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Autor: Velitchko Tzatchkov
Modelo de calidad del agua en redes de distribución
Velitchko Tzatchkov Arreguin Felipe (2004)
Se presenta un modelo de calidad del agua potable en una red de distribución, el cual incluye las tuberías de tres pulgadas de diámetro y mayores. La aplicación se realizó en la zona norte de Culiacán, Sinaloa, México, que cuenta con una población de 61,500 habitantes. Se determinó la constante de primer orden de reacción del cloro con el agua ka= 0.0988 horas-1 y la de reacción con la pared del tubo kp = 0.4140 m/día, para un diámetro de 16 pulgadas, y kp = 0.1509 m/día para 10 pulgadas. Con lo anterior, para el caso de la ciudad de Culiacán, los valores del coeficiente total de decaimiento k son de 0.2478 a 0.189 horas-1. La comparación de resultados entre medición y modelo muestra que en 70.83% del total de los puntos se tienen diferencias menores al 25%. En la región uno del sitio de aplicación, los resultados presentan diferencias menores al 20% en el 90% de los nodos.
Artículo
Calidad del agua Redes de distribución de agua Modelos matemáticos Decaimiento del cloro INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2014)
Tabla de contenido: Introducción – Actividades, metas alcanzadas y resultados – Experimentos de mezcla del agua en depósitos (serie 2) – Modelación hidráulica integrada con sistemas de información geográfica (SIG) – Sistemas de modelación de redes de agua potable integrados con información geográfica – Programación de un sistema basado en EPANET con visualización de información geográfica (EPANET-IMTA) – Aplicación de los sistemas integrados con información geográfica en Tijuana, BC y en Xalapa, Ver. – Modelación de la demanda estocástica y comparación con resultados de mediciones – Mediciones continuas de demanda estocástica de agua potable con resolución fina en modelo de laboratorio – Sectorización de redes de agua basado en la teoría de Grafos e índices de rendimiento energéticos – Evaluación de un sistema de desinfección del agua en depósitos intradomiciliarios – Conclusiones.
Este informe describe el desarrollo de la segunda y última etapa del proyecto sobre modelación y diseño de redes de agua potable con demanda estocástica integrados con sistema de información geográfica. El objetivo general del proyecto ha sido desarrollar un sistema computacional que integre un modelo de análisis y diseño de redes de agua potable con sistemas de información geográfica, demanda estocástica, sectorización apoyada en la teoría de los grafos y modelación de los tanques de regulación, e incluya los nuevos adelantos en la materia y las nuevas necesidades de la Comisión Nacional del Agua, basadas en su nuevo manual de modelación hidráulica y de la calidad del agua en redes de distribución.
Introducción – Actividades, metas alcanzadas y resultados – Experimentos de mezcla del agua en depósitos (serie 2) – Modelación hidráulica integrada con sistemas de información geográfica (SIG) – Sistemas de modelación de redes de agua potable integrados con información geográfica – Programación de un sistema basado en EPANET con visualización de información geográfica (EPANET-IMTA) – Aplicación de los sistemas integrados con información geográfica en Tijuana, BC y en Xalapa, Ver. – Modelación de la demanda estocástica y comparación con resultados de mediciones – Mediciones continuas de demanda estocástica de agua potable con resolución fina en modelo de laboratorio – Sectorización de redes de agua basado en la teoría de Grafos e índices de rendimiento energéticos – Evaluación de un sistema de desinfección del agua en depósitos intradomiciliarios – Conclusiones.
Documento de trabajo
Redes de distribución de agua Modelos hidráulicos Sistemas de Información Geográfica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Modelación de la variación del consumo de agua potable con métodos estocásticos
Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2016)
El presente artículo describe una metodología para obtener la variación diaria estocástica de la demanda instantánea de agua potable, aplicable a una sola casa o cualquier número de casas con base en los parámetros estadísticos del consumo de agua en casas individuales, nivel de fugas dado y la variación del gasto, medida en la tubería de abastecimiento, considerando casos de suministro continuo e intermitente. La metodología propuesta ofrece una base racional para determinar la variación de la demanda a cualquier nivel de agregación. Los resultados se compararon con mediciones de campo en una ciudad mexicana donde el suministro de agua potable es continuo. La variación de los gastos en las tuberías con suministro intermitente o con servicio continuo, pero con cisternas y tinacos en los domicilios, es muy diferente de aquella en tuberías con suministro continuo sin cisternas y tinacos. El coeficiente de demanda máxima horaria es más alto en suministro intermitente que en suministro continuo, pero más bajo en redes que tienen servicio continuo y cisternas o tinacos en los domicilios.
