Cálculo de Redes de Agua Potable

El módulo opcional de cálculo de redes de agua potable tiene las siguientes capacidades y características:

  •  Puede calcular redes de distribución de agua potable abiertas, cerradas y combinadas.
  •  Balancea automáticamente cargas en nodos, distribuyendo gastos en forma proporcional a la longitud de los tramos o de acuerdo a la población alimentada.
  •  Calcula pérdidas de carga totales por el método de Hazen-Williams, Manning y Darcy-Weisbach, utilizando el método de Cross para convergencia de iteraciones en circuitos cerrados.
  •  Genera reportes de tabla de cálculo hidráulico, iteraciones y resultados finales en nodos. Estos reportes se despliegan en la hoja de cálculo de SpreadsheetGear Workbook Designer, incluida en CivilCAD, y se pueden exportar a formato Excel y texto delimitado por comas.
  •  Dibuja despiece de cruceros, con la opción de considerar diámetro uniforme en accesorios y tomar en cuenta la dirección del flujo hidráulico.
  •  Genera cuantificación de piezas especiales en cruceros, produciendo reporte de lista de materiales con descripción y cantidades.
  •  Cuenta con una lista predefinida de materiales y diámetros comerciales de tuberías para seleccionar, los cuales pueden ser editados o actualizados.
  •  Genera automáticamente el cuadro de simbología de acuerdo a los símbolos y tipos de línea utilizados en el dibujo.
  •  Cuenta con una extensa librería de detalles y notas hidráulicas para insertar de acuerdo a la escala definida.
  •  Ha sido programado utilizando lenguaje ARX/Visual Lisp, resultando un procesamiento de datos más rápido y eficiente.
  •  Puede procesar un número ilimitado de nodos y tramos de tuberías.
  •  Puede funcionar dentro de AutoCAD 2000 a 2012 en español, inglés o en cualquier otro idioma soportado por AutoCAD.

Los pasos esenciales para el cálculo de redes de agua potable son los siguientes:

  1.  Establecer la escala y límites del dibujo con la rutina CivilCAD > Preparar Hoja.
  2.  Trazar los circuitos utilizando el comando LINE (LINEA) de AutoCAD.
  3.  Utilizar la rutina para reconocer circuitos (Circuitos > Reconocer), seleccionando las líneas dibujadas e indicando diámetro  y material inicial de tuberías.
  4.  Numerar nodos con la rutina Nodos > Numerar.
  5.  Indicar nodo de alimentación, proporcionando dato de caudal de alimentación y presión inicial disponible en metros (Nodo>Indicar nodo de alimentación.
  6.  Indicar elevación en nodos (Nodos > Indicar datos > Elevación).
  7.  Indicar diámetro, material y unidades o población alimentada por cada tramo (Tuberías  > Indicar datos  > Diámetro/Material/Unidades alimentadas).
  8.  Utilizar la rutina para calcular redes de agua potable (Circuitos  > Calcular), definiendo parámetros de presión y velocidad mínima y máxima, método de cálculo, reportes a generar, número máximo de iteraciones, aproximación mínima y número de decimales.

Las rutinas restantes se utilizan para completar el plano ejecutivo como anotaciones en tuberías y nodos, inserción de detalles, notas hidráulicas, despiece y cuantificación de accesorios en cruceros.

A continuación se propone un ejercicio para el cálculo de redes de agua potable, incluyendo los pasos necesarios para completar el plano ejecutivo.

Tutorial en video:

http://www.youtube.com/watch?v=q5WJpaHvv2Q

En la mayoría de los casos se deberán aceptar los valores iniciales propuestos en las rutinas y cajas diálogo, además se considera la elevación en todos los nodos igual a cero para simplificar el ejercicio. Para una descripción detallada de todas las rutinas y opciones disponibles, por favor consulte la sección de referencia en este manual. 

1.   Utilice la rutina para preparar el área de trabajo (CivilCAD > Prepara hoja), aceptando los valores de escala 1:1000 y tamaño de hoja D (Fig. 1).

Fig. 1 Hoja preparada

2.   Active el comando LINE (LINEA) de AutoCAD para dibujar la  red de distribución. Puede dibujar cualquier tipo de red, pero para el presente ejercicio se propone una red simple como la siguiente (Fig. 2):

 

Fig. 2 Red hidráulica propuesta

No es necesario que la red se dibuje con líneas ortogonales o en ángulos exactos, solo hay que cuidar que las líneas se toquen por al menos uno de sus extremos.

