Universidad de los Andes
Facultad De Ingeniería
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
TESIS DE ESPECIALIZACIÓN
INGENIERÍA DE SISTEMAS HÍDRICOS URBANOS
COMPARACIÓN ENTRE LOS SOFTWARES WATERGEMS Y REDES,
EN LA MODELACIÓN HIDRÁULICA DE REDES DE DISTRIBUCIÓN
DE AGUA POTABLE
Preparado por:
Ing. Juan Camilo Vergara Valderrama
Asesor:
Ing. Juan Guillermo Saldarriaga Valderrama
Informe Final Tesis
Bogotá, 17 de Febrero de 2012
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
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Juan Camilo Vergara Valderrama
TABLA DE CONTENIDO
Tablas de resultados de la modelación de redes de distribución de agua potable mediante el software
Tablas de resultados de la modelación de redes de distribución de agua potable mediante el software
……………………………………………………………………………………………………………………..77
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ÍNDICE DE FIGURAS
UADRO DE DIALOGO PRINCIPAL SOFTWARE
. ........................................................................ 28
ERRAMIENTAS BÁSICAS DEL SOFTWARE
. ............................................................................. 29
UADRO DE PROPIEDADES PARA CADA ELEMENTO
. ..................................................................................... 30
DEL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN TOPOLÓGICA DE MODELOS HIDRÁULICOS
DEL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN TOPOLÓGICA DE MODELOS HIDRÁULICOS
DEL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN TOPOLÓGICA DE MODELOS HIDRÁULICOS
DEL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN TOPOLÓGICA DE MODELOS HIDRÁULICOS
). ........................................................ 34
ENERACIÓN DE REPORTES DE RESULTADOS
. ............................................................................................ 37
ODELO DE DISTRIBUCIÓN DE DATOS
. ......................................................................................... 39
ODELO DE DISTRIBUCIÓN DE DATOS
. ........................................................................................... 39
. ......................................................................... 40
. ...................................................................... 40
I. ...................................................................................... 41
II. .................................................................................... 44
IV. ................................................................................... 47
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ÍNDICE DE TABLAS
I ..................................................................................... 42
I. ............................................................................................ 42
URVA DE CONSUMO APLICADA A LA RED PROYECTADA
. ............................................................................. 43
URVA DE PRESIONES APLICADA AL PUNTO DE ALIMENTACIÓN RED PROYECTADA
. ...................................... 44
II. ................................................................................... 45
II. ........................................................................................... 45
URVA DE CONSUMO APLICADA A LA RED PROYECTADA
. ............................................................................. 46
URVA DE PRESIONES APLICADA AL PUNTO DE ALIMENTACIÓN RED PROYECTADA
. ...................................... 46
IV. ................................................................................. 47
IV. ....................................................................................... 48
URVA DE CONSUMO APLICADA A LA RED PROYECTADA
. ........................................................................... 48
URVA DE PRESIONES APLICADA AL PUNTO DE ALIMENTACIÓN RED PROYECTADA
. .................................... 49
1). ......................... 50
2). ......................... 51
3). ......................... 52
1). .......................... 53
2). .......................... 54
3). .......................... 55
4). .......................... 56
5). .......................... 57
6). .......................... 58
1). ......................... 61
2). ......................... 62
3). ......................... 63
4). ......................... 64
1). ........................ 65
2). ........................ 66
3). ........................ 67
4). ........................ 68
5). ........................ 69
6). ........................ 70
1). ....................... 74
2). ....................... 75
1). ....................... 78
2). ....................... 79
1). ......................... 80
2). ......................... 81
3). ......................... 82
1). .......................... 83
2). .......................... 84
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4). .......................... 86
5). .......................... 87
6). .......................... 88
7). .......................... 89
8). .......................... 90
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ÍNDICE DE ECUACIONES
LTURA PIEZOMÉTRICA CON PERDIDAS TOTALES
. ................................................................................... 13
LTURA PIEZOMÉTRICA CON PERDIDAS TOTALES SIMPLIFICADA
. ............................................................ 13
UMA PÉRDIDAS TOTALES EN UNA RED
UMA PÉRDIDAS TOTALES EN UNA RED
). ............................................................. 14
. ...................................... 14
AUDAL EXPRESADO EN FUNCIÓN DE LA CARGA HIDRÁULICA
. ............................................................... 15
AUDAL EXPRESADO EN FUNCIÓN DE LA CARGA HIDRÁULICA MENOS UN
. ....................................... 15
AUDAL EXPRESADO EN FUNCIÓN DE LA CARGA HIDRÁULICA MENOS UN
. ..................................... 16
AUDAL DE CADA ELEMENTO DE LA RED CON EL
CUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA UNA RED
. ........................................................................................ 16
CUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA UNA RED
......................................................................................... 17
AUDALES IJ PARA CADA UNA DE LAS TUBERÍAS DE LA RED
. ................................................................ 17
ARIACIÓN DE ALTURAS PIEZOMÉTRICAS
..................................................................... 17
CUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA UNA RED
. ........................................................................................ 18
AUDAL EXPRESADO EN FUNCIÓN DE LA CARGA HIDRÁULICA
. ............................................................. 18
AUDAL EXPRESADO EN FUNCIÓN DE LA CARGA HIDRÁULICA
. ............................................................. 18
AUDAL EXPRESADO EN FUNCIÓN DE LA CARGA HIDRÁULICA
. ............................................................. 18
ONJUNTO DE ECUACIONES DIFERENCIALES
......................................................................................... 19
CUACIÓN DIFERENCIAL EN FUNCIÓN DEL CAUDAL
............................................................................... 19
ORRECCIÓN DE ALTURAS MEDIANTE EL MÉTODO DE
. .......................................... 19
CUACIÓN DE CONTINUIDAD MÉTODO DE LA TEORÍA LINEAL
. ............................................................... 20
CUACIÓN DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
. ..................................................................................... 20
UMA DE CAUDALES PARA EL TRAMO IJ DE CADA CIRCUITO
. ................................................................. 20
. ...................................................................... 22
ERDIDAS DE ENERGÍA TOTAL POR UNA BOMBA U OTRO TIPO DE ACCESORIO
. ....................................... 22
ARÁMETRO CARACTERÍSTICO DEL TUBO
. ............................................................................................. 23
ÉRDIDAS DE ALTURA PIEZOMÉTRICA PARA CADA TRAMO
. ................................................................... 24
ISTEMA MATRICIAL DE ECUACIONES PARA SOLUCIÓN
......................................................................... 25
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INTRODUCCIÓN
En el inicio de los tiempos el hombre tuvo la necesidad de suplir sus necesidades básicas; por
esto los grupos de personas se vieron en la necesidad ubicarse en zonas donde tuvieran un
cuerpo de agua cercano a su sitio de asentamiento.
A medida que el hombre fue evolucionando y el número de la población fue creciendo, se
vieron en la necesidad de expandir sus fronteras empezando por pequeñas aldeas hasta las
grandes ciudades que conocemos hoy en día.
Debido a lo anterior se tuvo que empezar a pensar en un sistema que pudiera tomar el agua de
los cuerpos de agua y conducirla hasta los lugares mas alejados de este, para así dar la
posibilidad de que cada una de las personas que hacen parte de una aldea, pueblo o ciudad,
tuvieran acceso a dicho fluido para poder suplir sus necesidades básicas y así mejorar su
calidad de vida.
A medida que las aldeas o pueblos se fueron expandiendo cada vez más, estas se estaban
convirtiendo paulatinamente en grandes ciudades las cuales requerían grandes sistemas de
distribución de agua, haciendo que estos cada vez fueran mucho más grandes y complejos de
calcular.
Debido a lo anterior se vio la necesidad de crear métodos de cálculo que fueran capaces de
dar una idea del comportamiento del agua al interior de la red de tubos, por lo que desde la
década de 1920 surgieron diferentes personajes que crearon y propusieron diferentes métodos
de cálculo como Hardy Cross, D.W. Martin y G. Peters (adaptación del método de Newton-
Raphson al caso de solución de redes de distribución de agua potable), D.J. Woody y C.O.A
Charles, E Todini, E.P.O´Conell entre otros.
Una vez fueron creados estos métodos de cálculo y la tecnología fue avanzando se fueron
creando softwares que lograran analizar las redes necesarias para satisfacer a las ciudades sin
necesidad de tomar tanto tiempo a la hora de hacer los cálculos pertinentes para dichas redes.
Hoy en día se puede encontrar muchos softwares especializados en hacer dichos cálculos para
redes de distribución de agua potable, por lo que el usuario tiene una gran variedad de
alternativas a escoger a excepción del costo que debe pagar para acceder a uno u otro
software.
En el presente documento se mostrará la comparación entre dos softwares que desarrollan los
cálculos pertinentes para redes de distribución de agua, con el fin de comparar los resultados
de uno y otro.
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1 ANTECEDENTES Y OBJETIVOS
1.1 ANTECEDENTES
1.1.1 Objetivos Generales
Comparar los resultados obtenidos a la hora de realizar la modelación de diferentes redes
de distribución de agua, mediante la utilización de dos softwares de diseño el WaterGems
y el software Redes desarrollado por el CIACUA de la Universidad de los Andes.
1.1.2 Objetivos Específicos
Identificar las diferencias en cuanto al manejo de herramientas de modelación, facilidad
de construcción topológica de redes, claridad en la presentación de herramientas, para así
determinar que software es más sencillo de usar.
Observar los resultados en cuanto a parámetros hidráulicos y determinar si existe alguna
diferencia, entre uno y otro.
Determinar el grado de dificultad para realizar la modelación de una misma red en un
software y otro.
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2 ESTADO DEL ARTE
En los últimos 70 años, diferentes métodos numéricos han sido usados (y siguen empleándose)
para estimar los caudales y presiones en redes de distribución de agua. Estos métodos van desde
aproximaciones gráficas basadas en analogías físicas, métodos numéricos iterativos simples hasta
complejas organizaciones matriciales para la resolución numérica de sistemas de ecuaciones no
lineales.
Es importante destacar que todos los métodos numéricos de análisis en redes de distribución se
basan en dos principios básicos como antiguos que se cumplen independientemente de la
configuración y elementos que componen el sistema, estos son: i) Ecuación de conservación de
masa en nodos y ii) Ecuación de conservación de energía aplicadas a un flujo incompresible a
través de un sistema a presión.
Las variables del modelo son entonces: a) los caudales internos que circulan por las líneas, b) los
caudales externos demandados por los nodos, c) la altura piezométrica y presión en los nodos del
sistema, y d) las pérdidas de carga en cada línea. En resumen, los métodos de análisis de redes de
distribución más significativos que abarcan un periodo de desarrollo de cerca de 6 décadas son
los siguientes:
- Método(s) de Hardy Cross, (corrección de caudales y corrección de alturas
piezométricas).
- Método de Newton-Raphson.
- Método de la Teoría Lineal.
- Método del Gradiente Hidráulico.
Es importante anotar que los métodos de la Teoría Lineal y Gradiente Hidráulico emplean
formulaciones matriciales aprovechando el gran poder de procesamiento numérico de los
computadores modernos.
Observando el desarrollo del tema a través de la historia, se puede identificar diferentes etapas
que son de gran aporte a lo que hoy se conoce como la modelación hidráulica por medio de
softwares.
En el siglo XVII se dieron los primeros desarrollos teóricos y experimentales sobre mecánica de
fluidos. De este siglo podemos destacar los aportes de Bernoulli (1738). En 1752 basado en las
formulaciones teóricas de Bernoulli, Leonard Euler planteo las ecuaciones de energía en la forma
que hoy conocemos y que sirven de base aún en los modelos hidráulicos actuales. En el mismo
siglo, Antoine Chézy (1770) encontró que en las pérdidas del agua en movimiento la relación
V
2
/RS permanecía razonablemente constante en ciertas condiciones. Relación que sirvió de base
en las ecuaciones de pérdidas por fricción desarrolladas posteriormente.
En 1839 los investigadores G. Hagen y J.L Poiseulle desarrollaron de manera independiente la
ecuación de pérdida de carga en pequeñas tuberías bajo regímenes de flujo laminar.
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Para 1845 J. Weisbach publica tres volúmenes de ingeniería mecánica basados en los resultados
de sus experimentos. La famosa Ecuación Darcy-Weisbach surge de este trabajo como una
extensión a los trabajos previos de Chézy; de hecho existe una clara relación entre el coeficiente
C de Chézy con el factor de fricción de la ecuación de Darcy-Weisbach.
En 1883 los trabajos de experimentación O. Reynolds basados en observaciones previas de
Hagen, permitieron establecer una clara distinción entre los flujos laminar y turbulento. El
investigador identificó un número a dimensional para cuantificar la condición que permitía
clasificar estos tipos de regímenes de flujo.
Entre las décadas de 1900 - 1930 se presentaron también interesantes avances. Se debe destacar
el desarrollo de la teoría de capa límite que estudiaba la interacción entre los fluidos y las paredes
de las tuberías, estudio liderado por L.Prandtl y sus estudiantes T. Von Karman, J. Nikuradse, H.
Blasius y T. Stanton. Como resultado de años de investigación, se pudo demostrar experimental y
teóricamente el efecto de la pared de la tubería sobre el fluido y su perfil de velocidades. Cabe
destacar especialmente los experimentos de Nikuradse con partículas de arena normalizadas y
mediciones de pérdidas de carga que permitieron un mejor entendimiento para el cálculo del
factor de fricción en la fórmula de Darcy-Weisbach.
Mientras tanto en 1906, los investigadores A. Hazen y G.S. Williams desarrollaban una fórmula
empírica para el cálculo de pérdida de carga en tuberías. A pesar que no tenía la misma
rigurosidad teórica que la ecuación de Darcy-Weisbach, la fórmula hallada posteriormente
conocida como ecuación de Hazen-Williams permitió un fácil cálculo de las pérdidas y fue
ampliamente adoptada en Norte América.
Finalmente para este periodo, se debe destacar el trabajo realizado en 1938 por los investigadores
C. Colebrook y C. White quienes basándose en los trabajos de Prandtl y sus discípulos,
desarrollaron la ecuación de Colebrook-White para la determinación del factor de fricción/de la
formulación Darcy-Weisbach en tuberías comerciales.
