Simulación hidráulica de los sistemas urbanos de distribución de agua con funcionamiento intermitente

1. Resumen
3. Conclusiones
4. Recomendaciones
5. Bibliografías

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.