“caso de estudio eficiencia watergy en el sector sur, monclova-frontera, coahuila ”

“CASO DE ESTUDIOEFICIENCIA WATERGY EN EL SECTOR SUR,

MONCLOVA-FRONTERA, COAHUILA ”

Período de desarrollo del proyecto: Sep-dic 2006 (12 semanas)

Financiamiento: USAID-ASE-SIMAS

Diciembre de 2006

Programa Nacional de Uso Eficiente del Agua y la EnergiaPrograma Nacional de Uso Eficiente del Agua y la Energia“Watergy Efficiency“Watergy Efficiency””

Objetivo General

Realizar un Proyecto de Eficiencia del sistema de agua potable del Sector SurSector Sur, Frontera Monclova, para analizar el estado actual del servicio de agua a usuarios y proponer soluciones prácticas, económicas de implantación a corto plazo, que mejoren el servicio de agua a los usuarios y contribuyan a la reducción de energía eléctrica

Aspectos AnalizadosA) Eficiencia FísicaB) Eficiencia HidráulicaC) Eficiencia Energética D) Eficiencia Comercial

Objetivos específicos Recopilar y analizar la información existente en SIMAS, tales como planos, estudios y datos

estadísticos.

Verificar funcionamiento de elementos del sistema de agua con un recorrido de campo

Actualizar el plano de la red de distribución con cotas, longitudes y diámetros

Identificar los puntos de suministro de agua a la red de distribución y medir el caudal que ingresa por cada uno de ellos

Construir un modelo de simulación hidráulica de la red de distribución en el programa Epanet V. 2.0

Analizar el flujo transitorio de las conducciones y proponer medidas de protección contra golpe de ariete

Determinar el nivel de pérdidas de agua y proponer acciones para reducirlas a un nivel aceptable

Analizar el funcionamiento de la red de distribución de agua potable en flujo permanente con el modelo de simulación y proponer cambios en su la operación, para redistribuir caudales y presiones sin realizar cambios estructurales significativos

Calcular Índices Energéticos de los sistemas de bombeo

Determinar la eficiencia comercial actual y las medidas para incrementarla y controlarla

Obtener los indicadores Watergy para evaluación de ahorros y beneficios por alcanzar

FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO GENERAL DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO GENERAL DEL SISTEMA DE AGUA EN EL SECTOR SUR ACTUALSISTEMA DE AGUA EN EL SECTOR SUR ACTUAL

Loma LindaTanque

Loma LindaRebolmbeo

Colinas de SantiagoTanque

Sta EulaliaTanque

Torres 3Pozo

BurócratasPozo

Monclova 1Pozo

Monclova 2Pozo

Torres 1-BPozo

Torres 2Pozo

Zona Urbana 1Santiago

Colinas de

Zona Urbana 2

Zona CentroDesviación a

MontemayorRogelio

Figura 1.3. Croquis general de la distribución del agua en el sector sur de Monclova

15 Zonas de servicio de agua (TANDEOS)

MONCLOVA, COAH.SECTOR HIDRÁULICO SUR

Z.T. 9

Z.T. 15Z.T. 12Z.T. 12

Z.T. 10Z.T. 14

Z.T. 6Z.T. 13

Z.T. 4

Z.T. 1

Z.T. 2

Z.T. 5

Z.T. 3

Z.T. 7

Z.T. 11Z.T. 8

Continuidad Promedio 11 Horas/dia

4 Praderas 3er sector 9:00 - 13:00 hrs. 5 Praderas 1er y 2do sector 11:00 - 19:00 hrs.

Otilio Montaño 6

Alamo 13:00 - 19:00 hrs.

Azteca Miravalle Cañada Norte Cañada Sur Braulio Fernández Emiliano Zapata Sur

7

Nueva Miravalle

19:00 - 7:00 hrs.

Benavides 18 de Marzo 8 Fracc Elizondo

19:00 - 7:00 hrs.

Guadalupe Camarillo Asturias Burócratas Villareal

9

Eva Samano

6:00 - 11:00 / 16:00 - 19:00 hrs.

Obreras 2da sección

1ro

10 Fracc Industrial

16:00 - 19:00 hrs.

Col. Industrial Deportivo 1ro. De Mayo

11

Carranza

7:00 - 19:00 hrs.

Benavides 18 de Marzo 8 Fracc Elizondo

7:00 - 19:00 hrs.

Tanque Colinas de Santiago 12

Rogelio Montemayor 9:00 - 12:00 hrs.

Esperanzas 13

Loma Linda 8:00 13:00 hrs.

Salinas de Gortari 14

Tierra y Esperanza 14:00 - 21:00 hrs.

Azteca Miravalle Cañada Norte Cañada Sur Braulio Fernández Emiliano Zapata Sur

7

Nueva Miravalle

19:00 - 7:00 hrs.

15 Obrera 3er sector 13:00 - 19:00 hrs. Guadalupe Camarillo Asturias Burócratas Villareal

2do

9

Eva Samano

6:00 - 11:00 / 16:00 - 19:00 hrs.

Datos de Facturación de Enero 2005 a Julio 2006

ACTIVIDADES REALIZADAS EN EL PROYECTO DE EFICIENCIA SECTOR SUR MONCLOVA

Figura 2.3. Medición de parámetros para cálculo de potencia eléctrica

Figura 2.2. Medición de caudal en tubería de descarga de pozos

Bajo el auspicio de:

RECOLECCIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN

Planos impresos de proyecto de Interconexiones del sistema de pozos en Monclova – Zona Sur (sin longitudes, sin tipo de tuberías, con diámetros de tuberías y elevaciones de pozos)

Plano impreso de proyecto de planta y perfil de la conexión Pozo

Burócratas – Tanque Eulalia (con cotas, longitudes y diámetros de tuberías)

Plano digital de la red existente de Monclova – Zona Sur, actualizado a

julio del 2006 (sin longitudes y sin cotas de tuberías, con capacidad y cotas de tanques, con diámetros de tuberías)

Lotificación y curvas de nivel de Monclova – Zona Sur en formato ArcView (no se incluyó geo - referenciación)

En los planos digitales faltaron varios datos sobre longitudes, diámetros y cotas de cruceros. Los planos digitales no se encuentran actualizados y difieren cambios que ha realizado el personal del SIMAS, por lo que se consideran incompletos

Debido a esta situación… se solicitó a SIMAS conformar la información faltante y la Alianza

procedió a generar información complementaria para no interrumpir el

proyecto

si bien la información proporcionada por SIMAS fue valiosa, no lo fue del todo completa para los fines del presente proyecto …

VISITAS AL SITIO Y VISITAS AL SITIO Y RECORRIDO DE CAMPO RECORRIDO DE CAMPO

Pozo Torres 3

Tanque y rebombeo Loma Linda

Pozo Monclova 1

Pozo Monclova 2

Se visitaron los principales tanques y puntos de suministro

de la red y se midieron parámetros de eficiencia de los

bombeos

Se observaron zonas problemáticas y se determinaron zonas de tandeo

Figura i.2. Tomas domiciliarias instaladas en forma irregular en Monclova

EFICIENCIA ENERGÉTICA

Medición de variables físicas en campo


Figura 2.5. Medición del nivel dinámico

Figura 2.2. Medición de caudal en tubería de descarga de pozos

CAMPAÑA DE MEDICIÓN DE CAUDALES

Se utilizaron dos tipos de medidores

portátiles: a) inserción electromagnética

(propiedad de SIMAS) y un

ultrasónico de la Alianza Vantage serie

6000

Medición de caudales durante 24 horas en los suministros de los pozos Monclova 1 y 2, y en la desviación de esta conducción hacia la zona Centro

“Dentro del sistema de distribución del Sector Sur de Monclova Solo cuatro de los

seis pozos cuentan con macromedidor con error del orden del 20% de exactitud,

lo que genera una gran incertidumbre en los

volúmenes entregados a la red”

COBERTURA DE MICROMEDICION

Cuota Fija23.35%

Servicio Medido76.65%

14,360 Tomas activas

Sistema de macro y micro medición en Sector Sur

RESULTADOS CAMPAÑA DE MEDICIÓN

Gasto medio por pozo

Q medido Q calculado Pozo

lps Lps

Monclova 1 33.00 33.50

Monclova 2 128.00 113.00

Torres 1-B 26.90 29.20

Torres 2 60.00 62.00

Torres 3 16.50 23.90

Burocratas 7.04 9.00

Total 289.22 270.60

Incluye el gasto derivado hacia el sector Oriente

(aproximadamente 100 L/s)

CAMPAÑA DE MEDICIÓN (presiones)

17

118

13

56

16

11

7

312

84

2

14

159

10

Dia No. de punto

Colonia Dirección Hora Presión kg/cm2

1er dia 1 Asturias Silvestre Flores #2001 11:20 2.80 1er dia 2 Obrera Norte Carretera 57#1344 12:15 0.90 1er dia 3 Praderas 3er sector Villa Florida #534 12:30 1.80 1er dia 4 Calderón Calle 4 #1106 12:35 1.60 1er dia 5 Fracc Industrial Av. Sidermex #102 15:45 2.65 1er dia 6 Obrera 2do sector Augusto Espies #1201 15:50 2.30 1er dia 7 Otilio Montaño Calle 16 #349 15:57 2.10 1er dia 8 Praderas 1er sector Altos Hornos 1 16:05 1.40 2do dia 9 Cañada sur Fertilizantes #1416 07:30 2.01 2do dia 10 Miravalle Av. De los reyes #462 07:35 1.50 2do dia 11 Salinas de Gortari Calle 16 #1001 07:55 1.70 2do dia 12 Esperanzas Villa Florida #456 08:00 1.20 2do dia 13 Burócratas Ester #1812 08:20 2.40 2do dia 14 18 de Marzo J. Othon #1614 08:25 2.10 2do dia 15 V. Carranza Matamoros #1111 08:35 1.10 2do dia 16 Rogelio Montemayor Rosa Elba #1408 09:30 2.50 2do dia 17 Colinas de Santiago Av. Extremadura #1548 10:05 1.00 2do dia 18 Obrera 3er sector Augusto Espies 17:15 1.70

Actualización del catastro de la red

Procedimiento

Revisión de planos de SIMAS

(incluido el de Arc View y gogle earth

Reconocimiento físico de Líneas de interconexión

De tanques

Entrevista con el jefe de operación de SIMAS

Revisión de cajas de válvulas

Plano Actualizado y Digitalizado de la red del Sector Sur

VÁLVULAS

8"

12"

6"

12"

Te 12x6"

Te 4x4" 4"

4"

4"

4"

Valv. 1

Valv. 2

4"

Te 6x6"

6"

6"

6" 6"

Te 6x3" 6"

3"

6"6"

Cruz 6x4"

4"

4"6"

4"

Valv. 2

Valv. 1

Tee 6x4"

8"

8"

6"

Red 8x6"

Tee 8x8"

4"

8"

Red 8x4"

8"Tee 8x8"

8"

8"

8"

Valv. 2

Valv. 1

Tee 8x6"

8"

8"

Valv. 2

Valv. 1

6"Red 8x6"

Cruz 6x4"

4"

4"

6"

6"

4"

Cruz 6x4"

4"

4"

6" 6"

4"

Cruz 6x4"

6" 6"

2 1/2"

2 1/2"

6"Tee 12x10"

10"

12"

12"

10" Tee 8x8"

8"

8"

8"

Valv. 1

Valv. 2

Valv 2 reguladorade presión 8"

8"

8"

Valv. 1 8"

12"

8"

8"

6"

6"

Red 8x6" Tee 6x6" 6"6"

6"

Valv. 2 Valv. 1

Tee 6x3" 3"

6"

6"

Tee 8x6"

4"

8"

Valv. 2

Valv. 1

6"Red 8x4"

8"

12"

6"

12"

Te 12x6"

Te 4x4" 4"

4"

4"

4"

Valv. 1

Valv. 2

4"

Te 6x6"

6"

6"

6" 6"

Te 6x3" 6"

3"

6"6"

Cruz 6x4"

4"

4"6"

4"

Valv. 2

Valv. 1

Tee 6x4"

8"

8"

6"

Red 8x6"

Tee 8x8"

4"

8"

Red 8x4"

8"Tee 8x8"

8"

8"

8"

Valv. 2

Valv. 1

Tee 8x6"

8"

8"

Valv. 2

Valv. 1

6"Red 8x6"

Cruz 6x4"

4"

4"

6"

6"

4"

Cruz 6x4"

4"

4"

6" 6"

4"

Cruz 6x4"

6" 6"

2 1/2"

2 1/2"

6"Tee 12x10"

10"

12"

12"

10" Tee 8x8"

8"

8"

8"

Valv. 1

Valv. 2

Valv 2 reguladorade presión 8"

8"

8"

Valv. 1 8"

12"

8"

8"

6"

6"

Red 8x6" Tee 6x6" 6"6"

6"

Valv. 2 Valv. 1

Tee 6x3" 3"

6"

6"

Tee 8x6"

4"

8"

Valv. 2

Valv. 1

6"Red 8x4"

Valv. 2

Valv. 1

Red 6x4"

Red 6x4"

Cruz 6x6"

6"6"

4"

4"

Tapa ciega

Condición Cantidad PorcentajeTierra 11 23%Basura 7 14.6%Inundada 13 27.1%Buen estado 17 35.4%TOTAL 48 100.0%

Resumen de condición del interior de las cajas de válvulas

Condición Cantidad PorcentajeDaño en losa 2 4.1%Sin losa 2 4.1%Sin tapa 8 16.3%Tapa soldada 2 4.1%Tapa sin fijación 8 16.3%Buen estado 27 55.1%TOTAL 49 100.0%

Resumen de condición de las losas y las tapas en las cajas de válvulas

ACTUALIZACIÓN DE PLANOS DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA

Utilizacion de Herramientas de Referenciacion Geografica satelital como Google Earth y Herramientas de Software como ArcView

Se corrigieron imprecisiones en el plano que utiliza actualmente el personal de SIMAS

a) Plano de línea

b) Plano métrico

Actualizacion del Plano digital en AutoCad

POZOBURÓCRATAS

BURÓCRATASTANQUE

MODELO DE SIMULACIÓN HIDRÁULICA DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN

1427 nodos y 1706 tramos

RESULTADOS DEL PROYECTO DE EFICIENCIA SECTOR SUR MONCLOVA

a) Presiones mínimas (demandas máximas)

Figura 4.12. Distribución de presiones del sector SH-1 instalando una VRP

Perfil Monclova 2 - Tanque Loma linda

640.00

650.00

660.00

670.00

680.00

690.00

700.00

710.00

720.00

730.00

740.00

- 1,000.00 2,000.00 3,000.00 4,000.00 5,000.00 6,000.00 7,000.00

Cadenamiento

Ele

vaci

ón

Terreno Alter. 1

Alter. 2 Alter. 3Curva de Operación de la Bomba del Pozo

Monclova 2

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

200.00

0.00 50.00 100.00 150.00

Gasto (l.p.S.)

Car

ga

(m.c

.a)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

Efi

cien

cia

RESULTADOS DEL BALANCE DE AGUA

Se pierde solo el 15.3% del volumen suministrado al sistema de distribución

Período de análisis (días) = 365Lugar: Monclova - Zona Sur Unidad: m3

CANTIDAD

m3

1 Suministro total de agua SIN corregir 7,573,530

2A Error en exactitud de medidores de la fuente de abastecimiento (+ó-) -360,473

2B Cambio en reservas y tanques de almacenamiento (+ó-) 0

2C Otras contribuciones o pérdidas (+ó-) -3,153,600

3 Total de ajustes en el suministro total de agua (sumar líneas 2A. 2B y 2C) -3,514,073

4 SUMINISTRO TOTAL DE AGUA CORREGIDO (sumar líneas 1 y 3) 4,059,457

5 CONSUMO MEDIDO TOTAL DE AGUA AUTORIZADO SIN CORREGIR 2,533,191

6 Usuarios con cuota fija 878,936

7 Reparación de tuberías 0

8 Proceso de plantas de tratamiento y potabilizadoras 0

9 Escuelas 0

10 Parques públicos 0

11 Agua para incendio 0

12 Otros servicios 0

13 CONSUMO TOTAL NO MEDIDO AUTORIZADO (sumar líneas 6 a 12) 878,936

14 Error en medidores residenciales (+ó-) 0

15 Error en medidores comerciales, industriales y especiales (+ó-) 0

16 Error de defase en período de lectura del medidor (+ó-) 0

17 Usos clandestinos regularizados 0

18 Fugas reparadas (eliminadas) 25,777

19 Errores en cuota fija (+ó-) 655

20 Derrames en tanques y cárcamos de bombeo 0

21 Evaporación en depósitos abiertos 0

22 Errores decubiertos en el proceso contable 0

23 Otras pérdidas 0

24 PÉRDIDAS TOTALES IDENTIFICADAS Y ELIMINADAS (Sumar líneas sumar líneas 14 a 23) 26,433

25 PÉRDIDAS POTENCIALES DE AGUA POTABLE (restar líneas 5, 13 y 24 de 4) 620,897

TAREA 5. Estimación de pérdidas potenciales totales

TAREA 1. Cuantificación del suministro de agua

TAREA 2. Estimación de consumos medidos autorizados

TAREA 3. Estimación de consumos No medidos autorizados

TAREA 4. Pérdidas identificadas y eliminadas

LÍNEA CONCEPTO

Según los cálculos, la dotación recomendada al sistema de agua de Monclova del sector Sur es de 220 L/habitante/día , lo que implica un suministro de aproximadamente 140 L/s de forma continua

Gasto medio por pozo

Q medido Q calculado Pozo

lps Lps

Monclova 1 33.00 33.50

Monclova 2 128.00 113.00

Torres 1-B 26.90 29.20

Torres 2 60.00 62.00

Torres 3 16.50 23.90

Burocratas 7.04 9.00

Total 289.22 270.60

Gastos disponibles en los pozos

S.H. 1

S.H. 2

S.H. 3

DE SANTIAGOTANQUE COLINAS

BURÓCRATASTANQUE

MONCLOVA, COAH.SECTOR SUR

SANTA. EULALIATANQUE

POZOTORRES 3

POZOBURÓCRATAS

TORRES 1TORRES 1B

POZOMONCLOVA 3

POZOMONCLOVA 2

POZOMONCLOVA 1

POZOS

POZOTORRES 2

LOMA LINDATANQUE

PROPUESTA DE OPTIMIZACION . 3 SECTORES HIDRAULICOS

3. Abastecer el tanque nuevo “Burócratas” con los pozos Torres 3 y Burócratas y de ahí por gravedad al sector

SH- 3

(implica interconectar tanque a la red y sacar de servicio el

tanque Santa Eulalia)

2. Abastecer el tanque Loma linda con los pozos Monclova 1 y 2, y de ahí por gravedad al sector SH-2 (implica nueva línea de conducción y envío de 100 L/s al sector Oriente )

1. Abastecer del pozo Torres 2 a un tanque nuevo y de ahí por gravedad al

sector SH-1Qmedio = 54 L/s

Qmedio = 63 L/s

Qmedio = 23 L/s

¡ El Pozo Torres 1-B queda de reserva !Q Q medio totalmedio total = 140 L/s = 140 L/s

REDISTRIBUCIÓN DE CAUDALES DENTRO DE LOS

SECTORES HIDRÁULICOS

Figura 4.10. Distribución de presiones del sector SH-1, Presiones mínimas

Figura 4.11. Distribución de presiones del sector SH-1, Presiones máximas

Verificación de la Correcta Distribución de presiones con el Simulador Hidráulico

Ejemplo sector SH1


b) Presiones máximas (demandas mínimas)

Figura 4.12. Distribución de presiones del sector SH-1 instalando una VRP

Acciones mínimas para corregir la distribución de presiones en el sector SH1 (continuación)



Distribución de presiones en el sector SH2

Distribución de presiones en el sector SH3



En la figura 4.17 se puede observar que en las partes bajas se presentan presiones altas que llegan a valores de hasta 8 Kg/cm2 (80 mca), por lo que es necesario controlar las presiones con válvulas reguladoras de presión.La Solucion es instalar dos válvulas reguladoras de presión VRP en puntos estratégicos y cerrando dos válvulas de seccionamiento


b) Presiones máximas (demandas mínimas)

Figura 4.18. Distribución de presiones del sector SH-3 instalando VRP

Distribución de presiones en el sector SH3 (continuación)

Resumen de Valvulas Reguladoras necesarias

Cuadro 4.10. Válvulas reguladoras de presión en el SH-3

Válvula reguladora de

presión

Diámetro (pulgadas)

Presión de salida (kg/cm2)

Caudal (L/s)

VRP-2 VRP-3

8 8

2.3 3

51 17

Cuadro 4.5. Válvula reguladora de presión en el SH-1

Válvula reguladora de

presión

Diámetro (pulgadas)

Presión de salida (kg/cm2)

Caudal (L/s)

VRP-1 14 2.5 117

ANÁLISIS HIDRAÚLICO DE CONDUCCIONES

LOMA LINDA

TANQUEPOZO

TORRES 2

TANQUEPROPUESTO

POZOTORRES 3

POZOBURÓCRATAS

BURÓCRATAS

TANQUE

MONCLOVA 2POZO

MONCLOVA 1POZO

POZOTORRES 1B

Línea 1. Pozo Monclova 2 a Tanque Loma LindaLínea 2. Pozo Monclova 1 a línea de conducción 1Línea 3. Pozo Torres 1B a Tanque PropuestoLínea 4. Pozo Torres 2 a Tanque PropuestoLínea 5. Pozo Torres 3 a Tanque BurócratasLínea 6. Pozo Burócratas a Tanque Burócratas

Características de las líneas de conducción

Línea de conducción Longitud Cota de

pozo

Cota

final

Cota

máxima

Cota

mínima

1 Pozo Monclova 2 a Tanque Loma linda 6,636.40 692.00 679.80 703.00 648.74

2 Pozo Monclova 1 a línea de conducción 1 1,581.66 691.50 682.77 691.50 673.00

3 Pozo Torres 1B a Tanque Propuesto 313.86 675.84 683.00 683.00 671.84

4 Pozo Torres 2 a Tanque Propuesto 101.40 676.30 683.00 683.00 676.30

5 Pozo Torres 3 a Tanque Burócratas 652.35 693.58 735.00 735.00 688.01

6 Pozo Burócratas a Tanque Burócratas 171.38 707.75 735.00 735.00 706.00

Caudales producidos por alternativa

Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3

Gasto (lps) Gasto (lps) Gasto (lps)

Líneas de conducción 1 y 2 Monclova 1 30.13 17.52 33.71 Monclova 2 157.09 143.48 129.84 Suma 187.22 161.00 163.55 Desviación 100.00 100.00 100.00 Ingreso a tanque rompedor - - 63.55 Tanque Loma linda 87.22 61.00 63.55 Caudal requerido 54.03 54.03 54.03

Observaciones Bombas actuales, sin válvula reguladora de caudal

Bombas actuales, con válvula reguladora de caudal en tanque

Con cambio de bombas ajustando cargas, caudales requeridos y tanque rompedor de presión

Líneas de conducción 3 y 4 Torres 1B 47.26 28.45 28.45 Torres 2 85.88 65.01 65.01 Tanque propuesto 133.14 65.01 65.01 Caudal requerido 62.59 62.59 62.59

Observaciones Bombas actuales, sin válvula reguladora de caudal

Con cambio de bombas ajustando cargas, caudales requeridos y con pozo Torres 1B de reserva

Con cambio de bombas ajustando cargas, caudales requeridos y con pozo Torres 1B de reserva

Líneas de conducción 5 y 6 Torres 3 - 16.90 16.90 Burócratas - 8.00 8.00 Tanque Burócratas - 24.90 24.90 Caudal requerido 22.31 22.31 22.31

Observaciones Las bombas actuales no tienen la capacidad para vencer la carga necesaria

Con cambio de bombas ajustando cargas y caudales requeridos

Con cambio de bombas ajustando cargas y caudales requeridos

Condiciones de operación de cada pozo por alternativa

Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 Pozo

Carga (m) Gasto (lps) Carga (m) Gasto (lps) Carga (m) Gasto (lps)

Monclova 1 23.00 33.00 23.00 33.00 19.00 30.00

Monclova 2 38.00 128.00 38.00 128.00 22.00 130.00

Torres 1B 48.00 26.90 13.00 27.00 13.00 27.00

Torres 2 18.00 60.06 12.00 60.00 12.00 60.00

Torres 3 22.00 20.00 50.00 16.00 50.00 16.00

Burócratas 15.00 7.04 35.00 8.00 35.00 8.00

Mejor opción

POZOTORRES 2

TANQUEPROPUESTO

POZOTORRES 3

POZOBURÓCRATAS

BURÓCRATAS

TANQUE

MONCLOVA 2POZO

MONCLOVA 1POZO

POZOTORRES 1B

LOMA LINDA

TANQUE

Q = 8.22 lps

Q = 16.81 lps

Q = 160.53 lps

Q = 30.87 lps

Q = 129.67 lps

Q = 27.16 lps

Q = 61.98 lps ZONA CENTRO

APOYO A

Q = 100.00 lps

Q = 60.53 lps

Resultados del análisis de conducciones en flujo transitorio

Alternativa 3 seleccionada

Línea 5. Pozo Torres 3 a Tanque Burócratas. Fenómeno transitorio

680.00

700.00

720.00

740.00

760.00

780.00

800.00

- 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00Cadenamiento

Ele

vac

ión

Terreno natural

Sobrepresión

Subpresión

Línea 5. Pozo Burócratas a Tanque Burócratas. Fenómeno transitorio

690.00

700.00

710.00

720.00

730.00

740.00

750.00

760.00

770.00

780.00

790.00

800.00

- 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00Cadenamiento

Ele

vaci

ón

Terreno natural

Sobrepresión

Subpresión

ANÁLISIS HIDRAÚLICO DE TANQUES

Curva de demanda Obreras 02 y 03 de enero 2006

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

Horario

cau

dal

(L

/s)

Demanda Horaria en %

DiferenciasDiferencias

Acumuladas0-1 100.00 35.4 64.62 64.621-2 100.00 25.9 74.10 138.722-3 100.00 28.1 71.94 210.673-4 100.00 26.7 73.27 283.944-5 100.00 29.2 70.78 354.725-6 100.00 53.3 46.65 401.376-7 100.00 76.4 23.58 424.947-8 100.00 120.5 -20.45 404.498-9 100.00 142.8 -42.81 361.689-10 100.00 176.5 -76.46 285.2210-11 100.00 185.9 -85.92 199.3011-12 100.00 197.4 -97.43 101.8712-13 100.00 175.2 -75.25 26.6313-14 100.00 158.5 -58.49 -31.8714-15 100.00 150.4 -50.40 -82.2715-16 100.00 140.1 -40.14 -122.4116-17 100.00 135.3 -35.26 -157.6817-18 100.00 124.5 -24.50 -182.1818-19 100.00 103.2 -3.21 -185.3919-20 100.00 96.5 3.50 -181.8920-21 100.00 73.3 26.69 -155.2021-22 100.00 70.2 29.85 -125.3522-23 100.00 45.8 54.19 -71.1623-24 100.00 28.8 71.16 0.00TOTAL 2400.00 2400.00

P = Poblacion, hab P = 21,219 habD = Dotación, L/hab/día D = 220.00 L/hab/díaQmd = Gasto maximo diario, L/s Qmed = 54.03 L/s

C = Capacidad de regularizacion, m3

R = Coeficiente de regularizacion Mayor + = 424.94CVD = Coeficiente de variacion diaria=1.4 Mayor - = -185.39

CVH = Coeficiente de variacion horaria=1.55 CVD = 1.40

Qd = Gasto de diseño, L/s CVH = 1.55

tb = tiempo de bombeo en horas/dia

tb = 24.00 h

ct = (mayor + )+(mayor - ) Qmed = (P*D)/86400

R = (ct/100)(3600/1000) Qmd = Qmed *CVD ct = 610.33

C = R*Qmd Qmh = Qmd*CVH R = 21.97

Qd = (24*Qmd)/tb C = 1662.00 m3

Qmed = 54.03 L/s

Altura, m Ancho, m Largo, m Volumen,m3Qmd = 75.64 L/s

2.75 20 30 1650 Qmh = 117.24 L/s

Qbombeo = 54.03 L/s

VOLUMEN REQUERIDO DEL TANQUE DE REGULARIZACIÓN DE PROYECTO

SECTOR HIDRÁULICO SH-1

Dimensiones del tanque

HorasSuministro

(Entradas) Q bombeo en %

Demandas (Salidas)

Pozo Torres 2

24 hrSH-1 1662 Tanque de proyecto

Loma Linda = 3,200Colinas de Santiago = 600

SH-3 686 Burócratas = 1,200

Capacidad de Tanques

(m3)Sector hidráulico

Capacidad de

regularización (m3)

SH-2 1,925

RESULTADO ANÁLISIS DE CAPACIDAD Y NECESIDADES DE REGULARIZACION

MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA


Análisis económico por optimización de eficiencia electromecánica pozos del sector Sur

Energía Consumida Ahorros Evaluación

Equipo Actual

(kWh/año) Esperada (kWh/año)

Energía (kWh/año)

Facturación Eléctrica ($/año)

Inversión Estimada

($)

Pay-back (meses)

Pozo Monclova 2 1,760,528 1,206,180 554,348 593,152.85 140,476.23 3

Pozo Torres 3 281,106 206,823 74,283 79,483.28 53,284.20 8

Pozo Torres 1b 328,485 150,780 177,706 190,144.94 50,951.42 3

Pozo Torres 2 899,539 716,964 165,231 176,796.94 134,062.68 9

Pozo Burócratas 153,120 104,938 48,182 51,554.94 46,126.20 11

Pozo Monclova 1 527,632 473,670 48,835 52,253.96 90,714.92 21

GLOBAL 3,950,410 2,859,353 1,068,586 1,143,387 515,615.64 5

AHORRO DE ENERGÍA POR OPT. EFICIENCIA ELECTROMECANICA Y OPTIMIZACION DE CARGAS DE BOMBEO DE ACUERDO AL ANALISIS

HIDRAULICO

Condición Actual

Servicio F.P Energía (kWh/año)

Reactivos (kVArh/año)

Facturación ($/año)

Cargo por bajo F.P.

Las Torres 1B 623,925

Las Torres 2 840,657

Las Torres 3

0.878

282,408

952,410 1,869,280 1.50% $ 28,039

Monclova 1 0.816 499,140 353,589 534,079 6.18% $ 33,066

AHORRO POR OPTIMIZACION DEL FACTOR DE POTENCIA

Ahorros PotencialesCálculo de Ahorros

Servicio Capacidad del Banco

(kVAr)

Reactivos (kVArh/año)

F.P Bonificación por FP > 0.9

Ahorro Esperado

($/año)

Las Torres 1B

15

Las Torres 2 20

Las Torres 3 5

689,610 0.930 0.81% $ 16.013 $ 45,667

Monclova 1 25 189,339 0.935 0.94% $ 5,020 $ 38,086

Total: $ 88,773

AHORRO POR ADMINISTRACION DE EQUIPOS EN HORA PUNTA

Periodo Verano Del primer domingo de abril al sábado anterior al último domingo de octubre

Día de la semana Base Intermedio Punta

6:00 - 20:00

lunes a viernes

0:00 - 6:00

Costo de la energía 0.61 $ por

kWh

22:00 - 24:00

Costo de la energía 0.75$ por

kWh

20:00 - 22:00

Costo de la energía 2.33 $ por

kWh

sábado 0:00 - 7:00 7:00 - 24:00

domingo y festivo 0:00 - 19:00 19:00 - 24:00

Periodo Invierno

Del último domingo de octubre al sábado anterior al primer domingo de abril

Día de la semana Base Intermedio Punta

6:00 - 18:00

lunes a viernes 0:00 - 6:00 22:00 - 24:00 18:00 - 22:00

8:00 - 19:00

sábado 0:00 - 8:00 21:00 - 24:00 19:00 - 21:00

domingo y festivo 0:00 - 18:00 18:00 - 24:00

ESTA MEDIDA RESUTA VIABLE GRACIAS AL ENFOQUE INTEGRAL WATERGY QUE PERMITE

REALIZARLA SIN AFECTAR EL SERVICIO

REQUIERE UNA ANALISIS LIGADO A LA MODELACION HIDRAULICA SECTOR POR SECTOR

TORRES 1B

POZO

POZOTORRES 2

TANQUEPROPUESTO

CAP. = 830 m3C.T. = 683 m

TUBERÍA DE PROYECTO

TUBERÍA EXISTENTE

SH 1 Paro en hora punta del pozo Torres 2 con apoyo del torres 1B

SH1 donde se tendrá un nuevo tanque de regulación y que puede dimensionarse de acuerdo a las necesidades de parar 4 horas en hora punta

CON EL ANALISIS HIDRAULICO SE SABE QUE MODIFICACIONES DEBEN REALIZARSE EN LA RED

Pozo Torres 2 Apoyo con Torres 1B

Demanda Horaria en %

DiferenciasDiferencias

Acumuladas0-1 120.00 35.4 84.62 84.621-2 120.00 25.9 94.10 178.722-3 120.00 28.1 91.94 270.673-4 120.00 26.7 93.27 363.944-5 120.00 29.2 90.78 454.725-6 120.00 53.3 66.65 521.376-7 120.00 76.4 43.58 564.947-8 120.00 120.5 -0.45 564.498-9 120.00 142.8 -22.81 541.689-10 120.00 176.5 -56.46 485.2210-11 120.00 185.9 -65.92 419.3011-12 120.00 197.4 -77.43 341.8712-13 120.00 175.2 -55.25 286.6313-14 120.00 158.5 -38.49 248.1314-15 120.00 150.4 -30.40 217.7315-16 120.00 140.1 -20.14 197.5916-17 120.00 135.3 -15.26 182.3217-18 120.00 124.5 -4.50 177.8218-19 0.00 103.2 -103.21 74.6119-20 0.00 96.5 -96.50 -21.8920-21 0.00 73.3 -73.31 -95.2021-22 0.00 70.2 -70.15 -165.3522-23 120.00 45.8 74.19 -91.1623-24 120.00 28.8 91.16 0.00TOTAL 2400.00 2400.00

P = Poblacion, hab P = 21,219 habD = Dotación, L/hab/día D = 220.00 L/hab/díaQmd = Gasto maximo diario, L/s Qmed = 54.03 L/s

C = Capacidad de regularizacion, m3

R = Coeficiente de regularizacion Mayor + = 564.94CVD = Coeficiente de variacion diaria=1.4 Mayor - = -165.35