Como consecuencia de este trabajo en 1944 L Moody de la Universidad de Princeton publica el
diagrama de Moody, el cual esencialmente es una representación gráfica de la Ecuación de
Colebrook-White para el rango flujo turbulento y la Ec. Hagen-Poiseulle en el rango de flujo
laminar.
Una vez se dieron estos grandes avances teóricos para el desarrollo de la hidráulica a presión,
fueron apareciendo personas que paulatinamente según las necesidades de cada uno de los
periodos de la época empezaron a desarrollar métodos de calculo de redes, a fin de poder lograr
conocer en detalle el comportamiento del agua en las redes de distribución de agua en las grandes
ciudades
En 1936 Hardy Cross un ingeniero estructural de la Universidad de Illinois, desarrolló un método
matemático para resolver un análisis de distribución de momentos en estructuras aporticadas.
Luego Cross entendió que el método desarrollado podría también ser usado para resolver
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caudales y presiones en redes malladas de distribución de agua y publicó un artículo técnico con
este método pionero de futuros desarrollos.
En los trabajos de Cross formulaban en esencia dos posibles metodologías: i) Corrección de
Caudales en las tuberías del sistema mediante un proceso iterativo incluyendo un factor de ajuste
de caudales en cada circuito, y ii) Corrección del Valor de Altura Piezométrica en cada nodo del
sistema bajo un proceso iterativo con un factor de ajuste para las alturas piezométricas o cargas
de los nodos. Para el cálculo de pérdidas por fricción se usaba la ecuación de Hazen-Williams.
Comparando ambos métodos, se observó que "la convergencia era lenta y no totalmente
satisfactoria" cuando se empleaba el método de corrección de alturas en nodos. Esto fue atribuido
a la dificultad en obtener buenas estimaciones iniciales de los valores de gradiente hidráulico en
los nodos. Como resultado el método de corrección de caudales por circuito tuvo la aceptación de
la comunidad de ingeniería y fue rápidamente conocido con el nombre exclusivo de "Método de
Hardy Cross".
Para 1950 se encuentra el analizador de redes de distribución desarrollado por Mcllroy. Este fue
un método análogo al modelo computacional eléctrico, desarrollado para simular el
comportamiento de un sistema de distribución de agua calculando los flujos como si fueran
corriente eléctrica en lugar de agua.
El comienzo de este periodo, se da a principios de los 50's con los primeros (básicos) modelos de
análisis de redes para computadores. Con la presentación de los primeros equipos de computo
(mainframes) y el establecimiento del lenguaje de programación FORTRAN, los investigadores
comenzaron con la implementación de las metodologías conocidas de análisis para su uso en los
primeros computadores digitales.
En 1957 los investigadores Hoag y Weinberg adaptaron el método de Hardy Cross para resolver
redes para computadores digitales. En la presentación de su implementación se discutieron
aspectos de velocidad, exactitud y la viabilidad económica de aplicar el método en un amplio
espectro de simulaciones de redes.
Subsecuentemente, dos firmas americanas de ingeniería como Rader & Associates y Brown &
Caldwell, emergieron como los pioneros en el uso del computador para analizar redes de
distribución de agua para sus clientes. En el mismo año, la firma de informática Datics
Corporation en Texas se convirtió en una de las primeras empresas en comercializar un programa
comercial.
Sin embargo, con la creciente sofisticación de los computadores a mediados de la década del 60,
más universidades e investigadores comenzaron a cuestionar el uso del método Hardy Cross para
analizar caudales y presiones en sistemas de distribución debido al reconocimiento de las
siguientes limitaciones del método: i) Dependiendo del tamaño y complejidad del sistema, el
método requería de muchas iteraciones para finalmente lograr la convergencia numérica y ii) el
método original estaba restringido a sistemas perfectamente simples y no simulaba
explícitamente el comportamiento de elementos singulares como válvulas, bombas, etc.
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En respuesta a las limitaciones del Método de Cross, diferentes investigadores comenzaron a
analizar nuevas formulaciones y manejos matemáticos al análisis de redes los cuales pudieran
aprovechar de mejor manera las posibilidades aportadas por procesadores con cada vez mayores
velocidades de cálculo. Dentro de los métodos subsecuentemente desarrollados se encontraron: 1)
Método del Nodo Simultáneo, 2) Método del Circuito Simultáneo, 3) Método de Teoría Lineal y
4) Método Compuesto/Gradiente Conjugado.
En 1963 D.W. Martin y G. Peters fueron los primeros investigadores en publicar un algoritmo
que podía usarse para resolver simultáneamente el valor de gradiente hidráulico en cada nodo del
sistema de distribución. En la aplicación del algoritmo, las ecuaciones de pérdida de carga para
cada tubería estaban escritas en términos de los caudales en cada tubería expresados como una
función de los valores de gradiente en los nodos extremos de cada tramo. La sustitución de estas
ecuaciones dentro de la ecuación de conservación de masa en cada nodo traía consigo la
formación de un sistema de N Ecuaciones No-Lineales (siendo N el número de nodos).
En 1969 Alvin Fowler y su asistente Robert Epp de la Universidad de British Columbia (CA)
desarrollaron una nueva aproximación para el análisis de redes malladas que aplicaba el método
de Newton-Raphson para simultáneamente resolver los factores de ajuste de caudal asociados con
el método original de Cross (1936).
En 1972 los profesores Don J. Wood y Charles introdujeron una nueva formulación al problema
del análisis de redes malladas "El Método de Teoría Lineal" en el cual la conservación de masa
en los nodos y las ecuaciones de energía en cada circuito eran resueltas simultáneamente para
directamente hallar en caudal en cada una de las tuberías.
Posteriores investigaciones como las realizadas por Roland Jeppson de la Universidad de Utah en
colaboración con CH2M Hill trajeron consigo en 1976 el desarrollo de un nuevo software
comercial para el análisis de redes basado en el método del "Circuito Simultáneo". En el uso de
este algoritmo, las ecuaciones no-lineales de energía para cada circuito o ruta son escritas en
términos de los factores de ajuste de caudal. Así como en los métodos de "Nodo", las ecuaciones
los-linealizadas usando una expansión estándar de las Series de Taylor y luego son resueltas de
manera iterativa usando el método de Newton Raphson.
Finalmente este repaso por los métodos numéricos concluye con el Método del Gradiente el cual
fue propuesto en 1987 por Todini y Pilati. En esta formulación, las ecuaciones individuales de
energía en cada tubería se combinan con las ecuaciones individuales de conservación en cada
nodo para proveer una solución simultánea tanto de cargas en los nodos como caudales
individuales en las tuberías. Las ecuaciones no lineales de energía son linealizadas usando la
expansión en series de Taylor. Un aspecto por destacar del método es el trabajo con matrices de
manera dispersa, lo que permite a reducción de la memoria requerida y el tiempo de cálculo en
computadores.
Este método ha sido actualmente adoptado por la mayoría de programas de software comerciales
del mercado incluyendo EPANET, WaterCAD, WarterGems, H2OMap, InfoWater, etc.
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A continuación se muestra el proceso matemático utilizado para llegar a desarrollar cada uno de
los métodos principales de cálculo para resolver redes de distribución de agua:
- Método de Hardy-Cross con corrección de caudales
En un principio este método fue desarrollado para el cálculo de estructuras en concreto y acero.
Pero más adelante Cross lo adapto al cálculo de redes cerradas de distribución de agua potable.
Para la adaptación del método al cálculo de redes de distribución de agua potable el profesor
Cross utilizó la ecuación de Hazen-Williams.
El método original se basa en suponer los caudales en cada uno de los tubos de la red e ir
corrigiendo esta suposición. Dado que se conocen todas las características de la tubería (d, k
s
,
Σk
m
, l), el método es un proceso de comprobación de diseño.
Para el cálculo de los caudales se debe primero suponer primero supone un error
en el
circuito i, por lo que las pérdidas para cada tubo son:
Ecuación 1. Pérdidas totales con un error ΔQ
i
.
Estableciendo una altura piezométrica donde se contemple las perdidas por fricción y menores, y
remplazando en la Ecuación 1 se tiene:
Ecuación 2. Altura piezométrica con perdidas totales.
El término
puede despreciarse en la parte derecha de esta última ecuación, ya que su orden
de magnitud es pequeño en comparación con los demás sumandos, luego:
Ecuación 3. Altura piezométrica con perdidas totales simplificada.
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Ahora, utilizando la siguiente ecuación:
Ecuación 4. Suma pérdidas totales en una red.
Se llega a la siguiente expresión:
Ecuación 5. Suma pérdidas totales en una red.
Despejando
se obtiene la siguiente ecuación para el cálculo del factor de corrección de
caudales en cada uno de los ciclos de cálculo:
Ecuación 6. Delta de caudal Hardy-Cross (corrección de caudal).
La anterior ecuación se puede rescribir de la siguiente forma:
Ecuación 7. Delta de caudal Hardy-Cross (corrección de caudal) simplificada.
- Método de Hardy-Cross con corrección de alturas piezométricas
Ya que para el método anteriormente mencionado es necesario balancear los caudales antes de
comenzar el proceso de cálculo, esto hace que el método se torne engorroso en el caso de que se
presenten redes de gran tamaño.
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Debido a esto se tuvo la necesidad modificar el método. Esto fue planteado en 1938 por el
ingeniero R.J. Cornish, quien le dio el nombre de balance de cantidad, y se utilizó para resolver
las ecuaciones de altura.
El método de Hardy-Cross con corrección de alturas piezometricas se utiliza para resolver las
ecuaciones de altura piezométrica. De nuevo se utiliza la ecuación de Darcy-Weisbach para el
cálculo de las pérdidas por fricción, aunque se podría recurrir a cualquier ecuación de resistencia
fluida.
1
Ecuación 8. Caudal expresado en función de la carga hidráulica.
Este método propone suponer la altura piezométrica en vez de caudales en cada uno de los tubos
de la red, (la altura piezométrica en uno de los nodos es conocida o debe ser su defecto tiene que
ser superpuesta). Luego se ajustan las alturas piezométricas supuestas, nodo por nodo, hasta
completar todos los nodos de la red
Dichas alturas deben ser recalculadas mediante un proceso iterativo y este se detendrá hasta que
la diferencia de las alturas calculadas anteriormente y actuales sea muy pequeña.
El factor que se utiliza para corregir las alturas piezométricas en cada uno de los nodos se calcula
tal como se explica a continuación. Si se supone que la altura piezométrica
del nodo i esta
subestimada o sobrestimada:
2
Ecuación 9. Caudal expresado en función de la carga hidráulica menos un ΔH
i
.
1
Juan G Saldarriaga, (2007). Hidráulica de tuberías: Abastecimiento de agua, redes, riegos. (2da. Ed).
Bogotá, Colombia: Alfaomega-Uniandes.
2
Juan G Saldarriaga, (2007). Hidráulica de tuberías: Abastecimiento de agua, redes, riegos. (2da. Ed).
Bogotá, Colombia: Alfaomega-Uniandes.
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Rescribiendo la ecuación y dejándola en términos de altura se tendrá que:
Ecuación 10. Caudal expresado en función de la carga hidráulica menos un ΔH
i
.
Utilizando el Teorema del Binomio se tiene que el término de la derecha de la ecuación No. 10
queda:
Ecuación 11. Teorema del Binomio.
Eliminando los términos que tienen potencias altas se tiene que:
Ecuación 12. Teorema del Binomio simplificado.
Luego, al remplazar esta última ecuación en la Ecuación 10 se obtiene:
Ecuación 13. Caudal de cada elemento de la red con el Teorema del Binomio simplificado.
Por definición se puede decir que:
Ecuación 14. Ecuación de continuidad para una red.
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Si se remplazan los
se llega a:
Ecuación 15. Ecuación de continuidad para una red
expresado en función de alturas piezométricas.
En esta última ecuación se pueden identificar con facilidad los caudales
en cada una de las
tuberías. Luego:
3
Ecuación 16. Caudales ij para cada una de las tuberías de la red.
Finalmente al despejar el factor de corrección para las alturas piezométricas en los nodos de la
red se obtiene:
4
Ecuación 17. Variación de alturas piezométricas Hardy-Cross
(corrección de alturas piezométricas).
3
Juan G Saldarriaga, (2007). Hidráulica de tuberías: Abastecimiento de agua, redes, riegos. (2da. Ed).
Bogotá, Colombia: Alfaomega-Uniandes.
4
Juan G Saldarriaga, (2007). Hidráulica de tuberías: Abastecimiento de agua, redes, riegos. (2da. Ed).
Bogotá, Colombia: Alfaomega-Uniandes.
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- Método de Newton-Rhapson
Para el uso del Método de Newton –Rhapson en el caso de redes de distribución se tienen las
siguientes ecuaciones:
Ecuación 18. Ecuación de continuidad para una red.
= número de uniones (nodos)
= caudal demandado en la unión i
Utilizando la siguiente ecuación:
Ecuación 19. Caudal expresado en función de la carga hidráulica.
Se puede obtener que:
Ecuación 20. Caudal expresado en función de la carga hidráulica.
Es evidente que esta ecuación es de la forma siguiente:
Ecuación 21. Caudal expresado en función de la carga hidráulica.
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Por lo que se obtiene un conjunto de ecuaciones que se pueden resolverse mediante el método
iterativo del Newton-Rapshon.
Ecuación 22. Conjunto de ecuaciones diferenciales
(solución mediante el método de Newton-Rapshon).
y
representan alturas piezométricas. Luego:
Ecuación 23. Ecuación diferencial en función del caudal
y la diferencia de altura piezométrica.
Después de acomodar, remplazar y hacer procesos de derivación se tiene que la expresión final
para la corrección de alturas será:
Ecuación 24. Corrección de alturas mediante el método de Newton-Rapshon.
En 1970 D.J. Woody y C.O.A. Charles. desarrollaron un nuevo método de cálculo el cual
consiste en resolver simultáneamente las ecuaciones de la conservación de la masa y la
conservación de la energía, con el fin de calcular el caudal. Uno de los aspectos más
característicos de este método es que el número de iteraciones que se tienen que realizar para
llegar a la respuesta es mucho menor.
