modulo 2 gestión de presiones -...

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Organizado por:

COFES – Aguas Santafesinas S.A.

Santa Fe, Junio 2012

Taller

Agua No Contabilizada

Detección de Fugas

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AGENDA

• Jueves 07

Módulo 1 Balance Hídrico e Indicadores de Desempeño Estrategias para la reducción del Agua No Contabilizada

Módulo 2 Gestión de Presión. Casos Práctico

Módulo 3 Gestión de Fugas. Detección. Tecnologías Aplicación Práctica en Campo

• Viernes 08

Módulo 4 Gestión de Activos de Red. Metodología. Caso Práctico

Cierre Consultas. Conclusiones

CENA CAMARADERÍA – Jueves 07 20:30 hs

Taller Agua No Contabilizada – Detección de Fugas. COFES. Santa Fe, 7 y 8 Junio 2012

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MODULO 2

Introducción a la Gestión de Presión

Identificación de excesos de presión con cálculo del factor Noche – Día

DMA (District Meteread Areas). Creación, mantenimiento y gestión.

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Definición GESTION DE PRESIONES

La práctica de gestionar las presiones de un sistema con óptimos niveles de servicios asegurando un abastecimiento suficiente y eficiente a usos y consumos legítimos, en paralelo que se acciona sobre:

• la reducción de demandas no deseadas o fraudulentas

• la eliminación de variaciones de presión

• la reducción de presiones excesivas o innecesarias

• la eliminación de todo aquello que provoca que el sistema pierda agua innecesariamente

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Caudal de fuga :

Q = V * S

donde Q = CaudalV= Velocidad en la fugaS = Sección de la fuga

Si V=k √2gh

Q=K √ h

Siendo V: velocidad en fuga (m/s)k: cte depende rugosidad, forma,

espesor, característica fuga,..h: pérdida de carga o presión en

la fuga (mca)g: aceleración gravedad

S y 2g son valores constantes k ---- K

Q=K √ h Q1=K √ h1

Ejemplo:si la presión en la red cae por piezometría promedio 15% h1=0,85*h

Q1= √0,85*Q Q1 = 0,92 * Q

Si la presión h disminuye de un factor X (menor que 1)

El caudal de fuga disminuirámultiplicado por un factor igual a la raíz cuadrada de X

Relación: CAUDAL-PRESIÓN

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RELACIÓN CAUDAL-PRESIÓN

A modo de ejemplo (caso real):

• Si suponemos una fuga de 200 litros/hora a 14,4 mca de presión en la cañería podemos decir que si bajamos la presión 1,3 mca (9%) el nuevo caudal de fugas será:

Q1 = 0,95 * 200 litros/hora = 190 litros /hora

• Ahora bien, si el análisis lo hacemos extensivo a todo el sistema, para un volumen de agua entregada de 10.000 m3/h con un porcentaje de pérdidas del 30% al bajar 9% la presión, el nuevo valor de fuga será:

Q1= 900 m3/h * 0,95 = 860 m3/h

Estaremos disminuyendo el caudal de fuga en 40 m3/h(demanda de 2.700 habitante a dotación 350 l/hab/d)

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FAVAD (Fixed and Variable Area Dicharge Paths)

• la velocidad a través de una sección varía con un coeficiente de descarga “Cd” y la raíz cuadrada de la presión

• FAVAD reconoce que el área efectiva (Cd x A) de algunas descargas también varían con la presión

• Para aplicaciones prácticas, la versión simple de FAVAD es:

Caudal Fuga (Qf) varía con la presión PN1

donde: N1 varía entre 0,5 y 2,5

• La relación podría expresarse como QfQf11/Qf/Qf00 = (P= (P11/P/P00))N1N1

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RELACION CAUDAL-PRESIÓN

0,5 < N1< 2,5

• Fugas importantes en cañerías de metal tienden a adoptar un valor de exponente N1 muy cercano a 0,5

• Fugas pequeñas no visibles en juntas y accesorios tienden a un exponente N1 de 1,5

• Para casos excepcionales de accesorios en cañerías no metálicas el N1 podría ser más alto que 2,5

• Grandes sistemas con cañerías de materiales variados tienden a adoptar una relación lineal entre caudal de fuga y presión en consecuencia el valor N1 es de 1

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Ratio de Presión P1 / P0

Rat

io d

e C

auda

l de

Fug

a L

1 / L

0

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• Manejo de presión para reducir nuevas roturas

110 esquemas de manejo de presión

Roturas / Reparaciones antes y después de implementar un sistema de manejo de presión

Relación: PRESIÓN - ROTURA

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Una cañería es diseñada con un determinado coeficiente de seguridad, a medida que la cañería se deteriora por antigüedad y/o corrosión, u otros factores locales, la presión de rotura se va reduciendo gradualmente hasta un punto en el tiempo en que la frecuencia de rotura se incrementa significativamente.

Relación PRESIÓN – ROTURA DE CAÑERÍAS

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El primer paso en la gestión de presiones es chequear la existencia de sobrepresiones o variaciones significativas; si ellas existen, reducir el rango y frecuencia de ambas.


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Finalmente, identificar si las presiones estabilizadas en el punto crítico son mayores de lo necesario; si eso sucede, reducir el exceso para evitar operar el sistema en la presión de falla o de rotura.


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Fugas Reportadas

• Estabilización de la Presión• Reducción de la Presión• Reemplazo de Redes y de conexiones• Optimizar el tiempo de reparación

Fugas No Reportadas

• Estabilización de la Presión• Reducción de la Presión• Reemplazo de Redes y y de conexiones• Reducción en el número de juntas y accesorios• Detección de Fugas Proactiva

Fugas No Reportadas Subterránea

• Estabilización de la Presión• Reducción de la Presión• Reemplazo de Redes y y de conexiones• Reducción en el número de juntas y accesorios

Herramientas de Gestión PRESIÓN – ROTURA DE CAÑERÍAS

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CASO PRACTICO

SistemaTres de FebreroSetiembre 14,4 289Octubre 13,1 265

9% 8%

Presión Máxima

% Reducción

% Reducción

Roturas

PROMEDIO DISTRITO = 14,4 mca

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TRE-P59

TRE-P65TRE-P61

TRE-P66

TRE-P67

TRE-P62

TRE-P57

EE TRES DE FEBRERO

PROMEDIO DISTRITO = 13,1 mca

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7069

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1

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99100

TRE-P64

TRE-P56

TRE-P55

TRE-P63

TRE-P58

TRE-P59

TRE-P65TRE-P61

TRE-P66

TRE-P67

TRE-P62

TRE-P57

EE TRES DE FEBRERO

Regulación por Válvulas ReguladorasInicio: 02/Octubre

Caso: ArgentinaEmpresa: AySA# Sector de estudio:

Tres de Febrero

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Los métodos más comunes son:

• Control del Bombeo• Reducción o mantenimiento de la Presión• Control de nivel

GESTIÓN DE PRESIONES. MÉTODOS

Métodología más común de reducción de presión:• Sectorización Sector• Control de Bombeo y Niveles• Válvulas de control en entrada de agua del Sector• Gestión de Válvula modulada por tiempo• Gestión de Válvula modulada por caudal• Nodo con control remoto / automatismo

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1. DMA son usados para lograr una gestión eficiente de de las fugas (reportadas y no reportadas)

2. PMA son usadas para proporcionar un manejo de presiones dentro de una DMA a los efectos de reducir la frecuencia de nuevas fugas y el volumen de las fugas existentes.

3. DMA y PMA son usadas como herramienta de gestión operativa de la red.

District Metered Area (DMA)–Sectores y Subectores

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EE LA MATANZA

EZEP04

EZEP04_10

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2021

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La pérdida promedio diaria se obtiene a partir de:

� Calcular los flujos promedio mínimo nocturno dentro de un sector

� Estimar los Consumos promedios nocturnos (m3/h)

� Calcular el Caudal de Fuga Nocturno (m3/h) como la diferencia entre ambos

� Multiplicar el Caudal de Fuga Nocturno por Factor Noche-Día se obtiene la distribución de las pérdidas expresadas en m3/día

CAUDALES MINIMOS NOCTURNOS

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Pasos a seguir:

� Abastecer el Sector a través de una punto único de ingreso regulado por una PRV

� Medir presión en el punto de presión promedio zona

� A la noche, esperar que las presiones se hayan estabilizado y medir caudal ingresado (zonas c/taque)

� Reducir la presión de ingreso en pasos, midiendo la reducción del caudal de flujo y los cambios en el a AZP (punto con presiones promedio zonal)

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FACTOR DIA-NOCHE

� Variación del caudal de fuga durante el día en función de la Presión Promedio de la zona

� El factor Noche-Día es un ratio entre la tasa de fuga nocturna y la tasa de fuga promedio (en m3/h)

� El volumen de pérdida promedio diaria se obtiene de modificar la tasa de pérdida nocturna por el coeficiente.

� El Factor DN es influenciado por el valor N1


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3 a 7 Fugas Aceptables - < 3 Fugas Inaceptables1,49QMH /

QmN

>0,4 Fugas Inaceptables0,76QmN / QPH

Ratios del IndicadorValorRamos

Indicador

• Cálculo Pérdidas físicas promedio

☞ Método Directo: 34.8 m3/h

☞ Método Indirecto 39.3 m3/h

Variación : +13 % indirecto respecto del directo

• Cálculo Indice de Fugas Nocturnos

☞ QmN / QPH = 0,76 (>0,4 !!!)

☞ QMH / QmN = 1,41 (<3 !!!)

Ambos índices reflejan la presencia de FUGAS ELEVADAS

• CLAVE : selección de conexiones a monitorear con registradores (consumos nocturnos)

QMN : caudal mín. nocturnoQMH / QMN : 3-7QMN / QPH < 0,4

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CASO PRACTICO

LA TABLADA

DMA – SECTORES y SUBSECOTRES

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LA TABLADA Malla – Puntos de Medici ón

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PILOTO LA TABLADAESQUEMA DE RED - PUNTOS DE MEDICIÓN CAMPAÑA

EZEQP08

P1

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P3

P9

P5

P8

P6

P12

P11

T A B LA D A SA LID A II

K000

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2021

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T A B LA D A SA LID A I

K001

P14

P7

EZEP04

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PILOTO LA TABLADAESQUEMA DE RED

EZEQP08

P1

P2

P3

P9

P5

P8

P6

P12

P11

386 m3/h

21,36 m

T A B LA D A SA LID A I

K001

T A B LA D A SA LID A II

K000

27 m3/h

25,4 m3/h

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2021

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15,27 m

11,10 m

21,67 m

15,27 m

10,88 m 22,38 m

16,01 m

11,68 m

27,58 m

21,13 m

16,70 m

28,63 m

21,13 m

16,70 m

34,82 m

27,41 m

22,62 m

26,18 m

19,23 m

14,76 m

29,41 m

21,58 m

16,80 m

30,82 m

23,13 m

18,41 m

25,94 m

19,07 m

14,61 m

30,22 m

23,30 m

18,52 m32,42 m

24,99 m

20,19 m

P14

BALANCE334 m3/h

48,9 m3/h

34,8 m3/h

59,5 m3/h

48,7 m3/h

26,6 m3/h

50,2 m3/h

65,4 m3/h

P7

EZEP04

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Sector 17

Dot = 131 m3/bim/UF

Cons = 90 m3/bim/UF

Pérd = 50 m3/dìa/km

Sector 17

Dot = 131 m3/bim/UF

Cons = 90 m3/bim/UF


LA TABLADA Balance Partido Balance Sector Desviación

Agua Entregada 426 m3/h 371 m3/h 13%

Caudal Consumos 255 m3/h 255 m3/h 0%

Caudal Pérdida 171 m3/h 116 m3/h 32%

Dotación 122 m3/bim/UF 107 m3/bim/UF 13%

Consumos 73 m3/bim/UF 73 m3/bim/UF 0%

m3/dìa/km 87 m3/bim/UF 59 m3/bim/UF 32%

Sector 18

Dot = 107 m3/bim/UF

Cons = 74 m3/bim/UF


Sector 18

Dot = 107 m3/bim/UF

Cons = 74 m3/bim/UF


Sector 19

Dot = 90 m3/bim/UF

Cons = 62 m3/bim/UF


Sector 19

Dot = 90 m3/bim/UF

Cons = 62 m3/bim/UF


Sector 23

Dot = 129 m3/bim/UF

Cons = 89 m3/bim/UF


Sector 23

Dot = 129 m3/bim/UF

Cons = 89 m3/bim/UF


Sector 22

Dot = 95 m3/bim/UF

Cons = 65 m3/bim/UF


Sector 22

Dot = 95 m3/bim/UF

Cons = 65 m3/bim/UF

Pérd = 45 m3/dìa/km Sector 20

Dot = 95 m3/bim/UF

Cons = 62 m3/bim/UF


Sector 20

Dot = 95 m3/bim/UF

Cons = 62 m3/bim/UF


Sector 21

Dot = 108 m3/bim/UF

Cons = 74 m3/bim/UF


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LA TABLADA Caudal de Entrada Promedio diario

EZEQP8 Q

304 m3/h

434 m3/h

250

270

290

310

330

350

370

390

410

430

450

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

EZEQP8 Q

Promedio de VALOR

HORA

PUNTO

valle

pico

28

11.8EZEQP08

18.53P11

19.24SALIDA1

18.51SALIDA2

14.29P2

13.78EZEP04

23.71P9

18.22P10

10.57P1

16.73P3

15.04P7

15.06P5

21.12P13

18.51P18

19.62P17

19.96P14

19.84P16

17.71P6

24.42P15

15.4P8

14.33P4

18.76P12

70.02

-432.64

25.48

289.5

-29.18

4.093

50.8

-14.91

42.88

379.54

36.8

13.24

13.97

-46.47

-31.15

-38.22

222.82

25.08 -7.979

-12.95

11.6

15.09

36.62

116.6888.31

63.79

45.88

26.53

-7.438

41.69

-19.76

La Tablada Escenario Pico

EZEQP08Q = 433 m3/hH = 11,10 mca

10 m

15 m

20 m

25 m

30 m

10 m/h

20 m/h

30 m/h

40 m/h

50 m/h

presión caudal

29

11.8EZEQP08

18.53P11

19.24SALIDA1

18.51SALIDA2

14.29P2

13.78EZEP04

23.71P9

18.22P10

10.57P1

16.73P3

15.04P7

15.06P5

21.12P13

18.51P18

19.62P17

19.96P14

19.84P16

17.71P6

24.42P15

15.4P8

14.33P4

18.76P12

70.02

-432.64

25.48

289.5

-29.18

4.093

50.8

-14.91

42.88

379.54

36.8

13.24

13.97

-46.47

-31.15

-38.22

222.82

25.08 -7.979

-12.95

11.6

15.09

36.62

116.6888.31

63.79

45.88

26.53

-7.438

41.69

-19.76


EZEQP08Q = 433 m3/hH = 11,10 mca

10 m

15 m

20 m

25 m

30 m

0.1 m/s

0.25 m/s

0.5 m/h

1 m/s

1.5 m/s

presión velocidad

30

La Tablada Escenario Valle

EZEQP08Q=341m3/h

H= 21,36 mca

21.39EZEQP08

31.09P11

32.09SALIDA1

31.08SALIDA2

24.3P2

24.05EZEP04

34.74P9

30.54P10

20.58P1

27.06P3

25.65P7

25.57P5

32.76P13

31.65P18

32.66P17

31.03P14

30.74P16

28.57P6

35.37P15

26.19P8

24.72P4

31.6P12

-303.6

17.88

203.16

2.872

35.65

-10.46

30.09

266.34

-20.49

25.82

9.292

9.803

-32.61

-21.87

-26.84

156.32

17.6 -5.599

-9.088

8.142

10.59

25.7

81.8661.97

44.76

49.13

32.19

18.62

-5.221

29.27

-13.87

10 m

15 m

20 m

25 m

30 m

10 m/h

20 m/h

30 m/h

40 m/h

50 m/h

presión caudal

32

11.8EZEQP08

14.2P11

14.92SALIDA1

14.18SALIDA2

14.33P2

13.87EZEP04

19.23P9

13.86P10

10.6P1

16.93P3

10.91P7

10.98P5

16.9P13

14.18P18

15.3P17

15.78P14

15.64P16

13.55P6

20.1P15

10.87P8

14.66P4

14.44P12

-432.64

25.48

293.1

6.892

45.81

-15.28

42.3

380.21

12.53

34.47

12.94

13.26

-44.53

10.41

6.471

300.45

25.08 -8.673

-12.6

11.22

14.68

37.59

168.5996.36

64.84

76.08

49.37

29.44

-4.369

-4.165

-15.61


REGULADO

10 m

15 m

20 m

25 m

30 m

0.1 m/s

0.25 m/s

0.5 m/h

1 m/s

1.5 m/s

velocidadpresión

33

21.39EZEQP08

16.52P11

17.52SALIDA1

16.5SALIDA2

24.32P2

24.1EZEP04

20.09P9

15.95P10

20.6P1

27.16P3

11.17P7

11.11P5

18.24P13

17.08P18

18.09P17

16.53P14

16.22P16

14.08P6

20.8P15

11.51P8

24.89P4

17.03P12

-303.6

17.88

205.68

4.836

32.14

-10.72

29.68

266.81

8.795

24.19

9.084

9.303

-31.25

7.308

4.541

210.84

17.6 -6.086

-8.84

7.873

10.3

26.38

118.3167.62

45.5

53.39

34.65

20.66

-3.066

-2.923

-10.96

10 m

15 m

20 m

25 m

30 m

10 m/h

20 m/h

30 m/h

40 m/h

50 m/h

presión caudal

La Tablada Escenario Valle

REGULADO

34

MODULO 2

CONSULTASCONSULTAS

modulo 2 gestión de presiones -...

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