3.   Active la rutina para reconocer circuitos (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Circuitos > Reconocer). Indique diámetro de tubería de 203.2mm (8") Material Plástico (P.V.C.) en la caja de diálogo (Fig. 3). Los circuitos presentarán un círculo rojo al ser reconocidos (Fig. 4).

Fig. 3: Caja de diálogo para reconocer circuitos

Fig. 4 Circuitos reconocidos

4.   Utilice la rutina para numerar nodos (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Nodos > Numerar). Acepte los valores propuestos en la caja de diálogo (Fig. 5). Indique el nodo más a la izquierda como el nodo inicial (Fig. 6).

Fig. 5: Caja diálogo para numerar nodos

Fig. 6 Nodos numerados

5.   Seleccione el nodo número 1 como el nodo de alimentación (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Nodos > Indicar >  Nodo de alimentación). Indique un caudal de alimentación de 100 litros por segundo, y presión inicial de 30 metros de columna de agua.

6.   Indicar elevación en nodos (Nodos > Indicar datos > Elevación). Iniciar en 100 para el Nodo número 1 y disminuir en 1 para cada nodo secuencial.

7.   Active la rutina para calcular circuitos (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Circuitos > Calcular). Acepte los parámetros iniciales propuestos de presión y velocidad mínima y máxima (Fig. 7). Deberá aparecer luego la tabla de cálculo con los resultados finales (Fig. 8). Puede utilizar las guías para  desplazamiento vertical y horizontal para observar los resultados. Los números que aparecen con letra roja son los que no cumplen con los parámetros de presión o velocidad mínima y máxima indicados en la caja de diálogo inicial. En un caso real puede modificar diámetro y material de tuberías, presión inicial o la elevación en nodos con las rutinas correspondientes para que los valores de presión y velocidad se encuentren dentro del intervalo indicado.

Fig. 7: Caja de diálogo para calcular redes hidráulicas

Fig. 8: Hoja de cálculo mostrando resultados finales

8.   Utilice la rutina para insertar las válvulas de corte según se requiera (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Tuberías > Insertar Válvula de corte).

9.   Seleccione la rutina para dibujar despiece de cruceros (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Nodos > Cruceros > Generar despiece). Acepte los valores y opciones que se proponen en la caja de diálogo (Fig. 9).

Fig. 9: caja de diálogo para generar despiece

Después de indicar el punto de inserción en el dibujo, deberá dibujarse automáticamente el despiece de los cruceros (Fig. 10).

Fig. 10: Despiece de cruceros resultante

10.   Después de generar el despiece, podrá obtener la cuantificación de piezas especiales, utilizando la rutina correspondiente (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Nodos > Cruceros > Cuantificar piezas). Después de un breve momento deberá aparecer la hoja de cálculo con los resultados (Fig. 11). Si desea puede exportar la tabla a AutoCAD seleccionando la tabla definiendo una ventana de selección con el puntero del ratón y presionando luego el botón Enviar selección a AutoCAD de Hoja de Cálculo (último botón superior).

Fig. 11: Hoja de Cálculo mostrando descripción y  cuantificación de piezas en cruceros

11.   Utilice la rutina para insertar el cuadro de simbología (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Cuadro de simbología).

12.   Anote los datos en tuberías (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Tuberías > Anotar datos...) y datos en nodos (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable >  Nodos > Anotar cotas). Se mostrará el siguiente resultado (Fig. 12):

Fig. 12 Datos en tuberías

13.   Como paso final inserte los detalles y notas hidráulicas a criterio (CivilCAD > Módulos > Redes de agua potable > Insertar detalle > Notas hidráulicas). Puede seleccionar el detalle o nota a insertar haciendo un doble clic sobre la imagen o la lista, o también seleccionando el detalle y presionando el botón Aceptar. En la figura 13 se muestra el plano ejecutivo final resultante.

Fig. 13: Ejercicio terminado

SUGERENCIAS:

  •  Para descripción más detallada de las rutinas y opciones disponibles, consulte la sección de referencia en este manual.
  •  Si desea insertar hidrantes deberá utilizar la rutina correspondiente antes de numerar los nodos. Si inserta los hidrantes después de numerar los nodos, éstos deberán ser renumerados para que el programa registre los nodos insertados.
  •  Puede insertar accesorios en tuberías utilizando la rutina CivilCAD  >  Módulos  >  Redes de agua potable  >  Tuberías  >  Insertar   >  Block.
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