Evaluación hidráulica del flujo transitorio en tuberías de alta carga con ramales en zonas de alta densidad urbana

Resumen

El análisis del flujo transitorio estudia el comportamiento hidráulico de flujos incompresibles afectados por el tiempo, especialmente ante variaciones bruscas de presión causadas por operaciones como arranque de bombas, maniobras de válvulas o presencia de aire en el sistema. El artículo expone los pormenores de un proyecto ejecutado en la provincia de Pichincha, específicamente en la zona urbana del Distrito Metropolitano de Quito, Ecuador, con el objetivo de garantizar para el futuro la provisión adecuada de agua potable para los sectores del norte de la ciudad. Dada la importancia de este recurso, se requiere asegurar su suministro en condiciones óptimas de calidad y cantidad, y minimizar el riesgo de daños en las tuberías y accesorios. Para el estudio, se realizó un análisis del flujo no permanente en una línea de conducción con dos ramificaciones, utilizando modelación numérica mediante el software HAMMER V8i (serie 6). La simulación, basada en el método de las características, estableció los tiempos mínimos de operación de dispositivos de control, con el fin de prevenir transitorios hidráulicos que puedan comprometer la integridad del sistema. Se definieron los parámetros físicos relevantes como caudales de diseño en distintas etapas, material de las tuberías, ubicación de reservorios y disposición tentativa de válvulas de aire. Los resultados fueron contrastados con la presión máxima de trabajo admisible para la tubería, evaluando su comportamiento frente a distintos límites de fluencia y verificando los espesores de chapa según la norma de American Water Works Association AWWA-M11. Finalmente, se presentaron envolventes de presión que permiten visualizar los puntos críticos del sistema y facilitar la toma de decisiones en su diseño y operación.