Avances en la hidráulica de redes de distribución de agua potable

Velitchko Tzatchkov VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA VÍCTOR JAVIER BOURGUETT ORTÍZ Felipe Arreguin (2014, [Libro])

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.

Hidráulica Abastecimiento de agua Redes de distribución de agua 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

Reducción integral de pérdidas en sistemas de distribución de agua potable

VÍCTOR JAVIER BOURGUETT ORTÍZ LEONEL HUMBERTO OCHOA ALEJO (2003, [Artículo])

La reducción integral de pérdidas de agua, conforme a la metodología desarrollada en el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, es un proceso dinámico en tiempo y espacio que contempla las siguientes actividades: 1) Diagnóstico. Se evalúan los volúmenes de agua que se pierden y sus principales patrones de ocurrencia, y se identifican las causas que las producen, a través del análisis de estadísticas y muestreos de campo. Además, se realizan análisis técnico-económicos de la reducción de pérdidas y su factibilidad; 2) Sectorización de la red para facilitar la reducción. Se evalúa y optimiza el funcionamiento hidráulico de la red de distribución, integrando en su diseño y operación distritos hidrométricos y sectores; 3) Eliminación. Se definen los procedimientos, diseños, equipos y modelos de decisión, para facilitar la búsqueda de pérdidas y subsanar el daño existente; y 4) Control. Se plantean las acciones, ya sean directas, indirectas o de apoyo, que permitan establecer una estructura adecuada dentro de una empresa de agua, para apoyar y dar sustentabilidad a la reducción de pérdidas de forma ordenada y con actividades objetivas. La ejecución de la reducción integral de pérdidas debe realizarse bajo una buena supervisión, con el objeto de asegurar que las acciones que se deriven de ella estén bien fundamentadas, con datos reales y con un análisis preciso.

Redes de distribución de agua Fugas de agua Conservación del agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Dynamic behavior of contaminants in the water distribution network of Cuernavaca, Mexico: a real application of multiobjective distributed reinforcement learning

Comportamiento dinámico de contaminantes en la red de distribución de agua de la ciudad de Cuernavaca, México: una aplicación real de aprendizaje por refuerzo distribuido multi-objetivo.

CARLOS EDUARDO MARIANO ROMERO EDUARDO FRANCISCO MORALES MANZANARES (2008, [Artículo])

El uso eficiente del agua se puede establecer a través del reúso o recirculación de efluentes. El diseño o configuración de sistemas que contemplen el uso eficiente de agua con base en el reúso se torna complejo e involucra diversos criterios a optimizar. El uso de técnicas basadas en Water Pinch permite definir los efluentes más apropiados a ser reutilizados, posicionándose como una buena alternativa para los diseñadores. En trabajos previos se presentaron resultados relacionados con la minimización del agua de primer uso suministrada y el costo de inversión sobre datos reales de la ciudad de Cuernavaca. Sin embargo, uno de los retos identificados a partir de la observación del comportamiento de los efluentes en la ciudad de Cuernavaca es la necesidad de representar el comportamiento dinámico de los sistemas de distribución. En esté trabajo se presenta la respuesta del modelo de optimización a los cambios medidos en los efluentes de las operaciones unitarias de las masas de contaminantes. El escenario de validación es el sistema de distribución de la ciudad de Cuernavaca en México.

Redes de distribución de agua Contaminación del agua Uso eficiente del agua Cuernavaca 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

Monitoreo de playas prioritarias

NORMA RAMIREZ SALINAS JUAN LEODEGARIO GARCIA ROJAS (2012, [Documento de trabajo])

Se presentan los resultados obtenidos en la prueba, para Enterococos en agua de mar, llevada a cabo en 37 playas de Campeche, Chiapas, Guerrero, Jalisco, Nayarit y Veracruz.

Control de calidad del agua Análisis bacteriológico Agua de mar Campeche Chiapas Guerrero Jalisco Nayarit Veracruz INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Producción de un bien medioambiental en el lago de Chapala y abastecimiento de agua potable a la ciudad de Guadalajara: un análisis de simulación con un modelo de redes

JUAN CARLOS CASTRO RAMIREZ MIGUEL ANGEL GUTIERREZ ANDRADE (2008, [Artículo])

En este trabajo se presenta una evaluación ex-ante beneficio-costo de un proyecto en donde se contempla la posible transferencia de agua de la agricultura de riego en el estado de Guanajuato hacia el lago de Chapala, mediante el funcionamiento de un banco de agua. Este trabajo se divide en cuatro secciones: en la primera se presentan los antecedentes, tanto teóricos como empíricos; en la segunda se describen los beneficios y costos que intervienen en el análisis, así

como los escenarios que se construyen para cubrir las distintas posibilidades de funcionamiento del banco de agua; en tercer término se presentan los resultados de la evaluación y, finalmente, en la cuarta parte se muestran las conclusiones.

Costo del agua Planificación hídrica Redes de distribución de agua Optimización CIENCIAS SOCIALES

Uso eficiente del agua en cuencas

JAIME COLLADO MOCTEZUMA (1998, [Artículo])

La demanda de agua aumenta con el crecimiento de la población y de las actividades socioeconómicas. Esto plantea el problema de usarla eficientemente, lo que va más allá del ahorro en el consumo. Involucra definir en la arena política los usos que la sociedad considera más benéficos. También incluye su aplicación apropiada en cada uso, la administración del aparato institucional que la maneja, la apropiación de mejores tecnologías de planeación, asignación y manejo, y la asimilación de una nueva cultura del agua. En este trabajo se propone una definición de uso eficiente del agua en cuencas y se exploran las condiciones bajo las que se puede presentar. Se abordan algunos aspectos físicos, químicos, biológicos, tecnológicos, económicos, políticos, sociales, institucionales y operativos que inciden en el manejo de cuencas, la planeación integrada de los recursos hidráulicos y en la instrumentación de un sistema de asignación de agua. Se concluye que el uso eficiente del agua no es un estadio al que deba llegarse, sino más bien una actividad permanente y flexible para buscar el mayor bienestar posible en función de la asignación del agua.

Uso eficiente del agua Planificación hídrica Análisis de recursos del agua INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Impacto del cambio climático en la calidad del agua y propuesta de políticas públicas a la dependencia competente

NORMA RAMIREZ SALINAS Camilo Vázquez Bustos (2012, [Documento de trabajo])

Este estudio busca un seguimiento al trabajo hasta hoy realizado en el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua con respecto a la relación cambio climático y calidad del agua, con el fin de presentar propuestas de políticas públicas a las autoridades competentes con base a los estudios efectuados en el IMTA en los últimos cinco años.

Control de calidad del agua Cambio climático Impacto ambiental Política ambiental Política pública 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