Simulación hidráulica de los sistemas urbanos de distribución de agua con funcionamiento intermitente
Una aproximación inicial al
problema
Resumen
La intermitencia de los abastecimientos de agua potable
es un problema generalizado en la mayoría de los
países en vía de desarrollo. A
su vez es escasa la literatura técnica
que aborda estos aspectos y son pocos los investigadores que se
han dado la tarea de su estudio y simulación, y en cada caso se ha hecho
particularizado a una región.
Por otro lado la simulación de este
fenómeno en los software de análisis hidráulico existente, se
hace difícil y no se representan correctamente, debido a
que en su algoritmo de
cálculo
no se prevé la naturaleza de
la intermitencia.
Como se aprecia es necesario profundizar en el tema,
como premisa fundamental de este trabajo, en el
cual se pretende realizar una aproximación inicial al
estudio de la intermitencia, que permita exponer los elementos
que la describen y diferencian de los sistemas
continuos, además de presentar un procedimiento
general para la elaboración de modelos de
simulación hidráulica. De aquí se llega a
una mejor comprensión de la intermitencia y de los
parámetros hidráulicos que la definen,
obteniéndose las funciones que
rigen este fenómeno y su nivel de ajuste con los métodos de
simulación que generalmente se unan.
Palabras claves: abastecimiento, intermitencia,
agua, demanda,
entrega.
Abstract
From the characteristics of the water supply system in
the Cuba, such as
the water supply by schedules and to deposits, the experience in
the application of a method of networks´ hydraulic
simulation that gives satisfactory response to these premises is
presented. The advantages and disadvantages of this method are
also analyzed and a practical case study is present.
Key words: simulation, water supply, Cuba
Introducción
Muchos de los sistemas de distribución de agua potable de los
países en vías de desarrollo, no pueden prestar el
servicio de
abastecimiento de agua durante las 24 horas a todos los
consumidores al mismo tiempo.
Generalmente se hace de forma rotativa, abasteciendo cada cierto
tiempo, durante unas horas, a determinado sector en que han sido
divididas las ciudades.
Son muchos los casos de este tipo, por ejemplo en la
Ciudad de La Habana, donde se realizan suministros en horarios
que oscilan entre 4 y 12 horas al día, incluso en
días alternos (Ordás (2001). En Santiago de Cuba,
la segunda ciudad más importante de Cuba, una cifra mayor
del 68% de los consumidores reciben el agua cada 7
días y más, con un tiempo medio de servicio de 5
horas (Vega, 2003).
Como se puede observar, este fenómeno es una
necesidad que abarca a nuestro país y otros del mundo y su
funcionamiento produce consecuencias indeseables en los sistemas
de abastecimiento de agua potable, como los que a
continuación se mencionan:
- La falta de agua
- Recontaminación del agua
- Proliferación de mosquitos
Las causas de estos problemas
pueden resumirse en:
- Sobrepaso de los valores
de parámetros e hipótesis inicialmente asumidos en el
diseño. - Niveles de pérdidas de agua por fugas que
sobrepasan los límites
permisibles. - Deterioro de las actitudes
técnicas de los elementos que componen la
red. - Inadecuados sistema de
gestión técnica.
La solución de las tres primeras causas del
problema, esta en dependencia de la capacidad económica
que el país posea. Según el INRH en nuestro
país hay mas de 4000Km de redes, un 37% del total se
encuentra en mal estado y el
costo estimado de
su reparación se encuentra en el orden de los 121 millones
de CUC (Vega, 2003); por lo que hasta tanto el país no se
encuentre en capacidad de asumir tal reto, se hace necesario
buscar soluciones
técnicas que permitan aumentar la eficiencia del
sistema y optimizar los recursos
utilizados en la operación de abastecimiento.
Esta intermitencia de los sistemas de
distribución de agua es el producto de la
acumulación histórica de problemas originados por
las carencias económicas o producidas por una mala
gestión técnica.
Este deterioro que sufren los sistemas de
distribución de agua por muchos años de
explotación, sin un adecuado plan de mantenimiento,
explotación y renovación trae como consecuencia que
los diámetros de las tuberías van quedando
pequeños con el tiempo, a causa del crecimientote la
población, del aumento del consumo
humano, del propio envejecimiento de los conductos
(reducción física del
diámetro por las incrustaciones) o incluso, por el
incremento de las fugas de agua (Pérez,
1996)
.También las inadmisibles interacciones
temporales del servicio obligan al usuario a construirse
almacenamientos que los protejan de la ausencia transitoria del
suministro de agua.
Los síntomas de esta carencia son
obvios:
- Niveles de presión
en la red muy bajos. - Insuficientes suministros de agua en los puntos
más alejados y elevados de la red.
Estos abastecimientos que no se amplían, ni se
modernizan al mismo ritmo de las ciudades que debe abastecer,
acompañado del aumento de los niveles de pérdidas
de grandes volúmenes de agua que sobrepasan los
límites permisibles, encuentran como mejor defensa ante
esta marcada diferencia de ritmos de crecimiento de la
población y fugas, el brindar un servicio intermitente,
que trae como consecuencia la construcción de depósitos de agua
domiciliarios que permitan almacenar agua durante las horas de
bajo consumo, para ocultar o cuando menos disimular la
insuficiencia de la red durante las horas punta de máximo
consumo.
Son múltiples los problemas que muestra la
intermitencia y como consecuencia de ella la construcción
de depósitos de almacenamientos del preciado
líquido como son:
- Su insalubridad
- Desde el punto de vista energético es
ineficiente. - Su existencia no implica ahorro de
agua. - La interrupción temporal.
En los sistemas continuos en que el sistema de
abastecimiento de agua se produce las 24 horas del día,
las necesidades del usuario son instantáneas debido a que
los mismos no se ven en la necesidad de almacenar agua, por que
aquí las demandas están en función de
las necesidades instantáneas de cada usuario permitiendo
que el sistema trabaje presurizado, debido a que no existe un
consumo generalizado y al entregar no se produce a
depósitos sometidos a presión atmosféricas.
Ahora si el sistema funciona de forma intermitente, el panorama
es diferente. En este el servicio se realiza por ciclos, lo cual
varia según el tiempo y la zona a la que se le brinda el
servicio, existiendo una intermitencia, tanto horaria, como
zonal.
A partir de estos momentos el sistema se va a comportar
totalmente diferente, ahora la descarga es por lo general libre a
depósitos sometidos a presión atmosférica,
ya que el sistema no trabajara presurizado, con consumo
generalizado.
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