Manual de modelación y simulación de redes hidráulicas a presión mediante con EPANET

El primer objetivo de este manual es el aprendizaje y dominio de las posibilidades que ofrece EPANET en el análisis, diseño y comprobación de redes hidráulicas a presión, para obtener simulaciones lo más cercanas a la realidad del comportamiento de la red de estudio, reflejando fielmente cada elemento de la red.

El segundo objetivo consiste en recopilar los distintos conceptos físicomatemáticos necesarios para comprender las ecuaciones que rigen el comportamiento de las redes a presión, en los cuales se basa EPANET, lo que permitirá determinar las variables de estudio y parámetros que más influyen en el equilibrio hidráulico de la red. Como tercer objetivo se plantea el diseño y optimización en periodo extendido de la estación de bombeo de una red ficticia de abastecimiento, a través de un estudio técnico y económico de las distintas soluciones planteadas.

El último objetivo es la optimización de la infraestructura y régimen de explotación de una red de regadíos real, siguiendo los procedimientos estudiados con anterioridad sobre la red ficticia.

EPANET es un programa de computadora que realiza simulaciones en periodos prolongados del comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de suministro a presión. Una red puede estar constituida por tuberías, nudos (uniones entre tuberías), bombas, válvulas y depósitos de almacenamiento o embalses. Efectúa un seguimiento de la evolución de los caudales en las tuberías, las presiones en los nudos, los niveles en los depósitos, y la concentración de las especies químicas presentes en el agua, a lo largo del periodo de simulación discretizado en múltiples intervalos de tiempo.

El programa proporciona un entorno integrado bajo Windows, para la edición de los datos de entrada a la red, la realización de simulaciones hidráulicas y de la calidad del agua, y la visualización de resultados en una amplia variedad de formatos. Entre éstos se incluyen mapas de la red codificados por colores, tablas numéricas, gráficas de evolución y mapas de isolíneas.

El éxito de EPANET radica en su potente simulador hidráulico que ofrece las siguientes prestaciones:

• No existe límite en cuanto al tamaño de la red que puede procesarse.
• Las pérdidas de carga pueden calculares mediante las fórmulas de Hazen-Williams, de Darcy-Weisbach o de Chezy-Manning.
• Contempla pérdidas menores en codos, accesorios, etc.
• Admite bombas de velocidad fija o variable.
• Determina el consumo energético y sus costes.
• Permite considerar varios tipos de válvulas, tales como válvulas de corte, de retención, y reguladoras de presión o caudal.
• Admite depósitos de geometría variable (esto es, cuyo diámetro varíe con el nivel)
• Considera diferentes tipos de demanda en los nudos, cada uno con su propia curva de modulación en el tiempo.
• Permite modelar tomas de agua cuyo caudal dependa de la presión (p.ej. rociadores)
• Admite leyes de control simples, basadas en el valor del nivel en los depósitos o en la hora prefijada por un temporizador, y leyes de control más complejas basadas en reglas lógicas.

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