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Autor: Velitchko Tzatchkov
Medición y caracterización estocástica de la demanda instantánea de agua potable
Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Felipe Arreguin (2003)
Este artículo reporta un estudio de resolución temporal ultra fina del comportamiento real e instantáneo de la demanda de agua potable doméstica. En tres viviendas de diferente nivel socioeconómico de Culiacán, Sinaloa, México, se colocaron micromedidores nuevos, equipados con sensor magnético de impulsos y registradores, todos ellos con la capacidad de registrar el consumo en la vivienda cada segundo. De esta manera se conoció el consumo en las viviendas por segundo durante 101 días. El consumo se presenta en pulsos instantáneos de intensidad y duración aleatorias. Los datos de la medición se procesaron para obtener los parámetros estadísticos de esos pulsos, como duración, intensidad y volumen, con sus valores promedio, desviación estándar, coeficiente de variación y otros. El factor de utilización medio (la relación del tiempo durante el cual hubo uso del agua y el tiempo total de la medición) fue entre 3 y 5%. Estos parámetros posteriormente pueden ser usados en el modelo de pulsos rectangulares de Poisson, de Buchberger y Wu para generar series de consumo para los fines de modelos dinámicos de las redes de agua potable u otros usos. Además, la información obtenida ayuda en una estimación más precisa en la variación de la demanda de agua potable y, en general, para un mejor entendimiento de los patrones reales del consumo doméstico de agua potable.
Artículo
Consumo doméstico de agua Modelos estocásticos Estimación de parámetros Agua potable INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Decaimiento del cloro por reacción con el agua en redes de distribución
Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Felipe Arreguin (2004)
Se analiza la ecuación cinética de la reacción del cloro residual libre con el agua, separada de la reacción con la pared de las tuberías, con base en muestras tomadas en 64 puntos de la red de agua potable de una ciudad. Se obtiene que la ecuación cinética de primer orden no describe adecuadamente el decaimiento real y, en su lugar, se propone una ecuación cinética de orden mixto, caracterizada por dos parámetros k1 y k2, cuyos valores dependen de la concentración en el inicio de la reacción. Se muestran ecuaciones de regresión que expresan los parámetros k1 y k2 en términos de la concentración inicial para los casos de agua superficial tratada en planta potabilizadora y agua subterránea clorada, válidas para el sitio de medición. El valor de k1 es positivo y disminuye ligeramente con el incremento de la concentración inicial. El valor de k2 es negativo para concentraciones iniciales medianas y altas (mayores de 80 mg/I), y positivo para las concentraciones iniciales menores. La magnitud de k1/k2 muestra una tendencia estable, disminuyendo ligeramente (en valor absoluto) con el incremento de la concentración inicial. La tasa de decaimiento del cloro es marcadamente más alta cuando la concentración inicial es baja. La ecuación cinética obtenida puede ser usada en modelos matemáticos de la calidad del agua en redes de distribución, calibrando los coeficientes k1 y k2 por mediciones de campo similares a las presentadas.
Artículo
Calidad del agua Redes de agua potable Decaimiento del cloro Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Velitchko Tzatchkov RODRIGO ULISES SANTOS TELLEZ José Manuel Rodríguez Varela (2019)
Documento de trabajo
Abastecimiento de agua Fugas de agua Válvulas reguladoras de presión Consumo no contabilizado de agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Using the Epanet Toolkit v2.00.12 with different programming environment
Oscar Tomas Vegas Niño Fernando Martínez Alzamora Joan Carles Alonso Campos Velitchko Tzatchkov (2018)
Water utilities are betting heavily on the use of computer applications such as Computer-Aided Drafting (CAD), and Geographic Information Systems (GIS), along with other computing tools and specialized software for modeling water supply systems in both freeware or licensed software forms. Many of the computer applications associated with the use of models need to have a hydraulic simulator that will provide a network response to any given scenario according to the defined hydraulic and water-quality variables. Epanet, on top of covering this need as an independent application that has its own graphical interface for constructing a network model and analyzing its results, permits the connection of its Toolkit to any other graphical interface, thus opening a broad field of possibilities for any technician or researcher that wants to go beyond what the application currently offers. The Epanet Toolkit can be integrated into any native programming environment or licensed software programs such Excel, AutoCad, ArcGIS, etc. or their freeware versions such as OpenOffice, gvSIG, QSIG etc. As a matter of fact, this is what some commercial programs developed by companies or universities have done with the aim of designing and analyzing water distribution networks. The Epanet toolkit library has many functions that help us to retrieve and modify certain parameters of a network model before and after carrying out a hydraulic simulation. This permits us step-by-step control of its simulation process. Little information exists in the technical literature, however, concerning the how to use of all these functions. More information is needed on how to use the Toolkit in the most common programming environments and how to resolve the most frequent problems.
