Todas las instalaciones que tienen una superficie libre se pueden modelar utilizando un nodo de depósito: depósitos de servicio y distribución, torres de agua, tanques de contacto y equilibrado, cámaras de ruptura de presión y ejes.
Detalles técnicos
Las características más importantes de todas las instalaciones son que la altura piezométrica (nivel de agua, Z) en un nodo de este tipo se conoce en un momento determinado (lo que permite calcular el caudal de entrada y salida). Permanecerá constante durante un cálculo de estado constante, pero se modificará en el siguiente intervalo de paso temporal (Δt) de acuerdo con la ecuación de continuidad:
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donde: A(Z) es el área de sección transversal horizontal en el nivel Z |
Los depósitos y las torres de agua son instalaciones para almacenar agua (en su mayoría tratada). Pueden tener una o varias cámaras, además de complejos sistemas de tuberías y accesorios para la entrada y salida de agua, lavado, prevención de desbordamientos, refuerzos, etc. Puede ver un ejemplo en la siguiente figura.
Un depósito de distribución de dos cámaras
Los depósitos pueden tener varias formas. Las formas más comunes se muestran en la figura siguiente. Un depósito multicámara podría representarse como un depósito grande o como varios más pequeños, interconectados por tuberías y accesorios adecuados (solución más complicada). Esta segunda solución es necesaria siempre que los niveles de agua (WL) no sean los mismos en todas las cámaras.
También se puede modelar un depósito multicámara agrupando depósitos conectados que representan cada cámara de un grupo de depósitos. Active la opción Depósito multicomponente para el grupo de depósitos para tratar el grupo como si todos sus depósitos componentes fueran parte de un depósito de varios compartimentos. Las alturas piezométricas de todos los depósitos multicomponente se ajustarán simultáneamente al mismo valor, excepto cuando una o varias estén aisladas por cierres de tuberías o válvulas.
Un depósito de una sola cámara
Una torre de agua con forma de bola
Formas típicas de depósito
Otro dato importante es cómo entra el agua en el depósito. Las disposiciones típicas se muestran en la figura siguiente. Tenga en cuenta que en (c) no es posible el reflujo (desde el depósito), mientras que en (d) una válvula antirretorno (NRV) permite un reflujo rápido.
a) Entrada de nivel bajo
Tuberías de entrada/salida separadas
b) Entrada de nivel bajo
Tuberías de entrada/salida comunes
c) Entrada de nivel alto
d) Entrada de nivel alto con tubería de reflujo
Disposiciones de caudal de entrada del depósito
Tubería de derivación
En la mayoría de los casos, los depósitos de las redes de distribución tienen una tubería de derivación que conecta las tuberías de caudal de entrada y de salida. Esta tubería se cierra en condiciones normales mediante una válvula o una válvula antirretorno (consulte la figura a continuación), pero en emergencias se puede usar para proporcionar agua incluso cuando el depósito está fuera de uso.
InfoWorks WS no contiene una instalación de este tipo en el elemento de "nodo de depósito", pero se puede modelar fácilmente añadiendo dos nuevos nodos a cada lado de un depósito con el vínculo correspondiente.
a) Con válvula de cierre
b) Con válvula antirretorno
Tuberías de derivación alrededor del depósito
Control del nivel de agua
La cantidad de agua en un depósito suele estar controlada por:
- una válvula de flotador (FLV), que evita derrames, o
- una válvula reductora de presión (PRV), que mantiene el nivel de agua cerca de un valor prescrito.
La siguiente figura muestra ambas disposiciones. Para obtener más información sobre las válvulas de flotador, consulte Válvula de flotador.
a) Depósito con válvula de flotador en la entrada para evitar derrames
b) Depósito con válvula reductora de presión en la entrada para mantener constante el nivel de agua
Control del nivel de agua en depósitos
Condiciones de emergencia
Al simular ciertos casos, el usuario puede encontrar dificultades:
- Un depósito se llena y se desborda, convirtiéndose en una pérdida.
- Un depósito se vacía y el aire comienza a entrar en la red de distribución.
Para el primer caso: el nivel del agua se mantiene un poco por encima de la elevación del desbordamiento y las cantidades derramadas se registran para su posterior supervisión.
En este último caso, InfoWorks WS mantiene la elevación del nivel a la parte inferior, registrando la cantidad de agua necesaria para mantener este nivel. Esto da una idea del déficit de agua en el sistema y permite al usuario finalizar la simulación.
En ambos casos, se advierte al usuario del desbordamiento/vaciado de los depósitos. A continuación, el usuario puede detener la simulación para cambiar el límite y las condiciones iniciales, encender/apagar algunas bombas, cerrar/abrir algunas válvulas o simplemente esperar a que finalice la ejecución.