DEPARTAMENTO CIENCIAS DE LA TIERRA Y LA CONSTRUCCIÓN CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL TEMA: MODELACIÓN HIDRÁULICA DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE LA CONCORDIA, CANTÓN LA CONCORDIA, PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS AUTOR: CASTILLO MONGE, ÁLVARO DANIEL DIRECTOR: CARVAJAL CEVALLOS, EDGAR BENJAMÍN SANGOLQUÍ - 2017 2017

MODELACIÓN HIDRÁULICA DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE LA CONCORDIA, CANTÓN LA CONCORDIA, PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS

Objetivos Específicos Objetivo General Simular el funcionamiento de la Red de Agua Potable de la Ciudad de La Concordia mediante el programa EPANET para establecer el comportamiento actual del sistema. Objetivos Específicos Realizar un diagnóstico del sistema de agua potable Realizar el levantamiento geo referenciado de la zona de estudio Simular y verificar, mediante el modelo hidráulico generado en EPANET, las condiciones de funcionamiento de las redes Determinar un valor de IANC Presentar recomendaciones para mejorar el servicio de agua potable actual y futuro. Realizar un diagnóstico del sistema de agua potable que permita el conocimiento detallado del funcionamiento y la operación del mismo. Para esto se debe recopilar los datos existentes concernientes tanto a la información geográfica de las infraestructuras como al catastro comercial de clientes; Realizar el levantamiento geo referenciado de la zona de estudio para incorporar al modelo ubicación y altitud reales; Simular y verificar, mediante el modelo hidráulico generado en EPANET, las condiciones de funcionamiento de las redes bajo diferentes escenarios para la elaboración de futuros proyectos de servicio de agua potable. Determinar un valor de IANC (Índice de Agua No Contabilizada) referente a la diferencia entre agua producida y agua demandada Presentar recomendaciones para mejorar el servicio de agua potable actual y futuro.

BENEFICIOS PARA EL GOBIERNO AUTÓNOMO DESCENTRALIZADO DE LA CONCORDIA Generar diferentes escenarios de funcionamiento de la Red Verificar presiones en cualquier punto de la red y su afectación con la colocación de nueva tubería Adaptar la red a una sectorización producto de un estudio adicional Evaluar la capacidad de la Red de Distribución mediante una simulación con diferentes incrementos o decrementos de la demanda. 1) incluyendo ampliaciones y colocación de nuevos elementos hidráulicos. Incendio 2) Los técnicos puede modelar la instalación de tuberías y comprobar que no existan afectaciones a la presiones y caudales en otros puntos 3) EL GAD debe realizar un estudio de sectorización y antes de su implantación puede modelar su comportamiento en el modelo. 4) Evaluar la capacidad de la Red de Distribución mediante una simulación con diferentes incrementos de la demanda utilizando proyecciones de población. Identificar el año para el cual se espera que se alcance la capacidad máxima de las redes.

