ADAPTACIÃN DEL MÃTODO DE HUNTER PARA ... - LENHS UFPB
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VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água<br />
João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006<br />
ADAPTACIÓN <strong><strong>DE</strong>L</strong> MÉTODO <strong>DE</strong> <strong>HUNTER</strong> <strong>PARA</strong> LAS CONDICIONES LOCALES EN<br />
COLOMBIA<br />
Nelson Yovani Castro Ladino 1 ,Jorge Enrique Garzón Garzón 2 ,Rafael Orlando Ortiz Mosquera 3<br />
Resumen: Dando continuación al artículo “Métodos para el Cálculo de Caudales Máximos<br />
Probables Instantáneos”; y tomando como base los resultados de dicho artículo en el cual se<br />
analizaron los resultados de la aplicación de cada método a todas las edificaciones, se observa que<br />
los Métodos Racional y de Hunter Modificado son los que se adaptan mejor a los resultados de los<br />
caudales aforados, sin embargo el Método Racional se descarta por el resultado de caudal inferior al<br />
caudal aforado en el Conjunto Residencial Takay II. En vista de lo anterior, se dirigió la<br />
investigación a realizar algunas modificaciones del Método de Hunter y generar una metodología<br />
más ligada a las condiciones locales, la cual se denominará “Hunter para Colombia”.<br />
Abstract: Giving continuation to the article methods for the calculation of instantaneous probable<br />
maximum flows"; and taking like base the results of this article in which the results of the<br />
application were analyzed from each method to all the constructions, it is observed that the Rational<br />
Methods and of Modified Hunter they are however those that adapt better to the results of the<br />
seating flows, the Rational Method it is discarded by the result of inferior flow to the flow appraised<br />
in the Residential Group Takay II. In view of the abovementioned, she went the investigation to<br />
carry out some modifications of the Method of Hunter and to generate a bound methodology to the<br />
local conditions, which will be denominated Hunter for Colombia."<br />
Palabras claves: Hunter Para Colombia y Caudal de diseño<br />
1 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de<br />
Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: yovanicastro21@hotmail.com<br />
2 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería civil y Agrícola –Unidad de<br />
Hidráulica –Bogota, Colombia. E-mail: jegarzon@argentina.com<br />
3 Universidad Nacional de Colombia - Ingeniero Civil – Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola –Unidad de<br />
Hidráulica – M. Sc. En Docencia – Candidato a M. Sc. en Recursos Hidráulicos – Director de la Unidad de Hidráulica -<br />
Integrante GIREH ( Grupo de investigación de Recursos Hídricos) - Bogota, Colombia. Tel: (+57) 1 3165000 Ext.<br />
13474 – Fax: (+57) 1 3165563 E-mail: roortizm@unal.edu.co
VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água<br />
João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006<br />
INTRODUCCIÓN<br />
En vista de los resultados obtenidos en el artículo anterior “Métodos para el cálculo de caudales<br />
máximos probables instantáneos”, se ha seleccionado y analizado detenidamente el Método de<br />
Hunter, pues posee una sustentación probabilística, que le permite ser más consecuente que los<br />
demás métodos. Con el fin de hallar una metodología que permita estimar con mayor certeza los<br />
consumos reales, se realizaron algunas modificaciones a dicho método, generando una alternativa<br />
de diseño llamada “Hunter para Colombia” la cual considera cambios en el caudal de los aparatos<br />
a abastecer y se adapta a las condiciones locales.<br />
1. <strong>HUNTER</strong> <strong>PARA</strong> COLOMBIA<br />
Las modificaciones realizadas al Método de Hunter en este trabajo son un primer intento en la<br />
adecuación de las técnicas de diseño y se basan exclusivamente en los resultados de los aforos<br />
realizados en tesis anteriores, por tanto estará sujeto a modificaciones y/o comprobaciones.<br />
Para establecer la simultaneidad en el uso de los aparatos se han seguido los mismos principios<br />
probabilísticos del método original, se ha reconsiderado la duración de uso de las válvulas de<br />
tanque, por tanto varía la probabilidad del uso simultaneo de los aparatos.<br />
Tabla Nº 1. DURACIÓN Y FRECUENCIA <strong>DE</strong> USO<br />
t (s) T (s) P=t/T<br />
Válvulas<br />
0.03<br />
9 300<br />
Fluxómetro<br />
Válvulas Tanque 30 300 0.10<br />
De otro lado se han reducido los caudales promedio de los aparatos con respecto al método original,<br />
estableciendo caudales más acordes con las demandas de los aparatos actuales; cabe anotar que el<br />
caudal promedio a usar solo se podrá establecer con mayor exactitud con un exhaustivo estudio<br />
sobre caudales y presiones de funcionamiento en los aparatos que se encuentran en el mercado.<br />
La tabla 2 muestra los resultados obtenidos una vez realizado el proceso antes descrito; estos<br />
mismos resultados se ilustran en las gráficas 1 y 2, en cada una se han concebido dos curvas de<br />
Unidades de Hunter vs. Caudal, la primera para instalaciones de hasta mil (1000) unidades de<br />
Hunter y la segunda para instalaciones donde se tienen hasta diez mil (10000) unidades de Hunter;<br />
en cada una de las gráficas se han generado curvas para cuando la instalación tiene válvulas de<br />
fluxómetro y para cuando no las posee.
VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água<br />
João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006<br />
Tabla Nº 2. CAUDAL MÁXIMO PROBABLE MÉTODO <strong>DE</strong> <strong>HUNTER</strong> <strong>PARA</strong> COLOMBIA<br />
Unidades<br />
Caudal (l/s)<br />
Unidades<br />
Caudal (l/s)<br />
Unidades<br />
Caudal (l/s)<br />
Fluxómetro Tanque<br />
Fluxómetro Tanque<br />
Fluxómetro Tanque<br />
1 0.63 0.13 66 1.91 0.68 775 5.97 3.16<br />
2 0.67 0.14 69 1.93 0.70 811 6.17 3.27<br />
3 0.71 0.15 73 1.96 0.72 850 6.37 3.39<br />
4 0.75 0.16 76 1.98 0.74 931 6.80 3.66<br />
5 0.78 0.17 82 2.02 0.78 1009 7.20 3.89<br />
6 0.82 0.18 88 2.05 0.82 1091 7.61 4.13<br />
7 0.86 0.19 95 2.09 0.86 1173 8.02 4.38<br />
8 0.89 0.20 102 2.13 0.89 1254 8.41 4.61<br />
9 0.92 0.21 108 2.17 0.92 1335 8.80 4.85<br />
10 0.96 0.22 116 2.21 0.96 1418 9.19 5.08<br />
11 0.99 0.23 124 2.25 1.00 1500 9.57 5.31<br />
12 1.02 0.24 132 2.30 1.04 1583 9.94 5.55<br />
13 1.05 0.25 140 2.35 1.07 1668 10.32 5.78<br />
14 1.08 0.26 148 2.39 1.11 1755 10.69 6.02<br />
15 1.11 0.27 158 2.45 1.15 1845 11.08 6.27<br />
16 1.14 0.28 168 2.52 1.18 1926 11.41 6.49<br />
18 1.19 0.30 176 2.57 1.21 2018 11.78 6.74<br />
20 1.24 0.32 186 2.63 1.25 2110 12.14 6.99<br />
21 1.27 0.33 195 2.69 1.28 2204 12.50 7.24<br />
23 1.32 0.34 205 2.75 1.31 2298 12.86 7.49<br />
25 1.36 0.36 214 2.80 1.34 2388 13.18 7.74<br />
26 1.38 0.37 223 2.86 1.37 2480 13.51 7.98<br />
28 1.42 0.39 234 2.92 1.40 2575 13.83 8.24<br />
30 1.46 0.41 245 2.98 1.44 2670 14.15 8.49<br />
31 1.48 0.41 270 3.13 1.51 2765 14.45 8.74<br />
33 1.52 0.43 295 3.28 1.59 2862 14.76 9.00<br />
35 1.55 0.45 329 3.48 1.69 2960 15.12 9.26<br />
37 1.58 0.46 365 3.69 1.80 3060 15.49 9.53<br />
39 1.62 0.48 396 3.87 1.90 3150 15.82 9.76<br />
42 1.66 0.50 430 4.06 2.01 3620 17.61 11.01<br />
44 1.69 0.52 460 4.23 2.11 4070 19.38 12.18<br />
46 1.71 0.54 490 4.40 2.21 4480 21.04 13.24<br />
48 1.74 0.55 521 4.58 2.32 5380 24.69 15.53<br />
50 1.76 0.57 559 4.79 2.45 6280 28.13 17.78<br />
52 1.78 0.58 596 5.00 2.58 7280 31.65 20.28<br />
54 1.80 0.60 631 5.19 2.70 8300 35.21 22.93<br />
57 1.83 0.62 666 5.38 2.82 9000 37.81 24.89<br />
60 1.86 0.64 700 5.57 2.93 10000 41.52 28.01<br />
63 1.88 0.66 739 5.78 3.05
VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água<br />
João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006<br />
8<br />
7<br />
6<br />
Caudal Probable (l/s)<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
Tanque<br />
Fluxómetro<br />
0<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100<br />
Unidades de Hunter<br />
GRÁFICA Nº 1.A. CURVA <strong>DE</strong> CAUDAL MÁXIMO PROBABLE MÉTODO <strong>DE</strong> <strong>HUNTER</strong><br />
<strong>PARA</strong> COLOMBIA<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
Caudal (l/s)<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
Tanque<br />
Fluxómetro<br />
0<br />
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000<br />
Unidades de Hunter<br />
Gráfica Nº 1.b. CURVA <strong>DE</strong> CAUDAL MÁXIMO PROBABLE MÉTODO <strong>DE</strong> <strong>HUNTER</strong> <strong>PARA</strong><br />
COLOMBIA<br />
2. RESULTADOS<br />
Para poder comparar fácilmente los resultados del método Hunter para Colombia con los diferentes<br />
métodos, se han consolidado los resultados obtenidos en las gráficas que se muestran a continuación<br />
para cada una de las edificaciones en estudio.
VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água<br />
João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006<br />
Takay II<br />
Lago 76<br />
Aforado<br />
Racional<br />
Simultaneidad<br />
Raiz Cuadrada<br />
Britanico<br />
Hunter Modificado<br />
Hunter<br />
Hunter Colombia<br />
3.12<br />
2.68<br />
3.12<br />
6.42<br />
8.52<br />
9.49<br />
11.10<br />
17.20<br />
Aforado<br />
Racional<br />
Sim ult aneidad<br />
Raiz Cuadrada<br />
Britanico<br />
Hunter Modificado<br />
Hunter<br />
Hunter Colombia<br />
0.86<br />
1.22<br />
1.19<br />
2.83<br />
2.99<br />
3.33<br />
3.72<br />
4.61<br />
0 5 10 15 20<br />
Caudal (l/s)<br />
0 1 2 3 4 5<br />
Caudal (l/s)<br />
Santa María del Campo<br />
Biblioteca Central<br />
Aforado<br />
3.24<br />
Aforado<br />
0.34<br />
Racional<br />
6.25<br />
Racional<br />
4.41<br />
Sim ult aneidad<br />
52.92<br />
Simultaneidad<br />
7.53<br />
Raiz Cuadrada<br />
17.15<br />
Raiz Cuadrada<br />
9.89<br />
Britanico<br />
34.62<br />
Britanico<br />
7.55<br />
Hunter Modificado<br />
16.00<br />
Hunter Modificado<br />
5.67<br />
Hunter<br />
20.79<br />
Hunter<br />
7.46<br />
Hunter Colombia<br />
7.9<br />
Hunter Colombia<br />
3.6<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
Caudal (l/s)<br />
0 2 4 6 8 10 12<br />
Caudal (l/s)<br />
Odontología<br />
Medicina<br />
Aforado<br />
2.28<br />
Aforado<br />
1.72<br />
Racional<br />
3.66<br />
Racional<br />
6.87<br />
Simultaneidad<br />
12.59<br />
Simultaneidad<br />
21.98<br />
Raiz Cuadrada<br />
16.61<br />
Raiz Cuadrada<br />
17.46<br />
Britanico<br />
11.22<br />
Britanico<br />
24.91<br />
Hunter Modificado<br />
6.67<br />
Hunter Modificado<br />
11.33<br />
Hunter<br />
9.02<br />
Hunter<br />
15.70<br />
Hunter Colombia<br />
4.52<br />
Hunter Colombia<br />
8.69<br />
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18<br />
Caudal (l/s)<br />
0 5 10 15 20 25 30<br />
Caudal (l/s)<br />
Ciencias Humanas<br />
Ingeniería<br />
Aforado<br />
1.11<br />
Aforado<br />
0.97<br />
Racional<br />
6.04<br />
Racional<br />
4.82<br />
Simultaneidad<br />
12.41<br />
Simultaneidad<br />
10.19<br />
Raiz Cuadrada<br />
12.39<br />
Raiz Cuadrada<br />
11.62<br />
Britanico<br />
12.51<br />
Britanico<br />
10.32<br />
Hunter Modificado<br />
6.92<br />
Hunter Modificado<br />
6.33<br />
Hunter<br />
9.40<br />
Hunter<br />
8.64<br />
Hunter Colombia<br />
4.72<br />
Hunter Colombia<br />
4.28<br />
0 2 4 6 8 10 12 14<br />
Caudal (l/s)<br />
0 2 4 6 8 10 12 14<br />
Caudal (l/s)<br />
Gráfico Nº 2. COM<strong>PARA</strong>CIÓN <strong>DE</strong> TODOS LOS MÉTODOS VS. <strong>HUNTER</strong> COLOMBIA,<br />
<strong>PARA</strong> TODAS LAS EDIFICACIONES
VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água<br />
João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006<br />
• El planteamiento de un método general para el diseño de las redes es muy teórico y es el<br />
diseñador; de acuerdo con las condiciones de ocupación y uso de la edificación, su experiencia, el<br />
conocimiento del método y de los diferentes factores que pueden afectar los cálculos; quien incide<br />
directamente en los resultados; por tanto diferentes diseñadores con un método determinado pueden<br />
generar para un mismo caso una amplia gama de caudales.<br />
• El método “Hunter para Colombia” permite una adecuada aproximación a los caudales<br />
medidos en el conjunto residencial Takay II y el edificio de oficinas Lago 76, reduce de manera<br />
significativa los caudales calculados anteriormente para los edificios institucionales por los métodos<br />
