analisis de redes de agua urbana con epanet modulo 2

MODULO 2: INTRODUCCION AL PROGRAMA

INSTRUCTORES: INGS. EDGAR ALFREDO GAVIDIA PAREDES CARLOS VLADIMIR NAJARRO

Presentacin del mdulo

En esta unidad te mostraremos el funcionamiento y las caractersticas bsicas del programa EPANET

Por ejemplo, te ensearemos a moverte sobre el entorno grafico del programa y los mens desplegables de uso frecuente

Escuela de Ingeniera Civil, Depto. de Hidrulica y Saneamiento Ambiental

Presentacin del mdulo

Para aprender lo referente a la creacin, edicin y anlisis de los elementos de una red vamos a ir realizando juntos el ejemplo de una red sencilla, para ello te recomendamos que abras el programa y ejecutes los pasos que te vamos detallando


Entorno grfico

Este es el entorno grfico de EPANET, familiarzate con esta ventana porque puede que se trate de una de tus futuras herramientas de trabajo


Entorno grfico

Dentro del entorno grfico del programa encontrars los siguientes elementos:

Barra de mens Barra de herramientas Esquema de la red Visor Barra de estado Editor de propiedades


Barra de mens

En la barra de mens puedes encontrar la totalidad de opciones del programa, agrupadas segn su funcin


Barra de mens

Una consideracin importante que te adelantamos es que EPANET solo te permite tener un nico proyecto abierto de forma simultanea, pero si te permite abrir el programa varias veces


Barra de herramientas

La barra de herramientas es un conjunto de botones de acceso rpido a determinadas opciones, de modo que hacen mas gil el manejo del programa

Barra de Herramientas

Opciones propias de archivo y edicin

Opciones de simulacin y resultado

Opciones de seleccin y creacin de elementos


Barra de herramientas

Las opciones de la barra de herramientas son equivalentes a las que se pueden encontrar en la barra de mens, te mostramos un ejemplo:

Como en otros programas, si aproximas el cursos sobre algn icono de la barra de herramientas, aparecer en pantalla el nombre del comando correspondiente


Esquema de la red

El esquema de la red es una representacin grafica en dos dimensiones de los elementos que componen la red


Esquema de la red

Esquema de la red

Ms adelante, te mostraremos cmo mejorar el aspecto visual de tu red, de forma que sea ms intuitiva la localizacin de los elementos. No te olvides de que se trata del esquema de trabajo, y por tanto, requiere un esfuerzo extra para elaborarlo


Visor

El visor es la herramienta que muestra toda la informacin sobre la red


visor

Visor

Te adelantamos que en este lugar encontrars toda la informacin referente a los elementos y caractersticas de tu red, as como los resultados una vez que se realice la simulacin


Visor de datos

Visor de Esquema

Barra de Estado

La Barra de Estado se encuentra situado en la parte inferior del programa y, aunque a veces pasa desapercibida, te mostraremos que aporta informacin til


Barra de estado

Barra de Estado

Esta barra proporciona informacin adicional sobre el modelo de la red


Estado de la longitud automtica

Unidades de caudal

Estado Simulacin

Nivel de zoom

Coordenadas XY del puntero del ratn

Editor de Propiedades

El editor de propiedades permite introducir y modificar las caractersticas de los elementos de la red y las opciones de clculo

A continuacin te mostramos las diferentes opciones de que dispones para acceder al editor de propiedades


Editor de propiedades

Editor de Propiedades


Doble clic sobre el elemento

Botn derecho y opcin propiedades

Doble clic sobre el elemento en el visor

Clic sobre el icono de propiedades

Desarrollo de la primera red

Te acabamos de presentar el entorno grafico del programa, a continuacin te mostraremos los pasos a seguir para crear el primer proyecto Para que sea mas entretenido te proponemos hacer un ejemplo sencillo para ir introduciendo los conceptos que te vamos presentando

Intenta realizar todas las actividades propuestas, as seguro que acabas dominando el programa



Los pasos a seguir son los siguientes:

1. Introduccin de los valores por defecto del proyecto 2. Creacin de los elementos del sistema 3. Edicin de las propiedades de los elementos 4. Edicin del esquema de la red 5. Realizacin de la simulacin 6. Anlisis de resultados

Abre EPANET para poder hacer juntos cada uno de los pasos propuestos



Te va a permitir introducir las principales caracteristicas del proyecto, as como las opciones de calculo y unidades de medida



Valores por defecto

La ventana la encontrars en el men proyecto, selecciona Valores por Defecto. Se abrir un cuadro de dialogo similar al que te mostramos, esta ventana permite configurar las preferencias de trabajo del usuario


Valores por defecto

Existen varios campos que se pueden modificar, pero de momento, nicamente vamos a hablar de los que necesitamos definir para el primer ejemplo. En los mdulos siguientes iremos comentando el resto de opciones


Valores por defecto

Opciones hidrulicas

Ahora te mostraremos las Opciones Hidrulicas. Fijmonos inicialmente en las Unidades de Caudal, comprueba que la unidad es litros por segundo (LPS)

Para activar el campo haz clic sobre la fila correspondiente (bien en unidades de caudal o en las propias unidades)


Valores por defecto

Opciones hidrulicas

Otro de los campos que se pueden modificar es el referente a la Frmula de Perdidas. Esta hace referencia a la expresin con la que el programa calcular las perdidas de carga o energticas originadas en conducciones

Comprueba que la formula es de D-W (Darcy-Weisbach)


Valores por defecto

Identificativos ID

Vamos a fijarnos ahora en la pestaa de. Identificativos ID o Etiquetas ID. Las etiquetas de identificacin (ID) se emplean para la numeracin e identificacin automtica de las lneas, los nudos y el resto de elementos de la red

Las variaciones que hagamos en esta pestaa nicamente se aplicarn a los elementos que creemos a partir de ese momento, es decir, no actualizar elementos que ya estn creados


Valores por defecto

Identificativos ID

En esta pestaa, podemos aadir o cambiar el prefijo ID de un determinado elemento. Por ejemplo, si en el campo Nudos escribimos N, los nudos que creemos a partir de este momento se llamaran N1, N2, N3, etc.

Esta opcin solo te dejar poner etiquetas de hasta 6 caracteres


Valores por defecto

Identificativos ID

Crear identificativos es de gran utilidad para organizar la informacin de cara a proyectos muy grandes. Adems te recomendamos que el prefijo sea breve, para mayor comodidad


Valores por defecto

Identificativos ID

El campo Incrementos ID nos permite variar el automatismo para nombrar elementos. Por ejemplo, con un valor de 20, los nudos que crearamos seran N20, N40, N60, N80, permitindonos futuras inserciones de nuevos nudos a medida que la red crezca

Para empezar te recomendamos que utilices un incremento igual a 1


Valores por defecto

Propiedades

Por ultimo dentro de Valores por Defecto, contamos con la pestaa de Propiedades. Esta pestaa permite definir el valor por defecto que tendrn los elementos que vayamos a crear

Esto puede ahorrar una cantidad ingente de trabajo, ya que permite estandarizar los elementos de EPANET, para evitar tener que hacer despus demasiadas modificaciones repetitivas y de manera individual


Valores por defecto

Propiedades

Si queremos crear una red en que el dimetro mayoritario para las conducciones sea de 200mm, ahorraremos tiempo si en Valores por Defecto imponemos esta condicin


Valores por defecto

Propiedades

Una opcin algo diferente es la de Longitud Automtica, que veremos en la siguiente unidad con ms detalle. Esta opcin permite fijar la longitud de la tubera a partir de su trazado en el esquema de la red

Aunque es una herramienta sumamente cmoda, hay que conseguir armonizar las escalas de la red y el plano, tarea no siempre sencilla


Valores por defecto

Opciones hidrulicas

Como ya hemos visto, la pestaa de Opciones Hidrulicas sirve para definir aspectos relacionados con el fluido de trabajo, como por ejemplo:

Unidades de caudal Formula para el calculo de perdidas Peso especifico y viscosidad relativa

Por defecto el programa trabaja con agua, cuando queramos cambiar de fluido podemos definir su peso especfico y su viscosidad caracterstica


Opciones hidrulicas

Valores por defecto

En las Opciones Hidrulicas tambin hay una serie de opciones computacionales, como el numero mximo de iteraciones, el criterio en caso de no-convergencia, o la precisin, que tambin son de gran relevancia en el proceso de clculo. En el prximo modulo desarrollaremos estos conceptos




Vamos a ir introduciendo y conociendo los elementos que van a formar parte de nuestra pequea red



Creacin de los elementos

Para empezar a crear redes de forma rpida e intuitiva, observa la barra de herramientas del programa. En ella encontrars los siguientes botones, con los que crearemos nuestra primera red:

Aadir Nudo Caudal

Aadir Embalse

Aadir Tubera


Creacin de los elementos. Embalse

Vamos a introducir inicialmente el embalse. Para ello selecciona el smbolo del embalse y dibjalo en el esquema de la red

No te preocupes si no ves el ID del elemento, ms adelante te ensearemos cmo activarlo


Creacin de los elementos. Nudos

Para introducir los nudos de consumo debes proceder de forma similar; selecciona la herramienta aadir nudo y colcalos tal como te mostramos a continuacin


Creacin de los elementos. Tuberas

A la hora de dibujar las tuberas, selecciona la herramienta aadir tubera y dale clic sobre el nudo inicial y final de la conduccin ( observa que el puntero se convierte en una especie de lpiz, ste desaparecer cuando selecciones el nudo final)



