http://hdl.handle.net/20.500.12013/685 2026-07-02T15:57:24Z http://hdl.handle.net/20.500.12013/2463 Análisis hidráulico de la red de distribución y de líneas de coducción, de la ciudad de Matamoros, Tamps. Alcocer Yamanaka, Víctor Hugo; Rodríguez Varela, José Manuel En el Capítulo 2 y 3 se toca el tema referente a la construcción del modelo de simulación y Su Calibración. Se construyó el modelo de simulación completo de la red de distribución para esto se introdujo el total de la planimetría (nodos y tramos) dentro del modelo en formato InfoWorks WS®. La red de agua se conformó por 11463 tramos y 8885 nodos, 157,737 usuarios (customer points). En cada tramo se tiene el diámetro, longitud y coeficiente de rugosidad. Además se construyó el modelo digital de elevaciones (MDE), lo que permite contar con la topografía con isolíneas a cada 50 centímetros. Con el MDE se incorporan las elevaciones sobre el nivel del mar en cada nodo del modelo de manera automática, lo que permite un ahorro en el tiempo en la captura del mismo. En el proceso de construcción del modelo se detectaron y corrigieron 1250 inconsistencias tanto en la primera y como en la segunda etapa de revisión del catastro de la red de distribución de agua de la ciudad de Matamoros, por lo que esta actividad sirvió para actualizarlo Se cuenta con el modelo de simulación de la red de distribución completo y calibrado, incluye la totalidad de: tramos y nodos de la red, tanques elevados, equipos de bombeo de las cuatro plantas potabilizadoras con sus curvas características de operación, horarios de operación de los equipos de bombeo, zonas de tandeo, llenado y vaciado de tanques, localización y operación de rebombeos en diversas zonas de la ciudad. El modelo de simulación se tiene en dos plataformas de simulación: Infoworks WS y EPANET, lo que facilita la utilización del modelo para todo el personal de la JAD que así lo deseé. Es importante mencionar que dentro del modelo de simulación ya se incluyó la conducción de agua hacia el Mezquital, misma que será puesta en marcha este año 2009 y que ya esta contemplada tanto en el modelo de Infowork WS como EPANET. En el Capítulo 4 se toca el tema de la revisión hidráulica de la conducción al Mezquital: • Es necesario considerar la incorporación de válvulas eliminadoras de aire instalada sobre la válvula de admisión y expulsión. Lo anterior obligará la salida del aire atrapado durante la operación normal del acueducto, permitiendo obtener una mayor eficiencia en la conducción. De lo contrario se reducirá la capacidad de transporte del conducto. • De acuerdo con la normatividad local emitida por la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), específicamente en su Norma Técnica NT-012-CNA-2001, se establece la instalación de válvula mixta en tramos largos con pendiente uniforme (sea paralela, ascendiendo o descendiendo respecto al gradiente hidráulico) en intervalos de entre 500 a 1000 metros. • Asimismo la American Water Works Association (AWWA) establece instalar una válvula combinada (admisión, expulsión y eliminadora) en el inicio y final de la sección horizontal, asimismo para aquellos que la tubería presenta la longitud elevada, es recomendable considerar estas válvulas en intervalos de 400 a 800 metros. Lo anterior se debe a la complicada evacuación del aire a través de una tubería horizontal o de pendiente muy suave, dado que se presentan velocidades muy bajas. • La tubería de cuatro pulgadas ubicada al final de la conducción repercute de forma significativa en la presión de llegada y operación del tanque “Las Higuerillas”. • Considerando un caudal de salida de 16 L/s (máximo horario) producto de dos bombas operando en el cárcamo y 105 metros de columna de agua en el mismo sitio, se asegura el suministro de agua hasta la última localidad que suministra el acueducto, sin embargo se tiene la restricción de la clase de la tubería, en el tramo ubicado entre San Lorenzo y el kilómetro 60+000. • Se realizaron diferentes escenarios considerando las condiciones hidráulicas del punto anterior, destacan aquellos que