Paper Modelamiento Red De Agua

 
DISEÑO FIABLE EVOLUTIVA Y OPTIMIZADO DE REDES DE DISTRIBUCION DE AGUA
POTABLE (ALGORITMOS GENETICOS).
RESUMEN.
El diseño de menor coste de los sistemas de abastecimiento y redes de distribución de agua
potable, es un asunto al que los investigadores hidráulicos han dedicado un gran esfuerzo.
Aunque su aplicación práctica es muy reducida, debido a la complejidad de las metodologíasempleadas y a sus limitaciones. Un comportamiento más flexible de las redes se obtiene
aplicando el concepto todavía borroso de fiabilidad. Pero su aplicación incrementa la dificultad
para la resolución del problema de diseño. Nuevas formulaciones serán necesarias para conseguir
una aplicación práctica.
En el presente trabajo se realiza el modelamiento de la localidad de Vila Vila ubicado en eldepartamento de Tacna con el uso del software WaterGEMS entorno ArcGIS, con aplicación de
herramientas de diseño y optimización como el TRex y Darwin Designer que está programado con
el algoritmo genético para tener como resultado optimo fiable de la red de distribución de agua
potable.
1. INTRODUCCION.
Un sistema de distribución de agua en su sentido más amplio, está constituido por: lacaptación, el tratamiento, el almacenamiento y la distribución del agua, desde las fuentes a los
consumidores. El objetivo de un sistema o red de distribución de agua es, suministrar la
cantidad requerida de agua, con una calidad específica y presión mínima, desde las fuentes a
los consumidores.
Desde un punto de vista topológico, un sistema de distribución de agua, está constituido por
líneas ynudos. Las líneas representan a las tuberías, bombas y válvulas, y los nudos se
identifican con los puntos de consumo y entrada de agua, y con las conexiones entre líneas. El
estudio de un sistema de distribución de agua se puede realizar respecto a uno o varios de los
siguientes aspectos: análisis, trazado, optimización económica, rehabilitación, fiabilidad,
operación, etc. Para el análisis deun sistema de distribución de agua se han desarrollado
diversas técnicas que aun a pesar del tiempo mantienen su vigencia en la actualidad tales
como: los métodos de Hardy Cross, el método Lineal o los métodos de Newton-Raphson., sin
embargo hoy en día se tienen nuevas técnicas como son el método de gradientes, el método
de los algoritmos genéticos, en el presente trabajo nos centraremos en eldiseño fiable
evolutivo referido al diseño económico de un sistema de distribución del agua, compuesto por
tuberías y depósito. El dimensionado propuesto mediante operadores genéticos, pueden
aplicarse tanto a redes nuevas, como a la ampliación de sistemas existentes, o a la
rehabilitación de redes existentes.
2. FORMULACION DEL DISEÑO FIABLE EVOLUTIVO OPTIMIZADO.
El diseño optimo de unamodelación hidráulica fiable para un trazado dado, y un conjunto
especifico de modelos de demanda para los nudos, consiste en encontrar la combinación de
tamaños de las tuberías y otros componentes, que proporcionen un coste mínimo del sistema,
cumpliendo las restricciones impuestas, para cumplir con todo los propósitos se tendrá como
base el Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú.
Lafunción objetivo a minimizar, la expresaremos como:

CTOTAL  a t .C t  a d .C d  a b .C b  a v .C v  C e  C m
 

(1)

INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA
www.construccion.org / icg@icgmail.org /Telefax: (01) 421-7896

 
Sujeto a:
Continuidad del flujo en los nudos (ecuaciones de continuidad).

Q

  Q sa  qi

in

i

(2)

i

Donde:

Q



in

Sumatoriade Flujo o Caudales que ingresan a la red.



Sumatoria de Flujo o Caudales que salen de la red (Demanda).

i

Q

sa

i

qi 

Demanda en el nudo.

Perdida de carga en los circuitos (conservación de la energía).

h

L

m

  EP

(3)

m

Donde:

h

L



Sumatoria de pérdidas de carga en el circuito.



Sumatoria de energía de bombeo.

m

E...