Artículo
Abastecimiento de agua Demanda de agua Coeficiente de variación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Estimación de parámetros del consumo instantáneo de agua potable de lecturas acumuladas
Instantaneous water demand parameter estimation from accululated readings
VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov (2009)
El consumo de agua potable a nivel doméstico tiene carácter estocástico, caracterizado por la intensidad, duración y frecuencia de los pulsos de demanda; cada una de ellas representada estadística mente. Estos parámetros se pueden obtener por medio de medición directa de la demanda instantánea, pero esta forma necesita mediciones con registro de cada segundo, por lo que genera una enorme cantidad de datos por manejar. En este artículo se presenta un nuevo método para estimar los parámetros para la generación de las series de consumo, con base en mediciones con intervalos mayores a un segundo. El método propuesto considera principios del proceso de Neyman-Scott (N-S) en la desagregación temporal del volumen acumulado.
Artículo
Abastecimiento de agua Consumo doméstico de agua Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Neyman-Scott-based water distribution network modelling
Modelación de redes de agua potable basado en el proceso de Neyman-Scott
VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov (2012)
Uno de los parámetros más difíciles de estimar al modelar las redes de distribución de agua potable es el del consumo doméstico. Se ha demostrado que este sigue un proceso estocástico posible de caracterizar a través de pulsos rectangulares, con ciertas intensidad, duración y frecuencia de arribo, por medio de esquemas estocásticos como el modelo de pulsos rectangulares de Neyman-Scott (NSRPM). El esquema NSRPM se basa en la solución de un problema de optimización no lineal que involucra momentos teóricos de las series sintéticas (equiprobables) y los momentos observados (mediciones de campo). Se ha publicado la metodología, así como trabajos orientados a la generación de la demanda en los domicilios, sin embargo, no su validación en una red de distribución real, con la conjunción y agregación de las demandas de los domicilios, y su comparación con los métodos tradicionales. En el presente artículo se comparan resultados obtenidos empleando series sintéticas con carácter estocástico, producto del esquema NSRPM aplicado a la determinación de presiones y caudales, con los obtenidos por el método tradicional que utiliza curva de variación horaria de la demanda, y con mediciones de presión y caudal hechas en el sector Humaya, en Culiacán, Sinaloa, México.
Artículo
Distribución de agua Demanda de agua Consumo doméstico de agua Modelación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA (2011)
Los proyectos de sectorización de redes de agua potable, en proceso en diferentes ciudades mexicanas actualmente, consisten en dividir la red de la ciudad en varias subredes o sectores más pequeños con una o máximo dos entradas de agua por sector. Para diseñar los sectores se emplean modelos de redes de agua potable que revisan si la sectorización propuesta puede funcionar hidráulicamente de manera adecuada. Para los proyectos de sectorización en redes grandes se requieren, sin embargo, facilidades algorítmicas adicionales, como análisis de conectividad, zona de influencia y contribución de cada fuente sobre el consumo. En el presente artículo se discuten eficientes algoritmos de este tipo basados en la teoría de los grafos, implementados en un sistema de cómputo.
Artículo
Modelos de redes de distribución Redes de distribución de agua Algoritmos sobre grafos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Modelación numérica de la advección y dispersión de solutos en redes de distribución de agua potable
Felipe Arreguin Velitchko Tzatchkov ALVARO ALBERTO ALDAMA RODRIGUEZ (2000)
Este trabajo presenta una solución numérica de tipo euleriano-lagrangiano para la ecuación de la dispersión advectiva de contaminantes en redes de distribución. La aplicación de los esquemas numéricos conocidos para resolver esta ecuación en una red produce grandes sistemas de ecuaciones lineales debido a la presencia del término que considera la dispersión. Para aliviar este problema se propone un nuevo método que emplea funciones de Green numéricas, desagregando el conjunto de ecuaciones en tres sistemas tridiagonales para cada tubería y otro de menor tamaño para los nodos de la red. De esta forma, el sistema de ecuaciones se resuelve eficientemente y el modelo numérico puede ser aplicado a redes grandes sin necesidad de un esfuerzo computacional excesivo. El modelo propuesto se aplicó para simular el transporte de flúor en una red de distribución real, para la cual se tienen publicados datos de mediciones de campo y de simulación con el paquete EPANET de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), que sólo considera la advección. La comparación entre los resultados de los dos modelos muestra que el modelo aquí propuesto simula mejor la concentración del contaminante, especialmente en las tuberías que exhiben bajas velocidades del flujo.
Artículo
Redes de distribución de agua Análisis dinámico Flujo no permanente Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Modelo de la calidad del agua en redes de distribución con flujo permanente
Velitchko Tzatchkov FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (1996)
Se presenta una metodología para la simulación de la calidad del agua potable en redes de distribución, estructurada con un modelo hidráulico y un modelo fisicoquímico. Considerando flujo y concentraciones permanentes y redes con varias fuentes, se presentan algoritmos para los siguientes casos: a) cálculo de la concentración en los nodos con sustancias conservativas y no conservativas; b) cálculo de la contribución de cada fuente sobre el consumo en los nodos; c) tiempo mínimo de residencia del agua en la red. Se propone una variante del algoritmo de Dijkstra del análisis combinatorio; d) tiempo máximo de residencia del agua en la red. Se propone una variante del algoritmo de Ford-Bellman del análisis combinatorio; e) tiempo promedio de residencia del agua. Se comenta el programa MOCARD, el cual realiza los algoritmos propuestos.
Artículo
Redes de distribución de agua Modelos matemáticos Calidad del agua Simulación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Sistema de cómputo para el análisis y diseño óptimo de redes de distribución de agua potable
Velitchko Tzatchkov JORGE LUIS IZURIETA DAVILA (1996)
Se presenta un nuevo sistema de cómputo que automatiza y optimiza el diseño de redes de agua potable, con las siguientes posibilidades: digitalización, análisis estático y dinámico, selección óptima de los diámetros, diseño de cruceros, cálculo del costo, despliegue de los resultados en tablas y gráficas, isolíneas, superficies piezométricas, impresión de los resultados y dibujo de planos del proyecto ejecutivo. El sistema divide al plano de la localidad en un mosaico de segmentos según la escala deseada, con lo cual puede procesar proyectos de ciudades grandes en escalas de proyecto ejecutivo. El sistema corre dentro de AutoCAD 12. Para el cálculo hidráulico de la red se utiliza la solución de Newton-Raphson, con incógnitas en las cargas piezométricas de los nodos. En el análisis dinámico se ejecuta el cálculo hidráulico para cada hora del día considerando la variación de la demanda y el llenado y vaciado de los tanques. La selección de los diámetros se realiza por un procedimiento de enumeración de variantes, guiándose por el cumplimiento de las condiciones hidráulicas de velocidades admisibles y presión requerida.
Artículo
Sistemas de computación Redes de distribución de agua Agua potable INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Índices de seguridad hídrica (ISH)
Velitchko Tzatchkov Edgar Yuri Mendoza Cázares David Ortega Gaucin (2019)
El presente trabajo corresponde a la tercera etapa del proyecto, con el objetivo de culminar el trabajo de las dos etapas anteriores, de los años 2017 y 2018, con la elaboración de un libro institucional sobre los índices de seguridad hídrica, y escribir y publicar artículos sobre el mismo tema. Los alcances planteados fueron: a) Libro institucional publicado sobre índices de Seguridad Hídrica. El libro se publicará en formato digital, b) Artículo en revista internacional publicado sobre índices de seguridad hídrica. El artículo será en inglés o español, y se publicará en revista de una editorial de prestigio.
Documento de trabajo
Seguridad hídrica Difusión de la investigación científica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA