 16

12

17

20 19 18

7

8

4

15

6

5

2

9

3

10

14 13 12

11

6 No. nudo

h h 6 6 : : carga disponible ( carga disponible ( mca mca ) )

13 13

f = 2 ”

2 No. tubo

1 2

4

5

6

3

7

8

10

9 11

14 15 16

12

17

20 19 18

7

8

4

15

6

5

2

9

3

10

14 13 12

11

6 No. nudo

h h 6 6 : : carga disponible ( carga disponible ( mca mca ) )

f = 2 ”

2 2 No. tubo

1 2

4

5

6

3

7

8

10

9 11

14 15 16

12

17

20 19 18

7

8

4

15

6

5

2

9

3

10

14 13 12

11

1 2

4

5

6

3

7

8

10

9 11

14 15 16

12

17

20 19 18

1 1 2 2

4 4

5 5

6 6

3 3

7 7

8 8

10 10

9 9 11 11

14 14 15 15 16 16

12 12

17 17

20 20 19 19 18 18

7

8

4

15

6

5

2

9

3

10

14 13 12

11

7 7

8 8

4 4

15 15

6 6

5 5

2 2

9 9

3 3

10 10

14 14 13 13 12 12

11 11

6 6 No. nudo

h h 6 6 : : carga disponible ( carga disponible ( mca mca ) )

¿Cargas en los nudos? ¿Cuáles son las presiones?

¿ Llega el agua a los

habitantes?

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Se puede emplear una herramienta de

computación evolutiva denominada algoritmo

genético para desarrollar un programa de

cómputo que optimice el diseño de una red de

distribución de agua potable cumpliendo con

determinadas restricciones.

DISEÑO DE REDES DE TUBERÍAS

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Etapas de un algoritmo genético

1) Codificación

2) Evaluación de los individuos

3) Selección

4) Cruza

5) Mutación

6)Decodificación Tesis de maestría de

Martín Jiménez Magaña

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Algoritmo genético

Mínimo

absoluto

Mínimo

relativo

Mínimo

relativo

Algoritmos

evolutivos

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Codificación del tamaño de diámetro

Diámetro de la

tubería Codificación

4”

6”

8”

10”

12”

14”

16”

18”

