Análisis del Golpe de Ariete en un Sistema de Distribución de Agua

Se analiza el golpe de ariete en un sistema de distribución de agua (SDA) mediante tres métodos híbridos (MH) basados en el Esquema de la Caja, Método de McCormack y Esquema Difusivo. Se revisa la formulación de cada MH junto con sus ventajas y desventajas relativas. El SDA analizado se compone de tuberías con diferentes longitudes, diámetros y velocidades de onda, siendo el número de Courant distinto en cada tubería según la discretización adoptada. Los resultados de los MH son comparados con los obtenidos por el Método de las Características (MC). Al revisar la atenuación numérica, la conclusión es que los métodos basados en el Esquema de la Caja y McCormack (ambos de 2º orden) presentan resultados más conservadores desde el punto de vista numérico, siendo recomendable su aplicación para el análisis del golpe de ariete en sistemas de distribución de agua.

Estas situaciones, que afectan al MC y al MOC, hacen pertinente conocer las ventajas, desventajas y campo de aplicabilidad de métodos alternativos cuyo desempeño numérico dependa en menor medida de Cn   y de la forma que tenga la red, especialmente cuando se requiere resolver el golpe de ariete en sistemas grandes y complejos desde el punto de vista de la conectividad tramo−nudo−condición de borde. En los párrafos siguientes se describirán y aplicarán cuatro métodos, uno de ellos basado en el MC tradicional y los tres restantes de tipo híbrido basados en una combinación entre el MC y el Esquema de la Caja (o Esquema de Preissman), el Método de McCormack y el Esquema Difusivo (o Esquema de Lax), todos los cuales serán utilizados para resolver el golpe de ariete en un SDA compuesto por 43 tuberías con distintas características. Se describen las ecuaciones de cada método y se discuten sus ventajas y desventajas relativas.

CONTENIDO

CAPÍTULO 1. Ecuaciones que gobiernan el flujo transitorio.
CAPÍTULO 2. Método de las características (explícito, 1.er orden).
CAPÍTULO 3.Esquema de la caja o de Preissman (implícito, 2º orden).
CAPÍTULO 4. Método de McCormack (explícito, 2º orden).
CAPÍTULO 5. Esquema difusivo o esquema de Lax (explícito, 1.er orden.
CAPÍTULO 6. Solución de las condiciones de borde.
CAPÍTULO 7. Métodos Híbridos.