Modelación Hidráulica Del Sector 2 Del Sistema de Distribución de La Ciudad de Tunja-boyacá,...

MODELACIÓN HIDRÁULICA DEL SECTOR 2 DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE LA CIUDAD DE TUNJA-BOYACÁ, COMO ESTRATEGIA

OPERATIVA

CLAUDIA ALEXANDRA RODRIGUEZ BELLO

UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA

ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HIDRICOS SANTA FE BOGOTÁ D.C.

2013

MODELACIÓN HIDRÁULICA DEL SECTOR 2 DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE LA CIUDAD DE TUNJA-BOYACÁ, COMO ESTRATEGIA

OPERATIVA

CLAUDIA ALEXANDRA RODRIGUEZ BELLO

Trabajo de Grado para Optar por el Título de Especialista en RecursosHídricos.

UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA

ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HIDRICOS SANTA FE BOGOTÁ D.C.

2013

3

2 27

5.1 EMBALSE DE TEATINOS 27

5.2 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE “LA PICOTA” 28

CONTENIDO

Pág.

RESUMEN 8

INTRODUCCIÓN 9

1 GENERALIDADES 10

1.1 OBJETIVOS 10

1.1.1 Objetivo General. 10

1.1.2 Objetivos específicos 10

2 JUSTIFICACIÓN 11

3 MARCO TEÓRICO 12

3.1 CONCEPTOS 12

3.2 TEORIAS DE MODELACIÓN HIDRÁULICA 14

3.2.1 Modelación Hidráulica. 14

3.2.2 Fundamentos teóricos 14

3.2.3 El modelo de la red de distribución como herramienta de gestión y toma de

decisiones: la importancia de la calibración del mismo. 15

3.2.4 El proceso de calibración del modelo matemático de la red de

abastecimiento. 21

4 MARCO DE REFERENCIA 24

4.1 MARCO GEOGRÁFICO 24

4.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DE LA

CIUDAD DE TUNJA 25

5 PRINCIPALES ELEMENTOS DE CAPTACIÓN, ADUCCIÓN,

TRATAMIENTO Y ALMACENAMIENTO QUE ABASTECE EL SISTEMA DE

ACUEDUCTO DE LA CIUDAD.-.ASOCIADOS A LA OPERACIÓN DEL SECTOR

13 DIAGNÓSTICO OPERATIVO (CONCLUSIONES) 82

14 CONCLUSIONES 84

15 RECOMENDACIONES 85

4

5.3 TANQUE DE ALMACENAMIENTO SAN RAFAEL 29

6 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SECTOR 2 31

7 DEFINICIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE PUNTOS FIJOS DE MONITOREO 34

8 DIAGNÓSTICO OPERATIVO 38

8.1 PRESENTACIÓN DEL SOFTWARE DE MODELACIÓN 38

8.2 ETAPAS DE LA MODELACIÓN HIDRÁULICA 39

8.3 ACTUALIZACIÓN TOPOLÓGICA DEL MODELO 40

8.4 RESULTADOS DE LA TOPOLOGÍA 41

9 CAMPAÑA DE MEDICIÓN, PLAN PIEZOMÉTRICO 42

10 ASIGNACIÓN DE DEMANDAS AL MODELO 49

10.1 METODOLOGÍA PARA LA ASIGNACIÓN DE DEMANDAS A LOS NODOS

49

11 PROCESO DE MODELACIÓN, CORRIDA, AJUSTE Y CALIBRACIÓN DEL

MODELO 51

11.1 PROCESO DE MODELACIÓN 53

11.2 CALIBRACIÓN DEL MODELO 54

11.3 ACTIVIDADES PRINCIPALES PARA LA CALIBRACIÓN DEL MODELO 55

11.4 PRINCIPIOS DE CALIBRACIÓN 55

12 RESULTADOS DE LA CALIBRACIÓN 58

12.1 CALCULO DEL PATRÓN DE DEMANDA 58

12.2 CURVAS DE MASAS 60

12.3 COMPARACIÓN DE CAUDALES DE DEMANDA 72

12.4 CONSOLIDADO DE PRESIONES AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO EN

LAS REGULADORAS DE PRESIÓN

74

12.5 GRAFICAS DE CALIBRACIÓN DE PRESIÓN EN PUNTOS FIJOS DE

MONITOREO 78

5

LISTA DE CUADROS

Pág.

Cuadro 1. Zonificación y sectores del sistema de acueducto de la ciudad de Tunja.25

Cuadro 2. Consolidado de barrios que hacen parte del Sector 2 32Cuadro 3. Consolidado de materiales y longitudes por cada diámetro de tubería presente en el Sector 2 33Cuadro 4. Consolidado puntos de monitoreo 37Cuadro 5. Consolidado reportado por el modelo- Topología Física del Modelo 41Cuadro 6.. Registros de campo- Resultados instalación de equipos. 46Cuadro 7. Registros de campo, consolidado de los resultados del plan piezométrico 47Cuadro 8. Patrón de demanda Subsector 2.1 para el modelo 59Cuadro 9. Datos Curva de masas Hidrómetro Altagracia 61Cuadro 10. Datos Curva de masas Hidrómetro Idema 62Cuadro 11. Datos Curva de masas Hidrómetro Altagracia 63Cuadro 12. Consolidado de datos de presión registrados en Campo 68Cuadro 13. Consolidado de datos de presión reportados por el modelo. 70Cuadro 14. Consolidado Valores de ajuste de datos en la calibración 71Cuadro 15. Consolidado Valores de ajuste de datos en la calibración 72Cuadro 16. Consolidado de presiones aguas arriba y aguas abajo (HidrómetroIdema) 75Cuadro 17. Consolidado de presiones aguas arriba y aguas abajo (HidrómetroMosquito) 76Cuadro 18. Consolidado de presiones aguas arriba y aguas abajo (HidrómetroAltagracia) 77

de medición 48Figura 20. Esquema para asignación de demandas en el Modelo 50Figura 21. Diagrama de Simulación Estática 51Figura 22. Diagrama de la Simulación Extendida 52Figura 23. Simulación Extendida 52Figura 24. Válvulas utilizadas para Control Hidráulico 53Figura 25. Modelo Estructurado del Sector 2 54Figura 26. Calibración del modelo 56Figura 27. Comportamiento gráfico del patrón de demanda del sector 2 58Figura 28. Curva de masas Hidrómetro Mosquito 64

6

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Fases de la elaboración del modelo 18Figura 2. Arquitectura de la tecnología de la información según Stern y Kendall. 20Figura 3. Metodología de calibración por escenarios 22Figura 4. Ubicación Espacial de Tunja (Boyacá) 24Figura 5. Esquema operacional del sistema de acueducto de la ciudad de Tunja 26Figura 6. Panorámica Embalse de Teatinos 27Figura 7. Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) “La Picota” 29Figura 8. Tanque San Rafael 30Figura 9. Sectorización de Agua Potable en Tunja 33Figura 10. Identificación puntos fijos de monitoreo 35Figura 11. Construcción e instalación de puntos fijos de monitoreo 35Figura 12. Procedimiento de la instalación en campo de los puntos fijos de monitoreo 36Figura 13. Ubicación y distribución de los puntos fijos de presión en el Sector 2 36Figura 14. Elementos del Modelo 40Figura 15. Equipo utilizado para la medición de presiones 42Figura 16. Instalación de equipos registradores de presión en puntos fijos de monitoreo en campo 43Figura 17. Herramientas del programa PMAC Lite, utilizado en La descarga de datos de presión de los Loggers 44Figura 18. Consolidado del comportamiento de presiones en los puntos fijos de monitoreo 48Figura 19. Comportamiento del caudal suministrado al sector durante la campaña

7

Figura 29. Factor de variación horaria de la demanda Hidrómetro Mosquito 64Figura 30. Curva de masas Hidrómetro Idema 65Figura 31. Factor de variación horaria de la demanda Hidrómetro Idema 65Figura 32. Curva de masas Hidrómetro Altagracia 66Figura 33. Factor de variación horaria de la demanda Hidrómetro Altagracia 66Figura 34. Presiones registradas en campo-puntos fijos de monitoreo 67Figura 35. Comparativo caudal de campo vs. caudal del modelo Idema 73Figura 36. Comparativo caudal de Campo vs. Caudal de Modelo (HidrómetroMosquito) 73Figura 37. Comparativo caudal de campo vs. Caudal del modelo Altagracia 74Figura 38. Calibración de PFPN 2.1 78Figura 39. Calibración de PFPN 2.2 78Figura 40. Calibración de PFPN 2.3 79Figura 41. Calibración de PFPN 2.4 79Figura 42. Calibración de PFPN 2.5 80Figura 43. Calibración de PFPN 2.6 80Figura 44. Calibración de PFPN 2.8 81Figura 53. Curvas de presión Sector 2 (1:00 am) 83

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RESUMEN

El presente estudio contempla la determinación del plano de presión para el sector2 del sistema de distribución de la ciudad de Tunja- Boyacá, como una estrategia para la toma decisiones de tipo operativo y de planeación del servicio, el cual involucró la evaluación hidráulica del sistema de distribución del sector 2, analizando variables hidráulicas como velocidades y presiones en escenarios de modelación, identificando las condiciones en que opera el sistema.

Es importante resaltar que la evaluación hidráulica del sector se realiza mediante la simulación de las redes con un modelo debidamente calibrado que garantiza la representación de la realidad del sistema. La investigación aplicada para el desarrollo del proyecto fue evaluativa y descriptiva permitiendo estudiar el comportamiento de las principales variables operativas y de calidad del servicio como la demanda y las presiones manejadas en el sector.

El modelo hidráulico generado para el sector alcanzó un nivel de correlación entre los valores simulados y los medidos en campo de 2.6m.c.a., garantizando confiabilidad y permitiendo identificar zonas de presión en el sector, set–points de válvulas de control fuera del rango óptimo de operación y conflictos operativos en la configuración de redes que llevaban a condiciones operativas no deseables, aspecto que potencia las fugas, pérdidas de caudal y rotura de tuberías disminuyendo considerablemente la eficiencia del sistema y la calidad del servicio, sin contar las consecuencias, sociales, ambientales y económicas que se asocian a esta condición.

El Sector 2 se caracteriza por estar formada por un valle en su parte baja y una meseta en el costado oriental del mismo con variaciones considerables de altitud. Esta diversidad topográfica genera en un mismo sector respecto a la alimentación cotas elevadas con bajas presiones y cotas bajas con presiones elevadas las cuales se encuentran fuera del rango establecido en el reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS - 2000.

La simulación realizada para el sistema de distribución del sector 2, permitirá una gestión más eficiente sobre la infraestructura existente, ampliación del sistema y atención a usuarios.

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INTRODUCCIÓN

La definición de estrategias a nivel operativo orientadas a la gestión del recurso hídrico y a la organización de procesos en una empresa prestadora del servicio de acueducto y alcantarillado, debe estar fundamentada en principio, sobre el conocimiento claro del funcionamiento del sistema y en el uso eficiente de los recursos humanos, físicos y tecnológicos; esto con el objetivo de lograr una correcta operación y el cumplimiento de los indicadores de eficiencia en la prestación del servicio en términos de calidad, continuidad y cobertura.

Con el crecimiento acelerado de las ciudades, el cual requiere de una mayor infraestructura, se hace necesario implementar una herramienta, que permita incluir los cambios del sistema y a su vez conocer la operación del mismo; la modelación hidráulica de redes se convierte en el instrumento que logra simular las condiciones reales de operación del sistema.

La empresa Proactiva Aguas de Tunja, empresa prestadora del servicio de acueducto y alcantarillado en la capital del departamento de Boyacá, interesada en conocer el comportamiento del sistema de distribución de la ciudad, adquirió la licencia del software de modelación hidráulica WaterGems V8i; herramienta que simula las condiciones de operación del sector, fundamentado en la teoría hidráulica. Permite a través del uso de algoritmos genéticos la calibración de la simulación, lo cual facilita la toma de decisiones tendientes a mejorar y optimizar la operación. Adicionalmente ofrece una verdadera interoperabilidad sin sacrificios en funcionalidad., con un soporte para cuatro distintas plataformas –ArcGIS, AutoCAD, MicroStation, y stand-alone

El presente proyecto tiene como objetivo realizar la modelación hidráulica del sector 2 del sistema de distribución de la Ciudad de Tunja, con el fin de representar de la forma más cercana la operación real de la red, logrando consolidar un modelo calibrado que se constituya en una herramienta de gestión para la empresa operadora del sistema. Para tal fin se empleara el software wáter gems.

10

1 GENERALIDADES

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Objetivo General.

Realizar la modelación hidráulica de redes del sector hidráulico 2 del sistema de distribución de la ciudad de Tunja-Boyacá-

1.1.2 Objetivos específicos

Construir la topología del modelo hidráulico para el sector 2. Recopilar la información de las campañas de monitoreo de caudal y presión

del sector 2. Recopilar la información asociada a los consumos de los usuarios y

asignación de demandas a los modelos hidráulicos. Ajuste y calibración del modelo hidráulico del sector 2.

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2 JUSTIFICACIÓN

La Empresa de Servicio de públicos Proactiva Aguas de Tunja, públicos han decidió implementar una estrategia orientada a gestionar la demanda, con el fin de garantizar el volumen de agua potable que necesita la ciudad. En este contexto la conceptualización de los modelos hidráulicos permite tener un panorama general del comportamiento real del sistema, identificando puntos neurálgicos de la red hacer intervenidos.

Para la Empresa Proactiva Aguas de Tunja es indispensable conocer el comportamiento hidráulico del sector 2, dado que se ha convertido en la zona de mayor desarrollo urbano y de inversión de la Ciudad. Con base en la información monitoreada y reportada por los modelos hidráulicos será posible tomar decisiones relacionadas con la optimización del servicio, planificando con base en la demanda y las presiones del sector; la renovación, ampliación de redes e instalación de instrumentación adicional. Permitirá de otra parte agilizar los tiempos de respuesta en la atención de quejas de usuarios.

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3 MARCO TEÓRICO

A continuación se presentas los conceptos y teorías tenidas en cuenta en el desarrollo del proyecto.

3.1 CONCEPTOS

1Algunos de los siguientes conceptos fueron extractados y/o ajustados del Reglamento Técnico del Sector Agua Potable y Saneamiento Básico del Ministerio de Desarrollo.

Acometida. Derivación de la red local de acueducto que llega hasta el registro de rueda en el punto de empate con la instalación interna del inmueble. En edificios de propiedad horizontal o condominios, la acometida llega hasta el registro de corte general.

Agua potable. Agua que por reunir los requisitos organolépticos, físicos, químicos y microbiológicos es apta y aceptable para el consumo humano y cumple con las normas de calidad de agua.

Cabeza de presión. Presión manométrica en un punto, expresada en metros de columna de agua, obtenida como la razón entre la magnitud de la presión y el peso específico del agua.

Caudal máximo diario. Consumo máximo registrado durante veinticuatro horas, observado en un período de un año, sin tener en cuenta las demandas contra incendio que se hayan presentado.

Caudal máximo horario. Consumo máximo registrado durante una hora, observado en un período de un año, sin tener en cuenta las demandas contra incendio que se hayan presentado.

Caudal medio diario. Consumo medio durante veinticuatro horas, obtenido como el promedio de los consumos diarios en un período de un año.

Diámetro nominal Es el número con el cual se conoce comúnmente el diámetro de una tubería, aunque su valor no coincida con el diámetro real interno.

1 COLOMBIA. MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO. Reglamento técnico del sector de agua

potable y saneamiento básico. Bogotá: El Ministerio, 2000. Título B P.21

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Diámetro real Diámetro interno de una tubería determinado con elementos apropiados.

Dotación. Cantidad de agua asignada a una población o a un habitante para su consumo en cierto tiempo, expresada en términos de litro por habitante por día o dimensiones equivalentes.

Flujo a presión Aquel transporte en el cual el agua ocupa todo el interior del conducto, quedando sometida a una presión superior a la atmosférica.

Línea piezométrica. Línea o elevación obtenida de la suma de la cabeza de presión y la diferencia de altura topográfica respecto a un datum o nivel de referencia.

Macromedición. Sistema de medición de grandes caudales, destinados a totalizar la cantidad de agua que ha sido tratada en una planta de tratamiento y la que está siendo transportada por la red de distribución en diferentes sectores.

Micromedición: Sistema de medición de volumen de agua, destinado a conocer la cantidad de agua consumida en un determinado período de tiempo por cada suscriptor de un sistema de acueducto. Es una herramienta para determinar el consumo real y alimentar los modelos hidráulicos de manera que se llegue a una buena calibración y además son un instrumento útil a la hora de estimar las pérdidas.

Punto fijo de presión. Sitio dispuesto y acondicionado conectado directamente de la red de acueducto, con el fin de hacer monitoreos de presión y de calidad del fluido principalmente.

Red de distribución. Conjunto de tuberías, accesorios y estructuras que conducen el agua desde el tanque de almacenamiento o planta de tratamiento hasta los puntos de consumo.

Red matriz. Parte de la red de distribución que conforma la malla principal de servicio de una población y que distribuye el agua procedente de la conducción, planta de tratamiento o tanques de compensación a las redes secundarias. La red primaria mantiene las presiones básicas de servicio para el funcionamiento correcto de todo el sistema, y generalmente no reparte agua en ruta.

Red menor de distribución. Red de distribución que se deriva de la red secundaria y llega a los puntos de consumo.

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3.2 TEORIAS DE MODELACIÓN HIDRÁULICA

3.2.1 Modelación Hidráulica.

2La modelación hidráulica de la red incluye el uso de modelos computacionales para el análisis de la red de distribución. En esta parte de la metodología se debe realizar un registro cuidadoso de todas las tuberías instaladas incluyendo su estado, edad, material y diámetro. Para esto se requiere la alimentación constante de información proveniente de los procesos de distribución, como micromedición y facturación, macromedición y mantenimiento y obras civiles que permiten mantener el modelo calibrado, para ser utilizado en la implementación de la metodología y la operación diaria de la red, ya que a partir de los resultados de la calibración del modelo es posible diseñar planes de acción que determinan de una manera muy económica la posible concentración de fugas técnicas y en conjunto con el análisis de lecturas y consumos en los micromedidores se puede encontrar una concentración de pérdidas comerciales o clandestinas.

La modelación y calibración de las redes del sistema de acueducto permitirá entre otras cosas: hallar la mejor alternativa de bombeo disminuyendo costos de energía y buscar la opción de operación óptima de los equipos evitando su desgaste, permite modelar diferentes tipos de válvulas de control, reductoras de presión, reguladoras de flujo, válvulas unidireccionales y válvulas de altitud entre otras.

Permite evaluar diferentes alternativas de diseño para encontrar la que mejor se acomode al proyecto en cuanto a costo-beneficio, ya que se pueden estimar los costos de inversión y de energía y analizar la operación de cada una de las opciones dentro del sistema, ahorrando tiempo y dinero en estudios que son costosos y demorados.

3.2.2 Fundamentos teóricos

Conservación de la masa. En cualquier nodo de un sistema, los flujos entrantes son equivalentes a los flujos salientes menos las variaciones por almacenamiento.

Qin t Qout t s

2 SALDARRIAGA, Juan Guillermo y SISA,Augusto. Agua no contabilizada en redes de distribución de agua

potable, en defensa de la razón pura. E n : MEMORIAS DEL XVI SEMINARIO DE HIDRÁULICA E HIDROLOGÍA (16º : oct. 29 – 31 2004 : Armenia). Ponencias del XVI seminario de hidráulica e hidrología. Armenia:Universidad del Quindío, 2004. p. 178

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Donde:

Qin = Caudal de entrada Qout = Caudal de salida∆t = tiempo ∆s = Almacenamiento

Conservación de la energía. Las pérdidas de energía entre dos nodos de un sistema, siempre serán las mismas independientemente de la ruta o trayectoria que se elija entre dichos puntos.

3.2.3 El modelo de la red de distribución como herramienta de gestión y toma de decisiones: la importancia de la calibración del mismo.

La importancia de los modelos matemáticos de redes de distribución en la gestión de los abastecimientos, los aspectos relacionados con la modelación, el tratamiento de la información que en los modelos se considera, así como el proceso de calibración de los mismos que suponen se destaca como la vía para darle fiabilidad a los resultados del modelo, para asegurar que las predicciones que con él se realicen van a representar de forma fidedigna la realidad. 3

La modelación de la red de abastecimiento de agua4.Uno de los usos más importantes del agua es el que se le da para consumo humano en ciudades y centros urbanos. En este sentido, el modelo se convierte en el elemento fundamental a la hora de gestionar la red de distribución de agua, de la que dependen aspectos tan importantes como la calidad del servicio, la eficiencia en el suministro o la calidad de la propia agua para el consumo humano.

Por otra parte, la red de distribución es un ente complejo en sus aspectos de gestión que conlleva muchas implicaciones sociales (especialmente relacionadas con la calidad de suministro y estado del bienestar). Incluso para redes sencillas, se hace necesario disponer de un modelo de simulación bien ajustado a la realidad como herramienta de trabajo.

En este sentido, la utilización de modelos como herramienta de representación del funcionamiento de la red de distribución de agua para la correcta gestión del abastecimiento es una práctica generalizada, especialmente considerando la complejidad que presenta la red cuando el abastecimiento suministrado es de envergadura y el sistema hidráulico a modelar se hace más y más complejo. La bibliografía, el mercado y la experiencia están llenos de ejemplos de la utilidad de los modelos en estos menesteres y los buenos resultados que proporcionan.

3Ibid., 47 p.

4LOPEZ JIMÉNEZ, P. Amparo et al. Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos.En

:DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA HIDRÁULICA Y MEDIO AMBIENTE. Madrid : Universidad Politécnica de Valencia, 2004.p. 78.

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En la actualidad, el uso de los modelos para la representación de sistemas está completamente generalizado, desde los modelos físicos hasta los más complejos modelos numéricos de simulación computacional, son una herramienta imprescindible en la gestión de estos sistema por dos razones principalmente: el modelo permite la representación en forma continua en el espacio y en el tiempo de lo que ocurre en el sistema y por otro lado el modelo es susceptible de representar escenarios que no han ocurrido todavía, por dispares de la realidad actual que estos sean, lo que permite conocer el comportamiento, en este caso de la red, en situaciones futuras o bajo supuestos sustancialmente diferentes.

Sin embargo, estas utilidades carecen de sentido si el modelo no se ha calibrado de forma conveniente. Un modelo bien calibrado proporcionará confiabilidad en las predicciones de circunstancias que no han ocurrido a la vez que permitirá el conocimiento preciso del comportamiento de la red en todos sus puntos, en circunstancias que pueden estar ocurriendo en tiempo real. Si el modelo no ha sido correctamente calibrado y validado en cualquier circunstancia posible de funcionamiento del sistema, no es en realidad una herramienta de gestión, sino un instrumento matemático sin validez alguna.

Evolución de los modelos de simulación hidrodinámica5.En Abbott et al. (1991) se describe la evolución de los modelos de simulación hidrodinámica de redes en lo que considera como generaciones. Aspecto que con la aparición de los ordenadores a mediados del pasado siglo permite una adaptación de las operaciones matemáticas hasta ese momento realizadas por los ingenieros a un ordenador. Así surge la primera generación de modelos de simulación. Esta generación (alrededor de 1960) llega con la práctica traducción de las operaciones algebraicas utilizadas en los métodos analíticos previamente conocidos para las redes.

Conforme el uso de ordenadores se populariza, empiezan a utilizarse otras técnicas de resolución de ecuaciones como las diferencias finitas o los elementos finitos. Este planteamiento de resolución, más orientado hacia la máquina, constituye la segunda generación de modelos de cálculo, extendido durante toda la década de 1960. Esta segunda generación traducía las ecuaciones diferenciales (fácilmente interpretables por las personas) en ecuaciones algebraicas fácilmente interpretables por el ordenador.

En estos modelos de segunda generación la entrada de datos es tediosa, surgiendo la necesidad de que esta entrada sea menos específica y más amigable, que no tiene que ser realizada por personal especializado. Aparece así

5ABOTT, M.B. ; HAVNØ, K. y LINGBERG, S. The fourth generation of numerical modelling in hydraulics.IAHR.

En :Journal of HydraulicResearch. Vol. 29, Nº 5(1991) :p. 125

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la tercera generación de modelos hidráulicos, caracterizada por una modelación más cercana a la percepción humana de la red y que luego deberá ser interpretada por el ordenador. Esta generación se extiende a lo largo de la siguiente década.

La aparición de la cuarta generación de modelos alrededor de 1985, incorporándoles interfaces de usuario amigables, permite que estos puedan ser utilizados por usuarios que no sean expertos. Surge el término Hidroinformática (Hydroinformatics,propuesto por Abbott en 1991).

En la tendencia a que el modelo procese la información surge la quinta generación en la década de 1990. En este caso se desea integrar conceptos propios de la inteligencia artificial que permiten extraer conclusiones de los resultados de la simulación e incluso proponer soluciones a estos problemas, integrando otras herramientas como SIGs con objeto de hacer del modelo un sistema experto.

Un avance a este tipo de modelos son aquellos que integran en sí mismos herramientas de computación paralela o auxiliar para su calibración, ajenas a las ecuaciones de la hidrodinámica pero que permiten, con series de datos procedentes de la realidad, ajustar a los modelos de simulación de forma automática a esta realidad. Esta es la incipiente generación de modelos autocalibrantes que se encuentran en la actualidad.

Fases en la elaboración del modelo matemático de la red de abastecimiento.Modelar una red requiere el tratamiento de una gran cantidad de información. Con los avances tanto de la computación como de las técnicas de análisis de redes, el problema de incluir todas las líneas que en realidad se presentan en la red, se elimina. Sin embargo persiste la necesidad de la precisión de los datos de entrada para que la fiabilidad del modelo se asegure. Incluir toda la red en el modelo supone modelar hasta las acometidas de los edificios, cuya información es tan difícil de modelar como imprecisa.

La modelación hidrodinámica de la red de abastecimiento está muy ligada al tratamiento de la información que en ella se genera y a la propia resolución de las ecuaciones del modelo hidrodinámico y de calidad en el caso de que exista.

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Figura 1. Fases de la elaboración del modelo

Recopilación de información

Esqueletización de la red

Asignación de cargas

Resolución computacional

Fuente: GONZÁLES, Germán y BARRETO, Gustavo. Proyecto de modelación hidráulica del sistema de acueducto de la ciudad de Tunja. Tunja :AquaDatos Ltda., 2000. p. 36

La Recopilación de información.Es uno de los momentos clave en la confección del modelo matemático. La disponibilidad y fiabilidad de los datos así como una herramienta adecuada para su tratamiento son cruciales para la buena modelación. La información recopilada en el modelo hidrodinámico puede agruparse en:

Datos cartográficos. Principalmente conteniendo modelos del terreno y cartografía con información detallada de las calles y las infraestructuras en ellas presentes.

Datos descriptivos de la red:

Datos de abonados. Facturaciones de agua potable, principalmente.Datos de mediciones y actuaciones. Registros de mediciones y tareas de mantenimiento.

Datos topológicos. Que marquen las relaciones espaciales entre los elementos de la red:La esqueletización de la red, consiste en la simplificación de la misma (de forma coherente) para crear un modelo matemático. Esto es necesario para que elnúmero de líneas que aparecen sea tratable por el modelo y porque un nivel dedetalle excesivo puede ser contraproducente en el correcto tratamiento de la información proveniente del modelo.

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La Asignación de cargas, consiste en la determinación de los caudales inyectados y consumidos en los diferentes elementos de la red, generalmente puntos de inyección y consumo previamente predeterminados. Esta es una de las fases más importantes porque debe representar las pautas de comportamiento de los usuarios viendo el tratamiento de caudales como uno de los elementos más importantes en la calibración de la red puesto que es uno a los que el modelo se muestra más sensible.(Ver figura 1. Fases de la elaboración del modelo).

Con todos estos datos, el modelo debe resolver las ecuaciones que permitan el conocimiento de las variables hidrodinámicas que se desean conocer. Estas serán presiones y caudales en todos los puntos e instantes de tiempo, en función de las curvas de modulación de caudales que se hayan introducido. En el caso de que el modelo de la red incluya análisis de la calidad del agua, una vez conocidas las presiones y velocidades en todos los puntos, se integrarán en el mismo las ecuaciones de la cinética y dispersión de los compuestos que se deseen estudiar (normalmente cloro y sus derivados u otros desinfectantes) y se propondrán las concentraciones requeridas en todos los puntos y situaciones de consumo.

Es importante que el modelador conozca las capacidades de la herramienta que está utilizando, así como las limitaciones de la misma. Para ello es crucial que sea consciente, al menos de forma cualitativa, de las fuentes de error que van a estar presentes en la modelación de la red. A continuación, se citan las fuentes de error que se pueden encontrar:

Errores tipográficos. Aparecidos en las fuentes consultadas o en los propios algoritmos de cálculo de los modelos.

Errores de medida. Imprecisiones debidas a la sensibilidad de los aparatos de medida o a las metodologías utilizadas para estas mediciones. Tienen una gran influencia del factor humano.

Imprecisión de las cotas. Relacionado con la profundidad a la que se encuentran las conducciones, muchas veces influenciado por la antigüedad de las mismas.

Errores en los planos y mapas. Por ambigüedad en la información o no actualización de la misma, una escala inadecuada o anomalías presentes en la delineación (tramos aislados, uniones que no se presentan, no rotulación de las características de los elementos).

Errores debidos al paso del tiempo en los elementos. Esta es una de las fuentes de incertidumbre más importantes del modelo. Principalmente se refiere al aumento de rugosidad en las tuberías, lo que de forma directa determina el tamaño del diámetro interior de las mismas, y al deterioro de

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bombas y elementos activos de las redes, que afectan al comportamiento hidráulico de las mismas.

6El proceso de calibración proporcionará los valores de ciertos parámetros que se pueden controlar en la modelación pero que son difíciles de medir (como rugosidades o diámetros interiores, o curvas de modulación de los consumos) con objeto de que las predicciones del modelo se asemejen al máximo a las mediciones realizadas. Considerando que también las mediciones tienen un error inherente (lo que determina ciertos márgenes de confianza), se deberá proceder al ajuste.

Herramientas involucradas en la gestión de los datos del modelo7. En los inicios se trabaja con modelos matemáticos de redes hidráulicas y a presión para el diseño y ampliación a grandes arterias. Este es el primer paso para prever el efecto de futuros escenarios en los que la información respecto a las variables hidráulicas del abastecimiento es crucial. En esta fase se obliga a conocer a fondo el abastecimiento y a estructurar los datos en la forma en la que lo requieran los modelos de simulación. Por otra parte, como ya se ha indicado, para que estos modelos se conviertan en herramientas fiables para gestionar situaciones que no han ocurrido, y disponer de información de futuros comportamientos del abastecimiento con base a los resultados provistos por el modelo, deberá haberse superado un proceso de calibración y validación muy exhaustivo que les permita convertirse en herramientas de predicción. (Ver figura 2).

Figura 2. Arquitectura de la tecnología de la información según Stern yKendall.

Sistemade Gestión

Departa Gestión

DepartDa

Monitor

Relación Archivo

Relación Recurso

Fuente: GONZÁLES, Germán y BARRETO, Gustavo. Proyecto de modelación hidráulica del sistema de acueducto de la ciudad de Tunja. AquaDatos Ltda.; 2000. p. 17

6MARTÍNEZ SOLANO, F.J. Aplicación de los sistemas de información geográfica a la gestión técnica de las

redes de agua potable.Valencia, 2002. p 56. Tesis doctoral. (Doctor en Ingeniería). Universidad Politécnica de Valencia.

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Los sistemas de tele medida SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) surgen y se implantan de forma generalizada aunque se limitan a monitorizar áreas troncales de los sistemas de distribución (plantas de tratamiento, depósitos o estaciones aisladas del sistema) extendiéndose en pocos casos a información procedente de las grandes arterias y en los menos a niveles de detalle de la red. Por otra parte, para controlar los valores de las mediciones más importantes del conjunto de la red se dispone en estas ocasiones de sistemas de telemando en los que la información se controla y centraliza de diferentes maneras en cada uno de los abastecimientos.

Los CAD aparecen más tarde y no son más que un sucedáneo de sistemas de información geográfica más complejos, sin embargo, el hito que marca la diferencia entre las herramientas informáticas para la gestión de la información es la aparición de los SIG (Sistemas de Información Geográfica), ya que se abre la posibilidad de relacionar la información económica y física de la red con la componente espacial de esta información. La información debe fluir con el objeto de conectar a los entes gestores de los bienes y servicios que componen el sistema con las necesidades del abastecimiento y los indicadores de los rendimientos y funcionamientos principales del mismo.

3.2.4 El proceso de calibración del modelo matemático de la red de abastecimiento.

7La calibración es el proceso por el cual se determinan los valores de una serie de parámetros característicos del sistema para que los resultados del modelo se ajusten a unos datos que se consideran como de referencia en este ajuste. La elección y determinación del rango de estos valores es de gran importancia, puesto que precisamente son los que van a caracterizar el comportamiento del sistema.

La calibración es una garantía para la aplicabilidad del modelo, la importancia de la cual se sustenta en tres aspectos básicos:

Confianza: demostrando que el modelo tiene capacidad de reproducir condiciones existentes y fiabilidad para resolver situaciones futuras.

Conocimiento y comprensión: la calibración convierte el modelo en una herramienta para conocer el comportamiento del sistema en su totalidad, explicando cambios que ocurren en su comportamiento con base a variaciones de las condiciones operativas.

7LÓPEZ, P.A. et al. Necesidad de un sistema de gestión de la información en los abastecimientos de agua.E n :PROCEEDINGS DE II SEMINARIO

HISPANO-BRASILEÑO SOBRE PLANIFICACIÓN, (2º: 2002: Valencia). Ponencias delII seminario hispano-brasileño sobre planificación. Brasil :

Proyecto y Operación de Redes de Abastecimiento de Agua,2002. p.83

8GUTIÉRREZ Araujo, J.C. Modelización matemática de la calidad del agua en la red de distribución de la ciudad de

Alicante. Alicante, 2003, p. 171. Desarrollo de herramientas para la calibración del modelo hidráulico. Tesina de master

en gestión eficiente del agua. Universidad Politécnica de Valencia.

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Resolución de problemas: Puede, mediante una calibración adecuada, reconstituirse información perdida o registrarse alarma sobre situaciones de comportamiento anómalo o información errónea. Permite así la detección de errores de información de partida así como apoyo para la detección de averías o fallos por parte de los dispositivos de telemetría.

8La calibración por escenarios. La denominada calibración por escenarios consiste en suponer situaciones de funcionamiento, variando los parámetros que intervienen en la calibración, definiendo hipótesis de funcionamiento parciales y combinándolas en escenarios posibles o probables de manera que se genera una gran cantidad de “modelos de entrada”. Estas situaciones al ser simulados y comparados con los valores de la red, proporcionan las presiones y caudales adecuados en los puntos de comparación. (Ver figura 3. Metodología de calibración por escenarios).

Figura 3. Metodología de calibración por escenarios

Fuente: GONZÁLES, Germán y BARRETO, Gustavo. Proyecto de modelación hidráulica del sistema de acueducto de la ciudad de Tunja. Tunja: AquaDatos Ltda.; 2000. p. 25.

9GUTIÉRREZ Araujo, J.C. Modelización matemática de la calidad del agua en la red de distribución de la ciudad de

Alicante. Alicante, 2003, p. 171. Desarrollo de herramientas para la calibración del modelo hidráulico. Tesina de master en

gestión eficiente del agua. Universidad Politécnica de Valencia.

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9Es, en esencia una metodología de ensayo-error que puede ser controlada matemáticamente, para que la convergencia de los resultados de la modelación con la realidad sea lo más rápida posible, en este sentido podemos suponer hipótesis sobre:

Posibles escenarios de consumo (variación de caudales asignados a nodos)

Diferentes valores de la rugosidad Reducción de diámetros efectivos Alteración de las capacidades de bombeo Determinación de los parámetros que representan las pérdidas menores y

acciones localizadas.

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4 MARCO DE REFERENCIA

A continuación se presenta la descripción detallada del proyecto, especificado el área de estudio y sus principales características.

4.1 MARCO GEOGRÁFICO

El proyecto se desarrolla para el sistema de acueducto de la ciudad de Tunja, capital del departamento de Boyacá.- Colombia, específicamente para el Sector 2, de la zona Norte del sistema de distribución de la ciudad.

Tunja se encuentra ubicada a 126 Km. de la ciudad de Bogotá, con una población de 200.000 habitantes, altitud de 2700 m.s.n.m.; el departamento está situado en el centro del país, en la cordillera oriental de los Andes; la superficie es de 23.189 km2, limita por el Norte con los departamentos de Santander y Norte de Santander, por el Este con los departamentos de Arauca y Casanare, por el Sur con Meta y Cundinamarca, y por el Oeste con Cundinamarca y Antioquia. (VerFigura 4. Ubicación espacial de Tunja (Boyacá))

Figura 4. Ubicación Espacial de Tunja (Boyacá)

Fuente: Gerencia de Planeación y Construcciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P, Tunja, 2013

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4.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA DE ACUEDUCTO DE LA CIUDAD DE TUNJA

El sistema de acueducto de la ciudad de Tunja, es un sistema que opera predominantemente por gravedad, siendo abastecido por una fuente superficial, el embalse “Teatinos”, sin embargo el sistema cuenta con una característica especial que le permite ser conmutado con estaciones de bombeo estratégicamente ubicadas en la ciudad. Estas estaciones de rebombeo son operadas principalmente en periodo de verano y se abastecen de la segunda fuente de suministro de la ciudad, el “agua subterránea”, que es explotada por medio de 13 pozos profundos, de los cuáles 8 se encuentran en la zona oriente del valle de Tunja y los restantes se ubican en la zona norte de la ciudad. De esta manera se garantiza el suministro continuo de agua potable a la población Tunjana.

El sistema se encuentra dividido en 4 zonas hidráulicas que son: la zona norte, centro, sur y oriente, a su vez 24 sectores de abastecimiento. (Ver Cuadro 1. Zonificación y sectores del sistema de acueducto de la ciudad de Tunja)

Cuadro1. Zonificación y sectores del sistema de acueducto de la ciudad deTunja.

ZONA SECTORNORTE 1, 2,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 y 11

CENTRO 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19 y 20ORIENTE 28 y 30

SUR 2 1 , 2 2, 2 3 y 24 TOTAL ZONAS 4 TOTAL SECTORES 25

Fuente: Gerencia de Operaciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P, Tunja 2008

Figura 5. Esquema operacional del sistema de acueducto de la ciudad de Tunja

Fuente: Gerencia de Planeación y Construcciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P. Tunja, 2013

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5 PRINCIPALES ELEMENTOS DE CAPTACIÓN, ADUCCIÓN, TRATAMIENTO Y ALMACENAMIENTO QUE ABASTECE EL SISTEMA DE ACUEDUCTO

DE LA CIUDAD.-.ASOCIADOS A LA OPERACIÓN DEL SECTOR 2

A continuación se presenta la descripción detallada de los componentes del sistema de Abastecimiento de la Ciudad de Tunja.

5.1 EMBALSE DE TEATINOS

El área de la microcuenca del río Teatinos está constituida por un relieve montañoso dentro de un largo y estrecho valle que se extiende en dirección noroeste-suroeste. Tiene una altitud de 3200 - 3500 m.s.n.m., una temperatura media de 7.8 °C, presenta una pendiente promedio de drenaje de 29,2 %, su altura media es de 3364 m.s.n.m. por lo tanto se clasifica como una cuenca de alta montaña.En la cuenca se encuentra el embalse de Teatinos que se alimenta de seis corrientes superficiales de la zona y en especial de la cuenca del río Teatinos. El embalse útil esta comprendido entre las cotas 3250 m que corresponde a la cresta del vertedero de excesos y 3.232 según la estructura de toma(Ver Figura 6. Panorámica Embalse de Teatinos). El Embalse cuenta con una capacidad útil de6.2 millones de m3, y un volumen muerto de 505.000 m3. Se extrae un caudal entre 260 y 317 l/s, mediante una torre de captación de forma rectangular, con unaaltura total de 8 m, ancho y largo de 1.80 m, y una rejilla para derivación construida en lámina de acero de 2 in x ¾ in, espaciadas cada 5 cm.

Figura 6. Panorámica Embalse de Teatinos

Fuente: GARZÓN, Alex y ROJAS, Javier. Optimización del Manejo del Embalse Teatinos.: PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P.,Tunja 2008

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La conducción del agua captada en el embalse se realiza mediante dos líneas paralelas que transportan el fluido por gravedad con las siguientes características: Línea 1: Concreto reforzado (American Pipe), diámetro de 20”, longitud de 19,7Km. Capacidad total de transporte de 360 l/s. Accesorios:

15 Válvulas ventosas en hierro fundido (HF), diámetro de 16” 20 Válvulas ventosas en HF, diámetro de 18” 15 Válvulas de compuerta para purga en HF, diámetro de 16” 15 Válvulas de compuerta para purga en HF, diámetro de 18”

La Línea 1, transporta un caudal máximo de 450 l/s desde el embalse de Teatinos.

5.2 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE “LA PICOTA”

La Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) de la ciudad de Tunja, “La Picota”, operada por la empresaPROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A ESP Tunja, está localizada en el sureste de la ciudad, sobre la cota 2872.5 m.s.n.m.La planta de tratamiento recibe el caudal proveniente del embalse de Teatinos, la estación de bombeo Cortaderal y la estación de rebombeo Tanque Centro que recibe el agua proveniente de los pozos profundos del sector oriente: Pensilvania, Cooservicios I y II, San Antonio, Caminos Vecinales, Silvino Rodríguez y Batallón Bolívar I, Batallón Bolívar II y San Francisco.

El agua tratada es almacenada en el tanque de Aguas Claras y luego distribuida a través de seis líneas principales que conducen a cinco tanques de almacenamiento: Colinas, La Picota, El Circular, San Rafael y Oriente; y una red expresa para abastecer 3 sectores (20, 19 y 18) específicos de la zona centro(Ver Figura 7. Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) “La Picota”).

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Figura 7. Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) “La Picota”

Fuente:Gerencia de Planeación y Construcciones, PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P Tunja 2008.

La planta La Picota es de tipo convencional y en ella se llevan a cabo los procesos de aireación, coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección sobre el agua cruda consiguiendo su potabilización.

5.3 TANQUE DE ALMACENAMIENTO SAN RAFAEL

Se encuentra ubicado en la parte alta del barrio San Rafael con una capacidad de almacenamiento de 3000 m3,es alimentado por gravedad desde la planta de Tratamiento de Agua Potable La Picota y por bombeo desde el bombeo la fuente. Abastece la zona norte que comprende los sectores 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 y 11, correspondientes a 117 barrios.

La tubería de salida del tanque San Rafael está construida en 16” Asbesto Cemento. Adicionalmente existe una línea de salida de 4” AC, que abastece la parte alta del barrio San Rafael directamente desde el tanque de almacenamiento. Posterior a esta distribución se encuentran 2 válvulas de corte de 3” y 16” Pulgadas respectivamente, las cuales controlan la salida del tanque.

Este tanque mampostería, ubicado en la zona Nor-Occidente de la ciudad de Tunja, en el costado sur occidental del barrio San Rafael.(Ver Figura 8. Tanque San Rafael).

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Figura 8. Tanque San Rafael

Fuente: Gerencia de Planeación y Construcciones, PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P

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6 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SECTOR 2

El Sector 2 hace parte de la zona hidráulica norte de la ciudad, abastecido por el tanque San Rafael, ubicado en la parte sur occidental del barrio San Rafael. El sector comprende los siguientes barrios: Iscata, Reserva Campestre, Santa Elena, Santa Elena II, La Villita, Urbanización Santa Teresa, Colegio Cristo Rey, Alameda Campestre, Mirador del Country, Plaza de Mercado del Norte, Corpoboyacá, Uniboyacá, Santa Ana, IRDET, Colegio Emiliani, Altagracia, Urbanización Torres de Buganvil, Alameda Bosque, San Antonio del Bosque, Portal de Altagracia y Electrificadora. (Ver Cuadro 2. Consolidado de Barrios que hacen parte del Sector2).

Se encuentra delimitado en el oriente por la Carrera 3 a través del Sector 4 y por la Avenida Norte (Carrera 6), a través de los sectores 5 y 7, en el occidente por la Vereda de Pirgua, en el norte por el municipio de Cómbita y por el sur con la Calle49, a través del sector 6.

Este sector se caracteriza por tener variaciones de altitud, cuenta con una topografía quebrada que desciende desde la Cordillera Oriental hasta la Avenida Norte de la ciudad; esta variación de elevaciones se evidencia en sus cotas terreno, con 2731,0 m.s.n.m., en el punto más elevado al Norte del sector y de2678,65 m.s.n.m. en el punto más bajo ubicado junto al Barrio Portal de Alta Gracia, reportando una diferencia de alturas de 52,35 m. Estos puntos generan grandes diferencias de altura respecto a la alimentación, condición que sumada a la energía presente a la entrada del sector propicia el desarrollo de planos piezométricos elevados que generan altas presiones en gran parte del sector.

En cuanto la red de distribución del Sector 2 tiene una extensión de 14785,00 m, en tuberías de PVC, PAD (Polietileno de Alta Densidad). El 23,57% de la longitud total de la tubería de la red de distribución es de PVC con diámetros de 3/4 a 4 pulgadas y el 76,43% PAD en diámetros de 20 mm a 90 mm. Además el sistema de distribución del sector cuenta con tres hidrómetros (medidores de caudal) que cuantifican el caudal que es demandado por el sector y ajustan rangos de presión específicos que suministran la columna de agua suficiente a cualquier punto y usuario del sector (Ver Cuadro 3. Consolidado de materiales y longitudes por cada diámetro de tubería presente en el Sector 2).

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Cuadro 2. Consolidado de barrios que hacen parte del Sector 2

Barrios que Conforman el Sector 2

1 Iscata2 Reserva Campestre3 Santa Elena4 Santa Elena II5 La Villita6 Urbanización Santa Teresa7 Colegio Cristo Rey8 Alameda Campestre9 Mirador del Country

10 Plaza de Mercado del Norte11 Corpoboyacá12 Uniboyacá13 Santa Ana14 IRDET15 Colegio Emiliani16 Altagracia17 Urbanización Torres de Buganvil18 Alameda Bosque19 San Antonio del Bosque20 Portal de Altagracia21 Electrificadora

Fuente: Gerencia de Operaciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P.

El sector se caracteriza por contar con áreas urbanas altamente desarrolladas y pero poco densificada, existente grandes terrenos que aún pueden ser urbanizados.

DIAMETRO (mm)

DIAMETRO PVC PAD

TOTAL LONGITUD POR (") DIAMETROS (m)

20,0 8 0,00 129,00 0,873% 129,0021,0 1/2 35,00 0,00 0,237% 35,0033,0 1 195,00 0,00 1,319% 195,0060,3 2 443,00 0,00 2,996% 443,0075,0 3 0,00 2007,00 13,575% 2007,0090,0 4 0,00 6270,00 42,408% 6270,0088,9 4 2697,00 0,00 18,241% 2697,00

110,0 4 0,00 2894,00 19,574% 2894,00114,3 5 115,00 0,00 0,778% 115,00

LONGITUD POR 23,57 76,43 100MATERIALES 3485,00 11300,00 14785,00

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Figura 9. Sectorización de Agua Potable en Tunja

Fuente: Gerencia de Operaciones y Catastro - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P.

Cuadro 3.Consolidado de materiales y longitudes por cada diámetro de tubería presente en el Sector 2


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7 DEFINICIÓN Y CONSTRUCCIÓN DE PUNTOS FIJOS DE MONITOREO

Con el fin de medir las variables hidráulicas y poder analizar y diagnosticar el comportamiento y operación del sistema de acueducto del sector, fue necesaria la definición de puntos de monitoreo utilizando el plano guía del sector en estudio. Se busco generar una distribución y configuración representativa que permita evaluar el comportamiento de presiones en puntos críticos que entre ellos presentarán grandes diferencias de nivel (Ver Figura 13. Ubicación y distribución de los puntos fijos de presión en el Sector 2),de tal forma que fuese posible obtener datos de campo relevantes y con ellos llevar a procesos de ajuste y calibración el modelo hidráulico y de esta forma representar fielmente las variaciones de presión a lo largo de todo el sistema de distribución.

Para registrar presiones en la red se recurrió a la construcción de puntos fijos, buscando la facilidad de monitoreo y garantizando autonomía en las mediciones a la empresa PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P. y evitar así los inconvenientes como permisos para instalación en viviendas, variación en registro de datos por pérdidas en acometidas y redes internas cuando la instalación se hace dentro de los domicilios. De esta manera se garantiza mayor representatividad de las presiones manejadas por la red, resaltando que estos puntos se derivan directamente de la red de distribución (Ver Cuadro 4. Consolidado puntos de monitoreo).

Para el sector se construyeron en total 8 puntos distribuidos así: (5) cinco puntos fijos de monitoreo, instalados en cajillas plásticas de polietileno ubicadas estratégicamente en sitios representativos de la red (Ver Figura 11. Construcción e Instalación de puntos fijos de monitoreo y Figura 12. Procedimiento de la instalación en campo de los puntos fijos de monitoreo) y (3) tres puntos aguas abajo de los hidrómetros de entrada al sector. Al momento de construir los puntos de monitoreo se diligencia un formato de campo que posteriormente es complementado con información detallada del punto, entre la que se encuentran los datos de la red sobre la cual se instaló, el archivo fotográfico y plano de ubicación en catastro.

Todos los puntos de monitoreo construidos fueron codificados con la siguiente estructura; PFPX#, #; donde PFP indica que es un punto fijo de monitoreo, la cuarta letra indica la zona de distribución a la que pertenece, el primer número define el sector hidráulico y finalmente el segundo número establece el nombre del punto fijo, por ejemplo PFPN 2,1 es el punto fijo de monitoreo número 1 del Sector2 en la zona Norte de la ciudad. Estos puntos fueron identificados en campo

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mediante placas de inventario que permiten su fácil reconocimiento, adicionalmente fueron incluidos y actualizados en catastro (Ver Figura 10. Identificación puntos fijos de monitoreo, Identificación en campo e identificación en catastro).

Figura 10. Identificación puntos fijos de monitoreo

Identificación en campo Identificación en catastro


Figura 11. Construcción e instalación de puntos fijos de monitoreo


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Figura 12. Procedimiento de la instalación en campo de los puntos fijos de monitoreo


Figura 13. Ubicación y distribución de los puntos fijos de presión en elSector 2

Fuente: Gerencia de Operaciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P., ProgramaWaterGEMS V8.

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Cuadro 4.Consolidado puntos de monitoreo

CODIFICACIÓN PUNTO FIJO

MATERIAL TUBERÍA

DIÁMETRO TUBERÍADIRECCIÓN PAVIMENTO

PFPN 2.1 Avenida Universitaria 65-02 (Reserva Campestre)

PVC 3" Común

PFPN 2.2Transversal 3 No. 60-125

Seminario Parque PVC 3" Flexible

PFPN 2.3Calle 59E con 2E

Santa Helena PAD 90mm Común

PFPN 2.4Avenida Norte con Diagonal 56

Hidrómetro Mosquito PVC 3" Flexible

PFPN 2.5Avenida Norte con Calle 53

Hidrómetro Idema PAD 110mm Flexible

PFPN 2.6 Alameda del Bosque PAD 110mm Flexible

PFPN 2.7 Altagracia Parte Alta PAD 75mm Flexible

PFPN 2.8 Hidrómetro Altagracia PAD 90mm Flexible


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8 DIAGNÓSTICO OPERATIVO

Dentro de la metodología implementada para la ejecución del proyecto es importante resaltar las herramientas y procedimientos implementados, en este capítulo se presenta específicamente la descripción de la herramienta, los criterios y pasos a tener en cuenta para la modelación y calibración

8.1 PRESENTACIÓN DEL SOFTWARE DE MODELACIÓN

Los avances existentes en desarrollo de Software especializado en ingeniería de consulta, han posibilitado hoy en día, obtener mayor flexibilidad en la conceptualización básica y el posterior desarrollo de proyectos, agilizando el estudio de alternativas y mejorando ostensiblemente la calidad de la información requerida en los diseños.

Para las Empresas de Acueducto, una de las mayores dificultades que se presenta, es el tener que tomar decisiones que influyen en el funcionamiento de su sistema desde el punto de vista hidráulico, sin conocer exactamente la forma en que éste se verá afectado. Resoluciones sobre instalación de válvulas, construcción de nuevas redes matrices, cierre de tuberías, aislamiento de sectores, etc, suelen ser planeadas y ejecutadas sin tener un conocimiento exacto de las consecuencias que éstas van a tener sobre la totalidad de la red de distribución de agua. De esta forma se corre el riesgo de tener resultados imprevistos en el comportamiento de la red y/o cometer equivocaciones que redundan no solo en perjuicios económicos, sino también en una disminución en la calidad del servicio prestado.

Es por esto que la empresa requiere el apoyo permanente de herramientas que le permitan evaluar el estado o funcionamiento operativo del sistema de acueducto y le permitan tomar decisiones operativas, constructivas y de mantenimiento en forma rápida y acertada. 10Es así, que el diagnóstico operativo de redes del Sector2 se ha realizado con la ayuda de herramientas computacionales de modelaciónhidráulica, para el caso especifico, El programa WaterGEMS, que permite la simulación precisa de Bombas de Velocidad Variable (VSP), nodos con demandas dependientes de la presión (PDD), controles basados en reglas lógicas e hidrantes para la modelación de las más complejas estrategias operacionales. Adicionalmente este software de modelación permite implementar esquemas de ahorro de energía usando el modulo de costos de energía de WaterGEMS a partir del cálculo de energía por la operación de las bombas y cualquier tipo de esquema

10CARACTERÍSTICAS DEL programa de modelación WaterGems [en línea]. s.p.i. [Citado el 08-10-

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06]. Disponible en : w w w . ben t le y . co m

http://www.bentley.com/

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tarifario. Con soporte para cuatro distintas plataformas – ArcGIS, AutoCAD, MicroStation, y stand-alone; WaterGEMS ofrece una verdadera interoperabilidad sin sacrificios en funcionalidad. En el desarrollo del proyecto se emplearon las plataformas stand alone y microstation con que cuenta la empresa PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P.

TambiénWaterGEMS simula eventos de contaminación, escenarios de flujo de incendios, roturas de tuberías, y cortes de energía; encontrando las mejores estrategias operativas que deben implementarse en el sistema real. Usando el nuevo administrador de análisis de vulnerabilidad (CriticalityAnalysis) para determinar los tramos de tubería que deben ser prioritarios en las inversiones de mantenimiento y rehabilitación de su sistema. Los módulos geo-espaciales le ayudarán a asignar automáticamente elevaciones y demandas en los nodos basándose en avanzados algoritmos y por medio de asistentes que le ayudaran a extraer la información topológica y de elevaciones desde diferentes bases de datos externas, registros SCADA o archivos Shape.

8.2 ETAPAS DE LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

Etapa 1. construcción topológica Etapa 2. Información de infraestructura Etapa 3. Asignación de elevaciones Etapa 4. Estimación de demandas Etapa 5. Simplificación o esqueletización Etapa 6. Escenarios y alternativas Etapa 7. Ejecución de simulaciones Etapa 8. Calibración

Actividades de apoyo para la modelación

Verificación de aislamientos Campaña de medición, plan piezométrico Determinación de las áreas de Influencia de los puntos de medición Asignación de demandas al modelo

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8.3 ACTUALIZACIÓN TOPOLÓGICA DEL MODELO

11La topología del modelo se divide en dos clases básicas, topología física y topología operacional.La topología física se fundamenta en la alimentación de información física de elementos del sistema que se convierten (información reportada por el GIS de la empresa) al modelo en creación de geometría, asi:

Redibujo del sistema: Se debe contar con un plano actualizado del sistema (impreso o en formato DXF, método de calcado) el cual se vincula a la interfase determinada.

Elevaciones: Ingresar la altura sobre el nivel del mar del componente de interés Redes: Se ingresan los diámetros, longitudes y rugosidades de las Tuberías Tanques: dimensiones, niveles Válvulas: diámetros, coeficientes de pérdidas, materiales, elevaciones. Bombas: Alturas

Figura 14. Elementos del Modelo

Fuente: GIL JARAMILLO, Juan Camilo. Modelación hidráulica de sistemas de distribución de agua. Bogotá : s.n., 2004. 36 diapositivas.

El armado o construcción geométrica del modelo se realizó con base en el plano existente en el catastro de la empresa PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P., a partir del cual se dibujaron las tuberías que hacen parte de los sectores, se pusieron nodos en los cambios de tubería, en las intersecciones o empalmes

11 PROACTIVA Aguas de Tunja. GERENCIA DE PLANEACIÓN Y CONSTRUCCIONES. Procedimiento para

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la modelación. Tunja : PROACTIVA Aguas de Tunja. S.A. E.S.P, 2005. p.

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de éstas y en accesorios y puntos terminales de la red. La fuente de abastecimiento se modeló como un reservorio de gradiente variable de caudal a la entrada del sector.

La alimentación física y topológica del modelo se realizó con información de catastro referente a diámetros y materiales de las tuberías que hacen parte de este sector y cotas de los nodos. La información para la alimentación de demandas en los nodos se obtuvo del registro de los consumos facturados por la empresa.

La topología Operacional se fundamenta en la asignación al modelo de información operacional de los componentes del sistema, variables que rigen el comportamiento de patrones, perfiles, tendencias y comportamientos del sistema.

Demanda. Caudales teóricos, caudales por consumo (Facturación) caudales por nodo (Por área), caudal de incendios, caudal grandes consumidores, caudal por perdidas, caudal máximo diario, caudal máximo horario.

Válvulas. Set –Point o punto optimo de operación del equipo (Regulación de presiones y caudales).

8.4 RESULTADOS DE LA TOPOLOGÍA

Los resultados de la topología del modelo son básicamente representaciones gráficas y de atributos físicos del sistema, información que prepara la plataforma del modelo para la correcta asignación de propiedades operativas, son también la confirmación de elementos computacionales con que el modelo representa los resultados calibrados del sistema, presentando ubicación, nombre por defecto de los elementos entre otras características. (Ver Cuadro5. Resultados Topológicos del Modelo).

Cuadro 5.Consolidado reportado por el modelo- Topología Física del Modelo

CONSOLIDADO DE LA TOPOLOGÍA DEL MODELOELEMENTO CANTIDAD (Un)

Tuberías 230Nodos 199

Reservorio 3Hidrómetros (Reguladoras) 3


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9 CAMPAÑA DE MEDICIÓN, PLAN PIEZOMÉTRICO

Esta actividad fue fundamental para el desarrollo del proyecto, y consistió en la medición de variables hidráulicas de comportamiento del sector en campo, la medición de presiones se realizó con equipos automáticos de registro y almacenamiento de datos, denominados Datalogger (Ver Figura 15. Equipo utilizado para la medición de presiones) previamente programados para condiciones hidráulicas del sector, estos equipos manejan rangos de 0 –100 m.c.a y 0 - 200 mca. los cuales son dispuestos en los diferentes puntos de monitoreo construidos en el sector.

Figura 15. Equipo utilizado para la medición de presiones


Esta tarea de medición se realizó para los 8 puntos instalados en el sector 2 por un lapso de 8 días (del 15 al 23 de noviembre de 2012), con rangos de medida cada quince minutos. Posteriormente los datos medidos fueron llevados a promedios horarios completando el nivel semanal de medida; esta medición fue igual para los ocho (8) puntos distribuidos en el sector y que reportan el comportamiento general de presiones del sistema; (Ver figura 16. Instalación de equipos registradores de presión en puntos fijos de monitoreo en campo), luego la descarga de estos datos es analizada y posteriormente suministrada al sistema como base para la calibración del modelo.

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Figura 16. Instalación de equipos registradores de presión en puntos fijos de monitoreo en campo


Los datos registrados por el Data Logger, se descargan mediante el programa PMAC Lite, para luego ser procesados en Excel y finalmente son comparados y ajustados con los resultados de presión arrojados por la corrida del modelo construido en WATER GEMS V8 XM. (Ver Figura 17. Herramientas del programa PMAC Lite, utilizado en La descarga de datos de presión de los Loggers.)

Dentro de la campaña de medición o plan piezométrico, se contempla la medición y registro de caudal de demanda medida en el hidrómetro general de entrada al sector, este equipo mide caudal convencionalmente por medio de hélices tipo wotman, que a su vez mediante un sistema magnético de emisión de pulsos trasmite la información medida para ser registrada y almacenada por un equipo datalogger, que la interpreta en términos de caudal.

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Figura 17. Herramientas del programa PMAC Lite, utilizado en La descarga de datos de presión de los Loggers


Durante el plan piezométrico se diligencia un formato de campo (Ver Cuadro 6. Registros de campo- Resultados Plan piezométrico) el cual contiene la información de la campaña de medición, como codificación del equipo de registro de datos, dirección y lugar de ubicación del punto de monitoreo, hora de instalación y retiro del equipo, la lectura con manómetro de los set-points de la válvulas reguladoras entre otros; datos que son registrados al momento de instalar y retirar los equipos de monitoreo y que son claves durante el proceso de calibración ya que definen las condiciones iniciales del sistema durante el monitoreo. Los resultados detallados (presiones y caudales) medidos en campo durante el plan piezométrico se presentan en el registro de campo (Ver Cuadro 7. Registros de campo- Consolidado de Resultados Plan piezométrico).

Adicionalmente estos resultados permiten la producción y análisis de información como: promedios de presión, presiones máximas y mínimas por punto de monitoreo, horas de máximas y mínimas presiones, también es posible presentar los datos de forma gráfica para mejor interpretación (Ver Figura 18. Consolidado del comportamiento de presiones en los puntos fijos de monitoreo). Adicionalmente dentro de este proceso de medición, procesamiento y análisis de información de campo se trabajan los datos de caudal registrados, los cuales representan el valor y comportamiento de la demanda del sistema, es decir la curva de demanda característica para el sector. (Ver Figura 19. Comportamiento

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del caudal suministrado al sector durante la campaña de medición).

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Del plan piezométrico se puede resaltar que el Sector 2 maneja una demanda media para el Subsector 2.1 de 2,27 lps, para el Subsector 2.2 de 6,64 lps, finalmente para el Subsector 2.3 de 2,05 lps; además presiones que varían entre los 16,95 y 68,88 m.c.a. en promedio, los valores fuera del rango superior recomendado por la norma (15-60 mca) se presenta en el valle (parte baja del sector) y los menores valores en las cumbres de la montaña.

Finalmente es posible evidenciar que el sistema presenta grandes variaciones en la presión por efectos del cambio de la demanda durante el día, siendo43,26m.c.a. la máxima variación entre el valor mínimo y máximo de presión registradas para un punto de monitoreo (Valor dado para el punto 2.6).

Cuadro 6.. Registrosde campo- Resultados instalación de equipos.


46

CAMPO

HORA PFPN-2,1 (Subs 2.1)

PFPN-2,2 (Subs 2.2)

PFPN-2,3 (Subs 2.1)

PFPN-2,4 Mosquito(Subs 2.2)

PFPN-2,5 Idema(Subs 2.1)

PFPN-2,6 (Subs 2.3)

PFPN-2,8 (Subs 2.3)

00:00 84.66 18.02 47.52 45.34 85.70 84.92 98.2501:00 83.09 18.05 46.45 45.34 85.55 85.36 99.2502:00 77.54 18.09 42.61 45.41 83.80 85.17 99.7503:00 77.80 18.05 42.81 45.38 84.06 85.42 99.9404:00 76.45 17.84 41.27 45.19 82.64 83.17 99.3105:00 72.09 17.47 37.09 44.78 78.36 75.75 92.9706:00 58.04 17.42 24.16 45.13 64.33 53.48 70.0907:00 51.88 16.83 18.36 44.94 57.73 47.11 63.5608:00 51.68 16.80 15.81 44.84 56.06 45.20 61.4609:00 51.30 17.03 12.56 45.03 54.75 42.97 59.2510:00 49.73 17.00 12.22 44.97 54.25 42.06 60.0911:00 53.78 16.89 16.84 44.79 57.13 45.48 61.7212:00 57.41 17.13 21.18 44.89 59.98 48.70 67.1313:00 59.96 17.18 23.50 44.68 62.07 50.84 68.9414:00 57.73 17.20 21.95 44.96 61.54 50.95 69.5915:00 59.00 17.57 22.54 45.04 63.80 53.86 74.6616:00 64.36 16.96 24.16 44.71 66.82 60.30 78.4117:00 64.79 17.36 25.75 44.78 68.08 59.93 80.2218:00 66.91 17.03 27.81 44.41 68.86 62.94 82.9419:00 72.66 17.47 33.02 44.97 74.09 67.78 85.6320:00 74.20 17.61 34.91 45.00 75.50 70.23 87.7821:00 76.64 17.84 39.03 45.19 78.05 74.33 91.3822:00 79.63 17.81 42.13 45.22 80.88 78.55 94.1323:00 82.82 18.14 45.83 45.38 84.03 82.80 96.88

Promedio 66.84 17.45 29.98 45.01 70.34 64.05 80.97Máximo 84.66 18.14 47.52 45.41 85.70 85.42 99.94Mínimo 49.73 16.80 12.22 44.41 54.25 42.06 59.25

Diferencia 34.93 1.34 35.30 1.00 31.45 43.36 40.69

Cuadro 7. Registros de campo, consolidado de los resultados del plan piezométrico


47

48

Figura 18. Consolidado del comportamiento de presiones en los puntos fijos de monitoreo


Figura 19. Comportamiento del caudal suministrado al sector durante la campaña de medición


B

2

49

10 ASIGNACIÓN DE DEMANDAS AL MODELO

En este capítulo se presenta la metodología utilizada en el estudio para la asignación de demandas en el modelo de simulación, teniendo en cuenta el software de modelación wáter gems.

10.1 METODOLOGÍA PARA LA ASIGNACIÓN DE DEMANDAS A LOS NODOS

12Dentro de los procesos de modelación hidráulica, la asignación de demandas se convierte en una de las variable de mayor importancia en cuanto a topología operativa del sistema, ya que es esta variable junto con los patrones de demanda y el gradiente variable en la alimentación, la que define finalmente el comportamiento hidráulico del sistema, de esta manera se hace necesario establecer una metodología de asignación de demanda que se aproxime en mayor medida al comportamiento real de la misma en el sistema (Ver figura 29. Esquema para asignación de demandas en el Modelo).

Para el desarrollo del proyecto la distribución de la demanda se realiza mediante el precepto de asignar el valor a cada nodo en función del consumo real (medido y facturado) asociado a este y que es determinado identificando los usuarios del sistema de acueducto más próximos al nodo y que generen influencia sobre el mismo. Este trabajo se realiza mediante la determinación de la distancia más corta de cada usuario respecto a cada nodo del modelo, a partir de sus respectivas coordenadas geográficas. A continuación se describe la metodología utilizada:

El consumo de cada usuario se determina a partir del promedio de los consumos facturados durante los últimos seis meses.

Con la ayuda del GIS (Sistema de información geográfica) del catastro de la empresa, se obtuvieron las coordenadas cartesianas de cada uno de los nodos y de los usuarios del modelo.

Utilizando la ecuación de Pitágoras se calcula la distancia de cada uno de los usuarios a cada uno de los nodos del modelo.

Dis tan ciaA B X B X A

2

Y YA

12LÓPEZ Jiménez A. et al. . El modelo de la red de distribución como herramienta de gestión y toma de decisiones:

la importancia de la calibración del mismo. Valencia (España) : Universidad Politécnica de Valencia, 2002. p. 250

Donde:

A, B: Nodos X, Y: Coordenadas

El consumo promedio de cada usuario se asigna al nodo más cercano.

Finalmente cada nodo va a tener asignado un número de usuarios, entonces la demanda del nodo va a ser el promedio del consumo promedio de los usuarios establecidos para dicho nodo.

Figura 20. Esquema para asignación de demandas en el Modelo

Fuente: GIL JARAMILLO, Juan Camilo. Modelación hidráulica de sistemas de distribución de agua. Bogotá : s.n., 2004. 36 diapositivas.

11 PROCESO DE MODELACIÓN, CORRIDA, AJUSTE Y CALIBRACIÓN DEL MODELO

En el presente capitulo se presenta el proceso y la metodología utilizada para la modelación, corrida, ajuste y calibración utilizada para el sector 2. La modelación hidráulica se realiza mediante software especializado, que proporciona la posibilidad de analizar el modelo utilizando la simulación estática y extendida. El software empleado fue WaterGems, versión con integración GIS para la simulación de sistemas de acueducto de la casa Bentley.

Figura 21. Diagrama de Simulación Estática

Fuente: Bentley course, Bentley WaterGEMS V8 XM Edición

Durante la construcción del modelo solo se empleo la simulación en periodo estático para la corrida inicial del modelo y para la identificación y solución de errores topológicos. Solucionados estos inconvenientes se procedió en función de los datos medidos en campo al cálculo de patrones hidráulicos como el patrón de demanda y el gradiente de alimentación, los cuales permitieron generar el modelo definitivo en “periodo extendido”. Un modelo en periodo extendido reporta mayores ventajas al análisis de un sistema de distribución, ya que este permite identificar las variaciones que sufre el sistema a lo largo del tiempo de análisis, dadas por variaciones en condiciones operativas del sistema como el aumento y la disminución de la demanda de agua. Así mismo permite identificar todas las variables operativas como presión y caudal en el tiempo de análisis logrando con ello conocer detalladamente el sistema y su influencia sobre todos los usuarios asociados, permitiendo al operador la toma de decisiones más acertadas sobre el sistema.

Figura 22. Diagrama de la Simulación Extendida


Figura 23. Simulación Extendida


Con una buena calibración que garantice que el modelo refleja adecuadamente el mundo real, se pueden obtener resultados coherentes y aproximados a la realidad, lo cual ocasionará un ahorro de tiempo en el diseño de nuevas estructuras y confiabilidad en el análisis de las existentes. Una vez que se tiene un buen modelo calibrado se puede evaluar la capacidad de respuesta del sistema ante un evento de incendio, evaluar la calidad del agua en cualquier punto de la red, hacer un análisis de costos de diseño y costos de energía en caso de las bombas.

Al correr el modelo se genera gran cantidad de resultados, entre los más importantes: caudales, presiones, gradientes hidráulicos y niveles de tanques para cada escenario, además el software tiene una serie de herramientas de interpretación de resultados para facilitar y hacer más fácil la toma de decisiones.

11.1 PROCESO DE MODELACIÓN

Para el ensamblaje de un modelo en primer lugar se requieren planos o mapas de referencia de los cuales se obtiene la siguiente información:

Topología de la red.Configuración física y la conectividad de la red: diámetros, longitudes, materiales, coeficientes de fricción, pérdidas menores, etc. Esta información se obtiene de los planos catastrales e información de campo.

Tanques. Elevación, geometría, volumen activo, niveles de operación, etc. Esta información se obtiene exclusivamente en campo.

Nodos. Cotas de elevación, demandas, patrones de demanda, etc. Los datos se obtienen de topografía, macromediciones y proyecciones de población.

Válvulas de control hidráulico. Diámetros, coeficientes de pérdidas menores, Set- Point, etc. Mediante catálogos técnicos, información de campo, etc.

Figura 24. Válvulas utilizadas para Control Hidráulico


Figura 25. Modelo Estructurado del Sector 2

Fuente: Gerencia de Operaciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P., ProgramaBentleyWaterGEMS V8 XM Edición

11.2 CALIBRACIÓN DEL MODELO

La calibración es el proceso mediante el cual se ajustan las características del modelo de simulación, para que este refleje de la mejor forma posible el comportamiento del sistema real. La calibración demuestra la capacidad del modelo para reproducir condiciones existentes y por lo tanto genera confianza para predecir condiciones futuras.

Cuando el modelo hidráulico es utilizado en aplicaciones específicas destinadas al análisis del comportamiento de redes existentes, es indispensable realizar la calibración correspondiente en el mismo, para garantizar que se estén simulando las condiciones reales del sistema. Esto se logra realizando planes piezométricos sobre la red en estudio, ya sea en aplicaciones específicas destinadas a las acometidas domiciliarias o en hidrantes o como para el caso particular en puntos de monitores directamente

instalados en red para tal fin, obteniendo información de referencia sobre las presiones existentes en los nodos referidos en cualquier hora del día. Así mismo es aconsejable realizar aforos de caudal en puntos estratégicos de la red, como salida de planta o puntos de alimentación de sectores independientes si se ha llevado a cabo un programa de sectorización. El modelo permite realizar las calibraciones pertinentes a través del ingreso de patrones de demanda al sistema, patrones de consumo, patrones de fugas, simulación con gradientes hidráulicos variables en la alimentación del sector, set- point y controles lógicos variables en válvulas de control, y finalmente modificaciones en el valor de los coeficientes de rugosidad de las tuberías o en el ajuste de las demandas reales en cada nodo.

Un modelo de simulación hidráulica de una red de distribución se crea a partir de una combinación de supuestos y criterios de modelación basados en información teórica.