Este debe ser aproximadamente el aspecto visual de tu red

No te preocupes por su aspecto inicial, es posible reordenar elementos, para ello despus de seleccionar un elemento desplzalo manteniendo pulsado el ratn



Para seleccionar elementos ,debes cambiar a la herramienta Seleccionar Objeto





Una vez creados los elementos, debemos introducir sus caractersticas y propiedades: cota, demanda, dimetro, longitud


Edicin de Propiedades

Para ello, haz doble clic en un nudo y se abrir su ventana de propiedades. Lo mismo puedes hacer con las tuberas, los embalses, y en general, con todos los elementos fsicos de la red



Para modificar las propiedades de un objeto, tambin puedes hacer clic con el botn derecho sobre l y seleccionar la opcin Propiedades. Para modificar, por ejemplo, la cota, no tienes ms que pulsar en el valor numrico e introducir el nuevo valor



Editamos inicialmente las propiedades Demanda base (l/s) s de los nudos de nuestra red. Fijaremos para ello las cotas y la demanda de los mismos. Introduce los siguientes datos:

Nudo Cota (m) Demanda base (l/s)

EMB-1 50 ---

N-1 42 2.9

N-2 37 2.9

N-3 25 0.231

N-4 36 0.231

N-5 28 0.231

N-6 21 2.9

N-7 15 0.12

Te adelantamos que la demanda de cada nudo hace referencia al volumen de agua que ste consume por unidad de tiempo, ms adelante profundizaremos en este trmino



Editemos ahora las propiedades de las tuberas. Para ello, te proponemos que fijes los siguientes valores de dimetros y longitudes:

Tuberia Longitud (m) Diametro (mm)

L-1 350 250

L-2 300 200

L-3 300 200

L-4 300 200

L-5 300 200

L-6 300 200

L-7 300 200

L-8 300 200

L-9 200 150



Recuerda guardar el trabajo para no perder los cambios, por ejemplo, te sugerimos el nombre Ejemplo 1

Te recordamos que ste ser uno de los tantos ejercicios que hagamos, por ello, te interesara crear una carpeta donde ir guardando todos los ficheros




Nos ayudar a mejorar el aspecto visual de la red, conocer y organizar los datos, aadir etiquetas, aumentar el tamao de la fuente, cambiar de color de fondo



Opciones del Esquema

El men desplegable Ver contiene las opciones visuales del programa. Aunque en posteriores unidades conoceremos otras con mayor detalle, ahora destacaremos Opciones del Esquema u Opciones



Opciones del Esquema permite acceder a un cuadro de dialogo con opciones sobre la visualizacin de la red A continuacin te enseamos cmo cambiar el tamao de la fuente y aadir etiquetas, poco a poco iremos viendo el resto de opciones



La opcin de Nudos y Lneas permite modificar el aspecto que tendrn estos elementos en la red, por ejemplo su tamao o su color Proporcional al Valor, establece el tamao en funcin del valor del mismo una vez se simule el proyecto



La opcin de Rtulos permite mostrar los rtulos creados, con un fondo transparente u opaco La Escala Mnima hace referencia al nivel de zoom a partir del cual se dejarn de mostrar los rtulos



Los rtulos se crean seleccionando el icono desde la paleta de creacin y dando clic en el lugar deseado, una vez escrito el nombre del elemento, pulsando ENTER queda fijado el rtulo



La opcin de Etiquetas, es una herramienta muy til, ya que nos permite mostrar u ocultar las etiquetas de identificacin de los elementos, y seleccionar la forma en que queremos que se muestren Ahora vamos a activar la visualizacin de etiquetas en tu red, para ello seleccin las siguientes opciones:



El resto de funciones del esquema (Smbolos, Flechas y Fondo), te permiten mostrar los smbolos de los elementos, las flechas en las lneas y el color de fondo del esquema de trabajo




Una vez creada la red, estamos en disposicin de iniciar la simulacin



Realizacin de la simulacin

La simulacin nos aproximara la respuesta de la red bajo las caractersticas de funcionamiento que hemos introducido (caudales, cotas, etc.) Para simular hay que seleccionar la opcin de Calcular desde el men Proyecto o pulsar sobre el botn de Calcular (icono con aspecto de rayo)

Si ya tienes la red creada y editada, SIMULA!!



Si todo es correcto el mensaje que te mostrara EPANET ser el siguiente:

Si EPANET ha encontrado algn problema en la realizacin de los clculos, lo notificara por medio de este mensaje de error:



Ten en cuenta que el hecho de que EPANET no muestre errores de calculo no significa que la simulacin brinde resultados totalmente fiables. En esto intervienen muchos otros factores, por ejemplo, que los datos hayan sido correctamente introducidos, que las ecuaciones de prdidas sean las adecuadas, etc.


En el caso de que la simulacin no fuese vlida, vuelve atrs y trata de encontrar dnde te has equivocado, para ello, revisa todos los valores numricos y las opciones de clculo seleccionadas

Una vez corregido, calcula de nuevo hasta que la simulacin tenga xito, entonces estaremos preparados para conocer los primeros resultados



EPANET nos permite visualizar los resultados de un anlisis de diversos modos. Entre los sistemas de visualizacin ofrecidos se encuentran los grficos, las tablas o la presentacin de resultados sobre el esquema



Anlisis de resultados en el esquema

La primera opcin que nos presenta el programa para conocer los resultados de la simulacin es fijarnos en el Esquema de la Red Los elementos del esquema pueden colorearse segn un cdigo de colores y mostrar el valor de las magnitudes actualmente seleccionadas en el Visor del Esquema


Anlisis de resultados en el esquema

Al mover el ratn sobre cualquier nudo o lnea se mostrara, dentro de un cuadro de texto, su ID junto al valor de la magnitud seleccionada en el visor del Esquema

En el caso de que esto no ocurra, activa la opcin de Etiquetas Flotantes en el dialogo de Preferencias Generales que existe en la ventana Archivo


Anlisis de resultados

Informes

A continuacin te enseamos a obtener los informes de resultados de tu red

EPANET permite obtener dos tipos de informes de resultados:

Informes Grficos Informes en Tablas



Informes Grficos

En el men Informes, seleccionando Grficos, EPANET ofrece cinco tipos distintos de informes grficos

Curva de Evolucin Perfil Longitudinal Mapa de Isolneas Curva de Distribucin Balance de Caudales

De todos los anteriores, te mostraremos a continuacin como obtener un Perfil Longitudinal y un Mapa de Isolneas



Informes Grficos. Perfil longitudinal

Mediante un perfil longitudinal se puede conocer la evolucin de una variable a lo largo de un tramo determinado de red

Con el botn Aadir puedes introducir nudos de un recorrido, pero presta atencin al orden para que no aparezcan incoherencias




Trata de hacerlo tu sobre el ejemplo, obtn el perfil longitudinal de presiones del tramo que incluya los nudos EMB-1, N-1, N-2, N-3, N-6 y N-7

El grafico obtenido debe ser similar al que te mostramos:




Fjate en la forma del perfil, este tipo de informes permite seleccionar otras magnitudes a representar que darn como resultado grficos totalmente distintos por ejemplo:

Perfil de presiones Perfil de Alturas



Informes Grficos. Mapa de Isolneas

Por otro lado, el Mapa de Isolneas dibuja el esquema de la red, dividindolo en zonas de un mismo rango de valor de la magnitud representada Es una opcin de carcter cualitativo, ya que permite identificar problemas generales con relativa facilidad, fjate en el siguiente ejemplo:

Representa automticamente toda la red, por lo cual no se requiere seleccionar elementos



Informes Grficos. Mapa de Isolneas

Es posible modificar los rangos de presin representados (prueba construir un mapa y modificar los rangos, para ello haz clic con el botn derecho sobre el mismo grfico)



Informes Grficos

En el siguiente modulo conoceremos otros tipos de grficos:

Curvas de Evolucin Curvas de Distribucin Balance de Caudales

En estos tipos de grficos interviene la variable temporal, nosotros hasta el momento no hemos trabajado con ella



Informes en Tablas

Con EPANET tambin es posible obtener informes en forma de tabla Las tablas se generan de forma muy similar a un grafico, para ello, hay que seleccionar Tablas del men Informes. En tal caso, se abre un cuadro de dialogo como el siguiente:



Informes en Tablas

Primero en la pestaa Tipo, deberemos seleccionar el tipo de elemento que queremos analizar, bien nudos o tuberas de la red

Comprobars que hay opciones no activas, esto es debido a que la simulacin que hemos realizado es esttico (sin evolucin temporal)



Informes en Tablas

En la pestaa Columnas, debemos indicar qu magnitud(es) deseamos presentar en la tabla, cada magnitud es funcin de la variable que se esta analizando (nudo o tubera)

Magnitudes a representar para los elementos NUDOS

Magnitudes a representar para los elementos LINEAS



Informes en Tablas. Filtros

Por ultimo, la pestaa Filtros permite aplicar criterios de seleccin a los nudos/lneas que se mostrarn en la tabla

Para establecer un filtro: Selecciona la magnitud, la condicin de comparacin y el valor Puedes aadir o borrar condiciones con los botones correspondientes



Informes en Tablas. Filtros

Intenta crear una tabla con un filtro que muestre nicamente los nudos cuya presin sea mayor que 10mca

Fjate que si una tabla tiene declarado un filtro, al pie de sta se indican las condiciones impuestas y el nmero de elementos que cumplen esas condiciones


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