TESIS DE ESPECIALIZACIÓN
INGENIERÍA DE SISTEMAS HÍDRICOS URBANOS
DISEÑO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN A LARGO PLAZO
CONSIDERANDO FUGAS Y AUMENTO PAULATINO DE LA DEMANDA.
Preparado por:
Ing. Luis Bernardo Chavarría Durango
Asesor:
Ing. Diego Alejandro Páez Ángel
Informe Final Tesis
Bogotá, 19 de Febrero de 2014.
1 INTRODUCCIÓN. ...
2 OBJETIVOS. ...
2.1 OBJETIVOGENERAL. ...
2.2 OBJETIVOSESPECIFICOS.
3 ESTADO DEL ARTE ...
4 METODOLOGÍA...
4.1 PROYECCIONESDEPOBLACIÓN.
4.1.1 Método Aritmético. ...
4.1.2 Método Geométrico. ...
4.1.3 Método Exponencial.
4.1.4 Método de Wappaus.
4.2 CASOSDEESTUDIO. ...
4.3 ESTIMACIÓN DELNIVEL
4.4 PERÍODODEDISEÑO. ...
4.5 DOTACIÓNYCONSUMOS.
4.5.1 Dotación Neta. ...
4.5.2 Pérdidas teóricas de agua.
4.5.3 Dotación Bruta. ...
4.5.4 Caudal medio diario.
4.5.5 Caudal máximo diario.
4.5.6 Caudal máximo horario.
4.6 TOPOLOGÍADELARED
4.7 DISEÑODEREDESDEDISTRIBUCIÓN.
4.7.1 Superficie Óptima de Gradiente Hidráulico.
4.7.2 Representación de fugas en la red.
5 DATOS Y ANÁLISIS DE DATOS
5.1 EVALUACIÓNDECONSUMOS
5.1.1 Municipio de Granada.
5.1.2 Municipio de San Martín.
5.2 ANALISISHIDRÁULICO 5.2.1 Diseño Red Granada.
5.2.2 Diseño de Red San Martín.
6 CONCLUSIONES ...
7 BIBLIOGRAFÍA ...
TABLA DE CONTENIDO
...
...
...
ESPECIFICOS. ...
...
...
POBLACIÓN...
...
...
Método Exponencial. ...
Método de Wappaus. ...
...
NIVELDECOMPLEJIDADDELSISTEMA. ...
...
CONSUMOS. ...
...
as teóricas de agua. ...
...
Caudal medio diario...
Caudal máximo diario. ...
Caudal máximo horario. ...
REDYDISTRIBUCIÓNDELADEMANDA. ...
DISTRIBUCIÓN. ...
Superficie Óptima de Gradiente Hidráulico. ...
Representación de fugas en la red. ...
DATOS ...
CONSUMOSYCAUDALESASOCIADOSAPÉRDIDAS
Municipio de Granada. ...
Municipio de San Martín. ...
HIDRÁULICOYCOSTOSDECONSTRUCCIÓN. ...
Diseño Red Granada. ...
Diseño de Red San Martín. ...
...
...
... 6
... 8
... 8
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... 17
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... 20
... 21
PORFUGAS. ... 21
... 21
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... 24
... 24
... 32
... 40
... 41
FIGURA 1CONFIGURACIÓN TOPOLÓG
FIGURA 2.COSTOS DE CONSTRUCCIÓ
FIGURA 3.EVOLUCIÓN DE LAS PÉRDIDAS RESPECTO A LA F
FIGURA 4.COSTOS CONSTRUCTIVOS
GRANADA. ...
FIGURA 5PORCENTAJE DE FUGAS VS
FIGURA 6COSTOS CONSTRUCTIVOS V
FIGURA 7REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS Y COSTOS DE OPERACIÓ
FIGURA 8CONFIGURACIÓN TOPOLÓG
FIGURA 9COSTOS DE CONSTRUCCIÓN PARA DIFERENTES FL
FIGURA 10COSTOS DE CONSTRUCCIÓN
FIGURA 11COSTOS DE CONSTRUCCIÓ
FIGURA 12PÉRDIDAS POR FUGAS SEGÚN LA FLECHA
FIGURA 13COMPORTAMIENTO DE LOS
FIGURA 14REDUCCIÓN DE PÉRDIDAS
ÍNDICE DE FIGURAS
ONFIGURACIÓN TOPOLÓGICA RED GRANADA. ...
OSTOS DE CONSTRUCCIÓN VS FLECHA DE DISEÑO AÑO 2013. ...
IDAS RESPECTO A LA FLECHA DE DISEÑO,RED GRANADA AÑO
OSTOS CONSTRUCTIVOS VS FLECHA DE DISEÑO PARA DIFERENTES HORIZONTES DE PLANEACIÓN
...
S.FLECHAS DE DISEÑO. ...
VS.AUMENTO DE LA DEMANDA. ...
Y COSTOS DE OPERACIÓN ASOCIADOS A FUGAS. ...
ONFIGURACIÓN TOPOLÓGICA DE LA RED SAN MARTÍN. ...
N PARA DIFERENTES FLECHAS DE DISEÑO,RED SAN MARTÍN AÑO STOS DE CONSTRUCCIÓN PARA DIFERENTES FLECHAS DE DISEÑO,RED SAN M
OSTOS DE CONSTRUCCIÓN PARA CADA HORIZONTE DE DISEÑO,RED SAN MARTÍN
UGAS SEGÚN LA FLECHA DE DISEÑO,RED SAN MARTÍN. ...
OMPORTAMIENTO DE LOS COSTOS DE INVERSIÓN EN EL TIEMPO,RED SAN MARTÍN EDUCCIÓN DE PÉRDIDAS Y COSTOS DE OPERACIÓN ASOCIADOS A FUGAS,RED S
... 25
... 26
RANADA AÑO 2013 ... 27
S DE PLANEACIÓN;RED ... 28
... 28
... 30
... 31
... 32
ARTÍN AÑO 2013. ... 33
MARTÍN AÑO 2043. ... 34
ARTÍN. ... 35
... 36
ARTÍN. ... 37
SAN MARTÍN. ... 39
TABLA 1.NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL
TABLA 2.PERÍODO DE DISEÑO DE SISTEMAS DE ACUEDUCTO
TABLA 3.DOTACIÓN NETA SEGÚN. ...
TABLA 4.PORCENTAJE DE PÉRDIDAS TÉCNICAS ADMISIBLE
TABLA 5.POBLACIÓN PROYECTADA POR QUINQU
TABLA 6.CÁLCULO DE DEMANDA RED
TABLA 7EVOLUCIÓN DE LA DEMANDA EN EL TIEMPO
TABLA 8ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA DE AGUA POR QUIN
TABLA 9AHORRO ANUAL EN PÉRDIDAS ENTRE FLECHAS DE
TABLA 10PERIODOS DE OPERACIÓN
TABLA 11ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS DE CONSTRU
TABLA 12PERIODOS DE OPERACIÓN
ÍNDICE DE TABLAS
OMPLEJIDAD DEL SISTEMA. ...