Área urbana de la ciudad de ÁREA DE ESTUDIO Área urbana de la ciudad de LA CONCORDIA El cantón la concordia está ubicado a 142 km por la vía Quito - Los Bancos - Esmeraldas. O a 109 km desde el sur de Quito por la vía Aloag – Santo Domingo. Extensión de 560 km2 Norte : parroquia La Unión del Cantón Rosa Zarate de la Provincia de Esmeraldas Sur : cantón Santo Domingo de la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, Este : cantón Puerto Quito Oeste: Cantón Chone de la Provincia de Manabí. El área de estudio de este trabajo es la zona urbana de la ciudad de la concordia, con un área de 1047 hectáreas 100 hectáreas = 1 km2 Área de estudio : 1047 ha = 10.47 km2 ALTITUDES ENTRE: 195 m.s.n.m. a 230 m.s.n.m. BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO RESEÑA HISTÓRICA 31 de octubre del 2007 El recinto LA CONCORDIA pasa a ser CANTÓN 31 de julio del 2009 Posesión del primer Concejo Municipal 5 de febrero de 2012 CONSULTA POPULAR (pertenencia a Esmeraldas o Santo Domingo) 21 de junio de 2013 Forma parte de la provincia SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS ES IMPORTANTE LA RESEÑA HISTÓRICA PARA ENTENDER LAS RAZONES DEL MAL ESTADO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE El Recinto la Concordia da un salto enorme a Cantón, ni siquiera fue parroquia rural pero urbana. BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO Servicios Públicos Domiciliarios AGUA POTABLE ALCANTARILLADO SANITARIO ALCANTARILLADO PLUVIAL ENERGÍA ELÉCTRICA TELEFONÍA RECOLECCIÓN DESECHOS SÓLIDOS 24 % cobetura 14% cobertura (no funciona) 2% 7280 abonados 3472 abonados 80% de cobertura Actualmente se cuenta con redes de distribución construidas desde hace más de 20 años, que brindan servicio a la comunidad de manera ineficiente. La Unidad de Agua Potable y Alcantarillado del GADM está a cargo de este servicio con una cobertura de 24% según su Director. Luego presentarán los valores reales de cobertura a la fecha 7.2.4 Determinación de porcentaje real de cobertura de la red de agua potable de la ciudad de La Concordia, El sistema de Agua Potable no satisface las necesidades de la población en calidad ni en cantidad Inversiones no pueden ser recuperadas por: falta de un estudio tarifario Falta de control de IANC bajo porcentaje de medidores instalados Conexiones clandestinas Falta de un sistema de almacenamiento de agua. Las bombas a la falta de medidores de caudal en las conexiones domiciliarias; y el alto número de conexiones clandestinas. El análisis de este servicio básico, por ser el tema principal del presente trabajo, se lo redacta en el CAPÍTULO 6 BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

Figura 8: Colapso de las rede de Alcantarillado Por que se muestra esto? Para darnos cuenta de la realidad de la población y podamos entender el por qué del olvido a la población, SISTEMA DE ALCANTARILLADO - COLAPSADO Figura 8: Colapso de las rede de Alcantarillado BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

Figura 9: Contaminación de aguas negras en esteros y vías NIÑOS JUGANDO EN AGUAS NEGRAS SEÑORAS LAVANDO LA ROPA EN ESTEROS CONTAMINADOS Figura 9: Contaminación de aguas negras en esteros y vías BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

Figura 10: Vía de evacuación domiciliaria mas común de aguas negras BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO POBLACIÓN DE LA CONCORDIA Existen dos censos para esta área. 2008 como zona NO DELIMITADA 2010 Como cantón de la provincia de esmeraldas Los valores de interés son los valores del área urbana Proyección al 2017 BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO Método Aritmético 2 BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO Método Aritmético BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO Método Geométrico BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO Método Geométrico BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

BREVE INTRODUCCIÓN AL ÁREA DE ESTUDIO

ESQUEMATIZACIÓN DE LA RED 6 POZOS PROFUNDOS 6 BOMBAS (1 EN CADA POZO) 1 ESTACIÓN DE BOMBEO (CON 3 BOMBAS, 1 DE ELLAS AVERIADA) UN TANQUE DE RESERVA SUPERFICIAL EN LA INDEPENDENCIA 35.89 KM DE REDES 3 TANQUES ELEVADOS EN PÉSIMAS CONDICIONES ( NO ESTÁN SIENDO OCUPADOS) El sistema cuenta con 6 pozos profundos Pozo 1 : Virgen del cisne Pozo 2 : Barrio Bélgica Pozo 3 : Estadio Barrio Las palmas Pozo 4 : Barrio Santa Rosa Pozo 5 : La Independencia. Barrio San Vicente Pozo 6 : Estación Principal La Independencia 6 bombas (1 en cada pozo) 1 estación de bombeo (con 3 bombas, 1 de ellas averiada) Un tanque de reserva superficial en La Independencia 35.89 km de redes (incluidos tramos entre 5 y 6, y desde la Independencia hasta la ciudad) Solo red de distribución = 32.21 km (quitando la línea pozo 5-6 y la de impulsión entre estación de bombeo y la concordia) 2 Tanques elevados en pésimas condiciones ( no están siendo ocupados)

INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE AGUA POTABLE TUBERÍAS VÁLVULAS TANQUES DE RESERVA POZOS DE AGUA SUBTERRÁNEA ESTACIONES DE BOMBEO PLANTAS DE TRATAMIENTO OBRA DE TOMA DE AGUA SUPERFICIAL O CAPTACIONES ELEMENTOS ESPECIALES Una red de distribución es un conjunto de elementos físicos que, al estar interconectados, forman un sistema cuya finalidad es entregar agua de CALIDAD, en CANTIDAD y CONTINUIDAD a la población desde una o más fuentes de abastecimiento. CALIDAD (apta para el consumo humano) CANTIDAD (a presiones adecuadas) CONTINUIDAD (servicio las 24 horas del día) INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE AGUA POTABLE

INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE AGUA POTABLE TIPOLOGÍA DE LAS REDES DE AGUA POTABLE LA CONCORDIA TIENE UNA RED MIXTA Figura 13: Red ramificada de distribución de AA.PP. Figura 14: Red tipo malla de distribución de AA.PP. INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE AGUA POTABLE

Bombeo directo a la red con almacenamiento. FORMAS DE DISTRIBUCIÓN A GRAVEDAD POR BOMBEO Bombeo directo a la red Bombeo directo a la red con almacenamiento. Formas de distribución El líquido vital se distribuye a los usuarios de diferentes maneras en función de las condiciones topografías e hídricas locales, de manera que el sistema sea económicamente viable y sustentable en el tiempo. Por gravedad El sistema óptimo cuenta con un tanque de almacenamiento o de reserva a una altitud suficiente para garantizar las presiones adecuadas de distribución de agua potable, tomando en cuenta las pérdidas de carga A partir del tanque de reserva, el agua recorre la red de distribución hasta las conexiones domiciliaras en función única y exclusivamente de la gravedad. Por Bombeo Debido a las condiciones topográficas o a las fuentes de agua en su mayoría subterráneas, los sistemas de agua potable pueden incluir estaciones de bombeo de tres formas: Bombeo directo a la red.- Las bombas impulsan el líquido vital directamente a la red de distribución hasta las conexiones domiciliarias sin almacenamiento. Bombeo directo a la red con almacenamiento.- De manera similar al caso anterior, pero con la gran diferencia que los excesos de caudal que no son consumidos por los usuarios se almacenan en un tanque de reserva en un punto opuesto a la estación de bombeo. INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE AGUA POTABLE

INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE AGUA POTABLE COMPONENTES DE UNA RED DISTRIBUCIÓN INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE AGUA POTABLE

Ecuación de continuidad en nudos LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA 4 EPANET Ecuación de continuidad en nudos LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA La energía no puede ser creada ni destruida, solo se trasforma de un tipo a otro La suma algebraica de los caudales volumétricos con confluyen en el nudo debe ser cero. PRINCIPIO HIDRÁULICOS UTILIZADOS POR EPANET

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Fluido no viscoso. Se desprecia la fricción interna entre las distintas partes del fluido Flujo estacionario. La velocidad del fluido en un punto es constante con el tiempo Fluido incompresible. La densidad del fluido permanece constante con el tiempo Flujo irrotacional. No presenta torbellinos, es decir, no hay momento angular del fluido respecto de cualquier punto PRINCIPIO HIDRÁULICOS UTILIZADOS POR EPANET

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA La ecuación de Bernoulli 𝑍 1 + 𝑃 1 𝛾 + 𝑉 1 2 2𝑔 = 𝑍 2 + 𝑃 2 𝛾 + 𝑉 2 2 2𝑔 +∆ ℎ 𝑚 1−2 +∆ ℎ 𝑓 𝐸=𝑍+ 𝑃 𝛾 + 𝑉 2 2𝑔 𝑍 𝑖 = Cota geométrica de la sección transversal respecto a una cota de referencia 𝑃 𝑖 = Presión relativa a la sección i 𝑉 i = Velocidad media del flujo en la sección i ∆ ℎ m i − i +1 = Pérdida de energía entre las secciones i y i+1 debido al rozamiento ∆ ℎ f = Pérdida de energía entre las secciones i y i+1 debido a la presencia de fenómenos locales originados por cambios en la alineación de la tubería, por cambios en la sección de la tubería, por la presencia de emboques y desemboques y por la presencia de elementos que puedan obstaculizar o alterar las condiciones del flujo, como es el caso de válvulas o derivaciones.

Ecuación de continuidad en nudos En cada nudo se plantea una ecuación de continuidad. Al nudo llegará agua por al menos un tubo y desde allí pueden salir caudal como demanda por uno o más tubos. Sea Qi el caudal que circula por el tramo i, que termina en el nudo j, y sea qj el caudal que se descarga en el nudo j: Esta expresión exige adoptar una convención para el signo del caudal: positivo si es de llegada (entrada) al nudo y negativo si es de salida, como es el caso de la demanda en el nudo o el flujo hacia otros nudos. PRINCIPIO HIDRÁULICOS UTILIZADOS POR EPANET

EPANET PERDIDAS DE ENERGÍA POR ROZAMIENTO Hazen-Williams Darcy – Weisbach Darcy – Weisbach DARCY 𝒉 𝒇 =𝒇∙ 𝑳 ∙𝑽 𝟐 𝒅∙𝟐𝒈 ℎ 𝑓 = Pérdida de carga por fricción 𝑓= Factor de fricción de Darcy – Weisbach 𝐿=Longitud en metros de la tubería en la cual se pierde ℎ 𝑓 𝑉= Velocidad media del flujo al interior de la tubería 𝑑= Diámetro de la tubería 𝑔= Aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)

EPANET PERDIDAS MENORES Tabla 9: Coeficiente de pérdidas menores en función de los accesorios PAG 46

INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA Modelo Esquematización simplificada de la realidad con fines de estudio, análisis y diseño VENTAJAS Permite realizar cambios o variaciones a la red, y obtener resultados de manera inmediata. Optimiza el tamaño o diámetro de tubería a utilizar en nuevos ramales de servicio Permite visualizar y controlar en tiempo real la variación de presiones y caudales Puede ser empleado para la operación del sistema en tiempo real y ser adaptado a un SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition ó Supervisión, Control y Adquisición de Datos)

INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), EPANET EPANET Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), Traducido al español por la Universidad Politécnica de Valencia (España) EPANET es un programa de uso libre desarrollado en inglés por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), organización creada en 1970 en EE.UU. y encargada de regular los recursos naturales de ese país, y ha sido traducido al español por la Universidad Politécnica de Valencia (España), con el objetivo de disponer de una herramienta de cálculo del comportamiento hidráulico en sistemas de agua potable a presión. EPANET permite la simulación con análisis o en periodos extendidos de un sistema a presión, y también modela el comportamiento de las concentraciones de los químicos utilizados para controlar la calidad del agua al usuario, en otras palabras es un programa para el análisis del comportamiento de los sistemas de distribución de agua y da seguimiento a la calidad de la misma

beneficios QUE OFRECE EPANET Figura 29: Beneficios que ofrece EPANET. Las redes modeladas pueden tener un número infinito de elementos. Se puede utilizar las fórmulas de Hazen-Williams, de Darcy-Weisbach o de Chezy-Manning. Admite perdidas menores en accesorios. Considera diferentes tipos de demanda con su propia curva de variación en el tiempo para diferentes nudos Determina el consumo energético y sus costos POR EJEMPLO MISMO NUDO: CON CONSUMO DOMESTICO E INDUSRIAL. INDUSTRIA NOCTURNA. OTRA CURVA DE DEMANDA Figura 29: Beneficios que ofrece EPANET. INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

MEJORAS EN LA VERSIÓN EPANET 2.0 Se puede crear o editar el trazado de toda la red de una manera gráfica Se puede cargar una imagen de fondo para facilitar el trazado Se puede seleccionar elementos de acuerdo a características similares entre ellos, para editarlos de manera mas rápida. Se han incrementado las opciones de visualización gráfica y de muestra de resultados con escalas de colores Un nuevo navegar global del proyecto puede ser mostrado para editar o manejar un sistema de gran tamaño. Entre otras. INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

INTERFAZ gráfica de EPANET IR A EPANET Y BUSCAR LA PAGINA 52 DEL LIBRO INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA ESQUEMA GENERAL DE UNA RED EN EPANET Conexiones o Nudos INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

NUDO INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA ELEMENTO: Datos conocidos del elemento La cota respecto a un nivel de referencia (para el presente trabajo el nivel de referencia es el nivel del mar) La demanda de agua o el caudal Y, si el caso determinara analizar la calidad de agua, este parámetro debe ser conocido Valores que pueden ser obtenidos luego del análisis La altura piezométrica La Presión en el punto La calidad del agua Otras consideraciones: Pueden presentar curvas de demanda variable en el tiempo Se puede asignar diferentes tipos de demanda según el tipo de usuario (residencial, público, etc.) Puede ser tomado como punto de ingreso al sistema de un contaminante INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

DEPÓSITO o TANQUE DE RESERVA Datos conocidos del elemento La cota de solera (se puede comparar con la cota de la base del tanque para la cual el nivel de agua es cero) El diámetro o su geometría si no es de forma cilíndrica El nivel de agua inicial El nivel de agua mínimo El nivel de agua máximo La calidad inicial del agua Valores que pueden ser obtenidos luego del análisis La altura piezométrica La presión (nivel del agua) La calidad de agua Otras consideraciones: El volumen de agua puede variar con el tiempo en la simulación Los niveles de agua mínimo y máximo que deben ser conocidos, determinan el funcionamiento del tanque. Para el nivel mínimo, el suministro de agua a la red se suspende, y para el nivel máximo el abastecimiento de agua al tanque se suspende. INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

Datos conocidos del elemento La cota o altura piezométrica ESTANQUE o EMBALSE Datos conocidos del elemento La cota o altura piezométrica La calidad de agua Valores que pueden ser obtenidos luego del análisis No tiene datos de salida, debido a que se asume que es una fuente inagotable de suministro de agua y sus datos conocidos no se verán afectados por la simulación Otras consideraciones: La altura piezométrica coincide con la cota de la superficie libre del agua. INTRODUCCIÓN A LA MODELACIÓN HIDRÁULICA

Datos conocidos del elemento TUBERÍAS Datos conocidos del elemento Nudos inicial y final Diámetro Longitud Coeficiente de rugosidad (de acuerdo al material de fabricación). Este valor depende de la fórmula que se escoja en las propiedades del proyecto para calcular las pérdidas de carga por fricción. Estado: Este parámetro le indica a EPANET si la tubería está abierta, cerrada o contiene un válvula

Valores que pueden ser obtenidos luego del análisis ELEMENTO: TUBERÍAS Valores que pueden ser obtenidos luego del análisis Caudal de circulación Velocidad del agua en el tramo Pérdidas de carga unitaria Factor de fricción para la fórmula Darcy-Weisbach Calidad del agua Otras consideracio nes: EPANET, asume que las tuberías están totalmente llenas en todo momento La dirección de circulación del agua va desde el punto con mayor carga hidráulica hasta el punto que tenga menor carga. Para calcular las pérdidas de carga debido a la rugosidad o fricción, el programa permite escoger entre los siguientes métodos: Hazen – Williams Darcy-Weisbach Chezy-Manning

BOMBAS El nudo de aspiración El nudo de impulsión ELEMENTO: BOMBAS Datos conocidos del elemento El nudo de aspiración El nudo de impulsión La curva característica Valores que pueden ser obtenidos luego del análisis Caudal Carga Consumo de energía Costo por consumo energético   Otras consideracione s: El caudal que atraviesa una bomba es unidireccional Las bombas puede encenderse o apagarse según la caída de presión en un nodo o el comportamiento de un tanque de reserva o depósito, mediante controles y los patrones de tiempo También se puede considerar la variación de velocidad

VÁLVULAS ELEMENTO: Datos conocidos del elemento El nudo aguas arriba y el nudo aguas abajo Diámetro Estado (forzado o no) Valores que pueden ser obtenidos luego del análisis Caudal de paso Pérdida de carga

