Consideraciones sísmicas en el diseño de tuberías

JOSE RAUL FLORES BERRONES (1999, [Artículo])

Se hace una revisión de la forma como se ha considerado el efecto de las vibraciones sísmicas en el comportamiento de las tuberías enterradas, para fines de diseño. La revisión comprende fundamentalmente la práctica recomendada en Japón y en los Estados Unidos, ya que es en esos países donde mayor investigación, aplicación y registros de campo existen sobre el tema. Se presentan primeramente los factores que influyen en las fuerzas ejercidas a lo largo de la superficie donde interactúa el suelo con la tubería; en particular, se considera la respuesta de una tubería al movimiento del suelo causado por las ondas sísmicas, tanto para el caso de las tuberías continuas como para el de las tuberías segmentadas. Se presenta un procedimiento que muestra paso a paso la manera como se estiman las deformaciones unitarias en las tuberías continuas y su comparación con las deformaciones permisibles. Para el caso de las tuberías segmentadas, se presentan un método simplificado y un procedimiento más sofisticado utilizando el método del elemento finito; este último permite determinar, además de los esfuerzos y deformaciones correspondientes a cada tubo, las expansiones o contracciones de cada junta. Finalmente, se dan las conclusiones y recomendaciones más relevantes en relación con este tema.

Tuberías Sismos Ondas sísmicas Diseño de tuberías INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Tubos Venturi, Dall y Tobera

IVAN RIVAS ACOSTA (2001, [Libro])

Tabla de contenido: ¿Para quién y por qué? y evalúa, si sabes -- Principios de operación y descripción de componentes -- Cálculo del gasto -- Requerimientos de instalación física -- Especificaciones técnicas de isntalación -- Autoevaluación A -- Registro de lecturas y procesamiento de la información -- Mantenimiento básico -- Ventajas y desventajas -- Glosario de variables -- Listado de principales proveedores -- Referencias -- Autoevaluación B -- Respuestas correctas a las evaluaciones.

¿Para quién y por qué? y evalúa, si sabes -- Principios de operación y descripción de componentes -- Cálculo del gasto -- Requerimientos de instalación física -- Especificaciones técnicas de isntalación -- Autoevaluación A -- Registro de lecturas y procesamiento de la información -- Mantenimiento básico -- Ventajas y desventajas -- Glosario de variables -- Listado de principales proveedores -- Referencias -- Autoevaluación B -- Respuestas correctas a las evaluaciones.

Tuberías Boquillas Balance hídrico INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Seismic vulnerability of buried pipelines

JOSE RAUL FLORES BERRONES XIANGYUE LI LIU (2003, [Artículo])

En este trabajo se presenta la problemática del daño que los sismos producen sobre las tuberías enterradas, las consecuencias de la falla y la metodología que hoy en día existe para su análisis al considerar los efectos de las deformaciones permanentes del suelo y el de la propagación de ondas sísmicas. De igual manera, se presentan algunos procedimientos simplificados disponibles para tomar en cuenta este efecto en el diseño de tuberías continuas y segmentadas. Finalmente se dan algunas recomendaciones que se deberán tomar en cuenta en el diseño e instalación de tuberías ubicadas en zonas sísmicas.

Tuberías Agua potable Sismos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelo hidráulico para redes de agua potable con tomas domiciliarias

FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (2002, [Artículo])

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.

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, [Artículo])

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.

Redes de distribución de agua Análisis dinámico Flujo no permanente 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, [Artículo])

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.

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

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, [Artículo])

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.

Redes de distribución de agua Optimización Métodos estocásticos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

El efecto de los sismos en los acueductos

JOSE RAUL FLORES BERRONES (1989, [Artículo])

Entre los efectos catastróficos que produjeron los sismos de 1985, tanto en la Ciudad de México como en otras ciudades cercanas al epicentro, estuvo la ruptura de las tuberías de las redes primarias y secundarias de agua potable. Las causas que originaron el fallo de tuberías subterráneas, así como el tipo de fallamientos observados en ellas fueron diversos (Flores, 1986). En cualquier comunidad humana los abastecimientos de agua, gas y electricidad son líneas vitales y, en particular, el agua. En el pasado, la destrucción de los acueductos por sismos fue muy severa y aun en países altamente desarrollados como Japón, se consideraba que este tipo de problemas era inevitable. Actualmente, se realizan estudios e investigaciones en todo el mundo con la finalidad de tomar medidas preventivas y operativas que permitan la resistencia de las tuberías ante la acción de los sismos. Este trabajo presenta una breve descripción de los mecanismos de falla, la metodología para lograr diseños resistentes a sismos, algunos de los métodos de análisis más empleados en Japón, así como algunos de los criterios y medidas de seguridad con que cuenta ese país y que pueden ser de utilidad para los acueductos construidos y por construirse en México.

Mecanismos de falla Sismos Tuberías Diseño INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modelo de la calidad del agua en redes de distribución con flujo permanente

Velitchko Tzatchkov FELIPE IGNACIO ARREGUIN CORTES (1996, [Artículo])

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.

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, [Artículo])

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.

Sistemas de computación Redes de distribución de agua Agua potable INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA