ACTUALIZACION Y GESTION EN DISEÑO, MODELACION DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO WATERCAD Y SEWERCAD ING. JHON TONY GARCIA LUCERO
INDICE
1. 2.
INTRODUCCION. DISP DI SPOS OSIC ICIO IONE NESS ES ESPE PECI CIFI FICA CASS PA PARA RA DI DISE SEÑO ÑO AGUA POTAB POTABLE: LE: ANALISIS IS HIDRAU HIDRAULICO LICO (CAU TOPOG TO POGRAF RAFIA, IA, SU SUEL ELOS, OS, POB POBLAC LACION ION,, CAU CAUDAL DAL DE DIS DISEÑ EÑO, O, ANALIS AUD DAL Y PRESIO ION N), DIAMETROS MINIMOS (RURAL, URBANO), VELOCIDAD, PRESION, UBICACIÓN Y RECUBRIMIENTO, DISTANCIAS DISTA NCIAS,, VALV VALVULA ULAS, S, HIDRAN HIDRANTES TES,, ANCL ANCLAJES AJES..
1.
TOPOGRAFIA, SUELOS, POBLACION, CAUDAL DE CONTRIBUCION, CAUDAL DE DIMEN DIM ENSI SION ONAM AMIE IENT NTO O HI HIDR DRAU AULI LICO CO,, UB UBIC ICAC ACIÓ IÓN N Y RE RECU CUBR BRIM IMIE IENT NTO, O, CA CAMA MARA RASS DE INS INSPE PECC CCIO ION. N. ANALI AN ALISI SISS HI HIDR DRAU AULI LICO CO CON WAT WATER ERCAD CAD V8 V8II
2.
ALCANTARILLADO:
CONCEPTOS CONCEP TOS BAS BASICO ICOSS DE HIDR HIDRAUL AULICA ICA ELEMENT ELE MENTOS OS ESP ESPECI ECIALE ALESS DE MOD MODELA ELACIO CION N CALIBR CAL IBRACI ACION ON DE MODE MODELOS LOS HIDR HIDRAUL AULICO ICOSS MODEL MOD ELAC ACIÓ IÓN N Y DI DISE SEÑO ÑO DE RED REDES ES DE AB ABAS ASTEC TECIM IMIE IENT NTO O
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DISEÑO,
INTRODUCCION
Los sistemas de agua potable y alcantarillado en el Perú, de la cual se viene ejecutando en las obras, estos a través de los programas de financiamiento de los Ministerios, vienen de proyectos que se gestionan con periodos muy cortos de elaboración, en consecuencia requieren de procesos de diseño acelerado y muchas veces el proyectista tiene deficiencias en el análisis que involucran hoy en día varios factores que inciden en determinar el mejor sistema acorde a la localidad, anexo o ciudad, etc. Para poder gestionar mejor los diseños de sistemas de abastecimiento de agua potable y alcantarillado se requieren de herramientas computarizados que hoy en dia sirve para mejorar el planteamiento técnico de estos sistemas, en consecuencias la mejor herramienta que la ingeniería a creado, son los programas computacionales como son watercad y sewercad, ambos software requieren no solamente del dominio operacional, sino que debe ser acompañada por el criterio técnico del ingeniero diseñador, que analiza, cuantifica y crea las condiciones para que los sistemas que se van a plantear sean verificados en todos los aspectos no solamente técnicos si no también en otros aspecto.
DISPOSICIONES ESPECIFICAS PARA DISEÑO - AGUA POTABLE
TOPOGRAFIA, SUELOS, POBLACION, CAUDAL DE DISEÑO, ANALISIS HIDRAULICO (CAUDAL Y PRESION), DIAMETROS MINIMOS (RURAL, URBANO), VELOCIDAD, PRESION, UBICACIÓN Y RECUBRIMIENTO, DISTANCIAS, VALVULAS, HIDRANTES, ANCLAJES.
ALCANTARILLADO
TOPOGRAFIA, SUELOS, POBLACION, CAUDAL DE CONTRIBUCION, CAUDAL DE DISEÑO, DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO, UBICACIÓN Y RECUBRIMIENTO, CAMARAS DE INSPECCION.
ANALISIS HIDRAULICO CON WATERCAD V8I Conceptos Básicos en Hidráulica • Principios básicos • Flujo • Velocidad • Presión
• Pérdida de Carga • Pérdidas Menores • Métodos de Solución
Tipos de Flujo (Clasificaciones) •Compresible vs. Incompresible •Laminar vs. Turbulento •Tubería Cerrada vs. Canal Abierto •Tubería Llena vs. Parcialmente Llena •Newtonianos vs. No-Newtonianos •Fase Única vs. Fase Múltiple
Flujo-caudal Volumen / Tiempo Unidades Comunes: •m3/s – metros cúbicos/segundo (SI) •l/s – litros/segundo •m3/hr – metros cúbicos/hora •ft3/s – pies cúbicos/segundo (FPS) •gpm – galones/minuto •MGD – millones de galones/día •ac-ft/day – acre-pies/día
Velocidad Velocidad = Flujo / Área Ecuación de continuidad V = Q/A Unidades Comunes: m/s -metros por segundo fps-pies por segundo Rango de Valores en Sistemas de Distribución -Típico: 0.6 – 1.2 m/s. -Alto: 1.5 – 2.5 m/s. -Muy alto: > 3.0 m/s
Presion Fuerza / Área Unidades Comunes: •psi – Libras /pulgadas cuadradas (típico US). •Newton/m2-Pascal (SI). •kPa – Kilo Pascal. •bar – 100 kPa. •psf – Libra/pie cuadrado. •atm – Atmósfera (14.7 psi ó 10.33 mca). Importante el Concepto de Presión Manométrica vs. Presión Absoluta
Estándares de Presión (En Redes de Distribución) •Mínimo – 15 m H20 •Mínimo normal – 20, 25, 30 m H20 •Máximo –40 …60 m H20 Qué rangos maneja su Empresa?