LEYES O CONTROLES DE OPERACIÓN - EPANET Determinan el modo de operación de la red durante la simulación, controlando el comportamiento de los elementos de la misma Leyes de control simple: LINK IDlínea estado IF NODE IDnudo ABOVE/BELOW valor LINK IDlínea estado AT TIME tiempo LINK IDlínea estado AT CLOCKTIME hora_real AM/PM   Ley de control Significado LINK 12 CLOSED IF NODE 23 ABOVE 5 Cerrar la Línea 12 cuando el nivel en el Depósito 23 exceda de 5 m LINK 12 OPEN IF NODE 130 BELOW 20 Abrir la Línea 12 si la presión en el Nudo 130 cae por debajo de 20 m LINK 12 CLOSED AT CLOCKTIME 10 AM La Línea 12 se cerrará a las 10 AM Son reglas, sin límite en cuanto a su número, que determinan el modo de operación de la red durante la simulación controlando el comportamiento de los elementos de la misma. Existen leyes de control simples y basadas en reglas Donde: IDlínea : identificativo ID de una línea estado : OPEN ó CLOSE IDnudo : identificativo ID de un nudo valor : la presión de un nudo o el nivel en un depósito

Leyes de control basadas en reglas LINK IDlínea estado IF NODE IDnudo ABOVE/BELOW valor LINK IDlínea estado AT TIME tiempo LINK IDlínea estado AT CLOCKTIME hora_real AM/PM   Ley de control Significado RULE 1 IF TANK 1 LEVEL ABOVE 4.8 THEN PUMP 335 STATUS IS CLOSED AND PIPE 330 STATUS IS OPEN   IF LINK B-1 FLOW > 15.1 THEN PUMP B-1 STATUS IS CLOSED Si el nivel del tanque 1 está por encima de 4,8 Apagar la bomba 335 Y abrir o permitir el paso de caudal por la tubería 330 Si el caudal de la bomba B-1 es mayor a 15.1, entonces APAGAR la Bomba Son reglas, sin límite en cuanto a su número, que determinan el modo de operación de la red durante la simulación controlando el comportamiento de los elementos de la misma. Existen leyes de control simples y basadas en reglas Donde: IDlínea : identificativo ID de una línea estado : OPEN ó CLOSE IDnudo : identificativo ID de un nudo valor : la presión de un nudo o el nivel en un depósito

INVESTIGACIÓN DE CAMPO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA CONCORDIA

TOPOGRAFÍA – Levantamiento Geo referenciado

Equipos y software utilizado

Etapas del levantamiento Se crea una red de puntos base con procedimiento ESTÁTICO (Se debe tomar en cuenta el alcance de los equipos) Control y ubicación de esquinas Trabajo de escritorio. Análisis de datos y generación de polígonos manzaneros y curvas de nivel

No se ha permitido que las distancia entre los equipos sea mayor a 1200m,

INVESTIGACIÓN DE CAMPO FUENTES DE ABASTECIMIENTO Pozo 1: Virgen Del Cisne INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO Pozo 2: Barrio Bélgica INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO Pozo 3: Estadio Barrio Las Palmas INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO Pozo 4: Barrio Santa Rosa INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO Pozo 5: La Independencia Barrio San Vicente INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO Pozo 6: Estación Principal La Independencia INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO ESTACIONES DE BOMBEO 6 (UNA BOMBA EN CADA POZO 1 ESTACIÓN LA INDEPENDENCIA INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO ALMACENAMIENTO El sistema de agua potable actual cuenta con un tanque de almacenamiento que se encuentra en la Estación Principal La Independencia y que reúne los caudales que se extraen de los pozos número cinco y seis, con un volumen de 240 m3. Existen tres tanques elevados de almacenamiento en mal estado han cumplido su vida útil y no forman parte de la red de agua potable de la ciudad. INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO RED DE DISTRIBUCIÓN El GADM proporcionó el catastro de redes dibujado a mano sobre un plano de la ciudad 8 Excavaciones aleatorias para comprobar los datos Pasar a plano de excavaciones en autocad INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO REGISTRO FOTOGRÁFICO INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO CATASTRO DE USURIOS INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO

INVESTIGACIÓN DE CAMPO

MODELACIÓN Y CALIBRACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA CONCORDIA INTERACTUAR CON EPANET CIVIL 3D EPACAD EXCEL

MODELACIÓN DEL SISTEMA

COBERTURA TERRITORIAL MODELACIÓN

COBERTURA POBLACIONAL

COBERTURA POBLACIONAL

DOTACIÓN La unidad de agua potable proporciona los registros de mediciones de un grupo de abonados que cuentan con medidores en buen estado y que están dentro de las rutas que fueron inspeccionadas en cada mes. No se pudo contar con mas registros debido a que el lote de medidores del sistema está en mal estado y el personal para realizar la lectura de contadores es reducido.

CAUDAL MEDIO DIARIO La unidad de agua potable proporciona los registros de mediciones de un grupo de abonados que cuentan con medidores en buen estado y que están dentro de las rutas que fueron inspeccionadas en cada mes. No se pudo contar con mas registros debido a que el lote de medidores del sistema está en mal estado y el personal para realizar la lectura de contadores es reducido.

El valor obtenido de 0.008584335 litros / segundo es la demanda unitaria por cada abonado que es multiplicado por el número de usuarios de cada nodo de demanda.

ÍNDICE DE AGUA NO CONTABILIZADA

𝐼𝐴𝑁𝐶= 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑥100% Existen varias fórmulas y metodologías para calcular el IANC, y para este trabajo de titulación se utiliza la siguiente expresión: 𝐼𝐴𝑁𝐶= 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑥100% El término NO CONTABILIZADA se refiere al volumen de agua que no es facturado, y que luego de ser producido, se pierde ya sea por fugas a causa de roturas en las tuberías, conexiones clandestinas, manipulación de medidores de caudal en acometidas domiciliarias, etc

Aplicando la fórmula del Índice de Agua No Contabilizada (IANC) se obtiene: 𝐼𝐴𝑁𝐶= 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎𝑑𝑜 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑥100% 𝐼𝐴𝑁𝐶= 76 52.23 76 𝑥100%=31.28%

PROYECCIÓN AL AÑO 2040 Tasa de crecimiento de 3.21% y población proyectada al 2017 de 34638 habitantes (Población de servicio 2017 adoptada para la modelación) Índice de Agua No Contabilizada de 31.28% (8.1 ÍNDICE DE AGUA NO CONTABILIZADA) Dotación de 168.56 L / hab. / día (Tabla 38: Demanda real de AA.PP. por abonado año 2016) Porcentaje de cobertura del servicio de 37.97% de población atendida (7.2.4.2 Cobertura poblacional)

La capacidad actual del sistema para producir agua es de 76 l/s, que se transforman en un caudal efectivo de 52.22 l/s luego de aplicar el 31.28% de pérdidas del sistema. Esto quiere decir, según la Tabla 72, que el sistema puede servir a la población hasta el año 2019 con las siguientes consideraciones: Disminuir el IANC a 30% Se puede elevar la cobertura hasta un 38% (prácticamente no varía con la cobertura actual de 37.97%) Rehabilitar la tercera bomba de la estación La Independencia para agregar al sistema 15l/s. Se proyectan los datos hasta el año 2040 con las siguientes condiciones: El Índice de Agua No Contabilizada debe disminuir en los años 2022, 2031 y 2037 a valores de 28%, 25% y 20% respectivamente La cobertura del servicio debe aumentar en el año 2020 al 40%, en el año 2022 al 50%, en el año 2024 al 60%, en el año 2026 al 70%, en año 2031 al 80% y en el año 2040 al 85%. Debe entrar en operación un nuevo pozo profundo en el año 2022, con un caudal aportante al sistema de 15 l/s para satisfacer la Demanda Máxima Daria proyectada para ese año. En al año 2024, la demanda de agua exige una nueva fuente de agua de 35 y para el 2031 de 20 l/s mas, por lo que recomienda una captación del Río Blanco. El punto mas alto y mas cercano a la red desde el Río Blanco está 177.07 m.s.n.m. y en línea recta 777 metros.

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

GRACIAS