- Método de la teoría lineal
El método de la teoría lineal se basa en las siguientes ecuaciones:
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Para cada unión de la red se debe cumplir la ecuación de continuidad:
Ecuación 25. Ecuación de continuidad método de la teoría lineal.
Para cada circuito se debe cumplir la ecuación de conservación de la energía.
Ecuación 26. Ecuación de conservación de la energía.
La ecuación que existe para cada circuito es:
Ecuación 27. Suma de caudales para el tramo ij de cada circuito.
También se puede plantear que el factor
esta dado por:
Ecuación 28. Factor k
ij
.
Para lograr resolver el sistema de ecuaciones se propone el siguiente procedimiento:
Ecuación 29. Perdidas de energía totales.
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En donde:
Ecuación 30. Factor k
ij
’.
A fin de que las ecuaciones anteriores sean válidas se debe hacer una suposición de caudal para
cada uno de los tubos. También a la hora de hacer la suposición de los caudales no hay necesidad
de hacer un previo cálculo de los mismos ya que no se debe cumplir la ecuación de continuidad
para cada uno de los nodos, el caudal supuesto puede ser igual para todos los tubos.
Para obtener los
en cada iteración se utilizan las siguientes ecuaciones:
Ecuación 31. Factor k
ij
.
Una vez obtenido dicho valor se puede calcular el coeficiente mediante la siguiente expresión:
Ecuación 32. Factor k
ij
’.
A la hora de empezar el cálculo de una determinada red se debe empezar en plantear las
ecuaciones de continuidad para cada uno de los nodos.
A continuación se deben plantear las ecuaciones de conservación de energía para cada circuito.
Una vez planteadas dichas ecuaciones se pueden organizar estas en forma matricial, por lo que la
resolución de este sistema matricial se puede expresar de la siguiente forma:
Las incógnitas de cada iteración son los
(matriz columna
), es decir, los caudales en cada
uno de los tubos que conforman la red; por lo que dicho sistema se puede resolver de la siguiente
forma:
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De esta forma se obtendrán los valores de caudal para cada una de las tuberías.
- Método del gradiente
El método del Gradiente fue desarrollado por los profesores E. Todini y E.P.O’Conell en la
Universidad de Newcastle upon Tyne y or R. Salgado; en este método se planteó proponer
ecuaciones de energía individuales para cada tubo las cuales se combinan con las ecuaciones de
masa individuales en cada unión con el fin de obtener una solución simultánea tanto de los
caudales en las tuberías como de las alturas piezométricas en los nodos.
Para dicho método se debe cumplir que:
Ecuación 33. Ecuación de continuidad Método del Gradiente.
En cada tubo la energía total disponible se gasta en pérdidas por fricción y en pérdidas menores:
Ecuación 34. Pérdidas de energía totales.
Si se tienen en cuenta las pérdidas menores causadas por cualquier tipo de accesorio y la posible
existencia de bombas en algunos de los tubos de la red:
Ecuación 35. Perdidas de energía total por una bomba u otro tipo de accesorio.
Donde:
Exponente que depende de la ecuación de fricción utilizada (2.0 para el caso de la ecuación
de Darcy-Weisbach).
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Parámetros características del tubo, las válvulas y las bombas.
5
Por consiguiente:
Ecuación 36. Parámetro característico del tubo.
El valor del parámetro incluye los factores de pérdidas por fricción y pérdidas menores. Para
algunos tipos de válvulas, el parámetro establece su relación
.
Para bombas colocadas en las tuberías se requieren los tres parámetros
y ya que la relación
entre la altura piezométrica suministrada por la bomba y el canal es polinomial.
Para el Método del Gradiente Hidráulico se hacen las siguientes definiciones adicionales, con el
fin de describir la topología de la red en forma matricial:
Matriz topológica tramo a nodo para los NS nodos de altura piezométrica fija. Su
dimensión es NT x NS con un valor igual a -1 en las filas correspondientes a los tramos
conectados a nodos de altura piezométrica fija.
NS = Número de nodos de altura piezométrica fija o conocida.
“Matriz de conectividad” asociada a cada uno de los nodos de la red. Su dimensión es
NT x NN con solo dos elementos diferentes de cero en la i-ésima fila:
-1 en la columna correspondiente al nodo inicial del tramo i.
1 en la columna correspondiente al nodo final del tramo i.
NN = Número de nodos con altura piezométrica desconocida.
NT = Número de tuberías de la red.
5
Juan G Saldarriaga, (2007). Hidráulica de tuberías: Abastecimiento de agua, redes, riegos. (2da. Ed).
Bogotá, Colombia: Alfaomega-Uniandes.
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La pérdida de altura piezométrica en cada tramo de tubería es:
Ecuación 37. Pérdidas de altura piezométrica para cada tramo.
Matriz diagonal de NT x NT definida como sigue:
= Vector de caudales con dimensión NT x 1.
Vector de alturas piezométricas desconocidas con dimensiones NN x 1.
Vector de alturas piezométricas fijas con dimensión NS x 1.
donde:
Matriz transpuesta de
.
Vector de consumo en cada nodo de la red, con dimensión NN x 1.
Las anteriores ecuaciones se pueden expresar así:
Al realizar operaciones matemáticas la anterior ecuación queda:
=
Matriz diagonal
con dimensión NT x NT.
Matriz con dimensión NT x NT definida como:
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representa el desbalance de energía por unidad de peso en cada tubo y
representa el
desbalance de caudal en cada nodo.
y
En el Método del Gradiente se soluciona el sistema descrito anteriormente, teniendo que para
cada iteración se tiene que:
y
Utilizando las propiedades y operaciones del algebra lineal y remplazando una ecuación en otra
se obtiene que:
x
Se puede rescribir la ecuación anterior como un sistema de ecuaciones lineales para las alturas
piezométricas:
Ecuación 38. Sistema matricial de ecuaciones para solución
de redes mediante el método del gradiente.
Una vez se desarrollaron cada uno de los diferentes métodos y la capacidad tecnológica fue
desarrollándose, los investigadores fueron desarrollando pequeños programas donde tuvieran
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como base alguno de estos métodos para resolver dichas redes mediante herramientas
tecnológicas.
A principios de los 80's muchos de estos programas de "Investigación Académica" (ej: Fowler,
Jepsson, Sharmir y Howard, Wood, etc.) fueron paulatinamente convertidos en aplicaciones
comerciales de software que fueron promocionados y mercadeados a través de Universidades y/o
a través de empresa medianas e inclusive grandes corporaciones. Esto en paralelo con la
introducción del computador personal (PC) al público en general que a partir de 1981 surgió con
el éxito del IBM PC o compatible que hizo posible el llevar las metodologías de análisis a
equipos de escritorio.
Dentro de las primeras aplicaciones más importantes de la industria se destaca la entrada al
mercado a partir de 1982 de WATSIM desarrollado por Boeing Computer Services y de KYPIPE
por parte de la Universidad de Kentucky.
Paralelamente a principios de esta década se desarrolló el primer modelo de calidad de agua en
sistemas de distribución. En esencia se trataba de un modelo en periodo estático que empleaba las
formulaciones propuestas por D. Wood de la Universidad de Kentucky e investigadores de la
U.S. EPA.
A medida que avanzaban los 80's aparecieron las aplicaciones lanzadas por firmas
norteamericanas e internacionales como Expert Development Corporation (WATSYS), WRC
(WATNET), Charles Howard y Associates (SPP8), y SAFEGE Consulting Engineers (Piccolo)
emergieron como los proveedores de servicios integrales de modelación para varias empresas de
agua alrededor del mundo.
Los modelos entonces empezaron a extenderse a sistemas de mayor complejidad hidráulica y en
ese momento agencias gubernamentales como el USACE y la Agencia de Protección Ambiental
de EE.UU (U.S. EPA) también desarrollaron sus propias aplicaciones.
En el periodo que va de 1988 - 1990 aparecen ya implementaciones de modelos de calidad de
agua extendidos. Se puede destacar el modelo DWQM desarrollado por W. Graynman, R. Clark
y D. Males que permitía ejecutar simulaciones dinámicas de calidad a partir de los
caudales/velocidades generados por un modelo hidráulico y un esquema numérico alterno que
permitía rastrear sustancias conservativas o no-conservativas a lo largo de la red. En este modelo
cada tramo de tubería se representaba como una serie de sub-tramos y sub-nodos seleccionados
como una aproximación de la distancia que recorría la sustancia a ser analizada en un salto
(tiempo) de cálculo (Método de Elementos Discretos de Volumen).
Para mediados de 1992 sale al mercado la primera versión del software CyberNET. Este software
lanzado por la casa matriz Haestad Methods con base en Connecticut, incluyó como gran
novedad la integración del modelo hidráulico en un entorno CAD.
En 1993 se lanza la primera versión al público del Software EPANET desarrollado por un grupo
de trabajo de la U.S. EPA. La primera versión de EPANET se basó en dos modelos de uso
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público mencionados anteriormente: WADISO (Simulación Hidráulica) y DWQM (Modelación
Dinámica de Calidad). Es importante anotar que EPANET sufrió cambios significativos hasta el
lanzamiento de la versión EPANET 2.0 a finales de la década (1998 – 2000).
Si bien el algoritmo de Gradiente Hidráulico comenzó a ser una estándar de cálculo en la mayoría
de programas luego de su adopción por el EPANET, cada nueva versión los paquetes comerciales
traía consigo mejoras en el manejo de datos, reportes gráficos y tabulares, gestión de escenarios,
y la capacidad de interoperación con otros sistemas de información, especialmente con Bases de
Datos Comerciales y Sistemas de Información Geográfica (GIS).
A medida que se llega al final de la década del 90 y comienzos del siglo XXI, se encuentra que de
manera análoga que muchos desarrolladores de Software comercial lanzaron al mercado
diferentes paquetes de software o versiones más desarrolladas y en ambiente Windows de
programas comerciales previamente desarrollados para DOS.
Dentro esta lista, que fue actualizada se encontraban programas como: EPANET 2.0 (U.S. EPA),
WaterCAD 5.0 (Haestad Methods), WaterGems, Pipe 2000 (Civil Engineering Software Centre -
U.KY), H20Net/H20Map (MWH Soft, Inc.), MIKE NET (BOSS International, Inc.), AquaNet,
(Finite Technologies Inc.), ERACLITO y ARCHIMEDE (PROTEO s.r.l.), STANET
(Ingenieurbüro Fischer-Uhring), Wadiso SA (GLS Engineering Software Pty Ltd), entre otros.
En los últimos 10 años (después de 2002), el desarrollo y avance de los paquetes comerciales ha
sido tal que a pesar de compartir muchos la misma base del algoritmo de cálculo (Gradiente
Hidráulico) existe una marcada diferenciación entre los diferentes software especialmente en
conceptos de interoperabilidad, facilidad de uso, herramientas de productividad, procesos de
consulta multi-criterio, operaciones de análisis espacial, posibilidades gráficas, integración con
Sistemas de Información Geográfica (GIS), etc.
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3 METODOLOGÍA
Para poder determinar si existe alguna diferencia en cuanto a los resultados hidráulicos que arroje
uno u otro software de modelación, se construirán y modelaran tres redes de distribución de agua
con un número de tuberías considerable.
Dichas redes que se presentaran a continuación son casos reales en los cuales se tuvo que
proyectar una solución de distribución del fluido, para tres zonas del Municipio de Soacha
ubicado en el Departamento de Cundinamarca por la salida al costado sur de la ciudad de Bogotá,
las cuales no contaban con un sistema confiable de distribución de agua potable.
3.1 METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE MODELOS
HIDRÁULICOS EN WATERGEMS
3.1.1 Construcción de la topología de los modelos hidráulicos.
Para la construcción de la topología de la red, el software WaterGems da la posibilidad de
construir manualmente la topología siguiendo el trazado de las calles y carreras o de importar un
archivo topográfico tipo shape existente.
En el caso de que se requiera construir la topología de la red manualmente se debe utilizar las
herramientas básicas que ofrece este software, como los botones Junction, Pipe, Valve, Reservoir
y demás que se requieran para el desarrollo de un proyecto en específico.
Figura 1
. Cuadro de dialogo principal software WaterGems.
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Figura 2
. Herramientas básicas del software WaterGems.
Al empezar a construir la red se debe elegir cada una de las herramientas básicas e insertarlas en
el cuadro de dialogo principal. Según sea el caso, cada uno de los elementos dibujados tienen la
propiedad de que sus características topográficas, hidráulicas y geométricas puedan ser
modificadas según las características del proyecto. Dichas propiedades de cada uno de los
elementos se muestran en el cuadro de propiedades del programa.
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Figura 3
. Cuadro de propiedades para cada elemento.
Cuando se requiera construir la topología de una red existente se debe importar al software
WaterGems el archivo topográfico tipo shape correspondiente a la red en cuestión, y no se debe
hacer manualmente como se describió anteriormente, ya que la red existe y la información
topográfica tanto planimetrica como altimétrica está disponible. Cuando se presentan estos casos
el programa ofrece una herramienta llamada Modelbuilder la cual permite realizar lo
anteriormente enunciado.
Para la creación de nodos del modelo (Uniones, Válvulas, VRPs, Tanques, Reservorios, Bombas,
etc):
1. Abrir la herramienta Modelbuilder.
2. En el ModelBuilder, crear una nueva conexión.
3. Seleccionar como tipo de fuente de datos “Shapefiles”.
4. Seleccionar el archivo shape que se empleará como fuente.
5. Oprimir el botón Next> (siguiente).
Figura 4
. Pasos 3 y 4 del proceso de construcción topológica de modelos hidráulicos (nodos).
6. En la siguiente ventana, seleccionar la unidad para las coordenadas (metros) y las
opciones para la creación de los objetos en el modelo (en general se dejan las opciones
por defecto). Posteriormente, oprimir el botón Next> (siguiente).
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7. Seleccionar el tipo de tabla del modelo a sincronizar, según el tipo de datos que
contenga el archivo shape (Junction, PRV, Tank, etc.).
8. Seleccionar el campo clave de los datos contenidos en el archivo shape.
9. Correlacionar los datos del archivo shape con los datos de la tabla y asignar unidades
adecuadas. Oprimir el botón Next> (siguiente).
10. En el siguiente paso, señalar si se quiere construir el modelo de inmediato o no, y
oprimir el botón Finish.
Figura 5
. Paso 5 del proceso de construcción topológica de modelos hidráulicos (nodos).
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Figura 6
. Pasos 7, 8 y 9 del proceso de construcción topológica de modelos hidráulicos (nodos).
Para la creación de tuberías del modelo:
1. Se deben repetir los pasos 1 a 5 de la metodología para la creación de nodos.
2. Seleccionar la unidad para las coordenadas (en este caso metros).
3. El modelo de datos del programa WaterGEMS, y en general cualquier programa de
modelación hidráulica de redes, requieren una relación entre cada tubo y sus nodos inicial
y final. Por esto es necesario que al importar la información de la base de datos se cree la
relación entre cada tubo y sus nodos inicial y final empleando herramientas de análisis
topológico. Lo anterior se logra seleccionado la opción “Crear nodos si no se encuentra
alguno en el extremo del tubo”.
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Figura 7
. Pasos 2, 3 y 4 del proceso de construcción topológica de modelos hidráulicos (tubos).
4. También se debe dejar señalada la opción “Establecer conectividad usando datos
espaciales”. Para esto se debe dar también una tolerancia para el análisis. Oprimir el
botón Next> (siguiente).
5. Seleccionar el tipo de tabla “Pipe” (tubería).
6. Seleccionar el campo clave de los datos contenidos en el archivo shape.
7. Correlacionar los datos del archivo shape con los datos de la tabla (por ejemplo
diámetro y material) y asignar unidades adecuadas. Oprimir el botón Next>
(siguiente).
8. En el siguiente paso, señalar si se quiere construir el modelo de inmediato o no, y
oprimir el botón Finish.
3.1.2 Procedimiento para la evaluación de la topología creada.
Una vez que se ha realizado la importación de la información para la construcción de la topología
de un modelo hidráulico, es necesario hacer una revisión general del modelo creado para detectar
posibles errores que se hubieran podido generar por diferentes causas, tales como:
Errores de dibujo en la información consignada.
Tuberías o nodos faltantes en la base de datos.
Tuberías o nodos redundantes en la base de datos.
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3.1.3 Asignación de elevaciones a los nodos de los modelos hidráulicos.
El que un modelo hidráulico arroje buenos resultados depende en su mayor parte de que la
información empleada para la elaboración del mismo sea de buena calidad. Si no se cuenta con
buena información, no será posible alcanzar la precisión deseada. Uno de los puntos ante los
cuales es más susceptible la modelación hidráulica es la información altimétrica empleada para
asignar elevaciones a los nodos de modelo (uniones, válvulas, tanques, etc).
3.1.4 Procedimiento para la asignación de demandas a los nodos del
modelo.
La asignación de demandas a cada nodo del modelo de forma manual es una labor sumamente
dispendiosa. Por esto, el WaterGEMS ofrece una herramienta que permite hacer esta labor de
forma automática con base en la información digital que se dispone.
Se utilizó el método de áreas para la asignación de demandas a los nodos, del cual se crean los
polígonos de Thiessen desde el programa hidráulico y se distribuye el caudal según corresponda
al área aferente de cada nodo.
Figura 8
. Creación de las áreas (Herramienta Polígonos de Thiessen).
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3.1.5 Visualización de la red en el software WaterGems.
Una vez se haya construido la topología de la red, definiendo sus respectivos nodos, diámetros
materiales, coordenadas, elevaciones y demás características geométricas e hidráulicas, la red se
vera de la siguiente forma en el cuadro de diálogo:
Figura 9
. Topología de la red.
3.1.6 Ejecución del modelo.
Una vez se haya corroborado la información suministrada al modelo y se haya verificado que
todos los datos fueron ingresados correctamente, el paso a seguir es darle la orden al programa
para correr el modelo para esto se hace click en el botón “Run”.
Cuando el programa finalice el cálculo, se debe verificar que en el recuadro ubicado en la parte
inferior del cuadro de diálogo no se presente ningún error como se presenta a continuación:
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Figura 10
. Fin de cálculo de la red.
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3.1.7 Generación de reportes.
Para la generación de reportes, se debe seleccionar toda la red y hacer click derecho en cualquier
punto de la misma. Al realizar este proceso aparece una ventana de diálogo en la cual se
selecciona la opción “Edit Group…”.
Al hacer click en el botón “Edit Group” aparece una pantalla de diálogo en la cual muestra el
listado de cada uno de los elementos que conforman la red. Allí se debe elegir que tipo de reporte
se desea generar.
Figura 11
. Generación de reportes de resultados.
3.2 METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE MODELOS
HIDRÁULICOS EN REDES
Para este caso en particular, la construcción de la red de distribución de agua se realizó con en la
topología ya montada de la red, en el modelo realizado en el software WaterGems.
Para montar dicha red en el software Redes se debe primero exportar el archivo al software de
modelación “Epanet”. Para exportarlo se debe hacer click en “File”, “Export” y “Epanet”. Una
vez se den estas instrucciones se creara un archivo tipo “.inp”.
Dicho archivo se debe abrir con el software de Microsoft Office Excel. Una vez sea abierto este
archivo, se mostrarán todas las características de la red como nodos, tubos, coordenadas,
demandas, válvulas y otras más organizadas en columnas y filas.
Para poder abrir el archivo en el software Redes se debe ajustar dichos valores a la forma que por
defecto tiene el programa Redes; una vez hecha esta operación se podrá abrir sin generar error.
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Figura 12
. Exportar archivo a Epanet.
Figura 13
. Archivo de Excel Epanet.
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Figura 14
. Modelo de distribución de datos Epanet.
Figura 15
. Modelo de distribución de datos Redes.
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Figura 16
. Circuito Olivos I modelado en el software Redes.
Figura 17
. Circuito Olivos IV modelado en el software Redes.
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DATOS Y ANÁLISIS DE DATOS
3.3 DATOS
3.3.1 Datos para el modelo de la red de distribución de agua potable
“Olivos I”
El barrio Los Olivos I se encuentra ubicado en el Municipio de Soacha, en la Comuna 3. Limita
por el oriente con la calle 4 o con el barrio Juan Pablo I, por el occidente con la calle 1-Sur o con
el barrio Los Olivos II, por el sur con la Tv 13 o con el barrio Los Olivos III y por el norte con la
Tv 14ª o con la ciudad de Bogotá.
La localización descrita del barrio Los Olivos I, se presenta gráficamente en la figura que se
encuentra a continuación:
Figura 18. Localización general, barrio Los Olivos I.
Las coordenadas aproximadas en las cuales se enmarca el barrio son:
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NORTE
ESTE
100.422
86.853
100.100
86.360
Tabla 1.
Localización geográfica barrio Los Olivos I
Topográficamente el conjunto de los barrios de la parte baja de la Autopista Sur, en este caso
para el barrio Los Olivos I, corresponde a un desarrollo residencial de mejora progresiva y origen
subnormal completamente plano, con vías locales vehiculares con pendientes entre el 0.15% y el
0.5%, y vías peatonales muy estrechas, de pendientes longitudinales similares.
Concluyendo la estimación de la población del área servida, se resume esta en el siguiente
cuadro:
COMUNA 3
DENSIDAD DEMOGRÁFICA
(hab./ha)
ÁREA (ha)
POBLACIÓN DE DISEÑO
(habitantes)
Barrio Los Olivos I
615
10.21
6.279
Tabla 2.
Datos de población a abastecer Olivos I.
Se tomó el siguiente patrón de demanda el cual se relaciona a continuación:
TIME FROM START (HOURS)
MULTIPLIER
2
0.409
3
0.305
4
0.354
5
0.456
6
0.805
7
1.07
8
1.444
9
1.617
10
1.676
11
1.748
12
1.74
13
1.679
14
1.615
15
1.529
16
1.559
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TIME FROM START (HOURS)
MULTIPLIER
17
1.532
18
1.386
19
1.342
20
1.286
21
1.179
22
0.875
23
0.666
24
0.419
Tabla 3.
Curva de consumo aplicada a la red proyectada.
Los datos tomados para el nodo de alimentación de la red son:
Elevación = 2546.43 m.s.n.m
Presión media (m.c.a) = 31.02
Curva característica de presiones en el tiempo, asignada al punto de alimentación de la red
proyectada:
TIME FROM START (HOURS)
MULTIPLIER
1
1.0119029
2
1.0120286
3
1.0121739
4
1.0120247
5
1.0156101
6
1.0148522
7
1.0139725
8
1.0144123
9
1.013301
10
1.0129829
11
1.0127119
12
1.0130222
13
1.0130889
14
1.0135562
15
1.0139686
16
1.0145144
17
1.014915
18
1.0153352
19
1.0155983
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
44
Juan Camilo Vergara Valderrama
TIME FROM START (HOURS)
MULTIPLIER
20
1.0136073
21
1.0139646
22
1.0147658
23
1.0115063
24
1.0121818
Tabla 4.
Curva de presiones aplicada al punto de alimentación red proyectada.
3.3.2 Datos para el modelo de la red de distribución de agua potable
“Olivos II”
El barrio Los Olivos II se encuentra ubicado en el Municipio de Soacha, en la Comuna 3. Limita
por el oriente con la calle 1-Sur o con el barrio Los Olivos I, por el occidente con la calle 4-Sur,
por el sur con la Cr 13ª o con el barrio La María y por el norte con la Tv 14ª o con la ciudad de
Bogotá. Al nor-occidente este barrio limita con el humedal Tibanica.
La localización descrita del barrio Los Olivos II, se presenta gráficamente en la figura que se
encuentra a continuación:
Figura 19.
Localización general, barrio Los Olivos II.
Las coordenadas aproximadas en las cuales se enmarca el barrio son:
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
45
Juan Camilo Vergara Valderrama
NORTE
ESTE
100.500
86.435
100.100
85.960
Tabla 5.
Localización geográfica barrio Los Olivos II.
La estimación de la población del área servida que se utilizó es:
COMUNA 3
DENSIDAD DEMOGRÁFICA
(hab./ha)
ÁREA (ha)
POBLACIÓN DE DISEÑO
(habitantes)
Barrio Los Olivos II
615
8.36
5.141
Tabla 6.
Datos de población a abastecer Olivos II.
Se tomó el siguiente patrón de demanda el cual se relaciona a continuación:
TIME FROM START (HOURS)
MULTIPLIER
2
0.409
3
0.305
4
0.354
5
0.456
6
0.805
7
1.07
8
1.444
9
1.617
10
1.676
11
1.748
12
1.74
13
1.679
14
1.615
15
1.529
16
1.559
17
1.532
18
1.386
19
1.342
20
1.286
21
1.179
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
46
Juan Camilo Vergara Valderrama
TIME FROM START (HOURS)
MULTIPLIER
22
0.875
23
0.666
24
0.419
Tabla 7.
Curva de consumo aplicada a la red proyectada.
Los datos tomados para el nodo de alimentación de la red son:
Elevación = 2546.43 m.s.n.m
Presión media (m.c.a) = 31.02
Curva característica de presiones en el tiempo, asignada al punto de alimentación de la red
proyectada:
TIME FROM START (HOURS)
MULTIPLIER
1
1.0119029
2
1.0120286
3
1.0121739
4
1.0120247
5
1.0156101
6
1.0148522
7
1.0139725
8
1.0144123
9
1.013301
10
1.0129829
11
1.0127119
12
1.0130222
13
1.0130889
14
1.0135562
15
1.0139686
16
1.0145144
17
1.014915
18
1.0153352
19
1.0155983
20
1.0136073
21
1.0139646
22
1.0147658
23
1.0115063
24
1.0121818
Tabla 8.
Curva de presiones aplicada al punto de alimentación red proyectada.
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
47
Juan Camilo Vergara Valderrama
3.3.3 Datos para el modelo de la red de distribución de agua potable
“Olivos IV”
El barrio Los Olivos IV se encuentra ubicado en el Municipio de Soacha, en la Comuna 3. Limita
por el oriente con las calles 1-Sur y calle 1 o con el barrio Los Olivos III, por el occidente con la
calle 6B-Sur, por el sur con la Cr 9 o con el barrio Los Olivares y por el norte con la Tv 13 o con
el barrio La María.
La localización descrita del barrio Los Olivos IV, se presenta gráficamente en la figura que se
encuentra a continuación:
Figura 20.
Localización general, barrio Los Olivos IV.
Las coordenadas aproximadas en las cuales se enmarca el barrio son:
NORTE
ESTE
100.100
86360
99900
86.100
Tabla 9.
Localización geográfica barrio Los Olivos IV.
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
48
Juan Camilo Vergara Valderrama
La estimación de la población del área servida, se resume en el siguiente cuadro:
COMUNA 3
DENSIDAD DEMOGRÁFICA
(hab./ha)
ÁREA (ha)
POBLACIÓN DE DISEÑO
(habitantes)
Barrio Los Olivos IV
(Datos para
el modelo)
615
4.03
2.478
Tabla 10.
Datos de población a abastecer Olivos IV.
Se tomó el siguiente patrón de demanda el cual se relaciona a continuación:
TIME FROM START (HOURS)
MULTIPLIER
2
0.409
3
0.305
4
0.354
5
0.456
6
0.805
7
1.07
8
1.444
9
1.617
10
1.676
11
1.748
12
1.74
13
1.679
14
1.615
15
1.529
16
1.559
17
1.532
18
1.386
19
1.342
20
1.286
21
1.179
22
0.875
23
0.666
24
0.419
Tabla 11.
Curva de consumo aplicada a la red proyectada.
Elevación = 2546.48 m.s.n.m
Presión media (m.c.a) = 35.40
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
49
Juan Camilo Vergara Valderrama
Curva característica de presiones en el tiempo, asignada al punto de alimentación de la red
proyectada para el barrio Los Olivos IV:
Time from Start (hours)
Multiplier
1
1.01594358
2
1.01602212
3
1.01586504
4
1.01570796
5
1.01511891
6
1.01413716
7
1.01284126
8
1.01166316
9
1.01119192
10
1.01091703
11
1.01103484
12
1.01154535
13
1.01205586
14
1.0125271
15
1.01295907
16
1.01339103
17
1.01362665
18
1.013823
19
1.01413716
20
1.01433351
21
1.01476548
22
1.01547234
23
1.01613993
24
1.01613993
Tabla 12.
