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Optimización de los diámetros de las tuberías de una red de distribución de agua mediante algoritmos de recocido simulado

HECTOR SANVICENTE SANCHEZ JUAN FRAUSTO SOLIS (2003)

La determinación de los diámetros de las tuberías en el diseño de menor costo de una red de distribución de agua es un problema con restricciones, fuertemente no lineal, con múltiples óptimos locales, cuyo espacio de soluciones posee muchas regiones no factibles. El algoritmo heurístico de optimización llamado recocido simulado (RS) es un método global que ha sido usado para hacer búsquedas estocásticas en el espacio de soluciones del problema, mejorando el desempeño de otros métodos. Este trabajo propone una formulación penalizada del problema que permite al algoritmo RS, entre otras ventajas, la posibilidad de que la caminata estocástica que efectúa sea menos sinuosa al cruzar regiones no factibles. Este enfoque mejora la eficiencia del algoritmo RS para un mismo nivel de error en relación con su desempeño para una formulación clásica del problema con restricciones.

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Redes de distribución de agua Optimización Métodos estocásticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelo hidráulico para redes de agua potable con tomas domiciliarias

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (2002)

Se presenta un modelo de simulación hidráulica para redes de agua potable en el cual se incluyen elementos que no se toman en cuenta actualmente, como las tomas domiciliarias, los tubos de distribución con gasto espacialmente variado y la red secundaria, resolviendo el número de ecuaciones que sería necesario plantear en un modelo convencional mediante un procedimiento indirecto para la solución de grandes sistemas de ecuaciones. En las tomas domiciliarias se considera que su funcionamiento depende de las presiones y la forma en que los usuarios operan las llaves de las mismas. Este planteamiento permite conocer mejor el funcionamiento de las redes de abastecimiento de agua potable y solucionar problemas que requieren de una simulación hidráulica más precisa, como el comportamiento de la calidad del agua, las fugas en las redes y la influencia reguladora de los tinacos de las casas.

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Redes de distribución de agua Modelos hidráulicos Tomas domiciliarios Tubos a presión 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.

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Redes de distribución de agua Análisis dinámico Flujo no permanente Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelación y diseño de redes de agua potable con demanda estocástica integrados con sistema de información geográfica: etapa 2

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.

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Redes de distribución de agua Modelos hidráulicos Sistemas de Información Geográfica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Flexibilidad del riego para distribución interparcelaria con tubería de baja presión

CARLOS FUENTES (1998)

En este trabajo se presenta un procedimiento para el diseño de una red colectiva de riego con base en tuberías de baja presión, que maximiza la eficiencia de distribución, de manejo fácil y flexible. Se desarrolló un modelo para determinar las necesidades de riego y se definió un procedimiento para obtener el gasto de la red. También se elaboró un programa de cómputo para simular el funcionamiento de la red y así analizar la flexibilidad del sistema. El procedimiento propuesto se aplicó en una superficie de 67.7 ha del Distrito de Riego 076, Valle del Carrizo, Sinaloa, alimentada por una toma granja. En el trazo de la red se analizaron cuatro opciones: dos para riego con sifones y dos para riego con tubería de compuertas; en ambos casos se consideró trazo por lindes y trazo con optimización de longitudes. El análisis de flexibilidad de la red, para un padrón de cultivos con la máxima demanda de agua y para fechas de siembra recomendadas, indicó que las cuatro opciones fueron capaces de aplicar el agua requerida sin ocasionar retrasos superiores de diez horas. En el caso hipotético de que todos los usuarios requieran riego en la misma fecha con lámina de 12 cm, el tiempo de aplicación sería aproximadamente 3.3 días.

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Riego Redes de distribución de agua Diseño de tuberías Tubería de baja presión CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Segunda etapa del estudio para restituir y mejorar la capacidad de conducción, mediante un manejo adecuado del aire y optimización del funcionamiento hidráulico, en las líneas 1 y 2 del Sistema Cutzamala

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.

Working paper

Redes de distribución de agua Válvulas de aireación Operación y mantenimiento Modelos matemáticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Implementación de algoritmos basados en la teoría de grafos en proyectos de sectorización de redes de agua potable

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.

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Modelos de redes de distribución Redes de distribución de agua Algoritmos sobre grafos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Sistema computacional para la distribución eficiente del agua en distritos de riego, SICODE v2.1

Polioptro Martinez-Austria Martin Mundo-Molina (1997)

Se presentan las principales características del sistema computacional para la distribución eficiente del agua en distritos de riego, SICODE. Uno de sus principales objetivos es auxiliar a los usuarios, jefes de operación y gerentes de módulos de distritos de riego en la toma de decisiones para la distribución y aplicación del agua de riego en las parcelas. El sistema es altamente interactivo ya que proporciona al usuario sugerencias y criterios para el manejo, distribución y entrega del agua de riego en cantidad y tiempo adecuados. El SICODE se ha desarrollado en sistema modular bajo el ambiente Windows. Los principales componentes son: base de datos, sistema de información geográfica, simulación de balance de agua, simulación biológica y sistema experto. Para el cálculo de riego en tiempo real, el SICODE incluye un submenú a través del cual se enlaza con una estación agroclimatológica automatizada. Dicha estación cuantifica las condiciones meteorológicas que afectan el consumo de agua de los cultivos y calcula la evapotranspiración potencial mediante el método de Penman-Monteith modificado. Esta estación agroclimatológica cuenta con software para calcular la evapotranspiración potencial y para la adquisición y análisis de datos. En 1994 el SICODE fue transferido a la asociación de usuarios del módulo tres del distrito de riego 05 en el estado de Chihuahua, durante 1997 continuará su transferencia a los distritos de riego del país.

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Sistemas de computación Distribución de agua Sistemas de riego INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Implementación en tiempo real de un control LQG en un prototipo de canal abierto de riego de varios tramos

ofelia begovich Victor Maneul Ruiz Carmona (2004)

La principal contribución de este trabajo es la implementación y evaluación en tiempo real de un controlador óptimo LQG, para regular, ante variaciones en el gasto que entra al canal, los niveles aguas arriba de las compuertas en un prototipo de canal abierto de riego de cuatro tramos, usando para ello un control aguas arriba. Los excelentes resultados obtenidos muestran que la teoría de control es una herramienta útil para mejorar el manejo del agua en los canales. El modelo con el que se diseña el controlador es un modelo entrada-salida, el cual se obtiene a partir del comportamiento dinámico de los tirantes alrededor de su punto de operación.

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Riego Canales abiertos Distribución de agua CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Diseño de riego continuo en surcos a partir de datos de campo

Nahún Hamed García Villanueva Ariosto Aguilar (1991)

En este trabajo se propone un método semi-analítico para el diseño de riego continuo en surcos. El método parte de la obtención de una serie de datos de campo fácilmente medibles, por medio de los cuales se determinan las curvas empíricas de avance y recesión de onda. Posteriormente, se establece la ecuación de infiltración acumulada, a partir de un planteamiento de balance de volumen entre los volúmenes suministrados, infiltrados y almacenados en el surco durante el avance del frente de onda. Por último, se plantea una serie de ecuaciones, con las cuales es factible diseñar los surcos en función de la relación que existe entre la longitud del surco y las eficiencias de aplicación y distribución del suministro de agua.

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Riego continuo Infiltración Distribución de agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA