Redes de distribución Malladas - Asignación de caudales.


Son aquellas redes constituidas por tuberías interconectadas formando mallas. Este tipo de red  de distribución es  el  más  conveniente  y  tratará  siempre  de  lograrse  mediante  la interconexión de las tuberías, a fin de crear un circuito cerrado que permita un servicio más eficiente y permanente. En el dimensionado de una red mallada se trata de encontrar los caudales de circulación de cada tramo, para lo cual nos apoyamos en algunas hipótesis estimativas de lo caudales en los nudos. En la figura 6.5 se observa una red mallada.

Resulta  ventajoso  hacer  división  por  zonas,  tratando  de  unir  aquellas  que  presentan características homogéneas o similares, tomando en cuenta la densidad actual y la futura.

 
FIG. 6.5 ESQUEMA DE UNA RED MALLADA DE UNA ZONA URBANA


Diseño de redes cerradas

El calculo de una red cerrada consiste en determinar los diámetros de los diferentes tramos que forman los círculos principales. Para el análisis de las redes cerradas existen métodos de solución entre los cuales citamos Hardy-Cross y el de la tubería equivalente; existen programas computacionales que nos ayudan a solucionar estos problemas, entre los cuales podemos citar Loop y WaterCad.  En estos utilizan la formula de Hazen-Williams o bien la de Manning para el calculo de las perdidas por fricción.

El procedimiento que se sigue para la asignación de caudales iniciales con los cuales podremos determinar los diámetros de las tuberías en general es el mismo que se explico para la red ramificada, o utilizando el método de las áreas que explicaremos mas adelante.

Configuración de la red de distribución

Las  redes  malladas  están  constituidas  por  la  matriz  de  distribución,  de  las  tuberías principales, tuberías secundarias o de relleno y ramales abiertos. Las tuberías principales constituirán las mallas, cuyos tramos se definirán por los nudos que lo comprenden. Para ello, se define un nudo en base a lo siguiente:

a) Intersección de 2 tuberías principales b) Todo punto de alimentación

Para la configuración de las mallas mediante las tuberías principales se tomará en cuenta el posible desarrollo o crecimiento de la ciudad o zona a proyectar; así, un desarrollo hacia la periferia, motivado por la existencia de zonas planas que propiciarían tal extensión, induce a proyectar mallas exteriores previendo el crecimiento urbanístico hacia tales áreas. En cambio, zonas que tienen limitaciones de expansión, ya sea por condiciones topográficas de  difícil  desarrollo  urbanístico;  por  la  existencia  de  ríos,  lagos  o  mares,  o  por disposiciones legales que no permitan el desarrollo hacia determinadas zonas, conduce a proyectar  mallas internas  previendo  el  desarrollo  vertical  u  de  alta  densidad  de  esos sectores. Los esquemas de las figuras 6.6 y 6.7 muestran algunos tipos de redes malladas.

FIG. 6.6 ESQUEMA DE UN MALLADO EXTERNO     FIG. 6.7 ESQUEMA DE UN MALLADO INTERNO

Cuando por razones topográficas las presiones de servicio en el sistema de distribución sean muy altas, resulta conveniente dividir la zona en varias redes (por ejemplo: alta, media  y  baja),  las  cuales  pueden  interconectarse  mediante  válvulas  reguladoras  o reductoras de presión; o mediante tanquillas rompecarga, o bien separarlas con estanques de almacenamiento independientes. En casos de más de dos redes, resulta conveniente interconectar  las  redes  alternando  válvulas  reductoras  con  tanquillas  rompecargas.  La figura 6.8 muestra un esquema de dos redes interconectadas mediante válvulas reguladoras de presión.

 
FIG. 6.8 ESQUEMA DE 2 REDES INTERCONECTADAS MEDIANTE VÁLVULAS REGULADORAS DE PRESION


Una vez hecha la distribución por tramos de los caudales medios de consumo, se procede a definir  la  configuración  de  las  redes  y  al  estudio  de  los  diversos  casos  de  análisis, atendiendo al tipo de sistema y a su funcionamiento.

Asignación de caudales en los tramos que constituyen las mallas

(Tuberías principales)

Para el dimensionado de una red mallada tratamos de encontrar los caudales de circulación para cada tramo, basándonos en algunas hipótesis de cálculo pendientes a determinar los caudales por cada nudo.
Diversos métodos se han seguido para esta determinación, entre los cuales el más general es  el método de las áreas.

Método de las áreas

Se trata de determinar el caudal o consumo medio para toda la zona a proyectar y las áreas de influencia de cada nudo, a fin de definir un caudal unitario. Este caudal unitario se calcula teniendo el caudal máximo horario y el área total de la zona a proyectar.

 
Se enumeran los nudos que configuran la malla y se determinan las áreas de influencia de cada uno de los nudos, trazando las mediatrices de los tramos, formándose de esta manera una figura geométrica (cuadrados) alrededor del nudo y se multiplican por la demanda unitaria así para obtener el caudal en el nudo.
 
Se  procurará  tener  áreas  de  figuras  geométricas  conocidas  o  en  caso  contrario  debe disponerse de planímetros para su medición. En la figura 6.9 se observa la distribución de las áreas en los nudos.

FIG. 6.9 ESQUEMA DEL METODO DE LAS AREAS

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