A MEDIDAS EFECTUADAS EN LA RED DE ABASTECIMIENTO

Transcripción

1 A1.3 CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO Una vez el modelo matemático se encuentra implementado por completo, se procede a su calibración. La calibración del modelo matemático consiste en la toma de datos en la red de abastecimiento real y su comparación con los resultados obtenidos mediante el modelo matemático. En el caso de que ambos valores difieran una cantidad superior a la recomendada, se procede a la modificación en el modelo matemático de aquellos parámetros que resulten más adecuados para que dicho modelo refleje de forma precisa el comportamiento de la red real. A MEDIDAS EFECTUADAS EN LA RED DE ABASTECIMIENTO Las medidas efectuadas en la red de abastecimiento se resumen a continuación: Presión de salida de la válvula reductora. Caudal instantáneo inyectado a la red de abastecimiento. Caudal instantáneo inyectado al sector abastecido aguas arriba de la válvula reductora. Presión en el punto de consumo a mayor cota del sector abastecido aguas arriba de la válvula reductora. A Presión de salida de la válvula reductora La presión a la salida de la válvula reductora se obtiene mediante lectura directa del manómetro instalado en ella. En el momento en el que se realizó dicha lectura, la presión obtenida fue de 17 mca, tal como atestigua la fotografía que se muestra a continuación:

2 A Caudal instantáneo inyectado a la red de abastecimiento El caudal instantáneo inyectado a la red de abastecimiento se conoce gracias a la observación efectuada en el contador instalado aguas arriba de la derivación que abastece a la zona alta del municipio. La medición efectuada consistió en el cálculo de la diferencia entre dos lecturas consecutivas tomadas en un espacio de tiempo de un minuto. El resultado obtenido fue de litros/minuto. A Caudal instantáneo aguas arriba de la válvula reductora Para determinar el caudal instantáneo inyectado al sector abastecido desde la derivación situada aguas arriba de la válvula reductora se procedió de forma análoga a la descrita en el apartado anterior, puesto que en dicha derivación se encuentra instalado un contador. El resultado obtenido en esta ocasión fue de 100 litros/minuto. A continuación se muestra una imagen del contador instalado en esta derivación:

3 A Presión en el punto a mayor cota del sector abastecido aguas arriba de la válvula reductora El punto situado a cota más elevada el sector abastecido desde la derivación situada aguas arriba de la válvula de regulación se encuentra en la calle Benito Pérez Galdós, a una cota de 674 metros. La presión en dicho punto se obtiene por lectura directa de un manómetro instalado en él, que en el momento de efectuar la medida marcaba un valor de 26 mca tal como se muestra en la fotografía siguiente.

4 A AJUSTE DE PARÁMETROS DEL MODELO MATEMÁTICO A continuación se procede a introducir en los nudos del modelo matemático implementado según la información descrita en punto A1.1 la demanda base correspondiente al caudal instantáneo inyectado a la red en el momento en que se efectúa la medición en el contador instalado aguas arriba de la derivación que abastece a la zona alta del municipio, a la vez que se asigna a la válvula reductora una presión de consigna de 17 mca y al depósito de la Mancomunidad del Campo de Calatrava una altura total de 715 metros. El caudal medido fue de litros/minuto, valor que equivale a 75 m3/hora. Puesto que el modelo cuenta con 499 nudos de consumo, la demanda a asignar a cada nudo en de 0,15 m3/hora. A continuación se procede al arranque del modelo matemático cuyos resultado se muestran a continuación de forma gráfica y en forma de listado de resultados.