involucran la incorporación de tomas adicionales (registradas y clandestinas). Para el caso de extraer un caudal mayor a 8 L/s adicional, los tanques “Higuerillas” y “El Mezquital” sufrirían las consecuencias. Esto resulta de relevancia si consideramos que la población ubicada en la localidad de “Higuerillas”, representa el 55% del total de la población beneficiada por el proyecto. • La infraestructura instalada actualmente (tubería, tanques, etc) producto del proyecto, permite un suministro mayor a los 80 litros por segundo. En el Capítulo 5 se diseñaron 19 reforzamientos en las zonas de la ciudad que presentan baja presión, esto con ayuda del modelo de simulación de la red de distribución. Estos reforzamientos son acciones inmediatas que puede implementar la JAD para mejorar el servicio de las zonas en que se recomienda su instalación con un costo mínimo. En total se recomienda la instalación de 4881 metros de tubería de diverso diámetro. Además se recomienda continuar con las acciones de sectorización de la red de distribución que en el capítulo 6 se comentan con más detalle. En el Capítulo 6 que trata de la sectorización de la red: Como primera acción se recomienda a la JAD iniciar los trabajos en la delimitación de las zonas de influencia de los 4 tanques elevados, esto con la finalidad de garantizar un buen funcionamiento de los mismos y que cumplan con su tarea de regular las variaciones de la demanda de agua. De acuerdo al caudal que se puede suministrar desde las diversas plantas potabilizadoras a cada uno de los Tanques se definió la zona de influencia de los mismos cuidando de no rebasar la capacidad de regulación de los mismos. El tanque que se aproxima a la capacidad de regulación de acuerdo con su zona de influencia es el Tanque 3; éste oscila los 4007 m3 que demanda su zona de influencia con respecto a los 3800 m3 de capacidad del tanque. Los otros tres tanques su capacidad de almacenamiento es mayor que la capacidad de regulación de las zonas de influencia asignada. Para aprovechar en mayor medida la ubicación de las plantas potabilizadoras se decidió dividir la ciudad en 61 sectores en función de la zona de influencia de cada planta. De esta manera se recomienda la ampliación de la Planta Paquete 2 hasta un caudal de 317.4 l/s y que de esta manera suministre agua a la parte sur oriente de la ciudad dividida en 6 sectores. En la Planta potabilizadora 1 se recomienda la instalación de un nuevo rebombeo en la Lauro Villar para que alcance a suministrar con buena presión las zonas de influencia de PP1 Sectores 2, 3 y 4. En los otros sectores de esta zona de influencia se requerirán de trabajos menores para su aislamiento. En cuanto a la Planta Potabilizadora 2, es la zona de influencia que contará con la mayor cantidad de sectores en total son 37. De ésta en el bombeo hacia el Cefereso, son necesarias dos acciones: la primera, desincorporar algunos de las zonas de la ciudad que actualmente se suministran con la conducción de este rebombeo y la segunda, es la instalación de un rebombeo nuevo antes de la colonia Fidel Velásquez con la finalidad de garantizar las presiones de suministro mínimas en las zonas de influencia de los sectores localizados al poniente de la ciudad. El bombeo directo a red desde la planta potabilizadora 2, su zona de influencia requerirá de adecuaciones importantes ya que se concentra la mayor cantidad de sectores, además de la instalación de un rebombeo que suministre agua la zona del PP2 sector 19. Se recomienda que el caudal producido en la Planta Paquete 1 se envíe directamente al Tanque 1 y de ahí se suministre a la red de distribución asignada a dicho tanque. De la sectorización el costo total es de $127,600,637 pesos para las cuatro zonas de influencia: Plantas Potabilizadoras1 y 2 y Plantas Paquetes 1 y 2. Los costos de inversión de la sectorización a corto plazo son de $31,026,707 en el que se consideran los cuatro tanques elevados; a mediano plazo es de $54,350,392, que toma en cuenta las zonas de influencia de la Planta Paquete 2 y la línea de suministro al Cefereso; y por último a la inversión a largo plazo que es de $42,223,538 que es el resto de la red de distribución. Para una inversión anual de 5 millones de pesos la sectorización se llevaría a cabo en un plazo de casi 26 años, las acciones a corto plazo se cumplirían en un tiempo de 6 años aproximadamente, las de mediano plazo en un lapso de 18 años y las de largo plazo hasta los 26 años. Si se invierten 10 millones de pesos al año, la sectorización total de la red sería de 13 años, donde las acciones a corto plazo se cumplirían en 3 años aproximadamente y las de mediano plazo en un poco más de 8 años. El Capítulo 7 sobre la verificación de micromedidores, es posible concluir lo siguiente: • De acuerdo con la NOM-012-SCFI-1994 se establece que los micromedidores ubicados dentro de la red de distribución de la ciudad de Matamoros, presentan generalmente errores por encima de los límites máximos permisibles en el caudal mínimo. • Con base en el resumen de errores es posible determinar que los micromedidores de las marcas CICASA, RECORDALL y SCANCODER resultaron mayores deficientes en el rango de caudal. • Asimismo el promedio global de la muestra de 402 micromedidores presenta un error global en Qmín de -7.40% y -1.52%, lo que se traduce en tres situaciones que inciden directamente en el Organismo Operador: 1) Los micromedidores están sometidos a una operación hidráulica deficiente proveniente de la red de distribución, 2) Mala selección del tipo de micromedidor, 3) Pérdidas en términos de facturación y con ello de cobranza en el departamento comercial, producto de la submedición que presentan los micromedidores. • Es necesario en el futuro establecer un programa de instalación de micromedidores en lugares donde el Organismo Operador obtenga mayores consumos en términos de facturación. Lo anterior es posible a través del Sistema de Información Geográfica que el personal del IMTA realiza para la Junta de Aguas y Drenaje de Matamoros, Tamaulipas. • Además de coordinar los esfuerzos de las Gerencias Técnica y Comercial de la JAD en la instalación futura de los micromedidores, y conociendo las deficiencias en el gasto mínimo, es posible subsanar esta situación considerando instalar en el futuro micromedidores con Clase Metrológica C. • El medidor Clase “C” abarca un rango mayor de qmín comparado al Clase “B”. Por ejemplo, si consideramos un caudal similar a los 1500 l/hora (N≥1.5), la NOM-012-SCFI- 1994 establece lo siguiente: Tabla 1.1. Clasificación de los medidores de acuerdo a los valores de qmín y qt Clase A qmín Para n<1,5 0,04N Para n≥1,5 0,08N qt Para n<1,5 0,10N Para n≥1,5 0,30N Clase B qmín Para n<1,5 0,02N Para n≥1,5 0,03N qt Para n<1,5 0,08N Para n≥1,5 0,20N Clase C qmín Para n<1,5 0,01N Para n≥1,5 0,006N qt Para n<1,5 0,015N Para n≥1,5 0,015N De la tabla anterior se obtiene que, el caudal mínimo (qmín) para medidor Clase C (n≥1,5) será igual a 9 L/hora (0.006 x 1500). Este valor resulta de un orden de magnitud menor comparado con 45 L/hora (0.03 x 1500) de aquellos medidores Clase B (n≥1,5). Por tanto, en caso de seguir con la política de operación actual en la red de distribución de la ciudad de Matamoros (baja presión) y la promoción de instalación de medidores, se recomienda instalar aquellos con mayor rango en el caudal mínimo, esto es, medidores con clase metrológica “C”. Lo anterior disminuirá la submedición reportada en este estudio por el IMTA. • Asimismo es necesario incrementar y/o mejorar las condiciones hidráulicas de la red de distribución de agua de la ciudad, a través del mantenimiento preventivo o correctivo en los equipos de bombeo de las plantas de bombeo, con el objetivo de incrementar la presión en el sistema. • Los tanques 2, 3 y 4 deberán operar de forma eficiente, garantizando una presión constante a la red de distribución, aunado a un programa de definición de sus respectivas áreas de influencia. Esto contribuirá el incremento de los caudales mínimos que se presentan actualmente en los micromedidores de los usuarios. • Finalmente existen dentro del sistema de la red de distribución, circuitos hidráulicos de