ISTEMAS DE ACUEDUCTO...
...
S TÉCNICAS ADMISIBLES. ...
ROYECTADA POR QUINQUENIOS. ...
RED GRANADA. ...
EMANDA EN EL TIEMPO RED SAN MARTÍN...
NDA DE AGUA POR QUINQUENIOS,MUNICIPIO DE SAN MARTÍN DAS ENTRE FLECHAS DEL 15 Y 50% ...
DE LA RED CUMPLIENDO CON RESTRICCIONES DE CAUDAL Y PRESIÓN DE COSTOS DE CONSTRUCCIÓN Y COSTOS DE OPERACIÓN
DE REDES DISEÑADAS,MUNICIPIO DE SAN MARTÍN. ...
... 15
... 15
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... 16
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... 23
ARTÍN. ... 24
... 29
CAUDAL Y PRESIÓN. ... 30
ERACIÓN. ... 36
... 38
ECUACIÓN 1.POBLACIÓN PROYECTADA
ECUACIÓN 2.POBLACIÓN PROYECTADA
ECUACIÓN 3.TASA DE CRECIMIENTO
ECUACIÓN 4.POBLACIÓN PROYECTADA
ECUACIÓN 5.TASA DE CRECIMIENTO
ECUACIÓN 6.ECUACIÓN DE SUPERFICI
ECUACIÓN 7.ECUACIÓN DE SUPERFICI
ECUACIÓN 8.ECUACIÓN DE SUPERFICI
ECUACIÓN 9.ECUACIÓN DE SUPERFICIE RECIPROCA
ECUACIÓN 10.ECUACIÓN TRADICIONAL
ECUACIÓN 11.CAUDAL DE FUGAS EN FU
ÍNDICE DE ECUACIONES
ROYECTADA,MÉTODO ARITMÉTICO. ...
OBLACIÓN PROYECTADA,MÉTODO GEOMÉTRICO. ...
ASA DE CRECIMIENTO MÉTODO GEOMÉTRICO. ...
OBLACIÓN PROYECTADA,MÉTODO EXPONENCIAL. ...
RECIMIENTO MÉTODO EXPONENCIAL...
CUACIÓN DE SUPERFICIE LINEAL (SOGH) ...
CUACIÓN DE SUPERFICIE CUADRÁTICA (SOGH)...
CUACIÓN DE SUPERFICIE CATENARIA (SOGH). ...
UPERFICIE RECIPROCA (SOGH) ...
CUACIÓN TRADICIONAL DE FUGAS. ...
AUDAL DE FUGAS EN FUNCIÓN DE LA PRESIÓN. ...
... 11
... 12
... 12
... 12
... 13
... 19
... 19
... 19
... 20
... 20
... 20
1 INTRODUCCIÓN.
El diseño optimizado de redes de distribución ha venido teniendo un gran avance a nivel se ha venido desarrollando y perfecciona
el inmenso espacio solución que presenta una red de distribución, numerosos investigadores han proporcionado avances importantes en algoritmos genético
agua potable. El problema hoy día se ha trasladado al diseño de algoritmos que permitan identificar fugas o reducir las mismas, alternativas que van desde la localización de válvulas reductoras de presión hasta algorit
de mínimo costo.
En Colombia y gran parte de América Latina la tendencia de los diseños de redes de distribución van encaminados a diseños económicos
buscan resolver la problemática inmediata plasmando inversiones por etapas que van permitiendo poco a poco ampliar la capacidad de una red de distribución, ya que se piensa
inversión inicial en una red que solo funcionará a su má 25 o 30 años es descabellado.
Hoy día la cobertura en agua potable en Colombia sigue siendo insuficiente y en la infraestructura existente las pérdidas de agua potable en los sistemas de distribución son muy elevadas, generando sobrecostos
servicios públicos, sin embargo
y en algunos casos solo llegan hasta la proyección de micro y macro me habla de mejorar hidráulicamente la operación de la red.
Un enfoque al diseño optimizado de redes de distribución y a la red de mínimo costo fue abarcado por Saldarriaga (1998) y obtuvo grandes avances con los trabajos de Villalba (20 Ochoa (2009), para ello se propone una metodología de diseño denominada Superficie de Uso óptimo de Potencia (OPUS) y está basada en el criterio de I
serie. Esta metodología asigna una altura piezomé
pérdidas totales de las tuberías quedan predefinidas como la diferencia entre las
piezométricas de sus nudos adyacentes, calcula el diámetro de las tuberías basado en una estimación previa de la línea de gradiente h
costo. Hoy día esta metodología es posible aplicarla con la ayuda del Programa REDES desarrollado en el Centro de Investigaciones de Acueducto y Alcantarillado (CIACUA) del departamento de Ingeniería Civil
el método de optimización combinatoria de Superficie
El objetivo de este estudio es demostrar mediante la implementación del modelo hidráulico de superficie óptima de presión para dos redes distintas, con niveles de complejidad alto y medio alto, que existe una red de mínimo costo para un año de diseño óptimo, la cual garantiza el suministro de la demanda de agua durante todo el periodo de diseño, permite reducir fugas en la red de distribución y que está a su vez no representa un elevado costo de inversión inicial frente a una red que solo garantiza las necesidades de una demanda actual, lo que indicaría que no
INTRODUCCIÓN.
El diseño optimizado de redes de distribución ha venido teniendo un gran avance a nivel
se ha venido desarrollando y perfeccionando los métodos heurísticos que han permitido resolver el inmenso espacio solución que presenta una red de distribución, numerosos investigadores han proporcionado avances importantes en algoritmos genéticos que optimicen el diseño de redes de agua potable. El problema hoy día se ha trasladado al diseño de algoritmos que permitan identificar fugas o reducir las mismas, alternativas que van desde la localización de válvulas reductoras de presión hasta algoritmos que permiten una mejor distribución de presiones y la red
En Colombia y gran parte de América Latina la tendencia de los diseños de redes de distribución van encaminados a diseños económicos, generalmente asociados a periodos de diseño
buscan resolver la problemática inmediata plasmando inversiones por etapas que van permitiendo poco a poco ampliar la capacidad de una red de distribución, ya que se piensa
inversión inicial en una red que solo funcionará a su máxima capacidad al final de un periodo de 25 o 30 años es descabellado.