Libro
Simulación hidráulica Programas de computación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Modelación estocástica del consumo doméstico de agua potable, empleando el esquema de Neyman-Scott
VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov RAFAEL GARCIA-BARTUAL Felipe Arreguin (2008)
El consumo de agua potable en el ámbito doméstico tiene carácter estocástico; por ello, con objeto de caracterizarlo, recientemente se han desarrollado métodos que lo representan como series de pulsos rectangulares de Poisson. Estos métodos requieren de ciertos parámetros para poder generar las series de consumo, como son la intensidad, duración y frecuencia de los pulsos; cada uno de ellos representado estadísticamente por su valor medio, varianza y distribución de probabilidad. La obtención de estos parámetros se basa en la medición directa de la demanda instantánea. En este artículo se presenta un nuevo método para estimar los parámetros necesarios para la generación de las series de consumo instantáneo, con base en mediciones con intervalos de tiempo mayores a un segundo (por ejemplo, un minuto). El método propuesto considera algunos principios del proceso de Neyman-Scott en la desagregación temporal del volumen acumulado. La estimación de los parámetros se fundamenta en la comparación de los momentos observados, producto de las mediciones en campo, con los momentos teóricos obtenidos de un análisis del proceso estocástico.
Artículo
Consumo doméstico de agua Modelos estocásticos Estimación de parámetros INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Avances en la hidráulica de redes de distribución de agua potable
Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA VÍCTOR JAVIER BOURGUETT ORTÍZ Felipe Arreguin (2014)
Tabla de contenido: 1. Aspectos hidráulicos de la calidad del agua potable en las redes de distribución – 2. Metodologías para el diseño óptimo de la sectorización de las redes – 3. Modelación de la demanda estocástica de agua potable – 4. Modelación del suministro intermitente de agua potable – 5. Fatiga del material en los transitorios hidráulicos – 6. Rehabilitación de tuberías de agua potable.
Esta obra contiene una exposición de temas relevantes de la hidráulica de las redes de distribución de agua potable, con énfasis a desarrollos de los autores que han sido publicados a través de artículos científicos en revistas y congresos a lo largo de dos décadas, varios de los cuales han obtenido premios en México y a nivel internacional. Parte de estos artículos han sido publicados en colaboración con universidades extranjeras, en primer lugar, con la Universidad de Cincinnati en Estados Unidos de Norteamérica y la Segunda Universidad de Nápoles en Italia. Después de una reseña histórica, se presentan las bases de la modelación hidráulica y de calidad del agua de las redes de distribución y posteriormente aspectos menos conocidos de ésta, tales como el diseño de la sectorización de las redes con criterios de optimización basada en la teoría de los grafos, consideración de la naturaleza estocástica de la demanda de agua potable a nivel domicilio con su medición, caracterización y desagregación temporal de lecturas acumuladas, análisis espectral de dicha demanda estocástica, modelación numérica de la advección con dispersión de solutos en las redes, modelación de las fugas y el consumo en redes como dependientes de la presión, modelación de redes con suministro intermitente, técnicas y métodos de rehabilitación de las tuberías de agua potable, metodología para priorizar la sustitución de las tuberías en redes de ciudades, y otros. En la mayoría de los casos se citan las publicaciones originales, parte de las cuales han sido en español y el resto en inglés.
1. Aspectos hidráulicos de la calidad del agua potable en las redes de distribución – 2. Metodologías para el diseño óptimo de la sectorización de las redes – 3. Modelación de la demanda estocástica de agua potable – 4. Modelación del suministro intermitente de agua potable – 5. Fatiga del material en los transitorios hidráulicos – 6. Rehabilitación de tuberías de agua potable.
Libro
Hidráulica Abastecimiento de agua Redes de distribución de agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Análisis espectral de consumo doméstico de agua potable
Felipe Arreguin ALVARO ALBERTO ALDAMA RODRIGUEZ Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA HECTOR ALEXIS ESPINOSA GAYOSSO (2009)
Una de las variables con mayor incertidumbre en su comportamiento dentro del análisis hidráulico de las redes de agua potable es el consumo de agua proveniente de los usuarios. Recientemente, se ha demostrado que el consumo en el ámbito domiciliario tiene un carácter estocástico y se han desarrollado diferentes metodologías que intentan representar esta variable. Sin embargo, no es posible definir con exactitud dos situaciones: 1) el grado de información que se pierde al muestrear la señal con cierto intervalo de registro y la posible presencia de enmascaramiento (aliasing); y 2) la frontera (rango) en el tiempo, en el cual pueden aplicarse estos procesos de agregación y desagregación temporal. El proceso basado en el análisis de Fourier se puede aplicar como herramienta de desagregación temporal y obtener el intervalo de registro óptimo de medición en campo. A partir de la metodología, se obtuvo que el rango de aplicación del esquema está entre los 240 y 1 segundos. En otras palabras, es posible medir con intervalo de registro hasta 240 segundos y recuperar información con intervalo de registro de un segundo. El método se validó con mediciones en campo de consumo doméstico realizadas en una ciudad mexicana.
Artículo
Análisis espectral Consumo doméstico de agua Modelos estocásticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
RODRIGO ULISES SANTOS TELLEZ Velitchko Tzatchkov OSCAR JESUS LLAGUNO GUILBERTO José Manuel Rodríguez Varela JOSE CARLOS MARTINEZ PEREZ (2018)
El objetivo principal de este estudio fue identificar la razón de la disminución de la capacidad de conducción de la línea 1 y 2 y proponer alternativas para recuperar dicha capacidad. Los tramos de TSI-TP y TP-TASJ operan por debajo de su capacidad de conducción y tienen una parte operando como canal. El “cuello de botella” está en el tramo TO5-TSI en el cual se puede presentar alguna de las siguientes situaciones: aire atrapado; obstrucciones físicas en la tubería; alta rugosidad de las paredes de la conducción.
Documento de trabajo
Redes de distribución de agua Válvulas de aireación Operación y mantenimiento Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Generación de índices de seguridad hídrica municipal con un enfoque probabilista
FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES VELITCHKO GUEORGUIEV TZATCHKOV OSCAR JESUS LLAGUNO GUILBERTO Edgar Yuri Mendoza Cázares David Ortega Gaucin (2020)
DOI: 10.24850/j-tyca-2020-06-07
Los autores proponen y cuantifican índices de peligro, vulnerabilidad social y riesgo mediante una metodología probabilística para el cálculo del índice de seguridad hídrica. El peligro se expresa por indicadores como acceso a los servicios básicos de agua, inundaciones, abatimiento del nivel freático y sequias. A su vez, la vulnerabilidad contempla proporción de médicos por cada 1 000 habitantes, tasa de mortalidad infantil, población derechohabiente, analfabetismo, condiciones de la vivienda, población económicamente activa, razón de dependencia, tasa de desempleo abierto y población de habla indígena. En el desarrollo de este estudio se demuestra que tanto el peligro como la vulnerabilidad a lo largo del territorio mexicano son muy heterogéneos. La metodología probabilística propuesta se apoyó en un sistema de información geográfica, lo que permitió obtener índices de seguridad hídrica para 2,456 municipios de México.
Artículo
Escasez de agua Vulnerabilidad hídrica Probabilidad Seguridad hídrica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
RODRIGO ULISES SANTOS TELLEZ OSCAR JESUS LLAGUNO GUILBERTO Indalecio Mendoza Uribe Miguel Angel Vazquez Zavaleta José Manuel Rodríguez Varela Velitchko Tzatchkov (2019)
El objetivo del proyecto es generar un sistema de alerta preventiva ante la inminencia de un desbordamiento en cauces para zonas urbanas que, a través de una red de sensores de nivel instalados en puntos estratégicos del cauce, la medición de la precipitación en la cuenca de aporte y el pronóstico del comportamiento de la misma, permita a las autoridades, cuerpos de emergencia y población en general conocer en tiempo real, a través de una aplicación para Smartphone, el comportamiento del nivel en dicho cauce (o cauces) que pudieran causar afectaciones a la comunidad y poner en riesgo la vida de los habitantes.
Documento de trabajo
Control de inundaciones Sistemas de alerta Zonas urbanas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA