exposicion 2 efecto de la presion en la red.pptx

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EFECTO DE LA PRESION

LA RED


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INTRODUCCIÓN

Las pérdidas de agua ocurren en todas las redes de distribución de agua

pero por razones técnicas y económicas es imposible eliminarlas

completamente. Según la Asociación Internacional de Agua (IWA)

existen cuatro actiidades b!sicas "ue ayudan a reducir las pérdidas

reales de agua a) #ontrol Actio de $ugas% b)&eemplazo de

In'raestructura% c) elocidad y calidad de reparación de 'ugas% d)

estión de presión.*no de los pa+ses "ue con m!s én'asis se ,a aocado a la reducción de

las pérdidas reales es Sud!'rica% principalmente a traés de la gestión

de presión en el sistema de distribución% en los "ue se ,a reducido la

presión a traés de la instalación de !lulas &eductoras de -resión y

controladores aanzados o inteligentes de presión.


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TEORIA DEL ORIFICIO

Y

TEORIA DE FAVAD

(Fixed and Variable Area Dicharge Pa


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RELACI!N DE LA PRESI!N Y EL CA"DAL DE F"

Qf es proa la

direproporc

cuadrade

Qf = caudal de fugaA = área de la fugaCd = coe! de descarga deloricioVf = "elocidad real de salidadel #uido

Modelación de las fugas «El principio de la raíz cuadrada»

Cd

Función del régimen de flujo

Relación entre el Cd y el

número de Reynolds

Re

!ara flujo tur"ulento

!ara flujo laminarCd aumenta r#pidamal aumentar el Re&

Cd se mantiene con(alor cercano a %&)*

zona de transición(aría entre %&) y %&'

orificio de , mm en ude co"re de ,* mm de


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La te%r+a FAVAD

El #rea trans(ersal

de algunos tipos defugas -agujeros

desgarros o roturasen tu"os juntas oaccesorios. podrían(ariar tam"ién conla presión mientras

la (elocidad delflujo seguía

(ariando con la raízcuadrada de la

presión&

El caudalpodía (ariar

con la presióntal como

sigue

/reas fijas -por ejlas paredes de tu"un e0ponente igu

/reas 1ue puedendos ejes -grietas epl#stico. con un e2&*&

/reas 1ue puedenun eje -típicamenaccesorios. con un,&*&


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3a ecuación

4onde 0 es el e0ponente de fuga p la presión est#tica y 5f el coeficiente de fug

3a 678 y el !rograma de

6n(estigación de la6ndustria del 8gua delReino 9nido -9:76R.

&ecomiendan la adopcuna expresión exponesimple para representrelación del caudal de presión de sericio.

La IWA emplea paidenticación los ca

al'anuméricos /0% se siguiente

1ebido a "ue no exconención internacioexponente

de presión


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de presión

• 2 3 caudal de 'uga antes de la reducciónpresión

• -0 3 presión después de implementar sureducción

• -o 3 presión antes de implementar su

reducción.,%% prue"as de campo ;apón 8ustraliaelanda Reino

9nido y los Estados 9nidos

E0ponente =, se encuententre %&* y ,&* en ocasion

(alores de $ast

8gujeros circulares

4n tuber+as de -# y met!licas con &e56/0 es cercano a 7.8

4n tuber+as de polietileno (-4) y asbestcemento (A#) con &e56777% el alorprobable de /0 esta cerca de 7.8.

-ara agu:eros pe"ue;os% /0 puede estar 7.8 y 0.7

4n grupos de agu:eros 'ormados por lacorrosión% /0 puede ser mayor a 0.7


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$allaslongitudinales

-ara tuber+as de -# con ba:as

relaciones Longitud


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RE4?R48R4l ?u:o a traés de un

oricio

Se considera laminar para &e@07

urbulento para &e56777 (Idelc,iB% 0CD8

Eona de transición /0 puede ariar entre0 y 7.8

Los materiales de las tuber+as :uegan un papel importante en elcomportamiento de las 'ugas.

