Cálculo de redes de distribución de agua potable

Para el cálculo de redes de distribución de agua potable los ingenieros hacemos uso desde Normativas, software avanzado e incluso novedosas hasta útiles aplicaciones para móviles y tablets. 

En España, la Reglamentación técnica estatal relativa al Proyecto e instalación de tuberías está constituida, fundamentalmente, por los Pliegos de Prescripciones Técnicas Generales para Tuberías de Abastecimiento de Agua y de Saneamiento de Poblaciones de 1974 y 1986, respectivamente. A partir del convenio del año 2000 entre el Ministerio de Medio Ambiente y el CEDEX nace una de las publicaciones que personalmente me ha resultado más útil para el cálculo de redes de distribución de agua potable: la “Guía Técnica sobre tuberías para el transporte de agua a presión” (CEDEX, Ministerio de Fomento).

Existen Normas regionales, como la Instrucción Técnica de Obras Hidráulicas de Galicia (ITOHG) o incluso Normas publicadas por las compañías suministradoras de agua, (como las del Canal de Isabel II) que también me han resultado muy útiles en el diseño y cálculo de redes de distribución de agua potable.

Con respecto al software de cálculo parece justo decir que EPANET es el más empleado a nivel mundial para el diseño y cálculo de redes urbanas de abastecimiento de agua potable. Es de código abierto y quizá el único punto débil es que no tiene en cuenta el golpe de ariete.

Desarrollado por la U.S. EPA, permite realizar simulaciones en período extendido (o cuasi estático) del comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de tuberías a presión. La 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.

Con respecto a las apps, existen unas cuantas aplicaciones para ioS y Android que pueden resolverte problemas sencillos de hidráulica, y algunas de ellas son gratis. Destaco las que me han parecido útiles:

FLOWCALCULATOR: permite la realización de cálculo de la ecuación de continuidad del flujo, obteniendo el caudal, diámetro o velocidad de un flujo en función de las otras dos variables, de una manera rápida y con una muy amigable interfaz.)

RITEFLOW: Una calculadora hidráulica para profesionales del agua, tanto de abastecimiento como de saneamiento, con cuatro aplicaciones prácticas: cálculo de pérdidas en instalación a presión, cálculo de altura manométrica, selector de bombas y registrador de caudal en lámina libre. Basado en los servicios y productos que ofrece la empresa americana Rain for Rent, tiene el gran inconveniente que sólo funciona con unidades anglosajonas. 

Rain for Rent TDH Pump Calculator (Thinkov – Marzo 2013) – Gratis –

Aplicación que permite realizar una estimación de los requerimientos de una instalación de bombeo, desde la succión hasta la impulsión, implementando en la instalación una gran variedad de accesorios (codos, accesorios, válvulas, etc…) que permite obtener a través de Hazen-Willimas la altura manométrica que debe suministrar el equipo de bombeo. Admite unidades en Sistema Internacional.

Colebrook White (AppsAndCode LLC – Mayo 2011) – 0.99$ –

La manera más sencilla de obtener el coeficiente de fricción de Colebrook-White sin tener que dejarse la vista tirando líneas verticales y horizontales en los ábacos de Moody. Incluye cuatro metodologías para la obtención del coeficiente.

Hydra Calculus (Irriqulture – Febrero 2014) – 1.99$ –

Mediante la formulación de Hazen-Williams, esta aplicación resuelve cualquier relación entre caudal-diámetro-velocidad-longitud-pérdidas de carga. Pero lo más interesante es la aplicación del tiempo de parada Mendiluce y las formulaciones de Allievi o Michaud para la determinación de las sobrepresiones por golpe de ariete. 

Autor: Julio Roberes, profesor del Máster en Diseño, Construcción y Explotación de Obras Hidráulicas