11.3 ACTIVIDADES PRINCIPALES PARA LA CALIBRACIÓN DEL MODELO

Recopilación de información de campo: Información física Rugosidad de tuberías Comportamiento de válvulas reguladoras Características de tanques Condiciones de control (válvulas, etc.) Información Operacional Caudal y niveles de agua en tanques, plantas, pozos, etc. Lecturas de caudal y presión en tuberías importantes, válvulas reguladoras, etc.

11.4 PRINCIPIOS DE CALIBRACIÓN

Un modelo de una red de distribución es creado a partir de una serie de suposiciones, modeladas a juicio, y las mejores suposiciones se basan en la información teórica. Obviamente, esto no siempre genera resultados que están de acuerdo con lo que sucede en el mundo real.La calibración es el proceso de ajustar las características del modelo de distribución de agua que mejor refleje el comportamiento real del sistema. El proceso de calibración puede incluir cambios en las demandas del sistema, las variaciones en las rugosidades de las tuberías, alteraciones en las características de operación de las bombas y ajustes de otros parámetros que afectan la calidad del modelo.

El Significado de la Calibración. El proceso de calibración es una operación importante y necesaria por las siguientes razones:

Confianza. Los modelos de calibración tienen la habilidad de reproducir las condiciones existentes, por esto la creciente confianza en los modelos para predecir condiciones futuras.

Entendimiento. La calibración también actúa como una introducción excelente a la actuación del sistema, mientras el modelador se familiariza con la conducta cambiante de la red causada por las alteraciones a los diferentes componentes.

Solución de Problemas. un beneficio del proceso de la calibración a menudo pasado por alto es que ayuda a destapar información perdida o desinformación sobre el sistema (como diámetros incorrectos de la tubería o las válvulas cerradas). Las situaciones de campo como las válvulas cerradas, se descubren a menudo y se corrigen durante la calibración.

Figura 26. Calibración del modelo


Durante el desarrollo del proyecto se emplearon para el proceso de calibración diferentes alternativas, así:

Cálculo de patrones de alimentación Patrón de alimentación Análisis de caudales y consumos facturados Definición de controles lógicos de válvulas: simulación de leves variaciones del

gradiente hidráulico por efecto de condiciones operativas propias de los elementos hidráulicos de control en campo (Hidrómetros y válvulas reductoras).

Ajuste de datos de campo Vs Modelo: ajustando de esta manera el calibrador que incorpora el software de modelación, denominado “Darwin Calibrator”, el calibrador maneja la última tecnología en calibración, trabajando un gran número de algoritmos genéticos de alta velocidad y eficiencia que combinados con la posibilidad de crear escenarios y alternativas permite la modificación de diferentes variables buscando con ello la mayor aproximación del modelo a la condición real. Los algoritmos genéticos, herramienta utilizada, son una técnica matemática de búsqueda y optimización que encuentra soluciones a un problema basándose en los principios que rigen la evolución de las especies a nivel genético molecular. Estos algoritmos alimentados con una serie de datos permiten ajustar rápidamente los valores de rugosidad demandas y estado de los elementos del sistema, alcanzando un inigualable nivel de confianza en el modelo.

12 RESULTADOS DE LA CALIBRACIÓN

A continuación se presentan los resultados obtenidos en las campañas de monitoreo realizadas, datos que fueron la base para la calibración y ajuste del modelo hidráulico como los son el cálculo del patrón de demanda, presiones y curvas de nivel.

12.1 CALCULO DEL PATRÓN DE DEMANDA

El patrón de demanda es el valor numérico que expresa el comportamiento y variación horaria de la demanda de agua del sistema, para el caso especifico del Sector 2, es posible interpretar las variaciones presentadas en el consumo a lo largo del día y que son producto de las características sociales, culturales y económicas de la población servida, así como también de aspectos como el clima, las actividades comerciales y administrativas de la población. En este sentido, determinar el patrón de demanda es vital para el proceso de calibración, ya que es el que define caudales máximos, mínimos y medios en el sector y rige el comportamiento hidráulico del sector, logrando con ello entender el sistema bajo estas condiciones. El patrón de la demanda se deriva de la campaña de medición de caudal de demanda del sistema en los hidrómetros del sector (Ver Cuadro 16.Patrón de demanda para el modelo). Los caudales fueron medidos y reportados cada hora para el sector, donde por medio de cálculos operacionales, el patrón de demanda para cada hora es el resultado del valor horario de caudal de demanda medido sobre el promedio de caudal para 24 horas (Ver figura 36. Comportamiento gráfico del patrón de demanda del sector 2)

Figura 27. Comportamiento gráfico del patrón de demandadel sector 2

Fuente: Gerencia de Operaciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A

E.S.P.

Cuadro 8. Patrón de demanda Subsector 2.1 para el modelo


La calibración se realizó frente a la situación de poder representar un comportamiento fiel del modelo comparado con los valores reales medidos en campo; lo que requirió la determinación y asignación al modelo de: patrón de demanda, patrón de alimentación (gradiente variable en la entrada al sector) y controles lógicos de válvulas e hidrómetros; los cuales están explicados en los siguientes numerales del capítulo de calibración hidráulica del modelo.

Este patrón de demanda calculado fue asignado a cada nodo del modelo para que valide el comportamiento real del caudal medido en campo a través del tiempo para el sistema. Es decir para que a nivel de consumos en cada nodo o parte del sistema reproduzca de igual manera sobre un valor medio, la tendencia general del sector, variando un promedio a valores horarios de demanda

12.2 CURVAS DE MASAS

Se determinó la curva de masas y el factor de variación horaria de la demanda para el sector, los cuales presentan de forma sencilla el comportamiento de los caudales por efecto del cambio en la demanda o consumo de agua en el tiempo para el sector, evidenciando claramente los requerimientos de caudal y los picos horarios de consumo o caudales máximos que se presentan habitualmente entre las siete de la mañana y dos de la de la tarde(Ver Cuadro 22 - Curva de masas del Sector 2 y figuras 37 y 38 - Curvas de masas del sector y factor de variación horaria de la demanda respectivamente).

Cuadro 9. Datos Curva de masas Hidrómetro Altagracia

CAUDALPROMEDIO

HORA (m3/hr)

CAUDALPROMEDIO HORA (L/s)

VOLUMENACUMULADO

(m3)

QmdAcumulado

Qmd(m3/h)

Qmd(L/s)

HORA FVHD

0,00 0,54 1,95 1,95 0,24 1,95

8,10 2,25

1,00 0,46 1,66 3,61 0,21 10,052,00 0,44 1,58 5,19 0,19 18,143,00 0,40 1,45 6,64 0,18 26,244,00 0,52 1,88 8,51 0,23 34,335,00 1,09 3,91 12,43 0,48 42,436,00 2,86 10,30 22,73 1,27 50,537,00 3,77 13,58 36,30 1,68 58,628,00 4,07 14,64 50,94 1,81 66,729,00 4,13 14,86 65,80 1,84 74,8210,00 4,24 15,25 81,05 1,88 82,9111,00 4,02 14,48 95,53 1,79 91,0112,00 3,68 13,24 108,78 1,64 99,1013,00 3,26 11,74 120,52 1,45 107,2014,00 3,14 11,30 131,82 1,40 115,3015,00 2,90 10,46 142,28 1,29 123,3916,00 2,80 10,09 152,36 1,25 131,4917,00 2,63 9,46 161,82 1,17 139,5818,00 2,20 7,94 169,76 0,98 147,6819,00 2,20 7,91 177,67 0,98 155,7820,00 1,73 6,23 183,89 0,77 163,8721,00 1,47 5,29 189,18 0,65 171,9722,00 1,14 4,11 193,29 0,51 180,06

23,00 0,82 2,96 196,26 0,37 188,16Promedio 2,27 8,18 96,60 1,01 95,06Mínimo 0,40 1,45 1,95 0,18 1,95Máximo 4,24 15,25 196,26 1,88 188,16

61

62

Cuadro 10. Datos Curva de masas Hidrómetro Idema

CAUDALPROMEDIO

HORA (m3/hr)


VOLUMENACUMULADO

(m3)

QmdAcumulado

Qmd(m3/h)

Qmd(L/s)

HORA FVHD

0,00 4,76 17,14 17,14 0,74 17,14

23,18 6,44

1,00 4,68 16,86 34,00 0,73 40,322,00 4,80 17,29 51,29 0,75 63,503,00 4,68 16,86 68,14 0,73 86,674,00 4,52 16,29 84,43 0,70 109,855,00 5,24 18,86 103,29 0,81 133,036,00 7,46 26,86 130,14 1,16 156,217,00 7,78 28,00 158,14 1,21 179,388,00 8,93 32,14 190,29 1,39 202,569,00 9,96 35,86 226,14 1,55 225,7410,00 10,20 36,71 262,86 1,58 248,9211,00 9,17 33,00 295,86 1,42 272,0912,00 7,90 28,43 324,29 1,23 295,2713,00 6,51 23,43 347,71 1,01 318,4514,00 7,37 26,52 374,24 1,14 341,6315,00 7,70 27,71 401,95 1,20 364,8016,00 7,94 28,57 430,52 1,23 387,9817,00 8,19 29,50 460,02 1,27 411,1618,00 6,70 24,13 484,15 1,04 434,3319,00 5,66 20,38 504,52 0,88 457,5120,00 5,03 18,13 522,65 0,78 480,6921,00 4,83 17,38 540,02 0,75 503,8722,00 4,65 16,75 556,77 0,72 527,04



63

Cuadro 11. Datos Curva de masas Hidrómetro Altagracia

CAUDALPROMEDIO

HORA (m3/hr)


VOLUMENACUMULADO

(m3)

QmdAcumulado

Qmd(m3/h)

Qmd(L/s)

HORA FVHD

0,00 1,32 4,75 4,75 0,66 4,75

7,17 1,99

1,00 1,39 5,00 9,75 0,70 11,922,00 1,25 4,50 14,25 0,63 19,093,00 1,28 4,63 18,88 0,65 26,264,00 1,46 5,25 24,13 0,73 33,435,00 1,67 6,00 30,13 0,84 40,606,00 2,67 9,63 39,75 1,34 47,777,00 2,64 9,50 49,25 1,33 54,948,00 2,53 9,13 58,38 1,27 62,119,00 2,71 9,75 68,13 1,36 69,2810,00 2,67 9,63 77,75 1,34 76,4511,00 2,65 9,55 87,30 1,33 83,6212,00 2,58 9,29 96,59 1,30 90,7913,00 2,50 9,00 105,59 1,26 97,9614,00 2,54 9,14 114,73 1,28 105,1315,00 2,42 8,71 123,45 1,22 112,2916,00 2,15 7,75 131,20 1,08 119,4617,00 1,98 7,13 138,32 0,99 126,6318,00 2,01 7,25 145,57 1,01 133,8019,00 2,05 7,38 152,95 1,03 140,9720,00 1,94 7,00 159,95 0,98 148,1421,00 1,77 6,38 166,32 0,89 155,3122,00 1,56 5,63 171,95 0,78 162,48



64

Figura 28. Curva de masas Hidrómetro Mosquito

Fuente: Gerencia de Operaciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P

Figura 29. Factor de variación horaria de la demanda Hidrómetro Mosquito


65

Figura 30. Curva de masas Hidrómetro Idema


Figura 31. Factor de variación horaria de la demanda Hidrómetro Idema


66

Figura 32. Curva de masas Hidrómetro Altagracia


Figura 33. Factor de variación horaria de la demanda Hidrómetro Altagracia


67

Donde:

FVHD= Factor de variación horaria de la demanda del sector, el cual se deriva de la división entre caudal promedio hora y el caudal medio diario, y define la forma en la cual varia la demanda hora a hora para el sector, permitiendo entre otras visualizar puntos máximos, mínimos y promedios en la demanda.

El proceso de validar la calibración comienza con el análisis de datos de campo, básicamente caudales y presiones medidas en campo durante el plan piezométrico, el objetivo final de este proceso de comparación será reproducir mediante el modelo los valores aquí reportados buscando un grado de ajuste tal que permita el uso del modelo en aplicaciones de simulación y toma de decisiones futuras en cuanto a la operación, proyección y optimización del sistema (Ver Cuadro 23- Consolidado de datos de presión registrados en Campo y Figura 38- Presiones registradas en campo-puntos fijos de monitoreo ).

Figura 34. Presiones registradas en campo-puntos fijos de monitoreo


Cuadro12. Consolidado de datos de presión registrados en Campo

Fuente: Gerencia de Operaciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P.68

En la gráfica se evidencia el comportamiento de las presiones en los diferentes puntos de monitoreo y es posible observar valores máximos y mínimos de presión producto igualmente de consumos máximos y mínimos en el sector.

