Caracterización de transitorios hidráulicos en condiciones normales de operación para la red gestionada por Canal de Isabel II

• Gómez-Martínez, Patricia ^[1]
  1. [1] Canal de Isabel II
• Localización: XXXV Jornadas Técnicas de AEAS, 2019, págs. 263-271
• Idioma: español
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• Resumen

  • Los transitorios hidráulicos son variaciones instantáneas de presión que pueden tener un gran impacto sobre el deterioro de los distintos componentes del sistema abastecimiento, pudiendo ocasionar fallos de la red con el consiguiente riesgo de discontinuidad del suministro y de perturbación de la calidad del agua. Con el desarrollo de la tecnología de monitorización se ha hecho posible conocer la realidad “in situ” permitiendo su caracterización y cuantificación. En este trabajo se define una metodología para su estudio basada en la monitorización y registro los transitorios hidráulicos in situ y el desarrollo simultáneo de modelos dinámicos específicos para una de las zonas analizadas. Con ello se pretende identificar el origen de los transitorios hidráulicos y las circunstancias en que se producen, su localización, magnitud, duración y la extensión que abarcan en su propagación por la red de abastecimiento. Esta metodología ha sido aplicada en la red de abastecimiento de Canal de Isabel II, donde se ha desarrollado un proyecto de 20 meses de duración con el objetivo de caracterizar de forma precisa los transitorios hidráulicos que se generan en el sistema ante condiciones normales de operación. El estudio comprende 20 zonas del sistema que se estimaron a priori más representativas por ser más susceptibles de sufrirlos o por ser más vulnerables a sus consecuencias representen el conjunto de problemáticas del sistema. De acuerdo con la metodología planteada, cada zona ha sido estudiada a través de un sistema de dispositivos móviles que instalados en diferentes puntos de la red registran las variaciones instantáneas de presión y modelos informáticos para régimen transitorio. En este trabajo se presenta un caso de estudio real en el que se han analizado los transitorios generados por el cierre de la válvula de llenado de un depósito en un sistema complejo, que ocurre en 2,5 segundos, y su propagación por una arteria que cuenta con 10 km de tuberías de 200 mm y fundición dúctil. La importancia de este caso de estudio radica en que la maniobra analizada tiene lugar varias veces al día en la operación normal de la red. Se han observado amplitudes elevadas que ocurren en escasos segundos y presiones máximas que superan el timbraje de las tuberías y de los componentes del sistema. En cuanto a la propagación, se ha detectado una leve amplificación del transitorio en los sensores más alejados, ubicados hasta a 3,7 km del origen del transitorio. Comparando los resultados de la modelización con los datos recopilados en campo se observa que los resultados del modelo muestran ajustes mejores para el primer impacto, pero los errores en la amplitud aumentan en los puntos más alejados, reproduciéndose con menor precisión la disipación de la onda. Por otra parte, el modelo construido se ha empleado para realizar una comparativa del comportamiento del sistema ante diferentes escenarios hipotéticos que consideraban distintos tiempos de cierre de la válvula de llenado del depósito. Los resultados han mostrado que si se aumenta el tiempo de cierre hasta 120 segundos con dos velocidades se producirían presiones por debajo del timbraje de las tuberías y se reduciría considerablemente el impacto del transitorio sobre el sistema. Este estudio con resultados reales permite valorar la incidencia de los transitorios en la operación, gestión y mantenimiento eficaz del sistema y la definición de las medidas adecuadas para su mitigación.