000

001

010

011

100

101

110

111

*

11 22

33

44

55

6677 88

99 1010

1111 1212

31313131 11111111 1111 12121212

14141414

3333

13131313

16161616

17171717 4444 18181818

19191919

22222222 5555 20202020

23232323

8888

26262626

7777

25252525

6666

21212121

15151515

2222

24242424

27272727 9999 28282828 29292929 10101010 30303030

1313 1414

1515 17171616 1818

1919 2020 2121

2222 2323 2424

2525 2626 2727 2828

* *

*

**

*

*

* *

*

11 22

33

44

55

6677 88

99 1010

1111 1212

31313131 11111111 1111 12121212

14141414

3333

13131313

16161616

17171717 4444 18181818

19191919

22222222 5555 20202020

23232323

8888

26262626

7777

25252525

6666

21212121

15151515

2222

24242424

27272727 9999 28282828 29292929 10101010 30303030

1313 1414

1515 17171616 1818

1919 2020 2121

2222 2323 2424

2525 2626 2727 2828

* *

*

**

*

*

* *

0 1 1

1

0 0 1

2

1 0 0

3

0 0 0

29

0 0 0

30

1 0 1

31 …

Page 26: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

)( SHf

100 SHsi

S

S

HsiH

1312

1010

131020 SHsi)( SHf

100 SHsi

S

S

HsiH

1312

1010

131020 SHsi

Función de aptitud

00

55

1010

1515

2020

2525

00 55 1010 1515 2020 2525

HsHs

ff

00

55

1010

1515

2020

2525

00 55 1010 1515 2020 2525

HsHs

ff

TS HHH

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Selección

Red Aptitud Porcentaje

1 2.7 2.7/20.1

2 4.5 4.5/20.1

3 1.1 1.1/20.1

4 3.2 3.2/20.1

5 1.3 1.3/20.1

6 7.3 7.3/20.1

Total 20.1 1.0

Individuo 1

Individuo 2

Individuo 3

Individuo 4

Individuo 5

Individuo 6

Page 28: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

1 1 0 1 1 1

Cruza

Punto de cruza

Padres

Hijos

Pc=0.7

1 0 0 0

0 0 1 1 0 1 1 1 0 1

Page 29: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

1 1 0 1 1 1 1 1 0 0

Mutación

1 1 0 1 1 1 0 1 0 0

Pm=0.1

Page 30: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Selección

Red Aptitud Suma

1 2.7 2.7

2 4.5 7.2

3 1.1 8.3

4 3.2 11.5

5 1.3 12.8

6 7.3 20.1

Total 20.1

Individuo 1

Individuo 2

Individuo 3

Individuo 4

Individuo 5

Individuo 6

9.9

Page 31: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

1 1 0 1 1 1 0 0 0 1

0 1 1 1 0 1 1 1 0 0

1 1 0 1 1 1 1 1 0 0

0 1 1 1 0 1 0 0 0 1

Punto de cruza

Cruza

Padres

Hijos

Pc=0.7

Page 32: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0

Valor solución

Valo

r d

e l

a f

un

ció

n

Séptima generación:

Page 33: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Resultados Rosales et al.

(2003)

Método

Rosales et al.

(2003)

CE

Algoritmos genéticos

Tubo D (in) P (m) D (in) P (m) D (in) P (m)

1

2

3

4

5

6

7

8

18

12

16

8

14

8

10

8

53.55

38.86

43.95

42.99

30.09

30.23

18

14

14

8

14

4

12

10

53.55

39.50

42.44

44.00

30.03

30.20

18

14

14

6

14

6

12

10

53.55

39.26

42.72

43.34

29.88

30.70

Costo (UM) 431,000 426,000 424,000

Evaluaciones 8,000

Tiempo de

cómputo 143.5 s

Fracción del

espacio total 0.028

Page 34: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

75%

80%

85%

90%

95%

100%

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14%

Efic

ien

cia

de

l sis

tem

a

Incremento respecto al costo de la red de tuberías actual (%$)

OPCIONES MÉTODO DE REHABILITACIÓN

RESULTADOS DEL MÉTODO DE REHABILITACIÓN

97.5%

98.0%

98.5%

99.0%

99.5%

100.0%

6.0% 6.5% 7.0% 7.5% 8.0% 8.5% 9.0% 9.5% 10.0%

Efici

encia

del

sist

ema

Incremento respecto al costo de la red de tuberías actual (%$)

OPCIONES MÉTODO DE REHABILITACIÓN

Tesis de doctorado de

A. Ismene Rosales P.

Page 35: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

4. Operación de redes

de agua potable

Variación de las cargas de presión y los gastos de las tuberías a lo largo de un día

Con maniobras de apertura y cierre de válvulas en tuberías y a la salida de tanques de

almacenamiento

Page 36: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Considera las maniobras en válvulas, control

de niveles en tanques y arranque y paro de

bombas para proporcionar el funcionamiento

adecuado de la red de tuberías

OPERACIÓN

Page 37: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

5. Detección de fugas

37

Page 38: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Ciudad Gasto(l/s)

Pérdidasen tomas

(l/s)

Tomascon fuga

(%)

Pérdidasen la red

(l/s)

Pérdidasen la red

(%)

Pérdidastotales

(l/s)

Pérdidastotales

(%)

Campeche, Camp. 525 156 18 114 21.7 270 51.4

Cancún, Q. Roo 940 114 38 147 15.6 264 28.1

Cd. Juárez, Chih. 4,147 1,241 19 248 5.8 1,481 35.7

Chihuahua, Chih. 3,489 552 5 896 25.7 1,448 41.5

Coatzacoalcos, Ver. 736 262 19 36 1.9 298 40.8

Constitución, BCS. 165 52 35 2 1.2 55 33.3

Durango, Dgo. 2,129 649 21 176 1.3 826 38.8

Guaymas, Son. 468 114 29 30 6.2 130 34.9

León, Gto. 3,045 629 21 187 32.4 1,616 53.1

Mazatlán, Sin. 1,350 285 8 244 18.6 449 33.2

Oaxaca, Oax. 721 446 24 8 1.1 454 63.0

Querétaro, Qro. 1,783 242 40 50 2.8 536 38.1

San Cristobal, Chis. 218 118 15 10 5.6 129 43.2

Tapachula, Chis. 743 54 8 186 11.3 170 22.9

Tuxtla Gtz., Chis. 1,162 213 24 93 8.5 345 29.7

Veracruz, Ver. 2,869 644 16 445 5.5 1,098 38.8

Villahermosa, Tab. 1,900 530 17 137 1.2 667 35.1

Zacatecas, Zac. 485 134 14 15 3.1 149 38.7

TOTALES 29,497 6,435 16.4 3,024 9.42 10,385 38.9

RESULTADOS DE ESTUDIOS DE FUGAS EN MÉXICO

Fuente: IMTA

Page 39: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

INDICADORES DE AGUA NO

CONTABILIZADA A NIVEL MUNDIAL

Ciudad y PaísAgua no contabilizada

(%)

América:Minas Gerais, BrasilSantiago de Chile, ChileValle del Cauca, ColombiaMedellín, ColombiaMonterrey, México

Estados UnidosCanadá

27.1034.736.538.035.0

12.013.0

Europa:Barcelona, EspañaAlicante, EspañaParís, Francia

26.813.811.8

Page 40: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Cuando las cargas de presión son grandes

se pueden presentar roturas y mayores

gastos de agua.

Fuga visible Fuga no visible

DETECCIÓN DE FUGAS EN REDES DE

TUBERÍAS Y EN TOMAS DOMICILIARIAS

Page 41: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Tipo de

reporte de

fugas en las

redes de

tuberías

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GASTO PROMEDIO DE FUGA EN TUBOS

Lambert observó que Af, no es constante, sino que varía con la carga de presión.

si Af varía linealmente (p. ej. rajadura longitudinal), con la carga de presión, α h1.0.

entonces qft α h1.5

si Af varía en dos dimensiones (longitudinal y radialmente), α h2.0,

entonces qft α h2.5

También observó que Cd no es constante y varía con el régimen de flujo y por lo

tanto con Re.

Se recomienda usar una expresión potencial de la forma: qft α h N1

Tipo de material y de falla en la tubería N1

Asbesto-cemento con rajadura longitudinal 0.79 – 1.04

Acero con perforaciones por corrosión 1.90 – 2.30

Acero y PVC con perforación redondeada 0.52 – 0.53

PVC con rajadura longitudinal 1.38 – 1.85

PVC con rajadura transversal 0.40 – 0.53

Otra referncia:

Estudio experimental

del Capella y Rodal

en el IINUAM

Page 43: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Se conoce la velocidad del sonido, V, para el agua.

V = D / T

Si Td es la diferencia en el tiempo de recepción entre los dos receptores:

N = V Td

D = 2L + (V Td)

L = [ D – (V Td) ] / 2

Correlador

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Resonancia y vibración.

Impacto del agua en el suelo.

Circulación y flujo en la cavidad.

Sonidos de las fugas

• Fuga en tubería de hierro colado.

• Fuga en tubería de PVC.

Por el material y el agua que fluye el sonido tiene una frecuencia de 600 a 2000 hertz. El sonido de la circulación del agua en el suelo circundante tiene una frecuencia de 20 a 500 hertz.

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FUGAS EN TOMAS DOMICILIARIAS

Vol pérdida = (% de Tomas con fuga)(N tomas) (qprom. fuga)

Muestreo aleatorio estratificado

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PRUEBAS DE LABORATORIO

Colaboradores:

Dr Rafael Val Segura

Dra Ismene Rosales P

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MODELO FÍSICO

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Distritos Hidrométricos

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Accesorios

Válvulas reductoras de presión

Disminuye la presión aguas arriba a una presión fija aguas

abajo. Es independiente de los cambios de la carga de

presión o de los gastos.

f'fDg2

VLh

2

f

Referncia:

Estudio del MI

Capella en la zona

ponente del D.F.

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TANQUE "EL DIEZMO"

POZO LIBRAMIENTO

(Reserva)

Solo tiene una

vuelta

Operan solo de

paso TIENEN FUGA

POZO ZONAS ARIDAS

4"

POZO NOPALERA

POZO CUAJIO

TE

POZO LA N

ORIA

(reserva)

abiertas

cerrada

POZO VIBORAS

POZO ZONA MILITAR

100% cerrada

POZO

INFONAVIT

interconectadas la de 12 y 14

4 "

cerradas

4 "

FUERA DE SERVICIO

100%

abie

rta

100% abierta

POZO ORIENTAL6 "

100% abierta

4 "

6 "

POZO

CAÑAVERAL

cerrada

4 "

T. "LÁZARO

CÁRDENAS"

6 "POZO LAZARO

CARDENAS

cerradas

POZO RODEO LA

ESTANCIA II

T. "RODEO LA

ESTANCIA II"

TANQUE

"VIBORAS"

TANQUES

"GEMELOS"

TANQUE

"ORIENTAL"

FUERA DE

SERVICIO

5.0 km

3.6

km

EJEMPLO DE UNA RED REAL Tesis de doctorado de

A. Ismene Rosales P.

Page 51: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

CON 2 ACCESORIOS REDUCTORES DE PRESIÓN

Page 52: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

CON 4 ACCESORIOS REDUCTORES DE PRESIÓN

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CON 7 ACCESORIOS REDUCTORES DE PRESIÓN