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6 Estado de los Nudos de la Red Cota Demanda Altura Presión ID Nudo m M3H m m Nudo Estado de las Líneas de la Red Longitud Diámetro Rugosidad Caudal Velocidad Pérdida ID Línea m mm mm M3H m/s m/km Factor Fricción Tubería ,71 0,32 1,75 0,028 Como se puede observar, el caudal circulante a través de la derivación aguas arriba de la válvula de regulación que abastece a la zona alta del municipio es de 5,7 m3/hora, mientras que el caudal circulante medido en la misma derivación es de 6 m3/hora. El caudal obtenido en el modelo matemático es inferior al medido en la red real en una proporción al 4,8 %, valor superior al 3% máximo recomendado por la bibliografía especializada, por lo que se debe proceder a reasignar nuevas demandas base a los nudos de consumo. La conclusión principal que se extrae de la medición efectuada a la red es que la zona del municipio abastecida desde la derivación situada aguas arriba de la válvula de regulación consume un 8% del caudal total inyectado, proporción que se mantendrá en todas las simulaciones que se realicen mediante el modelo matemático. Dicha proporción ha sido calculada de la siguiente manera: 100_ lpm Proporción_ consumo_ zona_ alta 100 8% 1250_ lpm En el modelo matemático implementado, la zona alta del municipio está compuesta por un total de 38 nudos de consumo, por lo que la demanda base que se debe introducir en ellos para una correcta calibración del modelo se calcula como se muestra a continuación: 100_ lpm Demanda_ base_ zona_ alta 38 2,6316_ lpm 0,1579_ m3/ hora A su vez, la demanda base correspondiente al resto de nudos de consumo debe sufrir una modificación de tal forma que el sumatorio de las demandas base de todos los

7 nudos coincida con el valor medido de litros/minuto. Así, la demanda base del resto de nudos de consumo se calculará del siguiente modo: ( ) _ lpm Demanda_ base_ resto (499 38) 2,4946_ lpm 0,1497_ m3/ hora Se procede a realizar un nuevo arranque del modelo matemático con el fin de verificar las modificaciones introducidas y continuar con el ajuste del mismo. Los resultados de la simulación se muestran en la página siguiente en forma gráfica y mediante un listado de resultados:

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9 Estado de los Nudos de la Red Cota Demanda Altura Presión ID Nudo m M3H m m Nudo ,16 712,32 38,01 Estado de las Líneas de la Red Longitud Diámetro Rugosidad Caudal Velocidad Pérdida Factor Fricción ID Línea m mm mm M3H m/s m/km Tubería ,97 0,33 1,9 0,027 El caudal circulante a través de la derivación aguas arriba de la válvula de regulación es en esta ocasión de 5.97 m3/hora, valor que coincide prácticamente con el medido. Sin embargo, la presión en el nudo de consumo correspondiente al manómetro de la calle Benito Pérez Galdós mencionado en el apartado A es de mca, valor que se encuentra muy alejado de los 26 mca medidos en este punto. La diferencia existente se debe fundamentalmente a los siguientes factores: La existencia en la red de elementos y accesorios que introducen pérdidas menores no consideradas hasta el momento en el modelo matemático. La presencia de depósitos calcáreos en aquellas conducciones que cuentan con más años de servicio y que suponen una reducción del diámetro interno de las conducciones. A continuación se evalúan de forma independiente cada uno de los factores mencionados: A Pérdidas menores La presencia de pérdidas menores que expliquen la diferencia obtenida entre la presión real y la presión en el modelo matemático en la Calle Benito Pérez Galdós se debe a los elementos y accesorios instalados en la derivación aguas arriba de la válvula de regulación que abastece a la zona alta de Bolaños de Calatrava y en la conducción de

10 fundición de diámetro 300 mm procedente del depósito la Mancomunidad del Campo de Calatrava. Dichos elementos son los siguientes: Válvula de compuerta de diámetro 300 mm. Cono de reducción. Filtro cazapiedras. Contador general para cuantificar el caudal inyectado a la red. Te a 90º con salida de diámetro 80 mm Válvula de compuerta de diámetro 80 mm Contador para cuantificar el caudal inyectado a la zona alta de Bolaños de Calatrava. Válvula de compuerta de diámetro 80 mm. Cada uno de estos elementos introducen una pérdidas de carga que vienen definidas por la siguiente expresión: 2 v Pérdidas _ menores K _ mca 2 g En la anterior expresión v es la velocidad de flujo a través del accesorio considerado expresada en m/s, mientras que K es un coeficiente de pérdidas menores característico de cada elemento. Para determinar el valor de K para cada uno de los accesorios mencionados, o directamente las pérdidas de carga introducidos por los mismos se recurre a la consulta en catálogos o bibliografía, obteniéndose los resultados que se resumen en la siguiente tabla: ACCESORIO Coeficiente de pérdidas Velocidad de flujo Pérdidas de menores m/s carga mca Válvula compuerta 0,3 0,29 0, mm Cono reduccióm 0 0,29 0 Filtro cazapiedras 2