Las paredes de la tuber+a asimilan la presión interna del agua% alincrementarse la presión% las suras pe"ue;as "ue no 'ugan a ba:ay altas temperaturas pueden abrirse y crear nueas 'ugas a una prmayor.

4l !rea de apertura de la 'uga se puede incrementar al aumentar loes'uerzos en la tuber+a.

4l grupo de inestigación en agua de la *niersidad de Fo,annesbudesarrollado la siguiente expresión para el caudal de 'uga a traés agu:ero circular en una tuber+a el!sticaG


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d7 3 di!metro del agu:ero1 3 di!metro de la tuber+a%

t 3 espesor de la pared de latuber+a

4 3 modulo de elasticidad delmaterial de la tuber+a c 3constante.

4sta expresión muestr

claramente "ue el prode expansión del agu:emuc,o m!s comple:o "una simple relaciónexponencial. se cree "

comportamiento de mde la tuber+a es el "uedetermina "ue el expode 'uga sea mayora 7.


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4l #omité de estión de -resiones ,a desarrollado y ericado unmétodo "ue permite predecir el alor del exponente /0 a partir delHndice de $ugas 4structurales (ILI% por sus siglas en inglés)% "ue esun indicador "ue representa cuantas eces el niel actual depérdidas supera el umbral m+nimo de 'ugas.

4l alor superior del exponente para materiales?exibles se considera constante e igual a 0.8.

4l alor m+nimo se considera igual a 7.8 paralas 'ugas de 'ondo. -ara los alores

intermedios% el exponente se calcula por mediode la siguiente expresiónG


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PERDIDAS REALES INEVITABLES

Este método estima las Perdidas Reales Inevitables (PRI) como la

sumatoria de tres componentes: Fugas de Fondo Inevitables (FFI),

Fugas No Reportadas Inevitables (FNRI) y Fugas Reportadas

Inevitables (FRI).


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PERDIDAS REALES DIARIAS

Para analizar las pérdidas reales se utilizo el método del Caudal Mínimo

Nocturno (CMN). El CMN está compuesto por dos variables: el Consumo

Nocturno (CN) y las Fugas Nocturnas (FN).

CN es el volumen de agua que pasa a través de los medidores de las

conexiones de servicio. Parte de dicho volumen son las fugas que se

encuentran en las propiedades privadas.

el volumen de FN se obtiene como la diferencia de CMN y CN


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Donde, PP es la pérdida promedio en la hora i;PPN es el presión promedio en el SGP, N1 es el Valor FAVAD

Se puede estimar el Volumen diario de

Pérdidas Reales por día

Dividiendo PR por la Longitud de laRed (Lr) o por el Numero deConexiones de Servicio (Nc) se logra el volumen promedio por km de cañería(PRL) o por conexión (PRC). Ambosparámetros sirven como índices para

comparar performances de diferentesredes

La diferencia y y PRI sonperformance utilizados diferencia es dde Reducción(PRPR), en cam

conoce comoEstructurales


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#ESTION DE PERDIDAS


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3a reducción de demandas no deseadas o fraudulentas

3a eliminación de (ariaciones de presión

3a reducción de presiones e0cesi(as o innecesarias

3a eliminación de todo a1uello 1ue pro(oca 1ue el sistema pierdaagua innecesariamente

3a practica de gestionar presiones de un sistema con optimo ni(eles de ser(icio

asegurando un a"astecimiento suficiente y eficiente a uso y consumos

legítimos@ en paralelo 1ue se acciona so"re@


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3a mayoría de los sistemas de distri"ución se

$an diseAado para atender una &resi/n

'+ni'a en todos los puntos del sistema a lo

largo del día& Esto 1uiere decir 1ue la presión

mínima ocurre en algún &*nt% cr+tic%

(de'anda &ic% 1ue es por lo general o el

m#s alto o el m#s alejado de la fuente de

agua -Mc:enzie 2%%,.&

en las cuales

3as &rdid

s%n las '

presiones e

alimentaci

"

&41*##I/ 14 -4&1I1AS &4AL4S J41IA/4 4L #/&L 14 -&

Muchos sistemas experimentan presiones más altas que las requeridas durante las ho


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p p q q

demandas pico, lo que se revela al observar que en áreas de la red con tendencia a presenta

evidenciarán con mayor facilidad durante las horas de la madrugada.

En la siguiente figura se ilustra el

comportamiento de la presión en una zona

durante demanda pico en la cual la

presión mínima re1uerida es 2% m&c&a&

En la misma zona se ilustra

figura durante periodo de

generalmente en las $

madrugada&

PRESIONES $A3I$AS PRESIONES $INI$


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PRESIONES $A3I$AS PRESIONES $INI$


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EB946? C8B? B8=8 39C682%%,D2%%2


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Be $icieron mediciones del gasto de entrada al sector en

fe"rero del aAo 2%%% posteriormente $u"o una sustitución

de red en la zona 1ue corresponde a la R! ,% y se midieron

nue(amente los gastos de entrada en no(iem"re del 2%%, y

en fe"rero del 2%%2&

4urante el mes de marzo se pusieron a operar las (#l(ulas

reguladoras y se midieron nue(amente los gastos en a"ril del

2%%2&

3a figura muestra los resultados de estas mediciones y puede (erse 1ue el gasto

)' lps para una diferencia de , lps atri"ui"le a la reducción de fugas al reducirse

nota"le es la reducción de *G lps a 2, lps del gasto mínimo noctu

E l fi * t li ió d l di i d l G l ,) d " il 2%%2


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En la figura * se muestra una ampliación de las mediciones del G al ,) de a"ril 2%%2&

(erse la repetición del ciclo diario de demandas&


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Be so"reponen los gastos para cada día yse aprecia la repetición casi idéntica delos gastos nocturnos desde las doce de lanoc$e y del aumento de demanda $astalas siete de la maAana después $ay

pe1ueAas (ariaciones a lo largo del díaentre uno y otro día de la semana& 3ase0cepciones son el s#"ado y el domingo+la noc$e del (iernes al s#"ado es igual alas del resto de la semana pero elconsumo aumenta el s#"ado una $oram#s tarde y es mayor a lo largo del día

por lo 1ue la noc$e del s#"ado aldomingo el gasto no llega por pe1ueAadiferencia al mínimo del resto de losdías seguramente por1ue los tan1ues se(aciaron m#s el s#"ado y no se llegan allenar del todo la noc$e siguiente&


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3a figura muestra el promedio para las 2 $oras yen ella puede (erse 1ue por la noc$e se alcanzaun gasto mínimo de 2, lps sensi"lementeconstante durante m#s de una $ora por lo 1ue esde esperar 1ue este gasto mínimo nocturnocorresponda pr#cticamente al gasto nocturno de

fugas&

Be puede (er 1ue el consumo de agua empiezatan temprano como las @H% de la maAana su"e"ruscamente $asta las )@H% y luego m#s

lentamente $asta las ,,@H%& 8 partir de las ,2@H%empieza a disminuir lentamente y m#sr#pidamente a partir de las seis de la tarde conuna interrupción en la "ajada entre las '@* y las,%@,* de la noc$e de"ido a los consumos de aguaantes de la $ora de acostarse&

Iay 1ue tener presente 1ue la gr#demanda de los tinacos a la red y 1

las (ariaciones de consumo de agdomicilios&


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En esta figura 1ue las pres

pr#cticamente i

el día en am"os la pr#ctica de lde cerrar parcialde seccionamiejerga llaman Jca

por la noc$e

disminuir los gaslas pérdidas prestas su"en las plo tanto las fug

1ue las R! e(itason de las fuga


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3as presiones nocturnas antes y después del control resultantes del prde simulación se muestran en las figuras ,2 y ,H la diferencia es de a

de ,%% m en las partes "ajas a alrededor de % m&

8l ajustar el modelo de simulación


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8l ajustar el modelo de simulaciónpara las presiones controladas con losdatos medidos se puede calcular la(ariación $oraria de las fugas comose muestra en la figura y se confirma

1ue la (ariación de las fugas a lolargo del día es pe1ueAa&

8l $acer la simulcondiciones pre(ias presiones fue nece#reas de fuga m

reproducir las entradlas fugas de H2 lps&

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