en consideración aunque son excedidos significativamente.<br />
• Para los edificios institucionales no se considera adecuado disminuir tanto la capacidad de la<br />
instalación dado que si se tiene en cuenta la gran cantidad de aparatos que se encuentran instalados<br />
y aún más sabiendo que muchos de éstos funcionan por medio de válvulas de fluxómetro, es<br />
probable que el caudal pico en un momento dado sea mayor al registrado en los periodos de<br />
medición.<br />
3. COM<strong>PARA</strong>CIÓN MÉTODOS <strong>HUNTER</strong> ORIGINAL - <strong>HUNTER</strong> <strong>PARA</strong> COLOMBIA<br />
El método “Hunter para Colombia” considera una curva diferente para unidades de tanque y otra<br />
para unidades de fluxómetro, mientras que el método original hasta aproximadamente mil (1000)<br />
unidades considera dos curvas y después de éste valor se genera una sola curva para los dos tipos de<br />
unidades.<br />
En general las curva propuesta diverge significativamente de la curva original, alejándose en mayor<br />
medida cuando se tiene un mayor número de unidades; la razón, la disminución del tiempo de uso<br />
en las unidades de tanque y del caudal promedio de los aparatos, hace que la simultaneidad en el<br />
uso sea menor y presente menor variación cuando se tiene un mayor número de aparatos instalados.<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
Caudal (l/s)<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Tanque-Hunter Colombia<br />
Fluxómetro-Hunter Colombia<br />
Tanque-Hunter Original<br />
Fluxómetro-Hunter Original<br />
0<br />
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000<br />
Unidades de Hunter<br />
Gráfica Nº 3. COM<strong>PARA</strong>CIÓN MÉTODO <strong>DE</strong> <strong>HUNTER</strong> ORIGINAL - MÉTODO <strong>HUNTER</strong><br />
<strong>PARA</strong> COLOMBIA
VI SEREA - Seminário Iberoamericano sobre Sistemas de Abastecimento Urbano de Água<br />
João Pessoa (Brasil), 5 a 7 de junho de 2006<br />
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES<br />
• El método Hunter para Colombia se acerca bastante a los caudales aforados en cada una de<br />
las edificaciones y mantiene siempre un margen de seguridad, como se muestra en las gráficas de<br />
resultados, por tanto la metodología basada en las mediciones que se tienen es confiable.<br />
• Aplicando el método Hunter para Colombia a las instalaciones, se puede obtener el caudal y<br />
presión de diseño del sistema de bombeo, con esto se logra una reducción de potencia en los<br />
motores, generando un ahorro de energía y menor costo del equipo, si se suma el ahorro en los<br />
costos por disminución de diámetros de tubería, se tendrá en definitiva una instalación de menor<br />
costo y con un funcionamiento adecuado.<br />
• Para poder llegar a concretar una metodología como la anteriormente descrita, se necesita<br />
realizar una mayor cantidad de mediciones de caudales instantáneos en la mayor cantidad de<br />
edificaciones posibles; y también realizar aforos de los caudales con los cuales funcionan<br />
adecuadamente los aparatos que se encuentran actualmente en el mercado.<br />
BIBLIOGRAFÍA<br />
GARCIA SOSA, Jorge. Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias en Edificios. México. 2001.<br />
MELGUIZO. Instalaciones Hidráulicas y Sanitarias. Vol 1. Medellín.<br />
GRANADOS, Jorge. Redes Hidráulicas y Sanitarias en Edificios. UNIBIBLOS. Bogotá. 2002.<br />
INSTITUTO COLOMBIANO <strong>DE</strong> NORMAS TÉCNICAS. Norma 1500 “Código Colombiano de Fontanería”. Figura<br />
Nº 9 Curva de demanda. ICONTEC. 1979.