11 Contador general 1,5 Te 90º salida 1,5979 0,33 0,0089 reducida Válvula compuerta 0,3 0,33 0, mm Contador zona alta 2,5 Válvula compuerta 80 mm 0,3 0,33 0,0089 A la vista de los resultados, las pérdidas de carga totales debidas a los elementos instalados en la derivación ascienden a 6,02 mca. Conociendo según los resultados del modelo matemático que la velocidad de flujo a través de la derivación que abastece a la zona alta de Bolaños de Calatrava es de 0,33 m/s, se procede a introducir en el modelo matemático un coeficiente de pérdidas menores en dicha conducción de Una vez a sido introducido el citado cambio, se procede a realizar una nueva simulación mediante el modelo matemático para proceder a una nueva evaluación de los resultados obtenidos. A continuación se muestra una imagen extraída de la simulación realizada seguida de los resultados obtenidos en forma de tabla:

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13 Estado de los Nudos de la Red Cota Demanda Altura Presión ID Nudo m M3H m m Nudo ,16 706,31 32 Estado de las Líneas de la Red Longitud Diámetro Rugosidad Caudal Velocidad Pérdida Factor Fricción ID Línea m mm mm M3H m/s m/km Tubería ,97 0,33 35,85 0,517 Como se aprecia, la presión obtenida por el modelo en el punto en que se encuentra instalado el manómetro en la calle Benito Pérez Galdós es de 32 mca, valor alejado de los 26 mca medidos, por lo que se prosigue con el ajuste del modelo matemático. A Reducción del diámetro interior de las conducciones La reducción del diámetro interno de las conducciones es un fenómeno que afecta a aquellas conducciones que han permanecido en servicio durante elevados periodos de tiempo y en las cuales la velocidad de flujo presenta habitualmente valores inferiores a los 0,5 m/s. Para evaluar la reducción media del diámetro interno experimentada por las conducciones de la red de distribución de Bolaños de Calatrava se procederá mediante prueba y error a asignar reducciones al diámetro inicial de las conducciones hasta que la presión calculada por el modelo matemático en el punto de la calle Benito Pérez Galdós en el que se encuentra instalado el manómetro coincida con la presión real medida en el mismo. Tras efectuar las pertinentes pruebas mediante el modelo matemático, se concluye que la reducción de diámetro media experimentada por las conducciones de la red de distribución debida a las deposiciones en las paredes de las mismas asciende al 12 % de su diámetro interior. Dicho valor indica que una conducción de fibrocemento de diámetro nominal 80 mm (la mayoría de las conducciones instaladas en la red de Bolaños de

14 Calatrava son de este tipo) ha sufrido con el paso del tiempo una reducción de diámetro de 9,6 mm, lo que supone una capa de incrustaciones de 4.8 mm de espesor adheridas a su pared. A continuación se muestra una imagen extraída del modelo matemático seguida de los resultados del cálculo en forma de tabla correspondiente a una simulación en la que se ha introducido en las conducciones la reducción de diámetro obtenida. En ella se aprecia como la presión calculada por el modelo en el punto de la calle Benito Pérez Galdós en el que se encuentra instalado el manómetro es de 26,93 mca, valor muy próximo a los 26 mca medidos, por lo que el ajuste de parámetros del modelo matemático puede darse por finalizado:

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16 Estado de los Nudos de la Red Cota Demanda Altura Presión ID Nudo m M3H m m Nudo ,16 701,24 26,93 Estado de las Líneas de la Red Longitud Diámetro Rugosidad Caudal Velocidad Pérdida Factor Fricción ID Línea m mm mm M3H m/s m/km Tubería ,97 0,43 60,18 0,458 A RESUMEN A continuación se resumen las modificaciones introducidas en el modelo matemático original tras proceder al ajuste del mismo: Caudal circulante por derivación aguas arriba de la válvula de regulación = 8% del total inyectado a la red. Coeficiente de pérdidas menores a signar a la derivación = Reducción media del diámetro de las conducciones debido al envejecimiento de las mismas = 12 %