Curva de presiones aplicada al punto de alimentación red proyectada.
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
50
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3.4 TABLAS
3.4.1 Tablas de resultados de la modelación de redes de distribución de
agua potable mediante el software WaterGems
3.4.1.1
Red de distribución los Olivos I (nodos)
Tabla 13.
Resultados de modelación red Olivos I para cada nodo de la red (Reporte 1).
ID
Elevation (m) Demand (L/s) Hydraulic Grade (m) Pressure (m H2O)
ID
Elevation (m)
Demand (L/s)
Hydraulic Grade (m) Pressure (m H2O)
27
2,544.29
0.03
2,559.89
15.6
156
2,543.31
0.2
2,559.94
16.6
29
2,544.27
0.04
2,559.89
15.6
158
2,543.34
0.2
2,559.89
16.5
31
2,544.10
0.04
2,559.89
15.8
160
2,543.30
0.2
2,559.88
16.6
33
2,543.55
0.04
2,559.89
16.3
162
2,543.17
0.2
2,559.87
16.7
35
2,543.69
0.04
2,559.88
16.2
164
2,543.07
0.21
2,559.87
16.8
39
2,543.50
0.05
2,559.88
16.4
166
2,542.75
0.21
2,559.87
17.1
41
2,543.38
0.05
2,559.87
16.5
168
2,542.77
0.21
2,559.87
17.1
43
2,543.14
0.05
2,559.86
16.7
170
2,543.00
0.21
2,559.83
16.8
45
2,543.08
0.06
2,559.85
16.8
172
2,543.02
0.22
2,559.81
16.8
47
2,542.93
0.06
2,559.80
16.9
174
2,542.99
0.22
2,559.79
16.8
49
2,542.90
0.06
2,559.79
16.9
176
2,543.00
0.22
2,559.78
16.8
51
2,543.08
0.06
2,559.78
16.7
178
2,543.01
0.22
2,559.71
16.7
53
2,542.79
0.07
2,559.75
17
213
2,544.05
0.27
2,565.97
21.9
56
2,543.79
0.07
2,559.89
16.1
215
2,544.05
0.27
2,565.90
21.9
58
2,543.77
0.07
2,559.89
16.1
217
2,544.05
0.27
2,565.92
21.9
60
2,543.39
0.08
2,559.89
16.5
221
2,543.84
0.28
2,565.20
21.4
62
2,543.37
0.08
2,559.89
16.5
223
2,543.56
0.28
2,564.55
21
64
2,543.02
0.08
2,559.89
16.9
225
2,543.67
0.28
2,563.83
20.2
66
2,543.01
0.08
2,559.89
16.9
227
2,543.57
0.29
2,562.98
19.4
68
2,542.88
0.09
2,559.88
17
229
2,543.55
0.29
2,562.68
19.1
70
2,542.89
0.09
2,559.88
17
231
2,543.47
0.29
2,561.78
18.3
72
2,543.08
0.09
2,559.87
16.8
233
2,543.28
0.29
2,560.92
17.6
76
2,543.08
0.1
2,559.87
16.8
235
2,543.41
0.3
2,560.83
17.4
78
2,543.12
0.1
2,559.87
16.8
237
2,543.44
0.3
2,560.79
17.4
80
2,543.12
0.1
2,559.87
16.8
239
2,543.29
0.3
2,560.62
17.3
82
2,543.01
0.1
2,559.87
16.9
241
2,543.29
0.3
2,560.36
17.1
84
2,543.00
0.11
2,559.87
16.9
243
2,543.15
0.31
2,560.21
17.1
86
2,542.99
0.11
2,559.86
16.9
245
2,543.17
0.31
2,560.11
16.9
88
2,542.97
0.11
2,559.86
16.9
247
2,543.00
0.31
2,560.04
17
90
2,542.96
0.11
2,559.83
16.9
249
2,543.00
0.31
2,560.04
17
92
2,542.88
0.12
2,559.80
16.9
251
2,543.27
0.32
2,559.96
16.7
94
2,542.87
0.12
2,559.80
16.9
253
2,542.94
0.32
2,559.95
17
96
2,542.80
0.12
2,559.78
17
255
2,542.98
0.32
2,559.94
17
98
2,542.80
0.12
2,559.78
17
257
2,542.83
0.32
2,559.93
17.1
101
2,542.80
0.13
2,559.75
17
259
2,542.92
0.33
2,559.92
17
103
2,543.05
0.13
2,559.72
16.7
261
2,542.82
0.33
2,559.91
17.1
105
2,543.10
5.36
2,559.64
16.5
263
2,542.85
0.33
2,559.91
17.1
119
2,544.55
0.15
2,566.01
21.5
265
2,542.81
0.33
2,559.89
17.1
121
2,544.21
0.15
2,565.74
21.5
267
2,542.82
0.34
2,559.89
17.1
123
2,544.19
0.15
2,565.73
21.5
269
2,543.08
0.34
2,559.87
16.8
125
2,544.01
0.16
2,565.26
21.2
271
2,542.69
0.34
2,559.91
17.2
127
2,544.01
0.16
2,565.25
21.2
273
2,542.68
0.34
2,559.92
17.2
129
2,543.93
0.16
2,564.90
21
275
2,542.67
0.35
2,559.93
17.3
131
2,543.91
0.16
2,564.82
20.9
277
2,542.72
0.35
2,559.94
17.2
133
2,543.77
0.17
2,564.54
20.8
279
2,542.70
0.35
2,559.96
17.3
135
2,543.75
0.17
2,564.46
20.7
281
2,542.69
0.35
2,559.96
17.3
137
2,543.69
0.17
2,564.28
20.6
283
2,542.68
0.36
2,559.97
17.3
139
2,543.68
0.17
2,564.21
20.5
285
2,543.17
0.36
2,560.00
16.8
141
2,543.62
0.18
2,561.59
18
288
2,543.17
0.36
2,559.83
16.7
143
2,543.64
0.18
2,561.60
18
290
2,543.19
0.36
2,559.82
16.6
145
2,543.83
0.18
2,560.38
16.5
293
2,542.69
0.37
2,559.89
17.2
147
2,543.32
0.18
2,560.56
17.2
296
2,543.46
0.37
2,559.98
16.5
150
2,543.46
0.19
2,560.14
16.7
298
2,543.49
0.37
2,560.01
16.5
152
2,543.40
0.19
2,559.99
16.6
300
2,543.19
0.38
2,560.01
16.8
154
2,543.26
0.19
2,559.94
16.7
302
2,543.18
0.38
2,560.01
16.8
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
51
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 14.
Resultados de modelación red Olivos I para cada nodo de la red (Reporte 2).
ID
Elevation (m) Demand (L/s) Hydraulic Grade (m) Pressure (m H2O)
ID
Elevation (m)
Demand (L/s)
Hydraulic Grade (m) Pressure (m H2O)
304
2,543.06
0.38
2,559.99
16.9
682
2,546.12
0.86
2,565.93
19.8
306
2,543.14
0.38
2,559.99
16.8
683
2,546.09
0.86
2,565.91
19.8
310
2,542.69
0.39
2,559.91
17.2
684
2,546.04
0.86
2,565.80
19.8
314
2,542.69
0.39
2,559.89
17.2
685
2,546.04
0.86
2,565.81
19.8
323
2,543.02
0.41
2,560.01
17
686
2,546.02
0.86
2,565.69
19.7
351
2,542.98
0.44
2,559.89
16.9
687
2,545.97
0.86
2,566.01
20
356
2,542.98
0.45
2,559.88
16.9
688
2,546.09
0.86
2,566.01
19.9
359
2,543.66
0.45
2,561.59
17.9
689
2,546.31
0.87
2,566.16
19.9
363
2,543.68
0.46
2,561.59
17.9
690
2,546.46
0.87
2,566.17
19.7
365
2,544.05
0.46
2,565.97
21.9
692
2,544.52
0.87
2,561.45
16.9
368
2,544.28
0.46
2,559.88
15.6
693
2,544.98
0.87
2,565.20
20.2
370
2,543.00
0.46
2,559.86
16.9
694
2,544.27
0.87
2,561.47
17.2
372
2,543.30
0.47
2,560.79
17.5
695
2,546.79
0.87
2,568.42
21.6
374
2,542.71
0.47
2,559.96
17.2
696
2,547.10
0.87
2,567.29
20.2
604
2,544.42
0.76
2,561.44
17
697
2,546.34
0.88
2,566.19
19.9
605
2,543.87
0.76
2,559.89
16
698
2,546.31
0.88
2,566.24
19.9
608
2,543.95
0.76
2,560.00
16
699
2,546.08
0.88
2,566.28
20.2
609
2,543.74
0.76
2,564.35
20.6
701
2,546.35
0.88
2,566.21
19.9
610
2,543.81
0.77
2,564.56
20.8
702
2,546.38
0.88
2,566.09
19.7
611
2,543.96
0.77
2,564.91
21
703
2,546.08
0.88
2,565.91
19.8
616
2,544.29
0.77
2,566.05
21.8
704
2,546.04
0.88
2,565.81
19.8
617
2,544.04
0.77
2,566.28
22.2
705
2,545.95
0.89
2,565.65
19.7
619
2,543.76
0.78
2,560.83
17.1
706
2,545.73
0.89
2,565.48
19.8
624
2,543.04
0.78
2,560.04
17
707
2,545.34
0.89
2,565.35
20
653
2,544.52
0.82
2,561.45
16.9
709
2,545.25
0.89
2,565.36
20.1
656
2,546.40
0.82
2,572.03
25.6
711
2,546.54
0.89
2,567.44
20.9
657
2,546.39
0.83
2,568.92
22.5
713
2,545.41
0.9
2,566.86
21.5
658
2,545.84
0.83
2,567.83
22
716
2,546.01
0.9
2,565.69
19.7
660
2,545.30
0.83
2,566.97
21.7
717
2,544.53
0.9
2,561.45
16.9
661
2,545.37
0.83
2,566.81
21.4
728
2,547.10
0.91
2,566.12
19
662
2,545.48
0.83
2,566.59
21.1
729
2,546.12
0.92
2,565.93
19.8
663
2,544.56
0.83
2,566.00
21.4
730
2,545.08
0.92
2,565.35
20.3
664
2,544.00
0.83
2,559.89
15.9
732
2,545.37
0.92
2,565.36
20
666
2,544.33
0.84
2,561.47
17.1
733
2,545.61
0.92
2,565.42
19.8
667
2,545.70
0.84
2,565.95
20.2
734
2,545.69
0.92
2,565.50
19.8
668
2,546.02
0.84
2,566.16
20.1
737
2,544.21
0.93
2,565.73
21.5
669
2,546.09
0.84
2,566.30
20.2
738
2,545.76
0.93
2,565.50
19.7
670
2,545.85
0.84
2,566.58
20.7
739
2,545.35
0.93
2,565.36
20
671
2,545.77
0.84
2,566.65
20.9
740
2,545.59
0.93
2,565.42
19.8
672
2,546.06
0.84
2,567.52
21.5
741
2,545.06
0.93
2,565.35
20.3
673
2,546.33
0.85
2,568.21
21.9
742
2,546.37
0.93
2,566.09
19.7
674
2,546.43
0.85
2,568.31
21.9
743
2,545.34
0.93
2,565.70
20.4
675
2,546.69
0.85
2,570.46
23.8
744
2,545.25
0.93
2,565.36
20.1
676
2,546.76
0.85
2,569.35
22.6
745
2,545.11
0.94
2,565.22
20.1
677
2,546.98
0.85
2,567.91
20.9
746
2,544.96
0.94
2,565.11
20.1
678
2,547.10
0.85
2,567.57
20.5
747
2,544.60
0.94
2,565.06
20.5
680
2,546.35
0.85
2,566.59
20.2
748
2,546.47
0.94
2,567.85
21.4
681
2,546.37
0.86
2,566.09
19.7
749
2,546.56
0.94
2,567.34
20.8
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
52
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 15.
Resultados de modelación red Olivos I para cada nodo de la red (Reporte 3).
ID
Elevation (m) Demand (L/s) Hydraulic Grade (m) Pressure (m H2O)
750
2,546.68
0.94
2,566.85
20.2
751
2,546.71
0.94
2,566.56
19.9
752
2,546.37
0.94
2,566.21
19.8
759
2,546.09
0.95
2,565.91
19.8
903
2,544.02
1.13
2,559.89
15.9
967
2,544.34
1.21
2,561.47
17.1
1030
2,543.34
1.29
2,559.89
16.5
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
53
Juan Camilo Vergara Valderrama
3.4.1.2
Red de distribución los Olivos I (tubos)
Tabla 16.
Resultados de modelación red Olivos I para cada tubo de la red (Reporte 1).
ID
Length (Scaled) (m) Diameter (mm)
Material
Flow (L/s) Velocity (m/s) Headloss Gradient (m/m)
30
3.7
97.38
PVC
0.43
0.06
0.0001
32
27.58
97.38
PVC
-0.07
0.01
0
34
32.37
97.38
PVC
0.18
0.02
0
36
30.84
97.38
PVC
0.42
0.06
0.0001
42
31.73
97.38
PVC
0.82
0.11
0.0002
44
31.36
97.38
PVC
0.92
0.12
0.0003
46
28.88
97.38
PVC
1.11
0.15
0.0004
50
31.06
97.38
PVC
1.37
0.18
0.0005
52
28.71
97.38
PVC
1.03
0.14
0.0003
57
10.43
143.34
PVC
-1.23
0.08
0.0001
59
1.62
143.34
PVC
-1.59
0.1
0.0002
61
31.33
143.34
PVC
0.86
0.05
0
63
1.35
143.34
PVC
2.46
0.15
0.0004
65
30.32
143.34
PVC
2.11
0.13
0.0002
67
1.75
143.34
PVC
1.8
0.11
0.0002
71
1.32
143.34
PVC
1.82
0.11
0.0002
77
1.72
143.34
PVC
1.95
0.12
0.0002
79
30.4
143.34
PVC
2.03
0.13
0.0002
81
1.37
143.34
PVC
1.68
0.1
0.0002
83
27.5
143.34
PVC
1.73
0.11
0.0001
85
4.32
143.34
PVC
1.3
0.08
0.0001
87
5.68
143.34
PVC
1.44
0.09
0.0001
89
25.73
143.34
PVC
0.87
0.05
0
93
28.72
97.38
PVC
1.98
0.27
0.001
95
1.3
97.38
PVC
1.97
0.26
0.0009
97
29.31
97.38
PVC
1.81
0.24
0.0009
99
1.33
97.38
PVC
1.97
0.26
0.0009
100
27.26
97.38
PVC
1.91
0.26
0.0009
102
1.43
97.38
PVC
2.81
0.38
0.0019
104
26.55
97.38
PVC
2.06
0.28
0.0011
106
77.5
97.38
PVC
1.93
0.26
0.001
122
25.58
97.38
PVC
7.52
1.01
0.0106
124
1.01
97.38
PVC
5.85
0.78
0.0068
126
35.59
97.38
PVC
8.53
1.15
0.0132
128
1.06
97.38
PVC
7.51
1.01
0.0104
132
5.1
97.38
PVC
9.54
1.28
0.0162
134
27.2
97.38
PVC
7.34
0.99
0.0101
136
5.38
97.38
PVC
9.19
1.23
0.0151
138
26.44
97.38
PVC
5.96
0.8
0.007
140
5.1
97.38
PVC
8.44
1.13
0.0129
144
3.46
143.34
PVC
-7.36
0.46
0.0016
148
92.16
97.38
PVC
-2.91
0.39
0.002
153
41.62
97.38
PVC
4.09
0.55
0.0036
155
44.41
97.38
PVC
2.21
0.3
0.0012
157
16.37
97.38
PVC
0.68
0.09
0.0002
161
31.86
97.38
PVC
1.12
0.15
0.0004
163
31.74
97.38
PVC
0.74
0.1
0.0002
165
30.75
97.38
PVC
0.38
0.05
0
169
1.31
143.34
PVC
3.66
0.23
0.0005
173
30.71
97.38
PVC
1.9
0.25
0.0009
175
26.58
97.38
PVC
1.58
0.21
0.0007
177
4.1
97.38
PVC
3.32
0.45
0.0025
179
30.27
97.38
PVC
3.03
0.41
0.0021
180
26.07
97.38
PVC
3.43
0.46
0.0026
181
77.81
75.74
PVC
0.62
0.14
0.0004
182
78.24
75.74
PVC
0.07
0.01
0
183
78.69
75.74
PVC
-0.1
0.02
0
184
79.06
75.74
PVC
-0.08
0.02
0
194
65.96
75.74
PVC
-2.73
0.61
0.0058
199
12.9
75.74
PVC
2.65
0.59
0.0055
201
3.77
75.74
PVC
2.01
0.45
0.0034
203
3.97
75.74
PVC
1.24
0.28
0.0014
214
16.29
143.34
PVC
29.41
1.82
0.0191
216
3.6
143.34
PVC
28.68
1.78
0.0182
219
30.67
75.74
PVC
2.84
0.63
0.0063
220
11.55
75.74
PVC
-3.91
0.87
0.011
224
33.57
143.34
PVC
29.8
1.85
0.0196
226
32.88
143.34
PVC
31.56
1.96
0.0217
228
33.55
143.34
PVC
34.34
2.13
0.0253
230
8.22
143.34
PVC
42.32
2.62
0.0369
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
54
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 17.
Resultados de modelación red Olivos I para cada tubo de la red (Reporte 2).
ID
Length (Scaled) (m) Diameter (mm)
Material
Flow (L/s)
Velocity (m/s) Headloss Gradient (m/m)
232
24.83
143.34
PVC
42.03
2.6
0.0364
236
6.31
143.34
PVC
24.02
1.49
0.0132
238
3.49
143.34
PVC
22.95
1.42
0.0122
240
15.08
143.34
PVC
22.19
1.37
0.0115
242
33.96
143.34
PVC
17.49
1.08
0.0075
244
32.35
143.34
PVC
13.74
0.85
0.0049
246
31.91
143.34
PVC
10.75
0.67
0.0031
248
31.21
143.34
PVC
8.31
0.52
0.002
250
4.76
143.34
PVC
7.22
0.45
0.0016
254
27.78
75.74
PVC
0.54
0.12
0.0003
256
1.49
75.74
PVC
0.93
0.21
0.001
260
8.53
75.74
PVC
0.94
0.21
0.0009
262
27.59
75.74
PVC
0.61
0.14
0.0004
264
2.44
75.74
PVC
0.92
0.2
0.0009
266
39.83
75.74
PVC
0.59
0.13
0.0004
268
6.02
75.74
PVC
0.98
0.22
0.0009
276
6.43
143.34
PVC
-5.25
0.33
0.0009
278
28.44
143.34
PVC
-3.77
0.23
0.0005
280
24.17
143.34
PVC
-4.76
0.29
0.0007
282
3.42
143.34
PVC
-5.58
0.35
0.001
284
5.41
143.34
PVC
-3.98
0.25
0.0006
286
38.43
143.34
PVC
-4.99
0.31
0.0008
289
41.9
75.74
PVC
1.03
0.23
0.0011
292
6.14
97.38
PVC
-2.32
0.31
0.0014
295
28.89
143.34
PVC
3.94
0.24
0.0005
299
5.96
97.38
PVC
-4.62
0.62
0.0044
301
28.27
97.38
PVC
-0.6
0.08
0.0001
303
2.8
97.38
PVC
2.47
0.33
0.0015
307
17.39
97.38
PVC
0.21
0.03
0
311
1.37
143.34
PVC
-5.75
0.36
0.0011
316
1.02
143.34
PVC
-5.96
0.37
0.0012
317
25.93
143.34
PVC
-4.69
0.29
0.0007
325
10.09
97.38
PVC
2.42
0.32
0.0014
352
3.68
143.34
PVC
3.06
0.19
0.0003
353
27.07
143.34
PVC
2.17
0.13
0.0002
361
3.41
143.34
PVC
-7.18
0.44
0.0015
380
2.74
97.38
PVC
0
0
0
381
4.8
97.38
PVC
0
0
0
383
29.59
97.38
PVC
0.6
0.08
0.0001
384
3.75
97.38
PVC
0.6
0.08
0.0002
386
3.67
97.38
PVC
1.39
0.19
0.0005
387
91.23
97.38
PVC
1.39
0.19
0.0005
389
83.72
75.74
PVC
-0.29
0.06
0.0001
390
3.6
75.74
PVC
-0.29
0.06
0.0001
392
83.54
75.74
PVC
-0.28
0.06
0.0001
393
3.51
75.74
PVC
-0.28
0.06
0.0001
395
83.77
75.74
PVC
-0.22
0.05
0
396
3.24
75.74
PVC
-0.22
0.05
0
399
83.67
97.38
PVC
-0.27
0.04
0
400
3.31
97.38
PVC
-0.27
0.04
0
402
83.64
75.74
PVC
-0.15
0.03
0
403
3.41
75.74
PVC
-0.15
0.03
0
405
83.71
75.74
PVC
-0.25
0.06
0.0001
406
3.41
75.74
PVC
-0.25
0.06
0.0001
408
83.61
75.74
PVC
-0.33
0.07
0.0001
409
3.57
75.74
PVC
-0.33
0.07
0.0001
411
6.29
97.38
PVC
2.01
0.27
0.001
412
23.96
97.38
PVC
2.01
0.27
0.001
414
84.19
75.74
PVC
-0.04
0.01
0
415
3.5
75.74
PVC
-0.04
0.01
0
417
84.63
75.74
PVC
0.28
0.06
0.0001
418
3.43
75.74
PVC
0.28
0.06
0.0002
420
84.69
97.38
PVC
0.97
0.13
0.0003
421
3.74
97.38
PVC
0.97
0.13
0.0002
423
3.62
143.34
PVC
-1.26
0.08
0.0001
424
75.33
143.34
PVC
-1.26
0.08
0.0001
426
3.49
143.34
PVC
2.19
0.14
0.0002
427
26.96
143.34
PVC
2.19
0.14
0.0002
429
3.36
97.38
PVC
-0.46
0.06
0.0001
433
34.49
97.38
PVC
9.22
1.24
0.0152
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
55
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 18.
Resultados de modelación red Olivos I para cada tubo de la red (Reporte 3).
ID
Length (Scaled) (m) Diameter (mm)
Material
Flow (L/s) Velocity (m/s) Headloss Gradient (m/m)
435
22.98
97.38
PVC
8.46
1.14
0.013
436
3.44
97.38
PVC
8.46
1.14
0.013
438
23.78
97.38
PVC
0
0
0
439
6.17
97.38
PVC
0
0
0
441
2.19
97.38
PVC
0
0
0
442
28.21
97.38
PVC
0
0
0
444
3.24
75.74
PVC
-0.8
0.18
0.0006
445
24.14
75.74
PVC
-0.8
0.18
0.0007
447
3.76
143.34
PVC
29.21
1.81
0.0189
448
33.27
143.34
PVC
29.21
1.81
0.0189
450
3.45
75.74
PVC
-0.87
0.19
0.0008
451
65.38
75.74
PVC
-0.87
0.19
0.0008
453
3.42
75.74
PVC
-2.04
0.45
0.0035
454
75.26
75.74
PVC
-2.04
0.45
0.0035
456
3.44
75.74
PVC
-3.06
0.68
0.0071
457
84.93
75.74
PVC
-3.06
0.68
0.0071
459
3.51
97.38
PVC
-8.26
1.11
0.0125
460
94.68
97.38
PVC
-8.26
1.11
0.0125
465
3.57
143.34
PVC
7.54
0.47
0.0017
466
102.28
143.34
PVC
7.53
0.47
0.0017
468
30.64
143.34
PVC
34.2
2.12
0.0251
469
3.53
143.34
PVC
34.2
2.12
0.0251
471
17.35
97.38
PVC
-9.89
1.33
0.0172
472
3.39
97.38
PVC
-9.89
1.33
0.0172
474
3.33
97.38
PVC
0.78
0.1
0.0002
475
10.59
97.38
PVC
0.78
0.1
0.0002
477
3.39
97.38
PVC
4.39
0.59
0.0041
478
146.91
97.38
PVC
4.39
0.59
0.0041
480
10.18
97.38
PVC
3.45
0.46
0.0027
481
122.81
97.38
PVC
3.45
0.46
0.0026
483
8.83
97.38
PVC
2.69
0.36
0.0017
484
107.52
97.38
PVC
2.69
0.36
0.0017
486
8.73
97.38
PVC
2.13
0.29
0.0011
487
91.39
97.38
PVC
2.13
0.29
0.0011
489
26.69
143.34
PVC
-6.06
0.38
0.0011
490
8.72
143.34
PVC
-6.06
0.38
0.0011
492
6.01
75.74
PVC
0.85
0.19
0.0007
493
100.53
75.74
PVC
0.85
0.19
0.0008
495
7
75.74
PVC
0.71
0.16
0.0006
496
83.67
75.74
PVC
0.71
0.16
0.0006
498
7.15
75.74
PVC
0.65
0.14
0.0005
499
65.05
75.74
PVC
0.65
0.14
0.0005
501
7.01
75.74
PVC
0.64
0.14
0.0005
502
57.49
75.74
PVC
0.64
0.14
0.0005
504
5.91
75.74
PVC
0.72
0.16
0.0006
505
44.72
75.74
PVC
0.72
0.16
0.0006
507
22
143.34
PVC
-4.19
0.26
0.0006
508
3.29
143.34
PVC
-4.19
0.26
0.0005
510
55.46
75.74
PVC
-0.73
0.16
0.0006
511
3.33
75.74
PVC
-0.73
0.16
0.0005
513
77.33
97.38
PVC
-1.65
0.22
0.0007
514
3.37
97.38
PVC
-1.65
0.22
0.0007
516
6
97.38
PVC
2.2
0.29
0.0012
517
23.74
97.38
PVC
2.2
0.29
0.0012
519
25.52
97.38
PVC
-0.07
0.01
0
520
5.85
97.38
PVC
-0.07
0.01
0
522
2.66
75.74
PVC
-0.25
0.05
0.0001
523
76.33
75.74
PVC
-0.25
0.05
0.0001
525
2.91
75.74
PVC
-0.15
0.03
0.0001
526
76.11
75.74
PVC
-0.15
0.03
0
528
3.06
75.74
PVC
-0.18
0.04
0
529
76.01
75.74
PVC
-0.18
0.04
0
531
72.29
97.38
PVC
-0.46
0.06
0.0001
532
3.45
97.38
PVC
-1.75
0.23
0.0008
534
16.49
97.38
PVC
3.07
0.41
0.0022
535
6.06
97.38
PVC
3.07
0.41
0.0022
537
102.04
97.38
PVC
1.34
0.18
0.0005
538
3.17
97.38
PVC
1.34
0.18
0.0006
540
3.41
97.38
PVC
-2.59
0.35
0.0016
541
23.64
97.38
PVC
-2.59
0.35
0.0016
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
56
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 19.
Resultados de modelación red Olivos I para cada tubo de la red (Reporte 4).