Hoy día la cobertura en agua potable en Colombia sigue siendo insuficiente y en la infraestructura existente las pérdidas de agua potable en los sistemas de distribución son muy ostos de operación y grandes pérdidas comerciales a las empresas de servicios públicos, sin embargo, en los diseños muchas veces no se tiene en cuenta esta situación y en algunos casos solo llegan hasta la proyección de micro y macro me
habla de mejorar hidráulicamente la operación de la red.
enfoque al diseño optimizado de redes de distribución y a la red de mínimo costo fue abarcado por Saldarriaga (1998) y obtuvo grandes avances con los trabajos de Villalba (20 Ochoa (2009), para ello se propone una metodología de diseño denominada Superficie de Uso óptimo de Potencia (OPUS) y está basada en el criterio de I-Pai Wu para el diseño de tuberías en ología asigna una altura piezométrica a cada nudo de la red, de manera que las pérdidas totales de las tuberías quedan predefinidas como la diferencia entre las
tricas de sus nudos adyacentes, calcula el diámetro de las tuberías basado en una estimación previa de la línea de gradiente hidráulico, garantizando así la solución de mínimo Hoy día esta metodología es posible aplicarla con la ayuda del Programa REDES desarrollado en el Centro de Investigaciones de Acueducto y Alcantarillado (CIACUA) del departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Los Andes, el cual incorpora el método de optimización combinatoria de Superficie Óptima de Presiones.
El objetivo de este estudio es demostrar mediante la implementación del modelo hidráulico de n para dos redes distintas, con niveles de complejidad alto y medio alto, que existe una red de mínimo costo para un año de diseño óptimo, la cual garantiza el suministro de la demanda de agua durante todo el periodo de diseño, permite reducir fugas en la red de distribución y que está a su vez no representa un elevado costo de inversión inicial frente a una red que solo garantiza las necesidades de una demanda actual, lo que indicaría que no El diseño optimizado de redes de distribución ha venido teniendo un gran avance a nivel mundial, do los métodos heurísticos que han permitido resolver el inmenso espacio solución que presenta una red de distribución, numerosos investigadores han s que optimicen el diseño de redes de agua potable. El problema hoy día se ha trasladado al diseño de algoritmos que permitan identificar fugas o reducir las mismas, alternativas que van desde la localización de válvulas mos que permiten una mejor distribución de presiones y la red
En Colombia y gran parte de América Latina la tendencia de los diseños de redes de distribución generalmente asociados a periodos de diseño cortos que buscan resolver la problemática inmediata plasmando inversiones por etapas que van permitiendo poco a poco ampliar la capacidad de una red de distribución, ya que se piensa, que hacer una xima capacidad al final de un periodo de
Hoy día la cobertura en agua potable en Colombia sigue siendo insuficiente y en la infraestructura existente las pérdidas de agua potable en los sistemas de distribución son muy de operación y grandes pérdidas comerciales a las empresas de tiene en cuenta esta situación y en algunos casos solo llegan hasta la proyección de micro y macro medición, pero nunca se
enfoque al diseño optimizado de redes de distribución y a la red de mínimo costo fue abarcado por Saldarriaga (1998) y obtuvo grandes avances con los trabajos de Villalba (2004) y Ochoa (2009), para ello se propone una metodología de diseño denominada Superficie de Uso Pai Wu para el diseño de tuberías en udo de la red, de manera que las pérdidas totales de las tuberías quedan predefinidas como la diferencia entre las alturas tricas de sus nudos adyacentes, calcula el diámetro de las tuberías basado en una idráulico, garantizando así la solución de mínimo Hoy día esta metodología es posible aplicarla con la ayuda del Programa REDES desarrollado en el Centro de Investigaciones de Acueducto y Alcantarillado (CIACUA) del y Ambiental de la Universidad de Los Andes, el cual incorpora
ptima de Presiones.
El objetivo de este estudio es demostrar mediante la implementación del modelo hidráulico de n para dos redes distintas, con niveles de complejidad alto y medio alto, que existe una red de mínimo costo para un año de diseño óptimo, la cual garantiza el suministro de la demanda de agua durante todo el periodo de diseño, permite reducir fugas en la red de distribución y que está a su vez no representa un elevado costo de inversión inicial frente a una red que solo garantiza las necesidades de una demanda actual, lo que indicaría que no
necesariamente un diseño limitado o proyección de una red de distribución.
diseño limitado o sobredimensionado es la opción más adecuada para la proyección de una red de distribución.
ón más adecuada para la
2 OBJETIVOS.
2.1 OBJETIVO GENERAL
Establecer el comportamiento de los costos derivados de la a diferentes horizontes de planeación
Presiones que permita minimiza
operativos, a fin de brindar herramientas que sirvan de proyectos de redes de distribución de agua potable.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.
• Proyectar horizontes de planeación que permitan variar las condi estimar las pérdidas d
registros históricos de
Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000)
• Construir con la ayuda del programa Redes pérdidas asociadas a fugas e
presión en la red.
• Establecer una ecuación que permita relacionar el caudal de fugas en función de la presión en cada uno de los nudos de la red, teniendo en cuenta un modelo hidráulico inicial.
• Aplicar el método de superficie
fin de obtener la red de mínimo costo escenarios de población y demanda establecidos.
• Evaluar los cotos constructivos y y estimar una función que permita
BJETIVO GENERAL.
Establecer el comportamiento de los costos derivados de la construcción de redes de distribución a diferentes horizontes de planeación, aplicando un modelo hidráulico de Superficie
minimizar fugas y compensar sobrecostos constructivos con costos brindar herramientas que sirvan en la toma de decisiones
ibución de agua potable.
BJETIVOS ESPECIFICOS.
horizontes de planeación que permitan variar las condi
del sistema en función del caudal demandado, teniendo en cuenta registros históricos de agua no contabilizada y las metodologías establecidas en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000)
con la ayuda del programa Redes, un modelo inicial que permita representar las ociadas a fugas en un sistema de distribución de agua potable, en función de la
una ecuación que permita relacionar el caudal de fugas en función de la presión en cada uno de los nudos de la red, teniendo en cuenta un modelo hidráulico
plicar el método de superficie optima de presiones a través del programa Redes con el fin de obtener la red de mínimo costo constructivo y operativo
de población y demanda establecidos.
Evaluar los cotos constructivos y operativos para cada horizonte de planeación propuesto y estimar una función que permita describir el comportamiento entre estos.
de redes de distribución odelo hidráulico de Superficie Óptima de sobrecostos constructivos con costos en la toma de decisiones en la planificación
horizontes de planeación que permitan variar las condiciones de población y el sistema en función del caudal demandado, teniendo en cuenta las metodologías establecidas en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000)
un modelo inicial que permita representar las distribución de agua potable, en función de la
una ecuación que permita relacionar el caudal de fugas en función de la presión en cada uno de los nudos de la red, teniendo en cuenta un modelo hidráulico
ptima de presiones a través del programa Redes con el constructivo y operativo para los diferentes
operativos para cada horizonte de planeación propuesto describir el comportamiento entre estos.
3 ESTADO DEL ARTE
El diseño optimizado de redes de distribución ha sido abarcado por numerosos investigadores de todas partes del mundo, encontrando una tenden
alternativas basadas en algoritmos genéticos
solución que ofrecen los materiales y diámetros comerciales existentes en la actualidad Los AG son métodos sistemáticos para la resolución de probl
optimización que aplican a
trabajo trata de simular la evolución de una población de individuos, la cual es sometida a acciones aleatorias semejantes a las que actúan en la evolución biológica, así como también a una selección de acuerdo con algún criterio
individuos más aptos, que sobreviven
La idea básica es generar un conjunto con algunas de las posibles soluciones. Cada una va a ser llamada individuo y a dicho conjunto se le denominará población. Esta población inicial se ve sometida a una serie de operadores genéticos (reprodu
permiten la evolución de la población, sobreviviendo los mejores individuos y descartándose el resto.
