Metodología para la calibración preliminar de modelos de redes de distribución de agua mediante la utilización conjunta de demandas y consumos dependientes de la presión

Abstract

[EN] Hydraulic models of water distribution systems are widely used by water utilities and consultants to assist in planning, design, evaluation of the operation, analysis of energy management and water quality analysis; and lately have gained importance among the regulatory community water services for decision-making regarding consumer safety and capital investment, becoming an indispensable tool for supply management. Thus, the more accurate the hydraulic model, it is more reliable as a support tool for decision making, and therefore this calibration is a fundamental requirement at the time of development. This investigation work proposes a methodology for preliminary calibration of hydraulic models. Based on a number of assumptions and theoretical formulations advanced calibration techniques. The proposed methodology is based on the modeling of the pressure-dependent demands, spatially distributed according to the length of the pipes and the level of estimated leakage for network sectors defined in the distribution system. It consists of four basic processes that seek to gauge the overall emitter leakage, determine the coefficients of the consumption pattern for the base demand, adjust the valve loss coefficients, and calibrate the leakage emitters assigned to the nodes of the hydraulic model. To validate the proposed methodology, it has been applied in three case studies; sectors of the water distribution system with different volumetric flows belonging to the water supply system of the city of Guayaquil (Ecuador).

[ES] Los modelos hidráulicos de redes de abastecimiento de agua son ampliamente utilizados por empresas de abastecimiento y consultores para asistir en tareas de planificación, diseño, evaluación de la operación, análisis de gestión energética y análisis de calidad del agua; y últimamente han ganado importancia entre la comunidad de reguladores de servicios de agua para la toma de decisiones relativas a la seguridad del consumidor y de inversiones de capital, convirtiéndose en una herramienta indispensable para la gestión del abastecimiento. Es así que mientras más preciso sea el modelo hidráulico, resulta más confiable como herramienta de apoyo para la toma de decisiones, y por lo tanto la calibración de éste resulta un requisito fundamental al momento de su desarrollo. El presente Trabajo de Fin de Máster propone una metodología para la calibración preliminar de modelos hidráulicos. Fundamentada en varias de las hipótesis utilizadas como formulaciones teóricas para las técnicas de calibración avanzada. La propuesta metodológica está basada en la modelación de demandas dependientes de la presión, distribuidas espacialmente en función de la longitud de las tuberías y del nivel de fugas estimado para sectores de red definidos en el sistema de distribución. Se compone de cuatro procesos básicos que buscan calibrar el emisor global de fugas, determinar los coeficientes del patrón de consumo para la demanda base, ajustar los coeficientes de pérdida de válvulas, y calibrar los emisores de fuga distribuidos en los nudos del modelo hidráulico. Para validar la metodología propuesta, ésta se ha aplicado a tres casos de estudio; los cuales consisten en sectores de red de distribución con diferentes rendimientos volumétricos, pertenecientes al sistema de abastecimiento de agua de la ciudad de Guayaquil (Ecuador).