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Analisis y Simulacion de redes hidraulicas a presion

EPANET es un programa de ordenador, desarrollado por la U.S. EPA, que realiza simulaciones en período extendido (o cuasiestático) del comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de tuberías a presión. Una red puede estar constituida por tuberías, nudos (uniones de tuberías), bombas, válvulas y depósitos de almacenamiento o embalses. EPANET permite seguir la evolución del flujo del agua en las tuberías, de la presión en los nudos de demanda, del nivel del agua en los depósitos, y de la concentración de cualquier sustancia a través del sistema de distribución durante un período prolongado de simulación. Además de las concentraciones, permite también determinar los tiempos de permanencia del agua en la red y su procedencia desde los distintos puntos de alimentación.

EPANET ha sido diseñado como una herramienta de investigación para mejorar el conocimiento del movimiento y evolución de los constituyentes del agua en el interior de los sistemas de distribución. El módulo de calidad del agua de EPANET permite modelizar fenómenos tales como la reacción de los constituyentes en el seno del agua, la reacción con las paredes de las tuberías, y el transporte de masa entre las paredes y el fluido trasegado.

El programa EPANET es un simulador dinámico en período extendido para redes hidráulicas a presión compuesto por:

• Un módulo de análisis hidráulico que permite simular el comportamiento dinámico de la red bajo determinadas leyes de operación. Admite tuberías (tres opciones para el cálculo de las pérdidas), bombas de velocidad fija y variable, válvulas de estrangulación, reductoras, sostenedoras, controladoras de caudal, rotura de carga, depósitos de nivel fijo o variables, leyes de control temporales o por consignas de presión o nivel, curvas de modulación, etc.
• Un módulo para el seguimiento de la calidad del agua a través de la red. Admite contaminantes reactivos y no reactivos, cálculo de concentraciones, procedencias y tiempos de permanencia.

EPANET permite calcular:

• el caudal que circula por cada una de las conducciones,
• la presión en cada uno de los nudos,
• el nivel de agua en cada tanque,
• la concentración de diferentes componentes químicos a través de la red,
• el tiempo de permanencia del agua en las tuberías,
• la procedencia del agua en cada punto de la red.

CARACTERÍSTICAS DEL MODELO HIDRÁULICO

Algunas de las características del modelo de cálculo hidráulico de EPANET son:

• No existe límite en el tamaño de la red que se desea analizar.
• Calcula las pérdidas por fricción en las conducciones mediante las expresiones de Hazen-Williams, Darcy-Weisbach o Chezy-Manning.
• Incluye pérdidas menores en elementos como codos, acoplamientos, etc.
• Modela bombas funcionando tanto a velocidad de giro constante como a velocidades de giro variables.
• Calcula la energía consumida y el coste de bombeo de las estaciones.
• Modela diferentes tipos de válvulas, incluyendo válvulas de regulación, válvulas de retención, válvulas de aislamiento, válvulas reductoras de presión, válvulas de control de caudal, etc.
• Permite el almacenamiento de agua en tanques que presenten cualquier geometría (sección del tanque variable con la altura del mismo).
• Posibilidad de establecer diferentes categorías de consumo en los nudos, cada una de ellas con su propia curva de modulación.
• Modela consumos dependientes de la presión que salen al exterior del sistema a través de emisores (rociadores, aspersores, fugas).
• Permite utilizar controles de tiempo o sistemas de regulación más complejos mediante consignas.

CARACTERÍSTICAS DEL MODELO DE CALIDAD

Algunas de las características del modelo de calidad de EPANET son:

• Seguimiento en el tiempo de sustancias no reactivas que se encuentran en la red.
• Modelación del comportamiento de una sustancia reactiva a lo largo del tiempo.
• Modelación del tiempo de permanencia del agua en red (edad del agua).
• Seguimiento del porcentaje de fluido procedente de un nudo (procedencia del agua).
• Modelación de reacciones cinéticas:
  • Reacciones en el seno de fluido mediante ecuaciones de orden n.
  • Reacciones con la pared interior de la tubería mediante reacciones de orden 0 ó 1.
• Considera las limitaciones de transferencia de masa cuando modela reacciones en la pared de tubería.
• Permite reacciones de crecimiento o decaimiento de una sustancia hasta alcanzar una concentración límite.
• Permite correlacionar los coeficientes de reacción en la pared de la tubería con la rugosidad de la misma.
• Permite la adición de sustancias en forma de concentración o de caudal másico variables a lo largo del tiempo en cualquier punto de la instalación.
• Modela los depósitos como cuatro tipos distintos de reactores: de mezcla completa, de flujo en pistón (FIFO), en cortocircuito (LIFO) o con dos compartimentos de mezcla.
• Capacidades de estudio de fenómenos de calidad:
  • Mezclado de aguas de diferentes fuentes.
  • Edad o tiempo de permanencia del agua en el sistema.
  • Disminución del cloro residual.
  • Crecimiento de los subproductos de la desinfección.
  • Seguimiento de posibles situaciones de propagación de sustancias contaminantes.

Comentarios a la traducción en castellano

EPANET ha sido desarrollado por la Water Supply and Water Resources Division, formalmente la Drinking Water Research Division de la Agencia de Protección del Medioambiente (U.S. Environmental Protection Agency) del gobierno de los Estados Unidos.
Desde las primeras versiones de EPANET los miembros del GMMF de la UPV se han mostrado sumamente activos en el conocimiento, compresión y corrección de los posibles errores aparecidos en el programa. Así, la presente traducción es el resultado de este profundo conocimiento. Dicha traducción la ha realizado personal del Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos de la Universidad Politécnica de Valencia, sin más financiación que sus propios recursos. Es por ello una versión gratuita, libre y sin ánimo de lucro. Descargar la traducción al castellano de EPANET

DESCARGAS DE EPANET EN ESPAÑOL

Descripción del archivo	Tamaño	Fecha
EPANET 2.00.12 vE – Programa de instalación	3,08 Mb	19/04/2010
Manual de usuario de EPANET 2.0 vE	5,35 Mb	22/01/2010

Notas a la versión Española

EPANET 2,0vE es la traducción realizada por personal del Grupo Multidisciplinar de Modelación de Fluidos de la Universidad Politécnica de Valencia. Esta traducción supone la modificación parcial de algunos de los ejemplos y unidades de los mismos a fin de poner mayor claridad en la comprensión y manejo del programa. Asimismo en la versión 2.0vE se han modificado las opciones por defecto del programa adaptándolas a lo estándares españoles. La versión actualmente traducida del inglés es la versión 2.00.12, no teniendo por qué coincidir con la última versión disponible d ela versión original. En ningún caso el GMMF de la UPV se hece responsable de los datos derivados del uso de la traducción realizada, remitiéndose en todo caso a la versión original del programa.