17 ANEXO 2 Crecimiento urbanístico

18 A2 CRECIMIENTO URBANÍSTICO A2.1 OBJETO DEL PRESENTE DOCUMENTO Bolaños de Calatrava es una localidad situada en la zona centro de la provincia de Ciudad Real, en la denominada comarca del Campo de Calatrava y se caracteriza por una topografía llana y un tejido urbano homogéneo y consolidado en cuanto a trazado de calles y densidad edificatoria. El casco urbano de Bolaños de Calatrava presenta en cuanto a edificación una variación gradual del centro a la periferia, pasando de edificaciones de tres o cuatro alturas a viviendas de tipo unifamiliar de una única altura en su mayoría. El municipio presenta una población prácticamente estable durante todo el año. La principal fuente de ingresos de Bolaños de Calatrava es la Industria, que en la actualidad emplea al 41% de la población activa. Debido a la importancia que tradicionalmente ha tenido el sector agrícola en el municipio, la industria agroalimentaria (almazaras, fábricas de patatas fritas o embutidos...) presenta una clara preponderancia frente a las demás (muebles o industrias de sondeos y perforaciones). A su vez, la mayoría de superficie empleada en la agricultura corresponde a cultivos extensivos como el cereal, el viñedo o el olivar, aunque importantes extensiones de suelo agrícola son empleadas actualmente en cultivos de regadío como la patata, la cebolla, el guisante o el melón debido a los importantes beneficios que producen. El importante desarrollo experimentado por Bolaños de Calatrava en los últimos años, especialmente en lo referente a actividad industrial, ha dado lugar al desarrollo de un nuevo Plan de Ordenación Municipal en el que se contempla la urbanización de una serie de sectores destinados tanto a usos industriales como a usos residenciales o mixtos, hecho que supondrá un notable aumento de la población y de la actividad industrial en el municipio. El objetivo del presente documento es establecer el incremento previsto del número de viviendas, habitantes y de la superficie de suelo empleado en usos industriales en Bolaños de Calatrava, así como la evolución temporal de este crecimiento para posteriormente, poder prever las infraestructuras necesarias para el suministro de agua Anexo 2. Crecimiento urbanístico

19 potable a los nuevos sectores residenciales e industriales, así como al resto de unidades de actuación urbanística previstas. A2.2 DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO URBANÍSTICO EN LOS NUEVOS SECTORES La información disponible de las nuevas zonas urbanizables y de las zonas urbanas no consolidadas es por el momento inexistente en lo referente a superficie destinada a zonas verdes, superficie destinada a viales y superficie edificable. Sin embargo, el Ayuntamiento de Bolaños de Calatrava ha elaborado una previsión de densidad de viviendas por unidad de superficie para cada uno de los sectores urbanizables destinados a uso residencial que será la que se empleará como referencia para calcular el número de viviendas. En dicha previsión se distingue entre sectores o unidades de actuación puramente residenciales y sectores o unidades de actuación en los que se espera una ocupación compartida del suelo entre usos residenciales y usos industriales: Densidad de viviendas prevista en sectores residenciales = 20 viviendas/ha Densidad de viviendas prevista en sectores mixtos = 10 viviendas/ha De la misma manera, para determinar el número de habitantes que está previsto que residan en cada sector cuando éstos se encuentren plenamente desarrollados es necesario el empleo de un ratio de habitantes por vivienda. Dicho ratio ha sido estimado por el Ayuntamiento de Bolaños de Calatrava y se ha asignado atendiendo a la ocupación media que presentan otras zonas residenciales del término municipal de ya urbanizadas y próximas los nuevos sectores o unidades de actuación urbanística a las que hace referencia el presente documento en cuestión. El ratio finalmente adoptado es de 3 habitantes por vivienda. De esta forma se exponen a continuación todos los sectores urbanizables y los sectores urbanos no consolidados destinados a uso residencial presentes en el término municipal de Bolaños de Calatrava junto con la densidad de viviendas prevista, el número de viviendas resultante y la previsión de ocupación en forma de número de habitantes. Para la determinación de la superficie destinada a uso industrial se ha considerado la superficie total correspondiente a los sectores calificados como industriales, así como el 50% de la superficie de los sectores mixtos y de los polígonos de urbanización, puesto que Anexo 2. Crecimiento urbanístico