tubería principal que no han sido cerrados, razón por la cual es necesaria la inversión y diseño de tuberías de reforzamiento. En el capítulo siguiente se detallará este diseño con base en el modelo de simulación hidráulica abordado previamente en el capítulo uno, del presente documento. En cuanto a la Evaluación de Macromedidores en el Capítulo 8 se muestra que el comportamiento de consumo varía de una empresa a otra, esto depende del giro de la empresa y de la forma de consumo; estén las empresas no sigue un patrón de consumo, incluso en mediciones de la misma empresa y se evalúan por más de un día. Esto nos lleva a concluir que el consumo de una empresa varía día a día, por tal motivo el consumo de un día no debe tomarse como referencia para extrapolar el consumo semanal, mensual o anual. Sin embargo, es evidente que dos empresas registran un volumen menor al facturado por la JAD: Holiday Inn y Stepan. Por esta razón, requieren de una medición con mayor duración con el objetivo de precisar el volumen que la JAD deja de facturar y por tal motivo representa una pérdida económica. En el Capítulo 9 de la evaluación de fugas en el parque industrial se puede concluir lo siguiente: • La sumatoria del caudal en los puntos que sale agua fuera del Parque Industrial (de muestreo #7, #3 y #4) asciende a 23 litros por segundo. Cabe recordar que la producción e agua en la Planta Paquete 2 hacia la Zona Industrial resulta de 43 litros por segundo. • Al comparar el caudal suministrado y la sumatoria de gasto en los puntos de muestreo #7, #3 y #4, resulta una diferencia de 20 Litros por segundo. • Ello significa que el caudal consumido por el Parque Industrial incluido fugas son 20 litros por segundo. Ello difiere únicamente en 5 litros por segundo aproximadamente al compararse con el caudal facturado por el Departamento de Facturación de la JAD. • Por lo que es evidente, que el 41% del caudal suministrado al Parque Industrial es enviado a los Fraccionamientos Las Gaviotas, Fuentes del Valle, Moreno, Marcelino Miranda, Bagdad, entre otros. 2009-12-31T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.12013/2459 Diagnóstico ambiental de la Cuenca del Río Sabinal Instituto Mexicano de Tecnología del Agua Como resultado del diagnóstico realizado sobre las descargas y embovedados se define la problemática del río Sabinal en cuatro zonas: La primera que inicia en su nacimiento en el sitio denominado cerro Burro y hasta la confluencia del río Sabinal con el río Bochil, que conduce aguas residuales de la ciudad de Berriozabal. En esta zona la calidad del agua es buena, no se aprecian descargas de aguas residuales y el uso que se le da al agua es para abrevadero de animales y riego de frutales y jardines de los terrenos colindantes. También existe una granja piscícola que toma agua el río para el llenado de los estanques. Después de la confluencia referida, el agua que se transporta es literalmente agua residual, que da inicio a la segunda zona de análisis de problemática. La tercera zona identificada inicia justo detrás de las instalaciones de la Comisión Federal de Electricidad, frente al club campestre de la ciudad de Tuxtla Gutiérrez en el poniente de la ciudad, y concluye hasta el cruce del río Sabinal con la calle 16 Poniente, Norte. Esta zona presenta en su inicio carencia de agua circulante, considerando que el estudio se realizó en época de estiaje bajo la consideración de que en esa época el agua circulante no será pluvial y se podrá evaluar el origen del agua de forma directa. Es en la colonia Terán donde inician a aparecer descargas domésticas, su magnitud y frecuencia no es grave y se presume que las conexiones existentes se deben a incapacidad del SMAPA para regularizar las descargas al río, ya que existe infraestructura de drenaje en la colonia. La calidad aparente del agua en esta zona no es mala, su aspecto es claro y no se percibe olor. La cuarta zona de evaluación corresponde a la región que inicia en el cruce de la calle 16 poniente con el río Sabinal, y concluye en el cruce del río con el libramiento norte. A lo largo de esta región existe gran cantidad de descargas pluviales y de aguas residuales, se cuantificó aproximadamente el 60% del total de las descargas identificadas a lo largo del río Sabinal. La solución real del problema de descargas consiste en la regularización de las descargas identificadas a las redes de colectores, subcolectores y atarjeas existentes en la ciudad. Sin embargo y dada la complejidad que implica la tarea de regularización, misma que deberá iniciarse a la brevedad, se propone la construcción de 15 cárcamos de bombeo. Cada uno de los cárcamos propuestos corresponde con las descargas de mayor impacto identificadas a lo largo del cauce del río. La operación de los cárcamos se considera solo en época de estiaje y no representa una solución definitiva al problema, sino por el contrario, una solución temporal mientras se regulariza el total de las descargas identificadas a las redes de drenaje. Se presenta el anteproyecto de cada uno de los cárcamos propuestos. Finalmente la zona terminal del río Sabinal, donde la totalidad de las descargas obedecen a fallas de los colectores marginales existentes que derraman las aguas residuales al río. Esta situación requiere la atención del SMAPA, pues se debe a falta de mantenimiento de los colectores marginales. 2009-04-30T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.12013/2458 Estudio con el análisis de escenarios de modelación de la unión de la laguna de Las Garzas con la dársena de San Pedrito en Manzanillo, Colima Morales Pérez, Rubén A.; Aguilar Chávez, Ariosto; Laurel Castillo, Jorge Armando; Vélez Muñoz, Héctor S.; Mejía Astudillo, Víctor; Hernández Meza, Daniela Como parte de la rehabilitación de la laguna de Las Garzas y de la ampliación del puerto de Manzanillo, se llevo a cabo la modelación hidrodinámica de la condición actual del puerto y de la condición de proyecto, con la laguna de las garzas comunicada a la dársena. En zonas costeras el principal mecanismo de forzamiento es la marea, por lo tanto, para el estudio sólo se considero el forzamiento de la marea. Para establecer cuantitativamente las corrientes inducidas por la marea, se llevo a cabo una campaña de medición de corrientes al interior del puerto. Los resultados de las mediciones permiten establecer las condiciones ambientales que prevalecen al interior del puerto y asimismo, verificar y ajustar los resultados de las simulaciones numéricas bajo condiciones actuales. Finalmente, para la condición de proyecto se establece la circulación e intercambio de masa de agua entre la laguna de Las Garzas y la dársena. Para esto se llevaron a cabo simulaciones de la dispersión y mezcla de la salinidad en la condición de apertura de la laguna de Las Garzas con la dársena (escenario 1), y de la pluma de descarga de la planta de tratamiento (escenario 2), ambos escenarios bajo diferentes condiciones de marea. 2009-05-31T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.12013/2457 Suministro, instalación, pruebas y puesta en servicio de medidor de flujo por ultrasonido e integración al actual sistema de monitoreo en la Central Hidroeléctrica La Villita Millán Barrera, Cecia; Aguilar Chávez, Ariosto; Mejía Astudillo, Víctor; Reza Arzate, Guillermo; Tamari Wagner, Serge En el presente documento se presenta una descripción detallada de las actividades resultantes del seguimiento y ejecución a los objetivos estipulados en el proyecto convenido este año entre la Coordinación de Generación Hidroeléctrica de la Comisión Federal de Electricidad; CFE y la Subcoordinación de Hidráulica Ambiental del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua; mismos objetivos que para su valoración se transcriben aquí. • Suministro del sistema de medición de tipo ultrasónico intrusivo de 4 pares (8 sensores) que mida con una exactitud menor al 2% del caudal circulante en la conducción o como lo establece la norma IEC:60041:1991. • Instalación del sistema de medición incluyendo el suministro de materiales y equipo para su correcta colocación. • Integración, a través de programación necesaria para la medición de ultrasonido al sistema de monitoreo que permita conocer la eficiencia, y todas las variables medidas y calculadas de la unidad. • Pruebas y puesta en servicio del sistema de medición el cual incluye: Modelación Numérica del flujo en la obra de toma de generación, verificación del funcionamiento del medidor, análisis de incertidumbre de la medición y elaboración del Informe Final. De las actividades anteriores sólo la primera se llevó a cabo completamente. El equipo de medición ultrasónico a instalar fue adquirido por el IMTA y cumple con los requisitos de precisión de la medición de la norma IEC 60041:1991 y ASME PTC-18 como se detalla en el manual de la unidad electrónica. Se traspasó el resguardo tanto del medidor como del sistema de sujeción a la Central Hidroeléctrica "La Villita", como representante de la Comisión Federal de Electricidad, según consta en la minuta correspondiente (9 de noviembre de 2009). Pasando al punto principal, el de la instalación y puesta en servicio del sistema de medición, no fue posible concretarlo debido a los imponderables mencionados en la minuta correspondiente (7 de noviembre de 2009). Estos fueron el desprendimiento del calafate de la compuerta en al menos dos ocasiones y el insuficiente desagüe en la zona en donde se planearon llevar a cabo los trabajos. La unidad inicialmente se entregaría el 19 de octubre pero se entregó hasta el día 26 de octubre fecha en que se iniciaron los trabajos planeados en el periodo de mantenimiento, lo cual, aunado a las veces en las que el conducto a presión se inundó, en las cuales se implementaban soluciones (que demoraban de 2 a 3 días) con las que parecía que por fin se bajaría el tirante de agua a una altura de 10 a 20 cm como se solicitó con antelación para llevar a cabo la instalación con seguridad, el tiempo transcurrió acortándose para llevar a buen término los trabajos. La fecha fijada por CFE para abandonar la unidad fue el 29 de noviembre del año en curso, El día 7 de noviembre en la zona de trabajo había un tirante aproximado de 2.0 m y se estimaba que tardaría en desaguarse en 3 días como mínimo. Ante este escenario ya no era posible desarrollar los trabajos y salir de la unidad en la fecha establecida por la Central ya que el cronograma del IMTA contemplaba la duración de los trabajos dentro de la unidad en 25 días. Otro situación imprevista fue que el IMTA tenía planeado entrar por el vano de la compuerta pero por el desprendimiento repetido del calafate de las compuertas y a que no se tenia la certeza de que no volviera a ocurrir, la Superintendencia de la Central cuidando aspectos de seguridad en el trabajo solicitó al IMTA accesar y sacar los cables por el pozo de oscilación. Más tarde, en una reunión entre la Central y el IMTA se expusieron y comentaron los hechos y las alternativas para solucionar estas situaciones, concluyendo finalmente que lo mejor era reprogramarlos para el año entrante previa negociación con las contrapartes correspondientes, como se lee en la minuta de trabajo emitida en esa fecha (7 de noviembre de 2009). Por lo anterior la tarea se suspendió, a la espera de que como lo previene el convenio general entre la CFE y el IMTA, sea reprogramada. En cuanto a la actividad tres, se terminó la aplicación informática, es decir la interfaz gráfica, faltando las pruebas e implementación en el sistema de monitoreo local de la Central. De la actividad cuatro sólo se entregará el informe final. Dado que durante el año se realizaron las tareas como: diseño de los elementos de sujeción, modelación numérica del flujo, desarrollo del software para la interfaz gráfica, el aprovisionamiento de los recursos humanos y materiales, los trabajos de logística para el transporte del material y del personal en el lugar de la instalación; se reportan en el presente documento. 2009-12-31T00:00:00Z http://hdl.handle.net/20.500.12013/2456 Recomendaciones técnicas para la instalación y uso de medidores de flujo Tamari Wagner, Serge; Aguilar Chávez, Ariosto; Escalante Estrada, Mauricio; Pedroza González, Edmundo; Arroyo Correa, Víctor 2009-12-31T00:00:00Z