Complementariamente es posible determinar los valores puntuales de presión para cada punto, en donde se aprecia que para las horas de máximos consumos se presentan las mínimas presiones, aspecto que confirma el comportamiento típico del sector en función de la demanda.

Adicionalmente es posible determinar el rango del plano piezométrico verificando el punto de menor presión y el punto de mayor presión en el sector 2 (Puntos fijos de monitoreo No. 2 y No. 8 respectivamente).ElCuadro 24 presenta los valores de presión reportados por el modelo durante el proceso de calibración, los cuales son aceptados como validos mediante un proceso de comparación con los valores medidos en campo durante el plan piezométrico. Al final es posible demostrar que los valores de campo y modelo presentan valores horarios similares para cada punto de monitoreo; lo que valida el desarrollo de la calibración del sector, y en este sentido la confiabilidad en la representación de la realidad dada por el modelo.

El cuadro 1 presenta los valores de presión reportados por el modelo durante el proceso de calibración, los cuales son aceptados como validos mediante un proceso de comparación con los valores medidos en campo durante el plan piezométrico. Al final es posible demostrar que los valores de campo y modelo presentan valores horarios similares para cada punto de monitoreo; lo que valida el desarrollo de la calibración del sector, y en este sentido la confiabilidad en la representación de la realidad dada por el modelo (Ver cuadro 25 - Consolidado Valores de ajuste de datos en la calibración).

Durante el proceso de calibración se ajustaron valores de demanda para todos los nodos hasta lograr coincidencia entre los valores modelados y los valores medidos en campo, logrando un valor de ajuste promedio de 2.6m.c.a.

A continuación se presenta el cuadro consolidado en el que es posible observar de forma detallada los valores de ajuste obtenidos hora a hora para cada punto de monitoreo, incluyendo valores máximos, mínimos y promedios de ajuste (ver Cuadro 25 - Consolidado Valores de ajuste de datos en la calibración).

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Cuadro13. Consolidado de datos de presión reportados por el modelo.


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Cuadro14. Consolidado Valores de ajuste de datos en la calibración


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12.3 COMPARACIÓN DE CAUDALES DE DEMANDA

En la Cuadro 26 y la figura 40 es posible observar el ajuste de caudales entre los valores medidos en campo y los reportados por el modelo una vez calibrado, observando cómo se reproduce fielmente la curva de demanda del sistema con valores de ajuste del 100% de igualdad en promedio.

Cuadro15. Consolidado Valores de ajuste de datos en la calibración


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Figura 35. Comparativo caudal de campo vs. caudal del modelo Idema


Figura 36. Comparativo caudal de Campo vs. Caudal de Modelo(HidrómetroMosquito)


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Figura 37. Comparativo caudal de campo vs. Caudal del modelo Altagracia


12.4 CONSOLIDADO DE PRESIONES AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO EN LAS REGULADORAS DE PRESIÓN

Adicional a las operaciones descritas a lo largo de este capítulo, fue necesario incluir al modelo los controles lógicos al hidrómetro principal, ya que el Set-Point de este presenta leves variaciones de comportamiento generados por la variación de la demanda a lo largo del día, producto de este ajuste se obtienen los valores de presión aguas arriba y aguas abajo del equipo, los cuales reproducen claramente el comportamiento del sistema producido por la variación de la demanda. Estas curvas de variación de la presión son reproducidas mediante calibración del modelo en las gráficas de calibración (Ver figuras 38-44 Calibración de presión en puntos fijos de monitoreo).

Los Cuadros 16, 17 y 18, presentan el comportamiento de presiones en el hidrómetro principal aguas arriba, durante la campaña de medición; También las graficas de calibración del modelo dejan ver la simulación real en el comportamiento similar entre los valores medidos en campo y los reportados por el modelo, los cuales por medio de ajustes con controles lógicos se tienen diferencias mínimas en el comportamiento de cada punto monitoreado, esto por la

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anormalidad de los valores aguas abajo en las reductoras producto de la calibración de cada una de ellas lo que genera un comportamiento lineal dejando de lado el comportamiento real que se da con las variaciones de consumo en el sector.

Cuadro16. Consolidado de presiones aguas arriba y aguas abajo (HidrómetroIdema)

HIDRÓMETRO IDEMA

Presión AguasArriba (mca)

Presión AguasAbajo (mca)

Hora

0,00 92,56 92,561,00 92,56 85,002,00 92,56 83,193,00 92,56 83,454,00 92,55 82,035,00 92,53 77,766,00 92,50 63,757,00 92,49 57,178,00 92,46 55,509,00 92,44 54,1910,00 92,45 53,6911,00 92,48 56,5712,00 92,51 59,4113,00 92,52 61,5014,00 92,51 60,9715,00 92,50 63,2316,00 92,49 66,2417,00 92,51 67,5018,00 92,53 68,2819,00 92,55 73,5020,00 92,55 74,9121,00 92,56 77,4522,00 92,56 80,2823,00 92,56 83,42

Promedio 92,52 70,06Mínimo 92,44 53,69Máximo 92,56 92,56


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Cuadro17. Consolidado de presiones aguas arriba y aguas abajo (HidrómetroMosquito)

HIDRÓMETRO MOSQUITO



Hora

0,00 90,30 45,361,00 90,30 45,262,00 90,30 45,333,00 90,30 45,314,00 90,29 45,125,00 90,27 44,716,00 90,23 45,067,00 90,21 44,878,00 90,20 44,779,00 90,20 44,96

10,00 90,20 44,9011,00 90,21 44,7212,00 90,23 44,8213,00 90,24 44,6114,00 90,24 44,8915,00 90,25 44,9716,00 90,25 44,6417,00 90,26 44,7118,00 90,27 44,3419,00 90,27 44,9020,00 90,28 44,9321,00 90,29 45,1222,00 90,29 45,1523,00 90,29 45,31



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Cuadro 18. Consolidado de presiones aguas arriba y aguas abajo(Hidrómetro Altagracia)

HIDRÓMETRO ALTAGRACIA



Hora

0,00 91,02 91,021,00 91,02 91,022,00 91,02 91,023,00 91,02 91,024,00 90,99 90,995,00 90,86 90,866,00 90,73 69,977,00 90,71 63,458,00 90,65 61,369,00 90,60 59,1510,00 90,62 59,9911,00 90,69 61,6212,00 90,77 61,6213,00 90,78 68,8314,00 90,76 69,4715,00 90,78 73,5416,00 90,80 78,2817,00 90,84 80,0918,00 90,89 82,8019,00 90,92 85,4920,00 90,95 87,6321,00 90,98 90,9822,00 91,01 91,0123,00 91,02 91,02



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12.5 GRAFICAS DE CALIBRACIÓN DE PRESIÓN EN PUNTOS FIJOS DE MONITOREO

Figura 38. Calibración de PFPN 2.1




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13 DIAGNÓSTICO OPERATIVO (CONCLUSIONES)

A continuación se presentan las conclusiones del diagnostico operativo realizado en el sector 2, del sistema de distribución de la ciudad de Tunja.

Logrando finalmente la calibración del modelo se procede a realizar el análisis en periodo extendido.

De aquí es posible identificar claramente el comportamiento detallado del sistema, analizando entre otros los valores de presión reportados por el modelo, identificando que el sector posee un plano piezométrico heterogéneo, debido básicamente a la topografía de la zona, en la cual es necesario suministrar presiones superiores a 60 mca, con el fin de llegar con valores superiores a 15mca en las cubres de la montaña oriental de la ciudad.

De acuerdo a la gráfica de presiones adjunta es posible verificar que el sector maneja predominantemente presiones entre los 17,45 y 80,97 m.c.a. sin embargo, analizando los datos de caudales de pérdida y verificando que el hidrómetro no regula a su máximo valor permitido (2/3 del valor de presión registrado aguas arriba), se concluye que el plano piezométrico del sector es susceptible de optimización, regulando a valores más bajos la presión de salida en la alimentación del sector y en general el plano piezométrico del mismo.

Se realizó la revisión de velocidades del sistema identificando que las redes del sector manejan valores en el rango de 0.00 a 0.28 m/seg; valores relativamente bajos que indican suficiencia de redes y en algunos casos sobre dimensionamiento de los diámetros de las tuberías, sin embargo esta condición no implica restricciones graves al funcionamiento del sistema; por el contrario favorece el desarrollo de planos piezométrico ajustados a las necesidades de presión en los puntos altos y extremos del sector.

El análisis del sector permitió identificar que los equipos de control de presión actualmente instalados operan conforme a las necesidades del sector en términos de la demanda y elevaciones topográficas del sector, las cuales para una misma entrada generan puntos extremos altos provocando bajas presiones y puntos extremos bajos provocando la condición contraria, es decir el desarrollo de altas presiones. Esta condición se debe básicamente, a que el sector tanto para puntos altos como para zonas bajas se abastece del mismo ramal principal o red primaria. Siendo por tanto imposible la regulación de presión a nivel general.

En la siguiente grafica se presenta el plano de presiones actual del sector 2, con base en la información registrada y consolidada será posible tomar decisiones de tipo operativo relacionadas con la optimización del servicio, a

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nivel de planeación permitiendo conocer las presiones disponibles en el sistema para zonas urbanizables, identificando adicionalmente las necesidades de expansión para futuros proyectos urbanísticos.Figura 45. Curvas de presión Sector 2 (1:00 am)

Fuente: Gerencia de Operaciones - PROACTIVA AGUAS DE TUNJA S.A E.S.P. ProgramaWater GEMS V8 XM

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14 CONCLUSIONES

El modelo de simulación calibrado del sistema de distribución del sector 2, permite predecir el comportamientohidráulico de la red en periodo extendido bajo condiciones reales de operación y permitirá a futuro simular condiciones variables para diferentes alternativas operativas y condiciones de demanda proyectada entre otras.

El modelo calibrado generado se convierte en una herramienta de planificación del sistema, permitiendo el estudio de disponibilidades de servicio ajustadas a la realidad operativa del sistema y a la ampliación del mismo con el aumento de la demanda y las políticas del plan de ordenamiento territorial.

A partir del modelo calibrado fue posible establecer la cota de servicio en función de los planos de presiones mínimas para las horas de máxima demanda, condición que permite planear adecuadamente el desarrollo de infraestructura requerida en el sector y el adecuado desarrollo urbano de la ciudad.

Pese a que existe infraestructura instalada para la regulación de la presión en el sector, actualmente se hace necesario instalar sistemas de control de presión (control mate) que permitan disminuir la presión en el sector en las horas de menor consumo y aumentar el rango de presión en las horas de mayor consumo.

En general el sector cuenta con excelentes condiciones físicas de infraestructura instalada, las cuales son completamente susceptibles de optimización operativa, brindando al sistema posibilidades de estabilidad y madurez en el desarrollo tanto físico como hidráulico, lo que lo convierte en uno de los sectores con altas posibilidades de optimización.

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15 RECOMENDACIONES

Es imprescindible la calibración periódica y arreglo de los hidrómetros, válvulas y macromedidores instalados en la alimentación de cada uno de los sectores hidráulicos de la red de la ciudad de Tunja, para poder obtener los resultados técnicos requeridos en cada uno de los modelos de priorización de gestión de pérdidas del sistema de acueducto.

Se debe replicar la metodología empleada en el proyecto para llevar a cabo el análisis e investigación de los demás sectores hidráulicos de la ciudad.

Se deben consolidar las estrategias de comunicación entre las gerencias de la empresa que intervienen en el desarrollo y operación del sistema de forma tal que estas acciones sean reportadas oportunamente al procedimiento de actualización de catastro logrando así mejoras considerables en el nivel de actualización del mismo.

Instalar placas metálicas de identificación del set point óptimo de regulación propuesto para las válvulas reguladoras del sector, garantizando con ello la fácil identificación de posibles operaciones fuera de rango.

Toda actualización de la red motivada por renovaciones de redes o construcción de refuerzos, deberá representarse sistemáticamente en el modelo mediante un procedimiento estándar coordinado con el departamento de catastro.

Se recomienda realizar una validación de la calibración del modelo del sector 2 por lo menos cada seis (6) meses para que dicho modelo sea una herramienta verdaderamente capaz de representar el funcionamiento de la red en tiempo real y en proyecciones futuras con un alto grado de confiabilidad.

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Water GEMS, Versión 8.0 XM.

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