CVH = Coeficiente de variacion horaria=1.55 CVD = 1.40

Qd = Gasto de diseño, L/s CVH = 1.55

tb = tiempo de bombeo en horas/dia

tb = 20.00 h

ct = (mayor + )+(mayor - ) Qmed = (P*D)/86400

R = (ct/100)(3600/1000) Qmd = Qmed *CVD ct = 730.29

C = R*Qmd Qmh = Qmd*CVH R = 26.29

Qd = (24*Qmd)/tb C = 1988.70 m3

Qmed = 54.03 L/s

Altura, m Ancho, m Largo, m Volumen,m3 Qmd = 75.64 L/s

2.8 20 35 1960 Qmh = 117.24 L/s

Qbombeo = 64.84 L/s

VOLUMEN REQUERIDO DEL TANQUE DE REGULARIZACIÓN DE PROYECTO

SECTOR HIDRÁULICO SH-1

Dimensiones del tanque

HorasSuministro

(Entradas) Q bombeo en %

Demandas (Salidas)

TAMBIEN SE VERIFICA LA CAPACIDAD NECESARIA DE LOS TANQUES DE REGULACION

Ahorro Neto por Paro en Punta del Pozo Torres 2

Condición Inicial Condición Esperada

Equipo Demanda

(kW)

Consumo en Punta

(kWh/año)

Importe de la Factura

($/año)

Demanda (**)

(kW)

Consumo en Punta

(kWh/año)

Consumo adicional (*) fuera de punta

(kWh/año)

Importe de la factura

($/año)

Ahorro en Facturación

Torres 2 128 80,959 367,493.89 38 0 55,042.56 $ 312,451.33

Torres 1B 0 0 0.00 15 0 114,400 97,988.84 - $ 97,988.84

AHORRO NETO $ 214,462.49

FINALMENTE SE LOGRAN AHORROS ECONOMICOS EN EL SECTOR SH 1 POR PARO EN HORA PUNTA

BENEFICIO GLOBAL POR ESTA MEDIDA EN LOS 3 SECTORES

MAS AHORROS RESULTANTES DE LA OPTIMIZACION HIDRAULICA

AHORRO DE ENERGIA POR PARO PARCIAL POZO TORRES 1B

Opción A. Considerando el paro en hora punta del pozo torres 2 y la inversión

correspondiente

Cuadro 2.29. Resumen de medidas de ahorro para la Opción A

Demanda Consumo Inversión Estimada

Pay back

kW kWh /año $/año % $ años

Optimización del FP En Pozos Las Torres ,

Monclova 1 0 0 $88,773.00 1.8% $46,000 0.52

Optimización de Eficiencias

Electromecánicas.320.0 1068586 $1,143,386.90 23.6% $497,903 0.44

Control de Demanda en Hora Punta

90 128445 $350,852.15 7.2% 5113300(*) 11.40

Paro de equipo no necesario ( Torres 1b solo operara 13 horas

diarias)

95 294,277 $365,889.87 7.6% 5000000(*) 12.30

Globales Sector Sur 320 $1,491,309 $1,948,902 40.2% $10,657,203 5.5

(*) Dato proporcionado por SIMAS

Análisis económicoAhorro económico

Ahorro de Energia con Medidas

Convencionales

Ahorro de Energia por Optimizacion de la Operacion

Hidraulica ( Watergy)

Medida de Ahorro Ahorro de Energía

En este caso el ahorro de energía asciende al 40 % y la inversión asciende a mas de

10 Millones de Pesos con un periodo de recuperación simple de 5.5 años

RESUMEN GLOBAL DE AHORROS DE ENERGIA

Se pueden ahorrar $1,948,902 pesos anuales en costos energéticos con la nueva configuración,

•Esto representa un 40 % de ahorro de los cuales el 23 % son atribuibles a medidas convencionales y el 15 % a medidas resultantes de la optimización de la operación hidráulica, lo que confirma la idea de que el potencial de ahorro de energía puede incrementarse sustancialmente adoptando el enfoque integral Watergy

CONCLUSIÓN

CONCLUSIÓN FINAL DEL CASO DE ESTUDIO

Dr. Leonel H. Ochoa Alejo

In. Arturo Pedraza MartínezDiciembre de 2006

“Con la ejecución del proyecto de eficiencia presentado aquí, es posible mejorar el servicio de agua hacia los usuarios, lo cual se refleja en un incremento del 52.5% en la continuidad del servicio y del 7.3% en la dotación por habitante, eliminando muchas operaciones de tandeo actuales permitiendo al personal dedicar tiempo a otras tareas y logrando beneficios económicos por el ahorro de energía eléctrica, del orden del 40%.

En resumen …WaterWatergygy propone… realizar

proyectos de agua potable para el incremento de eficiencia

electromecánica, física e hidráulica que cumplan con las 5 condiciones

siguientes:

1. BASADOS EN INFORMACIÓN Y DATOS DISPONIBLES (GENERAR INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA MÍNIMA)

4. QUE GARANTICEN MEJOR CALIDAD DEL SERVICIO DE AGUA A LOS USUARIOS (CERO TANDEOS)

2. QUE APROVECHEN AL MÁXIMO LA INFRAESTRUCTURA HIDRÁULICA EXISTENTE

3. CON SOLUCIONES PRÁCTICAS, ECONÓMICAS Y DE IMPLANTACIÓN EN EL CORTO PLAZO

5. QUE PERMITAN AHORROS DE ENERGIA SUSTANCIALES

“caso de estudio eficiencia watergy en el sector sur, monclova-frontera, coahuila ”

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