Líneas de Carga Carga Estática Elevación + Presión =Línea Piezométrica (HGL) Carga Total C. Estática + Carga de Velocidad = Línea de Energía (EGL) D Carga = diferencia carga entre puntos
EL FLUJO SE TRANSMITE DESDE CARGAS MAS ALTAS A CARGAS MAS BAJAS.
Ecuaciones de Pérdidas Relaciones empíricas en flujo turbulento •Darcy-Weisbach – Colebrook-White (No explícita) – SwameeJain(Aproximación) •HazenWilliams •Manning
Hazen-Williams: Determinación Coef. C •Factor C – Medido en el campo – Obtenido en calibración •Tuberías rugosas factores C menores •Especifico para el sistema •Valores Típicos – 150 muy suave. – 130 diseño típico. 40 tuberías viejas con tuberculación.
Valores Coef. de Rugosidad Hazen-Williams (C) Material de Tubería C Cemento Asbestos 140 Bronce 130-140 Alcantarillado de Ladrillo 100 Hierro Fundido Nueva, sin recubrimiento 130 10 años 107-113 20 años 89-100 30 años 75-90 40 años 64-83 Concreto con recubrimiento. 140
Material de Tubería C Molde de Acero Girado Centrifugadamente 135 Cobre 130-140 Hierro Galvanizado 120 Vidrio 140 Plomo 130-140 Plástico 140-150 Acero Esmalte de alquitrán de carbón, 145-150 Ribeteado 110 Hojalata 130 Cerámica Vitrificada (Cond. Buena) 110-140
Representación de la Red NODO
NODO CONEXION
NODOS: Uniones, Tanques y Reservorios. CONEXIONES: Tubos. HIBRIDOS: Las Bombas y Válvulas, tienen convención de Nodos, pero se comportan como conexiones.
PAUTAS PARA EL INICIO DEL MODELO
CONFIGURACION DEL MODELO CREACION TOPOLOGICA DE LA RED INGRESO DE INFORMACION DE LA RED
Taller 1 — CONFIGURACION DEL MODELO 1.
NOMBRAR EL PROYECTO
2.
CONFIGURAR EL SISTEMA DE UNIDADES
3.
CONFIGURAR EL MODO DE DIBUJO
4.
DETERMINAR EL FLUIDO A MODELAR Y LA ECUACION DE PERDIDA
5.
CONFIGURAR LOS PROTOTIPOS
Taller 2 — Bombas, tanques y valvulas ELEMENTOS ESPECIALES DE MODELACION Presentación teórica – Teoría de depósitos y elementos de control Tanques y reservorios Bombas y válvulas
Taller 3 — Calibración en estado estático CALIBRACION DE MODELOS HIDRAULICOS Presentación teórica – Importancia y metodología de calibración Importancia de calibración de modelos Recolección de información Parámetros sujetos a calibración
Taller 4 — Modelación y Diseño de sistemas de agua potable APLICACIONES DE MODELOS Presentación teórica – diseño optimo y plantación Aplicaciones de Modelos Dimensionamiento de tuberías Selección de bombas
DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO CON SEWERCAD V8I
SEWERCAD v8i es un software para modelación de sistemas de alcantarillado más usados a nivel mundial, una herramienta indispensable para el ingeniero hidráulico, con aplicaciones de última tecnología, fácil de usar y con una robustez hidráulica inmejorable, que hace al ingeniero modelador más eficiente en los procesos de gestión de datos, construcción de modelos, preparación de escenarios calculo hidráulico, preparación de reportes y planos; y le permite dedicar su valioso tiempo y criterio de ingeniería en el análisis de información y toma de decisiones vitales para su sistema Con SEWERCAD podemos seleccionar la red colectora más técnica y económicamente la más óptima, esto lo podemos lograr utilizando SEWERCAD V8I
TALLER N° 01: CONSTRUCCIÓN DE UNA RED DE ALCANTARILLADO A GRAVEDAD
Creación de un nuevo modelo, configuración y Dibujo de un modelo esquemático. Usar adecuadamente los reportes tabulares (Flex Tables). Configurar la asignación de carga sanitaria. Crear y configurar escenarios. Crear y visualizar perfiles. Aplicar las herramientas de codificación por color y anotaciones.
TALLER 02: DISEÑANDO UN NUEVO SISTEMA DE DRENAJE SANITARIO
Importar y usar un archivo CAD como fondo. Crear y asignar cargas sanitarias de servicio y lluvias. Aplicar herramientas de diseño automático para dimensionar colectores proyectados. Construir perfiles de ingeniería. Aplicar y configurar las anotaciones en los elementos.
TALLER 03: MODELACIÓN DE UN SISTEMA CON LÍNEAS A GRAVEDAD Y A PRESIÓN
Sistema mixto, gravedad y presión.
TALLER 04: SIMULACIÓN EN PERIODO EXTENDIDO
Modelación En Estado Dinámico.
GRACIAS