20 estos últimos se considerarán mixtos a efecto de cálculo de su dotación correspondiente. La justificación de la adopción de este criterio reside en las previsiones de densidad de viviendas realizadas por el ayuntamiento de Bolaños de Calatrava y que asignan a los sectores y unidades de actuación mixtos una densidad inferior en un 50% a la de los sectores y unidades de actuación puramente residenciales. En el plano 5 Plan de Ordenación Municipal se muestra la situación geográfica exacta de cada uno de los nuevos sectores: SUELO URBANO SUPERFICIE (m 2 ) Nº VIVIENDAS Nº HABITANTES UA UA UA UA UA UA UA UA RESIDENCIAL NO CONSOLIDADO URBANIZABLE UA UA UA UA UA UA UA UA UA UA UA UA UA Sector Sector Sector Sector Anexo 2. Crecimiento urbanístico

21 SUELO URBANO SUPERFICIE (m 2 ) Nº VIVIENDAS Nº HABITANTES NO CONSOLIDADOO UA UA UA UA UA Sector Sector Sector INDUSTRIAL Sector Sector Sector Sector Sector URBANIZABLE Sector Sector Sector Sector Sector Sector NO CONSOLIDAD Sector Sector Sector MIXTO PU PU URBANIZABLE PU PU PU TOTAL Anexo 2. Crecimiento urbanístico

22 En las tablas que figuran a continuación aparece de forma detallada la superficie del sector mixto correspondiente a uso residencial y la correspondiente a uso industrial. SECTOR MIXTO Superficie m2 viviendas/ha Nº de viviendas Ocupación (Hab/viv) Habitantes Sector Sector Sector Sector TOTAL SECTOR MIXTO Superficie (m2) Superficie destinada a usos industriales (m2) Sector Sector Sector Sector Total MIXTO De esta forma y según las previsiones realizadas el incremento de habitantes y de nuevo suelo industrial ocupado previstos para el municipio de Bolaños de Calatrava una vez los nuevos sectores urbanizables y sectores urbanos no consolidados se encuentren plenamente desarrolladas se resume a continuación: Incremento de habitantes previsto = habitantes Incremento de superficie destinada a usos industriales = m2 Anexo 2. Crecimiento urbanístico

23 A2.3 EVOLUCIÓN DEL CRECIMIENTO URBANÍSTICO Una vez determinado el número de habitantes así como la superficie destinada a usos industriales previstos para cada una de los sectores a los que se hace referencia en el presente proyecto es necesario determinar el plazo aproximado de consolidación y ocupación de dichas zonas. Los plazos que caracterizarán a cada sector urbanizable o unidad de actuación prevista son el plazo de urbanización, que será aquel tras el cual se habrán completado las obras de urbanización y el plazo de ocupación que determinará la ocupación real de la vivienda o instalación industrial tras su construcción. La construcción de viviendas y edificaciones industriales comenzará una vez finalizadas las obras de urbanización e irá aumentando hasta la finalización del plazo de edificación momento en el cual se completará la construcción del 100% de viviendas y edificaciones industriales previstas. Tras la comprobación del estado de desarrollo del anterior Plan de Ordenación Municipal se fija un horizonte de desarrollo para el presente plan de 15 años, con lo que teniendo en cuenta que la población actual es de habitantes y que el incremento de población previsto es de habitantes, el incremento medio anual de población a partir del año será del 3,6 %. Además, es necesario tener en cuenta que en el Plan de Ordenación Municipal distingue entre nuevos sectores urbanizables y sectores urbanos no consolidados, y que la ocupación de estos sectores depende de diversos factores de difícil previsión en estos momentos, como son: la posición del ciclo económico, los canales de comercialización que se implanten, la situación de otros sectores económicos, etc. Para estimar con precisión la evolución del crecimiento urbanístico desde el momento actual hasta el año se asume que en primer lugar se acometerá la ocupación de los sectores urbanos no consolidados, mientras que la urbanización y ocupación de los nuevos sectores urbanizables comenzará durante el periodo de ocupación de estos sectores no consolidados. De esta forma se establece el siguiente patrón de crecimiento urbanístico: Anexo 2. Crecimiento urbanístico