ID
Length (Scaled) (m) Diameter (mm)
Material
Flow (L/s)
Velocity (m/s) Headloss Gradient (m/m)
543
131.33
97.38
PVC
1.68
0.23
0.0008
544
3.79
97.38
PVC
1.68
0.23
0.0007
546
159.76
97.38
PVC
2.52
0.34
0.0015
547
3.4
97.38
PVC
2.52
0.34
0.0015
549
2.33
97.38
PVC
6.79
0.91
0.0088
550
45.03
97.38
PVC
6.79
0.91
0.0088
555
124.45
97.38
PVC
1.66
0.22
0.0007
556
3.26
97.38
PVC
1.66
0.22
0.0007
558
99.43
97.38
PVC
1.95
0.26
0.001
559
3.26
97.38
PVC
1.95
0.26
0.001
561
72.29
97.38
PVC
1.83
0.25
0.0009
562
2.55
97.38
PVC
1.83
0.25
0.0009
564
26.9
97.38
PVC
1.95
0.26
0.001
565
3.43
97.38
PVC
1.95
0.26
0.001
567
3.45
75.74
PVC
0.47
0.1
0.0003
568
6.09
75.74
PVC
0.47
0.1
0.0003
570
28.64
75.74
PVC
0.61
0.14
0.0004
571
3.22
75.74
PVC
0.61
0.14
0.0005
573
30.13
75.74
PVC
0.64
0.14
0.0005
574
3.3
75.74
PVC
0.64
0.14
0.0005
576
3.34
97.38
PVC
-1.96
0.26
0.001
577
28.69
97.38
PVC
-1.96
0.26
0.001
580
3.47
75.74
PVC
0.45
0.1
0.0003
581
6.07
75.74
PVC
0.45
0.1
0.0002
583
3.54
75.74
PVC
0.46
0.1
0.0003
584
6
75.74
PVC
0.46
0.1
0.0003
587
3.42
75.74
PVC
0.47
0.1
0.0003
588
6.12
75.74
PVC
0.47
0.1
0.0003
590
3.41
75.74
PVC
0.46
0.1
0.0003
591
6.13
75.74
PVC
0.46
0.1
0.0002
593
3.4
75.74
PVC
0.47
0.1
0.0003
594
6.14
75.74
PVC
0.46
0.1
0.0002
597
91.48
143.34
PVC
-6.27
0.39
0.0012
599
3.46
97.38
PVC
0.78
0.11
0.0003
600
8.96
97.38
PVC
0.78
0.11
0.0002
753
0.48
101.6
PVC
15.09
1.86
0.0298
754
0.55
101.6
PVC
5.24
0.65
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755
0.59
76.2
PVC
-1.58
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101.6
PVC
6.74
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1.07
76.2
PVC
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758
1.09
76.2
PVC
-0.4
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760
1.12
76.2
PVC
1.64
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1.18
76.2
PVC
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76.2
PVC
-1.23
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1.68
152.4
PVC
-1.21
0.07
0
766
1.74
76.2
PVC
-0.12
0.03
0
767
1.68
101.6
PVC
5.24
0.65
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768
1.73
76.2
PVC
-7.48
1.64
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769
1.91
101.6
PVC
-8.57
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1.91
76.2
PVC
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771
2
76.2
PVC
-4.78
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2.03
152.4
PVC
-21.46
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774
2.28
152.4
PVC
-5.4
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76.2
PVC
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101.6
PVC
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76.2
PVC
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152.4
PVC
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3.09
76.2
PVC
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3.22
76.2
PVC
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781
3.31
76.2
PVC
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76.2
PVC
0
0
0
783
3.38
76.2
PVC
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3.6
76.2
PVC
-0.92
0.2
0.0009
785
4.38
101.6
PVC
13.25
1.63
0.0238
786
4.48
101.6
PVC
14.21
1.75
0.027
787
4.59
76.2
PVC
-3.7
0.81
0.0097
788
4.64
76.2
PVC
2.49
0.55
0.0048
791
4.93
76.2
PVC
-2.82
0.62
0.006
792
5.08
76.2
PVC
2.14
0.47
0.0037
793
5.16
76.2
PVC
4.4
0.96
0.0131
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
57
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 20.
Resultados de modelación red Olivos I para cada tubo de la red (Reporte 5).
ID
Length (Scaled) (m) Diameter (mm)
Material
Flow (L/s) Velocity (m/s) Headloss Gradient (m/m)
794
5.26
152.4
PVC
-15.87
0.87
0.0047
796
5.4
152.4
PVC
-5.4
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0.0007
797
6.68
101.6
PVC
-10.28
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799
7.83
101.6
PVC
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800
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PVC
-7.89
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801
7.91
152.4
PVC
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8.15
76.2
PVC
-4.13
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76.2
PVC
-6.04
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10.77
76.2
PVC
-4.47
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809
10.89
152.4
PVC
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0.05
0
810
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76.2
PVC
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811
14.43
152.4
PVC
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812
13.68
101.6
PVC
8.11
1
0.0099
814
18.16
152.4
PVC
-21.46
1.18
0.0081
817
22.74
76.2
PVC
-0.46
0.1
0.0003
819
24
76.2
PVC
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24.15
76.2
PVC
5.08
1.11
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823
26.31
101.6
PVC
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0.99
0.0096
825
26.1
76.2
PVC
-0.12
0.03
0
827
26.82
76.2
PVC
3.91
0.86
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828
26.87
76.2
PVC
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0.61
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829
27.19
76.2
PVC
2.54
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0.005
830
27.55
152.4
PVC
-17.64
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831
27.84
152.4
PVC
-44.26
2.43
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832
28.75
152.4
PVC
58.55
3.21
0.0495
833
28.88
152.4
PVC
26.44
1.45
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834
29.91
152.4
PVC
49.81
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30.08
76.2
PVC
4.75
1.04
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152.4
PVC
-16.45
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839
30.63
76.2
PVC
4.09
0.9
0.0116
840
31.23
152.4
PVC
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842
31.28
152.4
PVC
-4.39
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843
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101.6
PVC
-3.22
0.4
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844
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76.2
PVC
-5.84
1.28
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845
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101.6
PVC
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846
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76.2
PVC
2.01
0.44
0.0033
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32.61
101.6
PVC
3.42
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101.6
PVC
6.84
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32.2
101.6
PVC
2.68
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0.0014
851
32.33
152.4
PVC
-47.58
2.61
0.034
852
32.34
152.4
PVC
-8.98
0.49
0.0017
853
32.72
76.2
PVC
1.69
0.37
0.0024
854
33.04
152.4
PVC
42.92
2.35
0.0282
856
33.64
152.4
PVC
-2.48
0.14
0.0002
857
34.24
76.2
PVC
-2.41
0.53
0.0045
858
34.43
101.6
PVC
7.36
0.91
0.0083
859
38.49
101.6
PVC
7.54
0.93
0.0087
860
41.59
76.2
PVC
0
0
0
862
44.06
152.4
PVC
-112.17
6.15
0.1625
863
46.23
152.4
PVC
-30.18
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865
49.01
76.2
PVC
4.4
0.96
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866
49.83
76.2
PVC
-7.89
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76.2
PVC
1.43
0.31
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870
55.93
76.2
PVC
-6.04
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0.0231
871
56.32
101.6
PVC
4.52
0.56
0.0035
872
56.8
76.2
PVC
1.67
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873
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152.4
PVC
-3.35
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875
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76.2
PVC
2.49
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876
58.59
76.2
PVC
-2.46
0.54
0.0047
878
64.89
101.6
PVC
-10.28
1.27
0.0151
880
67.86
76.2
PVC
-4.47
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882
71.78
152.4
PVC
-19.73
1.08
0.0069
883
75.78
152.4
PVC
-52.8
2.89
0.041
884
77.8
76.2
PVC
-4.13
0.91
0.0118
885
81.42
76.2
PVC
-4.78
1.05
0.0152
886
82.32
76.2
PVC
1.25
0.27
0.0014
887
84.05
76.2
PVC
1.86
0.41
0.0029
889
85.83
76.2
PVC
-0.11
0.02
0
890
86.09
76.2
PVC
1.64
0.36
0.0023
891
92.75
76.2
PVC
0.91
0.2
0.0008
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
58
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 21.
Resultados de modelación red Olivos I para cada tubo de la red (Reporte 6).
ID
Length (Scaled) (m) Diameter (mm)
Material
Flow (L/s)
Velocity (m/s) Headloss Gradient (m/m)
892
94.28
152.4
PVC
-20.58
1.13
0.0075
893
94.28
101.6
PVC
-8.57
1.06
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901
5.77
152.4
PVC
-0.76
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0.0001
905
2.11
152.4
PVC
-1.6
0.09
0
910
3.63
143.34
PVC
6.27
0.39
0.0012
912
0.79
75.74
PVC
1.52
0.34
0.0019
913
1.02
75.74
PVC
1.56
0.35
0.002
915
2.75
76.2
PVC
3.42
0.75
0.0084
916
81.97
76.2
PVC
3.42
0.75
0.0084
918
2.68
76.2
PVC
2.78
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919
64.5
76.2
PVC
2.78
0.61
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2.87
76.2
PVC
2.01
0.44
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76.2
PVC
2.01
0.44
0.0033
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2.11
76.2
PVC
1.11
0.24
0.0011
925
95.5
76.2
PVC
1.11
0.24
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927
2.48
76.2
PVC
-0.59
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928
94.9
76.2
PVC
-0.59
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930
95.05
76.2
PVC
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931
2.85
76.2
PVC
0.73
0.16
0.0006
933
3.94
76.2
PVC
-1.96
0.43
0.0032
934
28.76
76.2
PVC
-1.96
0.43
0.0032
936
3.78
97.38
PVC
-9.22
1.24
0.0152
942
15.73
152.4
PVC
0.47
0.03
0
943
3.24
152.4
PVC
0.47
0.03
0
945
3.44
75.74
PVC
0.46
0.1
0.0003
946
6.11
75.74
PVC
0.46
0.1
0.0002
951
1.25
152.4
PVC
-12.47
0.68
0.0031
952
24.78
152.4
PVC
-12.47
0.68
0.0031
961
23.34
101.6
PVC
5.85
0.72
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962
1.82
101.6
PVC
5.85
0.72
0.0056
965
3.31
97.38
PVC
0.46
0.06
0.0001
966
84.56
97.38
PVC
0.46
0.06
0.0001
969
6.45
101.6
PVC
0
0
0
970
21.15
101.6
PVC
0
0
0
978
50.53
76.2
PVC
-4.69
1.03
0.0147
979
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76.2
PVC
-4.69
1.03
0.0147
980
16.47
152.4
PVC
-18.99
1.04
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982
1.18
152.4
PVC
-14.61
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0.004
983
25.55
152.4
PVC
-14.61
0.8
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990
1.59
76.2
PVC
4.96
1.09
0.0163
991
28.84
76.2
PVC
4.96
1.09
0.0163
993
6.03
76.2
PVC
4.19
0.92
0.012
994
2.19
76.2
PVC
4.19
0.92
0.0121
996
3.14
101.6
PVC
5.27
0.65
0.0045
997
30.05
101.6
PVC
5.27
0.65
0.0046
1000
20.93
76.2
PVC
-2.29
0.5
0.0041
1001
1.84
76.2
PVC
-2.29
0.5
0.0041
1003
4.57
76.2
PVC
-3.01
0.66
0.0067
1004
53.58
76.2
PVC
-3.01
0.66
0.0067
1006
41.26
76.2
PVC
-4.57
1
0.0141
1007
2.02
76.2
PVC
-4.57
1
0.014
1009
6.31
76.2
PVC
-1.35
0.3
0.0017
1010
65.46
76.2
PVC
-1.35
0.3
0.0017
1016
0.51
152.4
PVC
0.9
0.05
0
1017
0.95
152.4
PVC
44.26
2.43
0.0295
1020
1.22
152.4
PVC
0
0
0
1021
54.7
152.4
PVC
0
0
0
1023
2.04
152.4
PVC
0
0
0
1024
29.21
152.4
PVC
0
0
0
1026
2.36
97.38
PVC
0.13
0.02
0
1027
22.86
97.38
PVC
0.13
0.02
0
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
59
Juan Camilo Vergara Valderrama
3.4.1.3
Red de distribución los Olivos I (válvulas)
Tabla 22
. R
esultados de modelación red Olivos I para cada válvula de la red (Reporte 1).
ID
Elevation (m) Diameter (Valve) (mm) Headloss Coefficient Setting (Initial) Minor Loss Coefficient (Local) Flow (L/s) Hydraulic Grade (From) (m) Hydraulic Grade (To) (m) Headloss (m)
379
2,544.36
97.38
0
0.39
0
2,561.44
2,559.89
0
382
2,543.52
97.38
0
0.39
0.6
2,559.88
2,559.88
0
385
2,543.07
97.38
0
0.39
1.39
2,559.85
2,559.85
0
388
2,543.79
75.74
0
0.39
-0.29
2,559.89
2,559.89
0
391
2,543.37
75.74
0
0.39
-0.28
2,559.89
2,559.89
0
394
2,543.01
75.74
0
0.39
-0.22
2,559.89
2,559.89
0
398
2,542.88
97.38
0
0.39
-0.27
2,559.88
2,559.88
0
401
2,543.09
75.74
0
0.39
-0.15
2,559.87
2,559.87
0
404
2,543.12
75.74
0
0.39
-0.25
2,559.87
2,559.87
0
407
2,543.01
75.74
0
0.39
-0.33
2,559.87
2,559.87
0
410
2,542.97
97.38
0
0.39
2.01
2,559.86
2,559.86
0
413
2,542.89
75.74
0
0.39
-0.04
2,559.80
2,559.80
0
416
2,542.80
75.74
0
0.39
0.28
2,559.78
2,559.78
0
419
2,542.80
97.38
0
0.39
0.97
2,559.75
2,559.75
0
422
2,542.97
143.34
0
0.39
-1.26
2,559.86
2,559.86
0
425
2,542.91
143.34
0
0.39
2.19
2,559.88
2,559.88
0
428
2,542.89
97.38
0
0.39
-0.46
2,559.88
2,559.88
0
431
2,545.42
97.38
0
0.39
9.22
2,566.53
2,566.53
0
434
2,543.94
97.38
0
0.39
8.46
2,564.95
2,564.95
0
437
2,543.63
97.38
0
0.39
0
2,564.21
2,561.59
0
440
2,543.84
97.38
0
0.39
0
2,561.60
2,560.38
0
443
2,544.04
75.74
0
0.39
-0.8
2,565.90
2,565.90
0
446
2,544.02
143.34
0
0.39
29.21
2,565.83
2,565.83
0
449
2,543.85
75.74
0
0.39
-0.87
2,565.21
2,565.21
0
452
2,543.57
75.74
0
0.39
-2.04
2,564.56
2,564.56
0
455
2,543.66
75.74
0
0.39
-3.06
2,563.86
2,563.86
0
458
2,543.57
97.38
0
0.39
-8.26
2,563.03
2,563.03
0
464
2,543.45
143.34
0
0.39
7.53
2,561.77
2,561.77
0
467
2,543.25
143.34
0
0.39
34.2
2,561.01
2,561.01
0
470
2,543.16
97.38
0
0.39
-9.89
2,560.86
2,560.86
0
473
2,543.50
97.38
0
0.39
0.78
2,560.83
2,560.83
0
476
2,543.30
97.38
0
0.39
4.39
2,560.60
2,560.60
0
479
2,543.31
97.38
0
0.39
3.45
2,560.34
2,560.34
0
482
2,543.10
97.38
0
0.39
2.69
2,560.19
2,560.19
0
485
2,543.22
97.38
0
0.39
2.13
2,560.10
2,560.10
0
488
2,542.87
143.34
0
0.39
-6.06
2,560.03
2,560.03
0
491
2,543.00
75.74
0
0.39
0.85
2,560.03
2,560.03
0
494
2,543.13
75.74
0
0.39
0.71
2,559.99
2,559.99
0
497
2,542.70
75.74
0
0.39
0.65
2,559.96
2,559.96
0
500
2,542.73
75.74
0
0.39
0.64
2,559.94
2,559.94
0
503
2,542.70
75.74
0
0.39
0.72
2,559.92
2,559.92
0
506
2,542.68
143.34
0
0.39
-4.19
2,559.92
2,559.92
0
509
2,542.72
75.74
0
0.39
-0.73
2,559.90
2,559.90
0
512
2,542.72
97.38
0
0.39
-1.65
2,559.88
2,559.88
0
515
2,542.81
97.38
0
0.39
2.2
2,559.86
2,559.86
0
518
2,542.79
97.38
0
0.39
-0.07
2,559.87
2,559.87
0
521
2,543.00
75.74
0
0.39
-0.25
2,559.87
2,559.87
0
524
2,543.12
75.74
0
0.39
-0.15
2,559.87
2,559.87
0
527
2,543.08
75.74
0
0.39
-0.18
2,559.87
2,559.87
0
533
2,543.35
97.38
0
0.39
3.07
2,559.90
2,559.90
0
536
2,543.26
97.38
0
0.39
1.34
2,559.89
2,559.89
0
539
2,543.31
97.38
0
0.39
-2.59
2,559.94
2,559.94
0
542
2,543.40
97.38
0
0.39
1.68
2,559.90
2,559.90
0
545
2,543.45
97.38
0
0.39
2.52
2,559.90
2,559.90
0
548
2,543.33
97.38
0
0.39
6.79
2,560.54
2,560.54
0
554
2,543.41
97.38
0
0.39
1.66
2,559.89
2,559.89
0
557
2,543.18
97.38
0
0.39
1.95
2,559.91
2,559.91
0
560
2,543.05
97.38
0
0.39
1.83
2,559.93
2,559.93
0
563
2,542.71
97.38
0
0.39
1.95
2,559.97
2,559.97
0
566
2,542.70
75.74
0
0.39
0.47
2,559.96
2,559.96
0
569
2,542.83
75.74
0
0.39
0.61
2,559.93
2,559.93
0
572
2,543.06
75.74
0
0.39
0.64
2,559.87
2,559.87
0
575
2,543.02
97.38
0
0.39
-1.96
2,559.79
2,559.79
0
579
2,542.99
75.74
0
0.39
0.45
2,559.88
2,559.88
0
582
2,543.65
75.74
0
0.39
0.46
2,561.59
2,561.59
0
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
60
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 23.
Resultados de modelación red Olivos I para cada válvula de la red (Reporte 2).
ID
Elevation (m) Diameter (Valve) (mm) Headloss Coefficient Setting (Initial) Minor Loss Coefficient (Local) Flow (L/s) Hydraulic Grade (From) (m) Hydraulic Grade (To) (m) Headloss (m)
586
2,543.37
75.74
0
0.39
0.47
2,560.79
2,560.79
0
589
2,544.05
75.74
0
0.39
0.46
2,565.97
2,565.97
0
592
2,543.00
75.74
0
0.39
0.46
2,559.86
2,559.86
0
595
2,544.27
143.34
0
0.39
-6.27
2,561.48
2,561.48
0
598
2,543.01
97.38
0
0.39
0.78
2,560.04
2,560.04
0
627
2,545.98
76.2
0
0.39
-0.12
2,566.01
2,566.01
0
630
2,546.40
152.4
0
0.39
58.55
2,571.88
2,571.88
0
631
2,545.85
76.2
0
0.39
2.49
2,567.80
2,567.80
0
635
2,545.88
101.6
0
0.39
8.11
2,566.08
2,566.08
0
636
2,546.11
101.6
0
0.39
-8.57
2,566.32
2,566.32
0
637
2,545.87
76.2
0
0.39
-4.78
2,566.61
2,566.61
0
638
2,545.79
76.2
0
0.39
-7.48
2,566.71
2,566.71
0
639
2,546.69
76.2
0
0.39
-7.89
2,570.16
2,570.16
0
640
2,546.76
76.2
0
0.39
-6.04
2,569.15
2,569.15
0
641
2,547.10
152.4
0
0.39
-21.46
2,567.31
2,567.31
0
642
2,547.10
76.2
0
0.39
0.91
2,566.13
2,566.13
0
644
2,546.04
101.6
0
0.39
5.24
2,565.80
2,565.80
0
645
2,545.59
76.2
0
0.39
1.64
2,565.42
2,565.42
0
646
2,545.05
76.2
0
0.39
2.54
2,565.33
2,565.33
0
647
2,544.03
76.2
0
0.39
2.78
2,564.71
2,564.71
0
648
2,544.14
76.2
0
0.39
2.01
2,565.01
2,565.01
0
652
2,546.79
101.6
0
0.39
-10.28
2,568.32
2,568.32
0
914
2,544.60
76.2
0
0.39
3.42
2,565.04
2,565.04
0
917
2,544.96
76.2
0
0.39
2.78
2,565.09
2,565.09
0
920
2,545.11
76.2
0
0.39
2.01
2,565.21
2,565.21
0
923
2,545.25
76.2
0
0.39
1.11
2,565.36
2,565.36
0
926
2,545.34
76.2
0
0.39
-0.59
2,565.70
2,565.70
0
929
2,545.70
76.2
0
0.39
0.73
2,565.95
2,565.95
0
932
2,544.00
76.2
0
0.39
-1.96
2,559.91
2,559.91
0
941
2,543.98
152.4
0
0.39
0.47
2,559.89
2,559.89
0
944
2,544.28
75.74
0
0.39
0.46
2,559.88
2,559.88
0
950
2,545.60
152.4
0
0.39
-12.47
2,565.42
2,565.42
0
953
2,544.31
152.4
0
0.39
-5.4
2,561.47
2,561.47
0
956
2,547.10
152.4
0
0.39
21.46
2,567.46
2,567.46
0
959
2,545.40
152.4
0
0.39
-44.26
2,567.00
2,567.00
0
960
2,545.12
101.6
0
0.39
5.85
2,565.23
2,565.23
0
964
2,544.01
97.38
0
0.39
0.46
2,559.89
2,559.89
0
968
2,544.40
101.6
0
0.39
0
2,561.47
2,565.06
0
977
2,545.35
97.38
0
0.39
-4.69
2,566.79
2,566.79
0
981
2,546.04
97.38
0
0.39
-14.61
2,565.81
2,565.81
0
984
2,546.98
76.2
0
0.39
-4.47
2,567.77
2,567.77
0
985
2,547.10
76.2
0
0.39
-4.13
2,567.48
2,567.48
0
989
2,546.56
76.2
0
0.39
4.96
2,567.32
2,567.32
0
992
2,546.55
76.2
0
0.39
4.19
2,567.37
2,567.37
0
995
2,545.97
101.6
0
0.39
5.27
2,566.15
2,566.15
0
998
2,546.40
76.2
0
0.39
4.4
2,568.86
2,568.86
0
999
2,546.42
76.2
0
0.39
-2.29
2,568.30
2,568.30
0
1002
2,546.49
76.2
0
0.39
-3.01
2,566.20
2,566.20
0
1005
2,546.67
76.2
0
0.39
-4.57
2,566.82
2,566.82
0
1008
2,546.41
76.2
0
0.39
-1.35
2,566.10
2,566.10
0
1018
2,544.56
76.2
0
0.39
0
2,561.45
2,565.20
0
1019
2,544.53
152.4
0
0.39
0
2,561.45
2,565.35
0
1022
2,544.27
152.4
0
0.39
0
2,561.47
2,559.89
0
1025
2,543.18
97.38
0
0.39
0.13
2,560.01
2,560.01
0
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
61
Juan Camilo Vergara Valderrama
3.4.1.4
Red de distribución los Olivos II (nodos)
Tabla 24.
Resultados de modelación red Olivos I para cada nodo de la red (Reporte 1).
ID
Elevation (m) Demand (L/s) Hydraulic Grade (m) Pressure (m H2O)
27
2,544.29
0.03
2,559.89
15.6
29
2,544.27
0.04
2,559.89
15.6
31
2,544.10
0.04
2,559.89
15.8
33
2,543.55
0.04
2,559.89
16.3
35
2,543.69
0.04
2,559.88
16.2
39
2,543.50
0.05
2,559.88
16.4
41
2,543.38
0.05
2,559.87
16.5
43
2,543.14
0.05
2,559.86
16.7
45
2,543.08
0.06
2,559.85
16.8
47
2,542.93
0.06
2,559.80
16.9
49
2,542.90
0.06
2,559.79
16.9
51
2,543.08
0.06
2,559.78
16.7
53
2,542.79
0.07
2,559.75
17
56
2,543.79
0.07
2,559.89
16.1
58
2,543.77
0.07
2,559.89
16.1
60
2,543.39
0.08
2,559.89
16.5
62
2,543.37
0.08
2,559.89
16.5
64
2,543.02
0.08
2,559.89
16.9
66
2,543.01
0.08
2,559.89
16.9
68
2,542.88
0.09
2,559.88
17
70
2,542.89
0.09
2,559.88
17
72
2,543.08
0.09
2,559.87
16.8
76
2,543.08
0.1
2,559.87
16.8
78
2,543.12
0.1
2,559.87
16.8
80
2,543.12
0.1
2,559.87
16.8
82
2,543.01
0.1
2,559.87
16.9
84
2,543.00
0.11
2,559.87
16.9
86
2,542.99
0.11
2,559.86
16.9
88
2,542.97
0.11
2,559.86
16.9
90
2,542.96
0.11
2,559.83
16.9
92
2,542.88
0.12
2,559.80
16.9
94
2,542.87
0.12
2,559.80
16.9
96
2,542.80
0.12
2,559.78
17
98
2,542.80
0.12
2,559.78
17
101
2,542.80
0.13
2,559.75
17
103
2,543.05
0.13
2,559.72
16.7
105
2,543.10
5.36
2,559.64
16.5
119
2,544.55
0.15
2,566.01
21.5
121
2,544.21
0.15
2,565.74
21.5
123
2,544.19
0.15
2,565.73
21.5
125
2,544.01
0.16
2,565.26
21.2
127
2,544.01
0.16
2,565.25
21.2
129
2,543.93
0.16
2,564.90
21
131
2,543.91
0.16
2,564.82
20.9
133
2,543.77
0.17
2,564.54
20.8
135
2,543.75
0.17
2,564.46
20.7
137
2,543.69
0.17
2,564.28
20.6
139
2,543.68
0.17
2,564.21
20.5
141
2,543.62
0.18
2,561.59
18
143
2,543.64
0.18
2,561.60
18
145
2,543.83
0.18
2,560.38
16.5
147
2,543.32
0.18
2,560.56
17.2
150
2,543.46
0.19
2,560.14
16.7
152
2,543.40
0.19
2,559.99
16.6
154
2,543.26
0.19
2,559.94
16.7
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados - CIACUA
Comparación entre los softwares WaterGems y Redes, en la modelación hidráulica
de redes de distribución de agua potable
62
Juan Camilo Vergara Valderrama
Tabla 25
.
Resultados de modelación red Olivos I para cada nodo de la red (Reporte 2).
ID
Elevation (m) Demand (L/s) Hydraulic Grade (m) Pressure (m H2O)
156
2,543.31
0.2
2,559.94
16.6
158
2,543.34
0.2
2,559.89
16.5
160
2,543.30
0.2
2,559.88
16.6
162
2,543.17
0.2
2,559.87
16.7
164
2,543.07
0.21
2,559.87
16.8
166
2,542.75
0.21
2,559.87
17.1
168
2,542.77
0.21
2,559.87
17.1
170
2,543.00
0.21
2,559.83
16.8
172
2,543.02
0.22
2,559.81
16.8
174
2,542.99
0.22
2,559.79
16.8
176
2,543.00
0.22
2,559.78
16.8
178
2,543.01
0.22
2,559.71
16.7
213
2,544.05
0.27
2,565.97
21.9
215
2,544.05
0.27
2,565.90
21.9
217
2,544.05
0.27
2,565.92
21.9
221
2,543.84
0.28
2,565.20
21.4
223
2,543.56
0.28
2,564.55
21
225
2,543.67
0.28
2,563.83
20.2
227
2,543.57
0.29
2,562.98
19.4
229
2,543.55
0.29
2,562.68
19.1
231
2,543.47
0.29
2,561.78
18.3
233
2,543.28
0.29
2,560.92
17.6
235
2,543.41
0.3
2,560.83
17.4
237
2,543.44
0.3
2,560.79
17.4
239
2,543.29
0.3
2,560.62
17.3
241
2,543.29
0.3
2,560.36
17.1
243
2,543.15
0.31
2,560.21
17.1
245
2,543.17
0.31
2,560.11
16.9
247
2,543.00
0.31
2,560.04
17
249
2,543.00
0.31
2,560.04
17
251
2,543.27
0.32
2,559.96
16.7
253
2,542.94
0.32
2,559.95
17