Verificación experimental de la capacidad predictiva de modelos de transporte de solutos en redes de tuberías a presión

Abstract

En una red de distribución, la calidad del agua puede ser alterada por contaminación a través de las conexiones, fallas en los componentes del sistema, mezcla de agua desde fuentes de calidad distintas, pérdida de residuos desinfectantes en tanques, largos tiempo de residencia hidráulica en la red en zonas de baja circulación, entre otras. Los software hidráulicos comerciales (EPANET , WATERGEMS) poseen un módulo de calidad del agua que generan el transporte de una sustancia sin tener en cuenta el componente dispersivo. En el presente trabajo se realizaron ensayos experimentales con trazadores conservativos en una red de distribución ubicada en las instalaciones de la Universidad Nacional de Colombia - Bogotá, cuyos resultados indican claramente el componente dispersivo del trazador. En comparación con el modelo de transporte Advección - Dispersión (ADE), el modelo de Zona Muerta Agregada (ADZ) posee la mejor capacidad predictiva para representar los fenómenos de advección y de dispersión, con coeficientes R2 promedio obtenidos mayores a 0.8. / Abstract. Water quality in potable water distribution networks can be come pollutied through connections, components system failures, mixture of water from different quality sources, loss of chlorine residual in tanks, and large hydraulic residence time in zones of low water circulation, between others. Hydraulic commercial software (EPANET, WATERGEMS) have water quality modules that represent solute transport of substances without taking into account the dispersive component. In this thesis, experimental tests using conservative traces in a small distribution network located at the National University of Colombia – Bogotá were performed. The results show clearly a major dispersive behaviour of the solute transport process. Compared against the classic Advection Dispersion Equation (ADE) model, the Aggregated Dead Zone (ADZ) model has the best predictive ability to represent advection and dispersion phenomena, with average Nash coefficients obtained greater than 0.8 in prediction mode.