24 Periodo a 2.011: Se establece el 20% del total de nuevos habitantes previstos en los sectores urbanos no consolidados y se ocupa el 20% del total de suelo industrial previsto para dichos sectores. Periodo a 2.014: Se establece el 60% del total de nuevos habitantes previstos en los sectores urbanos no consolidados y se ocupa el 60% del total de suelo industrial previsto en dichos sectores. Periodo a 2.017: Se establece el 20% del total de nuevos habitantes previstos en los sectores urbanos no consolidados y se ocupa el 20% del total de suelo industrial previsto en dichos sectores. Periodo de a 2.015: Se establece el 20% del total de nuevos habitantes previstos en los nuevos sectores urbanizables y se ocupa el 20% del total de suelo industrial previsto para dichos sectores. Periodo de a 2.020: Se establece el 60% del total de nuevos habitantes previstos en los nuevos sectores urbanizables y se ocupa el 60% del total de suelo industrial previsto en dichos sectores. Periodo de a 2.023: Se establece el 20% del total de nuevos habitantes previstos en los nuevos sectores urbanizables y se ocupa el 20% del total de suelo industrial previsto en dichos sectores. La ocupación efectiva de los sectores contemplados en el Plan de Ordenación Municipal determinará la evolución de la demanda de agua potable, por lo que será esta evolución la que determine las actuaciones a realizar para garantizar el abastecimiento de agua potable a los nuevos sectores urbanizables. Mediante la aplicación del criterio expresado anteriormente se determina la siguiente evolución en el número de habitantes y del suelo empleado en usos industriales en el término municipal de Bolaños de Calatrava hasta el año 2.023: Anexo 2. Crecimiento urbanístico

25 AÑO habitantes Incremento de viviendas acumulado Incremento de habitantes acumulado Incremento de suelo industrial acumulado m A partir de la previsión realizada se trazan las curvas de evolución del crecimiento urbanístico que aparecen en la memoria y se determina posteriormente la evolución de la demanda de agua potable en el término municipal de Bolaños de Calatrava necesaria para determinar las actuaciones a llevar a cabo en el futuro para satisfacer dicha demanda. Anexo 2. Crecimiento urbanístico

26 ANEXO 3 Estudio de demandas

27 A3 ESTUDIO DE DEMANDAS En el presente Anexo se estudiará la situación actual de consumo correspondiente al abastecimiento de Bolaños de Calatrava para posteriormente realizar una estimación del incremento de la demanda que dicho abastecimiento experimentará a medida que se desarrollen los nuevos sectores urbanizables contemplados en el Plan de Ordenación Municipal. En primer lugar se estudiarán los datos reales de consumo de la población y, utilizando como base las previsiones de crecimiento urbanístico expuestas en el Anexo 2 Crecimiento urbanístico, se realizará una previsión de la demanda. A3.1 PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE CONSUMO Los parámetros que caracterizan el consumo de un abastecimiento de agua potable son los siguientes: Dotación (litros/ abono/día) Coeficiente del día de mayor consumo (Kdmc = 1,27) Coeficiente de hora punta (Khp = 1,72) Dotación residencial = 250litros/habitante/dia Dotación industrial = 4000m 3 /Ha/año Para el cálculo del caudal medio anual y de la dotación se emplearán los datos de volumen adquirido a la Mancomunidad del Campo de Calatrava y de volumen facturado a los abonados y contabilizado en usos municipales proporcionados por el ayuntamiento de Bolaños de Calatrava. Los valores de los coeficientes del día de máximo consumo y de hora punta se estiman teniendo en cuenta las características particulares del abastecimiento. Anexo 3. Estudio de demandas