Elaboración del modelo matemático de la red de distribución de agua potable de la ciudad de Zaruma (Ecuador) y propuesta de mejora.

Abstract

[ES] El presente trabajo consiste en la construcción de un modelo matemático de la red de agua potable de la ciudad de Zaruma (Ecuador) representado como un esquema simplificado de líneas y nodos que representan tuberías, puntos de consumo, válvulas, y otros elementos que en su conjunto permitan simular, analizar y evaluar su comportamiento. La red analizada corresponde a una nueva red que está actualmente en etapa constructiva, que reemplazará a la que está en funcionamiento desde el año 1972. Esta red abastece a la parroquia urbana Zaruma ubicada al sur oeste del Ecuador, con una población de alrededor de 9677 habitantes. Para la creación de este modelo se emplean los softwares Epanet, autocad, epacad, excel, arcmap, partiendo de la información base que ha sido proporcionada por el GAD Municipal de la ciudad. Este modelo servirá para tener representada la red de agua potable de la ciudad y entender su comportamiento, observando las deficiencias en su funcionamiento, así como para poder simular escenarios futuros y conocer su respuesta a ampliaciones. La red de agua potable se abastece de un depósito de 300 m3 ubicado a la salida de la planta de tratamiento, desde donde se distribuye a los diferentes sectores de la ciudad, tiene 9 depósitos y su longitud es 44.66 km, en su mayor parte es ramificada, aunque también tiene zonas malladas. Terminado y revisado el modelo se realiza el diagnóstico del sistema identificando que existen presiones de servicio sobre el valor de presión mínima requerida (15 mca), y en un área reducida presiones por debajo de este valor. Para obtener un mejor rendimiento de la red se plantea propuestas para su mejora, dirigidas hacia una adecuada gestión de presiones y reducción de volumen de fugas. El modelo construido corresponde a una propuesta de modelo inicial ya que a partir de éste cuando la red esté operativa, se tendrá que realizar calibraciones con datos de la red en funcionamiento, datos que ahora no se tienen disponibles. Finalmente, se cuantifica la mejora de la red valorando su nuevo rendimiento, presiones medias, y se estima el ahorro que implicaría la toma de las estrategias propuestas.

[EN] The present work consists of the construction of a mathematical model for the drinking water network of the city of Zaruma (Ecuador) represented as a simplified schematic of lines and nodes which represent pipes, consumption points, valves, and other elements that as a whole allow to simulate, analyze and evaluate their behavior. The analyzed network corresponds to a new network that is currently in the construction phase which will replace the one that has been in operation since 1972. This network supplies the Zaruma urban parish located in the south-west of Ecuador, with a population of around 9,677 inhabitants. To create this model, the software Epanet, Autocad, Epacad, Excel and arcmap were used, starting from the base information provided by the Municipality (GAD) of the city. This model will be used to represent the city's drinking water network and to understand its behavior, observing deficiencies in its operation, as well as to be able to simulate future scenarios and find out its response to expansions. The drinking water network is supplied from a 300 m3 tank located at the outlet of the water treatment plant, from where it is distributed to the different sectors of the city. The network has 9 tanks and its length is 44.66 km. Most of its configuration is branched although there are also mesh-like zones. Once the model is finished and reviewed, the diagnosis of the system is carried out, identifying that there are service pressures above the required minimum pressure value (15 mca), and in a reduced area pressures below this value. In order to obtain a better performance of the network, proposals are made for its improvement which are directed towards an adequate management of pressures and reduction of the volume of leaks. The built model corresponds to an initial model proposal since from this, when the network is operational, calibrations will have to be carried out with data from the network in operation, data that is currently not available. Finally, the improvement of the network by assessing its new performance, average pressures is quantified, and the savings that would be implied by taking the proposed strategies are estimated.