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CON 8 ACCESORIOS REDUCTORES DE PRESIÓN

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CON 9 ACCESORIOS REDUCTORES DE PRESIÓN

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CON 10 ACCESORIOS REDUCTORES DE PRESIÓN

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SIN ACCESORIOS CON ACCESORIOS

CARGA DE PRESIÓN DISPONIBLE:

Máxima: 113.54 mca

Promedio: 53.64 mca

Mínima: 7.88 mca

CARGA DE PRESIÓN DISPONIBLE:

Máxima: 72.53 mca

Promedio: 25.64 mca

Mínima: 6.89 mca

COMPARACIÓN DE RESULTADOS

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EVOLUCIÓN DE LA CARGA DE PRESIÓN

Page 59: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Se reducen los porcentajes de fuga estimados

Page 60: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

6. Calidad de agua en la red

de agua potable

Cálculo de concentraciones de cloro en destinas zonas de la red

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LA CONCENTRACIÓN DE SUSTANCIAS

ESTÁ SOMETIDA A UNA SERIE DE

TRANSFORMACIONES FÍSICAS POR LOS SIGUIENTES

PROCESOS

Difusión molecular

Transporte convectivo

Difusión turbulenta

Difusión por reacción

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Entrada 1 Q= 0.21l

l/s

C= 0.56

mg/l

Salida 2 Q=1.25 l/s

C= 0.13

mg/l

Entrada 2 Q= 1.53 l/s

C= 0.04 mg/l

Salida 1 Q= 0.49 l/s

C= 0.02

mg/l

Entrada 1

Q= 1.40 l/s

C= 0.56

mg/l

Entrada 2

Q= 0.72 l/s

C= 0.04

mg/l

Salida 2

Q= 0.83 l/s

C= 0.55

mg/l

Salida 1

Q= 1.29 l/s

C= 0.32 mg/l

Tesis::Rojacques Mompremier

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ESCALA

0 2.5 5 Km

Sta. Isabel

Chalmita

Aeroclub Peñón

408

410

409

2

115

116

120 119 117

118 122 121

123 125

124 126

130

129

131

132 133

175

173

128

127

170

171

172

407 174

183

14

9

17

51

47

53

89

90

88

94

399

92

91

93

400

CONCENTRACIÓN

DE CLORO(mg /l)

0.8 - 0.6

1.4 - 1.2 1.5

1.1 - 0.9

0.5 - 0.3

0.2 - 0.0

ZONAS DE LA RED CON DIFERENTE CONCENTRACIÓN DE CLORO

24 25 26

22

19

3

5

42 65

43

32

67

75 30

41

12

20 36

39

398 45

54

37

61

34 9

396

1

6 7 4

31 33 64

397

44 66 68

72

70

78 82

77 74

80

71

81

76

23

21

40

86

28

10 8

11

13 18

35

15

46

56

27

29 62

63

79

58

55

49 69

59 73 60

38

85 83 84

14

2

87

16

57

48

50

52

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7. Conclusiones

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Es fundamental determinar la distribución del agua entre

los tanques de almacenamiento, y luego realizar lo propio

en la red.

Las mediciones en la redes reales son básicas para el

adecuado modelado.

Las mediciones de los consumos de agua deben ser

considerados en la estimación demanda.

Page 66: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Se obtiene un beneficio en la distribución de presiones dentro

de un intervalo de clase de todo el sistema y no sólo de un área

específica., con lo que se reducen fugas.

Se mejora el funcionamiento hidráulico de una red al adecuar a

los valores recomendados las cargas de presión.

El método de búsqueda se basa en conceptos ingenieriles de la

Hidráulica sin considerar conceptos abstractos y factores sin

sentido físico.

Se permite instalar un ARP a la vez, por lo que se pueden

determinar tantos aparatos como sean necesarios, hasta

obtener las cargas de presión deseadas.

Sobre la instalación de válvulas reguladores de presión:

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Localiza los puntos de la red donde la concentración de cloro es menor a la requerida.

Permite determinar el área de influencia de los tanques de regulación para diferentes horas del día.

La pérdida debido a los accesorios de la toma domiciliaria del D.F. es del orden de 5m, reduce a la mitad la carga disponible

Sobre la tomas domiciliarias y transporte de sustancias en la red

Page 68: “Redes de tuberías de agua potable y fugas - … 1. Antecedentes 2.Revisión de redes de distribución de agua potable 3.Diseño y rehabilitación de redes de distribución de agua

Fin

Muchas gracias