Análisis de la incidencia de los cambios fuertes de pendiente en el comportamiento hidráulico de las redes de acueducto. Casos de estudio: comunas Tesorito, Palogrande, Ecoturístico Cerro de Oro y la Florida (Villamaría)

Abstract

Las redes de distribución de agua potable de la ciudad de Manizales están regidas por la presencia de una topografía montañosa que genera cambios abruptos en las presiones. El problema que presenta el sistema es la necesidad de disipar energía en el camino sin agotar la misma, puesto que el cambio de pendientes positivas a negativas concibe deficiencias en algunos sectores. Este documento se enfoca en el análisis del comportamiento hidráulico de las redes de acueducto basado en los efectos generados por el cambio fuerte de pendiente y su incidencia en la gestión y operación del sistema. Es posible representar de forma gráfica un sistema de distribución por medio de un modelo hidráulico, el cual requiere ser validado con información obtenida en campo y constituida de la topología de las redes y usar el modelo para detectar posibles problemas en las redes. Los modelos son utilizados para analizar toda la red de la ciudad y detectar comportamientos atípicos, por ejemplo, en los lugares donde la presión puede fluctuar entre 50 y 150 psi en menos de 500 metros y generar afectaciones a largo plazo. Además, proponer mejoras al sistema de distribución de agua mediante la instalación de válvulas que regulan el flujo del agua y reducen las fluctuaciones descritas anteriormente. Las válvulas se ubican de acuerdo con la determinación de los pisos de presión y la evaluación de las tuberías con mayor incidencia en el sistema de distribución. Finalmente, el modelo es utilizado para optimizar la red, por medio de la aplicación la función objetivo de "maximizar la cobertura de presiones adecuadas". Es posible que las zonas de la ciudad con una presión superior al 70% que la estipulada se modifiquen para reducir la presión a solo un 5% más que el rango. La red resultante mejora el comportamiento del acueducto y su eficiencia

The water distribution network in the city of Manizales govern by presence of a mountainous topography generated by abrupt changes in pressures. The problem presented by system is need to dissipate energy on the road without exhausting it, since change from positive to negative slopes produce pressure deficiencies in some network places. This paper focuses on the analysis of the hydraulic behavior of the water distribution in presence of strong changes of its slope and the incidence of these slopes in the management and operation of the system. It is possible to represent the distribution system using a graphical representation of the hydraulic model according to the topology captured in field and constituted of networks topology, to use the model to detect possible problems in the network. The models used to analyze all the network of the city and to detect atypical behaviors, for example, in which places the pressure can fluctuate between 50 and 150 psi in less than 500 meters and generate long-term effects. In addition, to propose improvements to Water Distribution System by installing valves that regulate the flow of the water and reduce the above-described fluctuations. Valves locate according to the determination of pressure floors and evaluation of pipes with highest incidence in the distribution system. Finally, the model used to optimize the network, through the application the objective function of "maximizing the coverage of adequate pressures". It is possible that city areas with a water pressure 70% higher than the stipulated it modified to reduce the pressure to only a 5% higher than the range. The resulting network improves the behavior of the aqueduct and it efficiency