Aplicativo para el cálculo hidráulico y diseño de redes de tuberías para la conducción de fluidos líquidos

Application for the hydraulic calculation and design of pipe networks for conduction of liquid fluids

dc.contributorGomez Rivera, William
dc.creatorOtalora Gil, Diego Alejandro
dc.creatorRiveros Lopez, Gina Paola
dc.date2023-06-07T13:26:15Z
dc.date2023-06-07T13:26:15Z
dc.date2022-12-15
dc.date.accessioned2023-09-06T17:41:07Z
dc.date.available2023-09-06T17:41:07Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/10654/44402
dc.identifierinstname:Universidad Militar Nueva Granada
dc.identifierreponame:Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granada
dc.identifierrepourl:https://repository.unimilitar.edu.co
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8692219
dc.descriptionDesde la antigüedad el ser humano ha creado instalaciones hidráulicas para facilitar la obtención del agua, considerada como indispensable para su supervivencia, por lo que a lo largo de la historia se han implementado diferentes estructuras que permiten su flujo desde las fuentes iniciales hasta los puntos de consumo, de tal manera que se permita el acceso de este elemento de forma fácil y segura para todos. En este sentido, con el paso del tiempo se ha optimizado el diseño e implementación de estas redes, ejecutando diferentes estudios y cálculos que permiten determinar los materiales y elementos a utilizar, además se han creado normativas de tal manera que se estandarizan las condiciones mínimas que una red hidráulica debe cumplir. Consecuentemente, conforme el tiempo pasa y la tecnología avanza, el ser humano ha buscado una forma más eficiente de realizar los extensos y complejos cálculos necesa rios para la implementación de dichas redes, en las edificaciones cada vez más grandes y complejas, por lo que se han desarrollado diversos aplicativos que permiten la creación de diseños de manera fácil e interactiva, además de la realización de los cálculos y su simulación. Así mismo la implementación de los software como herramienta inicial para la creación de las redes hidráulicas en las edificaciones, disminuye la probabilidad de cometer algún error en los cálculos, además de simplificarlos y reducir su tiempo de realización. Por otra parte, la visualización de los resultados en las simulaciones permiten un mejor análisis y validación del diseño efectuado. Acorde a lo anteriormente mencionado, el presente documento evidencia el desarrollo del aplicativo WATERNET, el cual permite el diseño y simulación de redes hidráulicas, en una interfaz cómoda e intuitiva para el usuario, con los elementos básicos para el desarrollo de este tipo de red, además considerando las normativas colombianas presentes.
dc.description1. INTRODUCCIÓN 8 1.1. Estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2. Planeamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.1. Identificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.2. Descripción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.3. Planteamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4. Delimitación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4.1. Delimitación conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4.2. Delimitación cronológica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.5. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.5.1. Objetivo general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.5.2. Objetivo especifico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2. MARCO REFERENCIAL 17 2.1. Marco teórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.1. Modelo de red de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.1.1. Red primaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.1.2. Red secundaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.2. Simulación hidráulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2. Marco conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.1. EPANET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.2. WNTR (Water Network Tool for Resilience) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.3. Nodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.4. Tuberías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.5. Válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.6. Deposito o tanque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1 Capítulo 0 Universidad Militar Nueva Granada 2.2.7. Reservorio o embalse: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.8. Bombas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3. Marco legal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.1. NTC-1500: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.2. AWWA G200-15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.3. ACIEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.3.4. Superintendencia de Industria y Comercio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3. DESARROLLO 23 3.1. Fase I. Análisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.2. Fase II. Diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2.1. Software base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2.2. Determinación lenguaje de programación . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3. Fase III. Implementación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3.1. Implementación versión inicial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3.2. Actualización y optimización del software . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3.3. Configuración general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.4. Aplicativo final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.4. Fase IV. Pruebas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.4.1. Ejercicio 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.4.2. Resultados ejercicio 1 en EPANET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.4.3. Resultados ejercicio 1 en WATERNET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.4.4. Resultados ejercicio 1 en WATERNET catástrofe . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.4.5. Ejercicio 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.4.6. Resultados ejercicio 2 en EPANET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 3.4.7. Resultados ejercicio 2 en WATERNET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.4.8. Resultados ejercicio 2 en WATERNET catástrofe . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.4.9. Ejercicio 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3.4.10. Resultados ejercicio 3 en EPANET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.4.11. Resultados ejercicio 3 en WATERNET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.4.12. Resultados ejercicio 3 en WATERNET catástrofes . . . . . . . . . . . . . . 85 4. CONCLUSIONES 89 5. FUTURAS MEJORAS 91 Referencias 93
dc.descriptionSince ancient times, human beings have created hydraulic installations to facilitate the obtaining water, considered essential for their survival, for which reason Throughout history, different structures have been implemented that allow its flow from the initial sources to the points of consumption, in such a way that the access of this element easily and safely for everyone. In this sense, over time, the design and implementation of these networks, executing different studies and calculations that allow determining the materials and elements to use, in addition, regulations have been created in such a way that they are standardized the minimum conditions that a hydraulic network must meet. Consequently, as time passes and technology advances, the human being has searched for a more efficient way to carry out the extensive and complex calculations necessary for the implementation of said networks, in increasingly large buildings and complex, for which reason various applications have been developed that allow the creation of designs in an easy and interactive way, in addition to carrying out calculations and their simulation. Likewise, the implementation of software as an initial tool for the creation of hydraulic networks in buildings, decreases the probability of committing any errors in the calculations, in addition to simplifying them and reducing their completion time. For other On the other hand, the visualization of the results in the simulations allows a better analysis and validation of the design carried out. In accordance with the aforementioned, this document evidences the development of the WATERNET application, which allows the design and simulation of hydraulic networks, in a comfortable and intuitive interface for the user, with the basic elements for the development of this type of network, also considering the current Colombian regulations.
dc.descriptionPregrado
dc.descriptionDepuis l'Antiquité, l'homme a créé des installations hydrauliques pour faciliter la obtenir de l'eau, considérée comme essentielle à leur survie, raison pour laquelle Au cours de l'histoire, différentes structures ont été mises en place qui permettent son écoulement depuis des sources initiales aux points de consommation, de telle sorte que l'accès des cet élément facilement et en toute sécurité pour tout le monde. En ce sens, au fil du temps, la conception et la mise en œuvre de ces réseaux, réalisant différentes études et calculs qui permettent de déterminer les matériaux et les éléments à utiliser, de plus, les réglementations ont été créées de manière à ce qu'elles soient standardisées les conditions minimales que doit remplir un réseau hydraulique. Par conséquent, à mesure que le temps passe et que la technologie progresse, l'être humain a recherché un moyen plus efficace pour effectuer les calculs étendus et complexes nécessaires à la mise en œuvre desdits réseaux, dans des bâtiments de plus en plus grands et complexe, raison pour laquelle diverses applications ont été développées qui permettent la création de conceptions de manière simple et interactive, en plus d'effectuer des calculs et leur simulation. De même, la mise en place d'un logiciel comme outil initial de création des réseaux hydrauliques dans les bâtiments, diminue la probabilité de commettre erreurs dans les calculs, en plus de les simplifier et de réduire leur temps de réalisation. Pour autre D'autre part, la visualisation des résultats dans les simulations permet une meilleure analyse et validation de la conception réalisée. Conformément à ce qui précède, ce document témoigne du développement de l'application WATERNET, qui permet la conception et la simulation de réseaux hydrauliques, dans un interface confortable et intuitive pour l'utilisateur, avec les éléments de base pour le développement de ce type de réseau, compte tenu également de la réglementation colombienne en vigueur.
dc.formatapplicaction/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherIngeniería en Mecatrónica
dc.publisherFacultad de Ingeniería
dc.publisherUniversidad Militar Nueva Granada
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dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
dc.rightsAcceso abierto
dc.subjectMECANICA DE FLUIDOS
dc.subjectFLUIDOS
dc.subjectREDES DE TUBERIAS
dc.subjectapplicative
dc.subjectFluid mechanics
dc.subjecthydraulic calculation
dc.subjectfluid conduction
dc.subjectAplicativo
dc.subjectMecánica de fluidos
dc.subjectcalculo hidráulico
dc.subjectconducción de fluidos
dc.titleAplicativo para el cálculo hidráulico y diseño de redes de tuberías para la conducción de fluidos líquidos
dc.titleApplication for the hydraulic calculation and design of pipe networks for conduction of liquid fluids
dc.typeTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.coverageCalle 100


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