Se ha determinado que los problemas de optimización problemas NP-duros (NP
complejidad de orden polinomial que puedan encontrar una solución exacta. Para resolver estos problemas existen dos caminos, uno es emplear un método exacto que garantice la solución óptima por búsqueda exhaust
en evaluar todas y cada una de las posibles soluciones. Sin embargo no existe la posibilidad desde el punto de vista tecnológico
razonable.
Por otra parte los métodos heurísticos que au
soluciones muy aproximadas en un tiempo razonable.
utilizados para resolver problemas combinatorios difíciles se citan:
colonia de hormigas, recorrido simulado,
genéticos, etc. Existe multitud de metodologías para diseñar algoritmos combinatorios que den solución a problemas de optimización complejos (Davis, 1996).
La optimización de redes de distribución enfocada a una correcta distribución de presiones sido tratado a través de técnicas que buscan localizar
Walters (1995); propone un algoritmo evolutivo de cromosoma entero
válvulas de aislamiento con el propósito de abrirlas o cerrarlas para conseguir la mejor distribución posible de presiones sin afectar el desempeño de la red.
Otro investigador (Reis et al., 1997) propone mejorar de manera simultánea la
ajuste de válvulas de control con el objetivo de reducir fugas directamente, en vez de reducir
ESTADO DEL ARTE
El diseño optimizado de redes de distribución ha sido abarcado por numerosos investigadores s del mundo, encontrando una tendencia marcada hacia el desarrollo con alternativas basadas en algoritmos genéticos (AG), teniendo en cuenta el amplio espacio de
que ofrecen los materiales y diámetros comerciales existentes en la actualidad
AG son métodos sistemáticos para la resolución de problemas de búsqueda y que aplican a éstos los mismos métodos de la evolución biológica. Su forma de trabajo trata de simular la evolución de una población de individuos, la cual es sometida a acciones aleatorias semejantes a las que actúan en la evolución biológica, así como también a
n de acuerdo con algún criterio en función del cual se decide cuáles son los , que sobreviven y cuales los menos aptos, que son d
La idea básica es generar un conjunto con algunas de las posibles soluciones. Cada una va a y a dicho conjunto se le denominará población. Esta población inicial se ve sometida a una serie de operadores genéticos (reproducción, cruce y mutación), que permiten la evolución de la población, sobreviviendo los mejores individuos y descartándose
que los problemas de optimización combinatoria se les suele
duros (NP-Hard), llamados así porque no se conocen algoritmos con complejidad de orden polinomial que puedan encontrar una solución exacta. Para resolver estos problemas existen dos caminos, uno es emplear un método exacto que garantice la
ptima por búsqueda exhaustiva o por numeración (Gessler, 1985)
en evaluar todas y cada una de las posibles soluciones. Sin embargo no existe la posibilidad desde el punto de vista tecnológico que se pueda realizar estos c
rte los métodos heurísticos que aunque no garantizan la solución
soluciones muy aproximadas en un tiempo razonable. Dentro de los métodos heurísticos problemas combinatorios difíciles se citan: o
ecorrido simulado, búsqueda tabú, inteligencia de enjambre, algoritmos Existe multitud de metodologías para diseñar algoritmos combinatorios que problemas de optimización complejos (Davis, 1996).
La optimización de redes de distribución enfocada a una correcta distribución de presiones a través de técnicas que buscan localizar válvulas de control de presiones
; propone un algoritmo evolutivo de cromosoma entero
válvulas de aislamiento con el propósito de abrirlas o cerrarlas para conseguir la mejor distribución posible de presiones sin afectar el desempeño de la red.
(Reis et al., 1997) propone mejorar de manera simultánea la
ajuste de válvulas de control con el objetivo de reducir fugas directamente, en vez de reducir El diseño optimizado de redes de distribución ha sido abarcado por numerosos investigadores cia marcada hacia el desarrollo con teniendo en cuenta el amplio espacio de que ofrecen los materiales y diámetros comerciales existentes en la actualidad.
emas de búsqueda y stos los mismos métodos de la evolución biológica. Su forma de trabajo trata de simular la evolución de una población de individuos, la cual es sometida a acciones aleatorias semejantes a las que actúan en la evolución biológica, así como también a en función del cual se decide cuáles son los y cuales los menos aptos, que son descartados.
La idea básica es generar un conjunto con algunas de las posibles soluciones. Cada una va a y a dicho conjunto se le denominará población. Esta población inicial cción, cruce y mutación), que permiten la evolución de la población, sobreviviendo los mejores individuos y descartándose
combinatoria se les suelen asociar con así porque no se conocen algoritmos con complejidad de orden polinomial que puedan encontrar una solución exacta. Para resolver estos problemas existen dos caminos, uno es emplear un método exacto que garantice la (Gessler, 1985), la cual consiste en evaluar todas y cada una de las posibles soluciones. Sin embargo no existe la posibilidad realizar estos cálculos en un tiempo
nque no garantizan la solución óptima, entregan Dentro de los métodos heurísticos más optimización basada en nteligencia de enjambre, algoritmos Existe multitud de metodologías para diseñar algoritmos combinatorios que
La optimización de redes de distribución enfocada a una correcta distribución de presiones ha válvulas de control de presiones Savic &
; propone un algoritmo evolutivo de cromosoma entero, el cual localiza válvulas de aislamiento con el propósito de abrirlas o cerrarlas para conseguir la mejor
(Reis et al., 1997) propone mejorar de manera simultánea la ubicación y ajuste de válvulas de control con el objetivo de reducir fugas directamente, en vez de reducir
presiones como forma de control de fugas. El algoritmo genético es similar al de Savic y propone un número fijo de válvulas
los individuos para calcular el porcentaje de reducción de fugas,
cinco diferentes patrones de consumos buscando representar el comportamiento dinámico de la red.
Posteriormente Rodríguez localización y el costo de las
menor diámetro para hacer los cálculos de perdidas por fricción y luego son remplazados por válvulas reductoras de presión calibradas manualmente, logrando una reducción de presiones y fugas.
Otro enfoque al diseño op
abarcado por Saldarriaga (1998) y obtuvo grandes y Ochoa (2009), para ello
Uso óptimo de Potencia (OPUS) tuberias en serie. Esta metod
manera que las pérdidas totales de las tuberías quedan predefinidas como la diferencia las alturas piezometricas de sus nudos adyacentes
en una estimación previa de la lí mínimo costo. Los resultad
tiempo de cálculo sin generar una disminución de la calidad en la solución número de cálculos hidráulicos respecto a otras me
presiones como forma de control de fugas. El algoritmo genético es similar al de Savic y propone un número fijo de válvulas por localizar, esto se lleva a cabo en cada evaluación de los individuos para calcular el porcentaje de reducción de fugas, además incluye en el análisis diferentes patrones de consumos buscando representar el comportamiento dinámico de
Rodríguez-Vázquez (2005) desarrolla un algoritmo genético que optimiza la localización y el costo de las válvulas reductoras de presión. Para ello
menor diámetro para hacer los cálculos de perdidas por fricción y luego son remplazados por válvulas reductoras de presión calibradas manualmente, logrando una reducción de presiones
ptimizado de redes de distribución y a la red de minimo costo fue (1998) y obtuvo grandes avances con los trabajos de Villalba (2004) , para ello se propone una metodología de diseño denominada Superficie de ptimo de Potencia (OPUS) y esta basada en el criterio de I-Pai Wu para el diseño de
Esta metodología asigna una altura piezométrica a cada nudo
rdidas totales de las tuberías quedan predefinidas como la diferencia piezometricas de sus nudos adyacentes, calcula el diámetros de las tuberías basado
mación previa de la línea de gradiente hidráulico, garantizando asi la solución de . Los resultados obtenidos con esta metodología han d
sin generar una disminución de la calidad en la solución ulicos respecto a otras metaheurísticas.
presiones como forma de control de fugas. El algoritmo genético es similar al de Savic y eva a cabo en cada evaluación de además incluye en el análisis diferentes patrones de consumos buscando representar el comportamiento dinámico de
Vázquez (2005) desarrolla un algoritmo genético que optimiza la ara ello, simula un tubo de menor diámetro para hacer los cálculos de perdidas por fricción y luego son remplazados por válvulas reductoras de presión calibradas manualmente, logrando una reducción de presiones
distribución y a la red de minimo costo fue avances con los trabajos de Villalba (2004) denominada Superficie de Pai Wu para el diseño de trica a cada nudo de la red, de rdidas totales de las tuberías quedan predefinidas como la diferencia entre metros de las tuberías basado rantizando asi la solución de a han demostrado reducir el sin generar una disminución de la calidad en la solución y reduce el
4 METODOLOGÍA
La metodología empleada para el diseño de redes de distribución de agua potable fugas y aumento paulatino de la de
el reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000) y en las metodologías desarrolladas por Villalba (2004) y Ochoa (2009)
REDES desarrollado por el Centro de Investigación en Acueductos y Alcan Universidad de Los Andes (CIACUA), así como en los resultado
4.1 PROYECCIONES DE POBLACIÓN.
El cálculo de proyección de la población se desarrollará de acuerdo con las metodologías sugeridas en la Tabla B.2.1 del Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000) y la información censal
analizar. Teniendo en cuenta lo anterior la
aritmético, geométrico, exponencial y Wappaus, que son aplicables a complejidad.
Para una mejor comprensión de cada uno de estos procedimientos se hará de cada uno de ellos.
4.1.1 Método Aritmético
Este método es recomendado para pequeñas poblaciones de poco desarrollo o con áreas de crecimiento casi nulas y se caracteriza por que la población aumenta a una tasa constante de crecimiento aritmético, es decir, que la población del último censo se le adiciona un número fijo de habitantes para cada período futuro. La ecuación para calcular la población proyectada es la siguiente:
P
Ecuación
Dónde:
PF = Población correspondiente al año para el que se quiere proyectar población.
PUC = Población correspondiente al último año censado con información.
PCI = Población correspondiente al censo inicial con inf
METODOLOGÍA
La metodología empleada para el diseño de redes de distribución de agua potable
as y aumento paulatino de la demanda estará basada en las recomendaciones consignadas en el reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000) y en las metodologías desarrolladas por Villalba (2004) y Ochoa (2009) agrupadas por el Programa REDES desarrollado por el Centro de Investigación en Acueductos y Alcan
Universidad de Los Andes (CIACUA), así como en los resultados obtenidos por Cuero
PROYECCIONES DE POBLACIÓN.
de la población se desarrollará de acuerdo con las metodologías sugeridas en la Tabla B.2.1 del Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000) y la información censal disponible para cada una de las poblaciones a eniendo en cuenta lo anterior la población actual debe proyectarse por los métodos aritmético, geométrico, exponencial y Wappaus, que son aplicables a
Para una mejor comprensión de cada uno de estos procedimientos se hará
Aritmético.
Este método es recomendado para pequeñas poblaciones de poco desarrollo o con áreas de crecimiento casi nulas y se caracteriza por que la población aumenta a una tasa constante de ritmético, es decir, que la población del último censo se le adiciona un número fijo de habitantes para cada período futuro. La ecuación para calcular la población proyectada es la
(
F UC)
CI UC
CI UC UC
F
T T
T T
P P P
P −
− + −
= x
Ecuación 1. Población Proyectada, Método Aritmético.
correspondiente al año para el que se quiere proyectar población.
correspondiente al último año censado con información.
correspondiente al censo inicial con información.
La metodología empleada para el diseño de redes de distribución de agua potable considerando manda estará basada en las recomendaciones consignadas en el reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000) y en las agrupadas por el Programa REDES desarrollado por el Centro de Investigación en Acueductos y Alcantarillados de la
s obtenidos por Cuero (2011).
de la población se desarrollará de acuerdo con las metodologías sugeridas en la Tabla B.2.1 del Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento disponible para cada una de las poblaciones a población actual debe proyectarse por los métodos aritmético, geométrico, exponencial y Wappaus, que son aplicables a todos los niveles de
Para una mejor comprensión de cada uno de estos procedimientos se hará una breve descripción
Este método es recomendado para pequeñas poblaciones de poco desarrollo o con áreas de crecimiento casi nulas y se caracteriza por que la población aumenta a una tasa constante de ritmético, es decir, que la población del último censo se le adiciona un número fijo de habitantes para cada período futuro. La ecuación para calcular la población proyectada es la
correspondiente al año para el que se quiere proyectar población.
TUC = Año correspondiente al último censo con información.
TCI = Año correspondiente al censo inicial con información.
TF = Es el año al cual se quiere proyectar la población.
4.1.2 Método Geométrico
Este método es útil en poblaciones que muestran una
generan un desarrollo apreciable y que poseen áreas de expansión importantes, las cuales pueden ser dotadas, sin mayores dificultades
geométrico si el aumento de la población es proporcional a la misma. La ecuación que se emplea es la siguiente:
Ecuación
Donde r es la tasa de crecimiento anual en forma decimal y las demás variables se definen igual que en el anterior método. La tasa de crecimiento se calcula de la siguiente manera:
Ecuación
4.1.3 Método Exponencial
La utilización de este método requiere conocer por lo menos tres censos, para poder determinar el promedio de las tasas de crecimiento de la población. Se recomienda en poblaciones que muestran un desarrollo apreciabl
empleada por este método es la siguiente:
Ecuación
Dónde:
Año correspondiente al último censo con información.
Año correspondiente al censo inicial con información.
Es el año al cual se quiere proyectar la población.
Geométrico.
Este método es útil en poblaciones que muestran una actividad económica importante, que generan un desarrollo apreciable y que poseen áreas de expansión importantes, las cuales pueden ser dotadas, sin mayores dificultades en la infraestructura de servicios públicos. El crecimiento es to de la población es proporcional a la misma. La ecuación que se emplea
) (T
Fr) 1 (
* TUC
UC
F P
P = + −
Ecuación 2. Población proyectada, Método Geométrico.
es la tasa de crecimiento anual en forma decimal y las demás variables se definen igual que en el anterior método. La tasa de crecimiento se calcula de la siguiente manera:
1
) (
1
−
=
TUC−TCICI UC
P r P
Ecuación 3. Tasa de crecimiento Método Geométrico.
Exponencial.
La utilización de este método requiere conocer por lo menos tres censos, para poder determinar el promedio de las tasas de crecimiento de la población. Se recomienda en poblaciones que muestran un desarrollo apreciable y poseen abundantes áreas de expansión. La ecuación empleada por este método es la siguiente:
) (
*
k* TF TCI CIF
P e
P =
−Ecuación 4. Población proyectada, Método Exponencial.
actividad económica importante, que generan un desarrollo apreciable y que poseen áreas de expansión importantes, las cuales pueden la infraestructura de servicios públicos. El crecimiento es to de la población es proporcional a la misma. La ecuación que se emplea
es la tasa de crecimiento anual en forma decimal y las demás variables se definen igual que en el anterior método. La tasa de crecimiento se calcula de la siguiente manera:
La utilización de este método requiere conocer por lo menos tres censos, para poder determinar el promedio de las tasas de crecimiento de la población. Se recomienda en poblaciones que e y poseen abundantes áreas de expansión. La ecuación
K = es la tasa de crecimiento de la población y s
Ecuación
PCP = Población del censo posterior.
PCA = Población del censo anterior.
TCP = Año correspondiente al censo posterior.
TCA = Es el año correspondiente al censo anterior.
Ln = Logaritmo natural.
4.1.4 Método de Wappaus
Es un método poco común, aunque sus resultados son confiables. Es importante aclarar que solo se puede utilizar cuando el producto de la tasa (i en %), y la diferencia entre el año a proyectar (TF) y el año del censo (TCI) es menor a 200, es decir:
La ecuación que se emplea para el cálculo de la población a proyectar es la siguiente.
Donde i es la tasa de crecimiento y se calcula de la siguiente manera
es la tasa de crecimiento de la población y se calcula de acuerdo a la expresión:
CA CP
CA CP
T T
LnP k LnP
−
= −
Ecuación 5. Tasa de Crecimiento Método Exponencial.
Población del censo posterior.
Población del censo anterior.
Año correspondiente al censo posterior.
Es el año correspondiente al censo anterior.
Wappaus.
Es un método poco común, aunque sus resultados son confiables. Es importante aclarar que solo producto de la tasa (i en %), y la diferencia entre el año a proyectar (TF) y el año del censo (TCI) es menor a 200, es decir:
200 )
(
* T
F− T
CI<
i
La ecuación que se emplea para el cálculo de la población a proyectar es la siguiente.
)) (
* 200 (
)) (
* 200
* (
CI F
CI F CI
F
i T T
T T P i
P − −
−
= +
es la tasa de crecimiento y se calcula de la siguiente manera:
e calcula de acuerdo a la expresión:
Es un método poco común, aunque sus resultados son confiables. Es importante aclarar que solo producto de la tasa (i en %), y la diferencia entre el año a proyectar
La ecuación que se emplea para el cálculo de la población a proyectar es la siguiente.
Dónde:
PF = Población en habitantes correspondiente al año que se desea proyectar.
PUC = Población del último año con información censal.
PCI =Población en habitantes correspondiente a un censo inicial.
TUC = Año correspondiente al último censo con información.
TCI = Año correspondiente al censo inicial disponible.
4.2 CASOS DE ESTUDIO.
Se tomará como referencia dos Municipios de Colombia
Meta, cuyas poblaciones permiten obtener Niveles de Complejidad Alto (Municipio de Granada) y Medio Alto (Municipio de San Martín).
El municipio de San Martín de los Llanos está ubicado al Sur
a una distancia de 66 kilómetros de Villavicencio (Capital del Departamento) y 154 kilómetros de Bogotá, a los 03º41'40” de latitud Norte y 73º41'37” de longitud
proyecciones del Departamento Nacional de Estadísticas (DANE) la población del casco urbano asciende a los 21,269 habitantes para el año 2013
entre los 25 a 29ºC, lo que le confiere con
Por otra parte el municipio de Granada está localizado
Suroriente de Santa Fé de Bogotá D.C., y a 80 Km al Sur de la ciudad de Villavicencio, Meta. La altitud mínima es de 372 m.s.n.m. y l
localizado entre los 3° 18´ y 3° 35´ de latitud Norte y entre 73° 30´ y 74° 03´ longitud Oeste del meridiano de Greenwich. El municipio de Granada presenta temperaturas medias que fluctúan entre 23.2 y 28.5ºC, con condiciones de humedad que van des de un 62% hasta u
algunas épocas del año, el régimen de precipitación anual
4.3 ESTIMACIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA.
El Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Sane
en el numeral A.3.2 que “El nivel de complejidad del sistema adoptado debe ser el que resulte mayor entre la clasificación obtenida por la proyección de la población urbana al período de diseño y aquel obtenido según la
) (
* ) (
) (
* 200
UC CI
CI UC
CI UC
P P T
T
P i P
+
−
= −
Población en habitantes correspondiente al año que se desea proyectar.
Población del último año con información censal.
Población en habitantes correspondiente a un censo inicial.
Año correspondiente al último censo con información.
Año correspondiente al censo inicial disponible.
CASOS DE ESTUDIO.
ncia dos Municipios de Colombia localizados en el Departamento del Meta, cuyas poblaciones permiten obtener Niveles de Complejidad Alto (Municipio de Granada) y Medio Alto (Municipio de San Martín).
El municipio de San Martín de los Llanos está ubicado al Sur-Oriente del d
a una distancia de 66 kilómetros de Villavicencio (Capital del Departamento) y 154 kilómetros de Bogotá, a los 03º41'40” de latitud Norte y 73º41'37” de longitud Oeste y acorde con las epartamento Nacional de Estadísticas (DANE) la población del casco urbano asciende a los 21,269 habitantes para el año 2013, la temperatura media de este municipio oscila entre los 25 a 29ºC, lo que le confiere condiciones de clima cálido.
unicipio de Granada está localizado en el departamento del Meta, a 180 Km al Suroriente de Santa Fé de Bogotá D.C., y a 80 Km al Sur de la ciudad de Villavicencio, Meta. La altitud mínima es de 372 m.s.n.m. y la máxima es de 410 m.s.n.m. El municipio se encuentra localizado entre los 3° 18´ y 3° 35´ de latitud Norte y entre 73° 30´ y 74° 03´ longitud Oeste del El municipio de Granada presenta temperaturas medias que fluctúan 28.5ºC, con condiciones de humedad que van des de un 62% hasta u
gunas épocas del año, el régimen de precipitación anual es de 2800 mm/año.
ESTIMACIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA.
El Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000) establece en el numeral A.3.2 que “El nivel de complejidad del sistema adoptado debe ser el que resulte mayor entre la clasificación obtenida por la proyección de la población urbana al período de diseño y aquel obtenido según la capacidad económica actual de los usuarios del sistema”.
Población en habitantes correspondiente al año que se desea proyectar.
localizados en el Departamento del Meta, cuyas poblaciones permiten obtener Niveles de Complejidad Alto (Municipio de Granada)
departamento del Meta a una distancia de 66 kilómetros de Villavicencio (Capital del Departamento) y 154 kilómetros de Oeste y acorde con las epartamento Nacional de Estadísticas (DANE) la población del casco urbano , la temperatura media de este municipio oscila
epartamento del Meta, a 180 Km al Suroriente de Santa Fé de Bogotá D.C., y a 80 Km al Sur de la ciudad de Villavicencio, Meta. La a máxima es de 410 m.s.n.m. El municipio se encuentra localizado entre los 3° 18´ y 3° 35´ de latitud Norte y entre 73° 30´ y 74° 03´ longitud Oeste del El municipio de Granada presenta temperaturas medias que fluctúan 28.5ºC, con condiciones de humedad que van des de un 62% hasta un 91% en
mm/año.
ESTIMACIÓN DEL NIVEL DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA.
amiento Básico (RAS 2000) establece en el numeral A.3.2 que “El nivel de complejidad del sistema adoptado debe ser el que resulte mayor entre la clasificación obtenida por la proyección de la población urbana al período de
l de los usuarios del sistema”.
Tabla
Nivel complejidad Bajo Medio Medio Alto
Alto
La asignación del nivel de complejidad del sistema
de sus usuarios y de la población proyectada a beneficiar, siendo en definitiva el resultado entre la evaluación de estos dos aspectos.
4.4 PERÍODO DE DISEÑO.
Para el 27 de Noviembre de 2009 el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial expide la Resolución 2320 por la cual se modifica parcialmente la Resolución número
2000 que adopta el Reglamento Técnico para el S
en ella se establecen los períodos de diseño máximos para todos los componentes
acueducto y alcantarillado según el Nivel de Complejidad del Sistema, tal y como se muestra en la tabla que aparece a continuación.
Tabla 2
Nivel de Complejidad del Bajo, Medio y Medio alto
Para el análisis que se pretende llevar a cabo con este proyecto de planeación un periodo de 30 años, efectuando proyecciones por incremento paulatino de la población y la demanda.
4.5 DOTACIÓN Y CONSUMOS.
Para la evaluación de la demanda de cada una de las poblaciones a analizar, se empleará la metodología estipulada en el Reglamento Técnico del Sector de
Básico RAS 2000, la cual se describe a continuación.
4.5.1 Dotación Neta.
Para la estimación de la dotación neta se tendrán en cuenta los valores sugeridos 2320 de 2009 expedida por El Ministerio de Ambiente, Vivienda
cuales están en función del clima y
utilicen estos valores está argumentada en que no se cuenta con información de macro y micro medición, por lo que resulta difícil est
Tabla 1. Nivel de Complejidad del Sistema.
Nivel complejidad.
Población en la zona urbana.
Capacidad económica de los usuarios
< 2500 Baja
2501 a 12500 Baja
12501 a 60000 Media
> 60000 Alta
La asignación del nivel de complejidad del sistema se hace con base en la capacidad económica blación proyectada a beneficiar, siendo en definitiva el resultado de estos dos aspectos.
ODO DE DISEÑO.
Para el 27 de Noviembre de 2009 el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial por la cual se modifica parcialmente la Resolución número
el Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico períodos de diseño máximos para todos los componentes
acueducto y alcantarillado según el Nivel de Complejidad del Sistema, tal y como se muestra en la tabla que aparece a continuación.
2. Período de Diseño de Sistemas de acueducto.
Nivel de Complejidad del Sistema
Período de diseño máximo Bajo, Medio y Medio alto 25 años
Alto 30 años
nde llevar a cabo con este proyecto, se propone tomar como horizonte de planeación un periodo de 30 años, efectuando proyecciones por quinquenios para estimar el incremento paulatino de la población y la demanda.
DOTACIÓN Y CONSUMOS.
Para la evaluación de la demanda de cada una de las poblaciones a analizar, se empleará la metodología estipulada en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000, la cual se describe a continuación.
Para la estimación de la dotación neta se tendrán en cuenta los valores sugeridos
2320 de 2009 expedida por El Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, los cuales están en función del clima y del nivel de complejidad del sistema. La razón de que se utilicen estos valores está argumentada en que no se cuenta con información de macro y micro medición, por lo que resulta difícil establecer patrones de consumo de la población.
Capacidad económica de los usuarios.
Media
la capacidad económica blación proyectada a beneficiar, siendo en definitiva el resultado mayor
Para el 27 de Noviembre de 2009 el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial por la cual se modifica parcialmente la Resolución número 1096 de ector de Agua Potable y Saneamiento Básico, y períodos de diseño máximos para todos los componentes del sistema de acueducto y alcantarillado según el Nivel de Complejidad del Sistema, tal y como se muestra en
Período de Diseño de Sistemas de acueducto.
, se propone tomar como horizonte quinquenios para estimar el
Para la evaluación de la demanda de cada una de las poblaciones a analizar, se empleará la Agua Potable y Saneamiento
Para la estimación de la dotación neta se tendrán en cuenta los valores sugeridos en la Resolución y Desarrollo Territorial, los del nivel de complejidad del sistema. La razón de que se utilicen estos valores está argumentada en que no se cuenta con información de macro y micro
ablecer patrones de consumo de la población.
Nivel de complejidad del
sistema Bajo
Medio Medio alto Alto
La dotación neta corresponde a la cantidad mínima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurren en el sistema de acueducto.
4.5.2 Pérdidas teóricas
El RAS 2000 en su literal B.2.5.4 de
entre el volumen de agua tratada y medida a la salida de volumen entregado a la población medido en las acometidas
El porcentaje de perdidas técnicas en el sistema debe estimarse con base de macro y micro medición, incluidos los consumos operaciones en la red.
Para los municipios que no tengan registros sobre las pérdidas de agua en el sistema acueducto, el porcentaje de pérdidas técnicas admisible depende del nivel de complejidad del sistema, como se establece en la tabla
Tabla
Nivel de Complejidad del Sistema Bajo
Medio Medio Alto Alto
Acorde con estudios realizados por el Consorcio Redes de San Martin, el Martin, departamento del Meta tienen un
y como medidas de control recomienda la
usuarios con y/o sin medición, adquisición e instalación de rehabilitación, reposición o instal
de inspección, control y seguimiento.
Tabla 3. Dotación Neta según.
Dotación neta máxima para poblaciones con Clima Frío o Templado
(L/hab·día )
Dotación neta máxima para poblaciones con
Clima Cálido (L/hab·día)
90 100
115 125
125 135
140 150
La dotación neta corresponde a la cantidad mínima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurren en el sistema de
teóricas de agua.
El RAS 2000 en su literal B.2.5.4 define “Las pérdidas técnicas corresponden a la diferencia entre el volumen de agua tratada y medida a la salida de la(s) planta(s) potabilizadora(s) y el volumen entregado a la población medido en las acometidas domiciliarias del municipio”.
El porcentaje de perdidas técnicas en el sistema debe estimarse con base en incluidos los consumos operaciones en la red.
Para los municipios que no tengan registros sobre las pérdidas de agua en el sistema porcentaje de pérdidas técnicas admisible depende del nivel de complejidad del
establece en la tabla que aparece a continuación.
Tabla 4. Porcentaje de pérdidas técnicas admisibles.
idad del Sistema Porcentajes máximos admisibles de pérdidas técnicas.
40%
30%
25%
20%
Acorde con estudios realizados por el Consorcio Redes de San Martin, el epartamento del Meta tienen un Índice de Agua No Contabilizada (I
y como medidas de control recomienda la actualización permanente de la base de datos de sin medición, adquisición e instalación de micro medidores
rehabilitación, reposición o instalación de redes y accesorios, junto con programas permanentes de inspección, control y seguimiento.
Dotación neta máxima para poblaciones con
Clima Cálido (L/hab·día)
100 125 135 150
La dotación neta corresponde a la cantidad mínima de agua requerida para satisfacer las necesidades básicas de un habitante sin considerar las pérdidas que ocurren en el sistema de
Las pérdidas técnicas corresponden a la diferencia la(s) planta(s) potabilizadora(s) y el domiciliarias del municipio”.
en registros disponibles
Para los municipios que no tengan registros sobre las pérdidas de agua en el sistema de porcentaje de pérdidas técnicas admisible depende del nivel de complejidad del
Porcentajes máximos admisibles de pérdidas técnicas.
Acorde con estudios realizados por el Consorcio Redes de San Martin, el municipio de San Agua No Contabilizada (I.A.N.C) del 50.34%
actualización permanente de la base de datos de micro medidores y medidas de ación de redes y accesorios, junto con programas permanentes
Por otra parte para el municipio de Granada no fue posible establecer un porcentaje de pérdidas reales en el sistema certificado por la Empresa de Servicios
del sistema, por lo que se decide tomar un valor del 40% para efectos de análisis de fugas.
4.5.3 Dotación Bruta.
La dotación bruta es el resultado de la siguiente expresión:
d
4.5.4 Caudal medio diario.
El caudal medio diario corresponde al promedio de los consumos diarios en un período de un año y puede calcularse mediante la siguiente ecuación:
Q
4.5.5 Caudal máximo diario.
Este caudal corresponde al caudal
el cual es el resultado de multiplicar el caudal medio diario por un coeficiente de consumo máximo diario estipulado en la tabla B.2.5 del RAS2000 de acuerdo al nivel de complejidad.
QMD = Qmd * k1
K1 depende del Nivel de Complejidad del sistema
4.5.6 Caudal máximo horario.
El caudal máximo horario es el caudal máximo registrado durante una hora en un periodo de un año. Es el resultado de multiplicar el caudal máximo diario por un coeficiente de consumo máximo horario.
QMH = QMD * k2
K2 depende del nivel de complejidad y el tipo de red de distribución.
unicipio de Granada no fue posible establecer un porcentaje de pérdidas reales en el sistema certificado por la Empresa de Servicios Públicos de Granada
del sistema, por lo que se decide tomar un valor del 40% para efectos de análisis de fugas.
Dotación Bruta.
La dotación bruta es el resultado de la siguiente expresión:
d
bruta
p
=
neta−
1 %
(B.2.1 Ras 2000)diario.
corresponde al promedio de los consumos diarios en un período de un año y puede calcularse mediante la siguiente ecuación:
86400 d
Q
md= p ⋅
bruta (B.2.2 Ras 2000)Caudal máximo diario.
Este caudal corresponde al caudal máximo registrado durante 24 horas en un periodo de un año, el cual es el resultado de multiplicar el caudal medio diario por un coeficiente de consumo máximo diario estipulado en la tabla B.2.5 del RAS2000 de acuerdo al nivel de complejidad.
depende del Nivel de Complejidad del sistema.
Caudal máximo horario.
El caudal máximo horario es el caudal máximo registrado durante una hora en un periodo de un año. Es el resultado de multiplicar el caudal máximo diario por un coeficiente de consumo
depende del nivel de complejidad y el tipo de red de distribución.
unicipio de Granada no fue posible establecer un porcentaje de pérdidas de Granada como operador del sistema, por lo que se decide tomar un valor del 40% para efectos de análisis de fugas.
corresponde al promedio de los consumos diarios en un período de un año
máximo registrado durante 24 horas en un periodo de un año, el cual es el resultado de multiplicar el caudal medio diario por un coeficiente de consumo máximo diario estipulado en la tabla B.2.5 del RAS2000 de acuerdo al nivel de complejidad.
El caudal máximo horario es el caudal máximo registrado durante una hora en un periodo de un año. Es el resultado de multiplicar el caudal máximo diario por un coeficiente de consumo
4.6 TOPOLOGÍA DE LA RED Y DISTRIBUCIÓN DE LA DEMANDA.
La topología de la red fue construida teniendo en cuenta las condiciones urbanís localidad con la ayuda del programa
reales de operación del sistema. Se construye una red mallada y se asignan cotas a nudos y reservorios.
Para la asignación de caudales a los nudos
consiste en definir los caudales de consumo en cada uno de los tramos de toda la red de distribución (tuberías principales, tuberías secundarias, tuberías terciarias y ramales abiertos) de acuerdo con el sentido lógico del flujo.
nodos extremos de los tramos respectivos.
analizadas y para cada año de análisis lo largo de todo el horizonte de planeación.
4.7 DISEÑO DE REDES DE DISTRIBUCIÓN.
El diseño de redes de distribución se lleva a cabo con la ayuda del Programa REDES desarrollado en el Centro de Investigaciones de Acueducto y Alcantarillado (CIACUA) del departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Los Andes, el cual
optimización combinatoria de Superficie
4.7.1 Superficie Óptima
La metodología de la SOGH sugiere la existencia de una superficie construida a partir de los puntos X, Y, H de una red, siendo X, Y las coordenadas planas de los nudos
altura piezométrica ideal y que dicha superfic similar al sugerido por I-Pai Wu
distribución con cualquier topología respecto a otras metaheurísticas.