WaterCAD

Bentley WaterCAD es un software comercial de anlisis, modelacin y gestin de redes a

presin (sistemas de distribucin o de riego), propiedad de la Empresa de Software

Bentley Systems, Incorporated que produce soluciones para el diseo, construccin y

operacin de infraestructuras en diversos campos.

WaterCAD permite la simulacin hidrulica de un modelo computacional representado en

este caso por elementos tipo: Lnea (tramos de tuberas), Punto (Nodos de Consumo,

Tanques, Reservorios, Hidrantes) e Hbridos (Bombas, Vlvulas de Control, Regulacin,

etc.)

Modelacin y Gestin de Sistemas de Distribucin de Agua

WaterCAD es una solucin para modelacin hidrulica y anlisis de calidad de agua para

sistemas de distribucin de agua. Organismos operadores, municipios y firmas de

ingeniera confan en WaterCAD como una herramienta que les permite ahorrar recursos y

soportar la toma de decisiones con

respecto a su infraestructura

hidrulica.

Modele la parte hidrulica,

operacional, flujo contra incendio,

criticalidad y calidad del agua con la

comodidad de poder usar su

ambiente favorito.

Personalice su WaterCAD con los

mdulos de calibracin, diseo

automtico y eskeletizacin conforme crecen sus requerimientos de modelacin.

Interoperabilidad y Construccin de Modelos

Nueva plataforma MicroStation: Construya, edite, simule y visualice su modelo hidrulico

desde el ambiente Geoespacial y de ingeniera de MicroStation V8 XM.

Mdulo LoadBuilder en interfaz Stand-alone: Con la versin V8 XM es posible usar el

modulo LoadBuilder directamente en la interfaz stand-alone para cargar las demandas en

los nodos usando informacin Georreferenciada de consumos.

Mdulo TRex en interfaz Stand-alone: Con la versin V8 XM podr automticamente

extraer y asignar la elevacin directamente en la interfaz stand-alone a partir de modelos

digitales de terreno (DEM), lneas de contorno en CAD, Shapefiles o nube de puntos.

Creador de Polgonos de Thiessen: Cree desde cualquier interfaz y automticamente

polgonos de Thiessen alrededor de los nodos de su modelo, con el objeto de soportar

complejos algoritmos de asignacin de demandas incluidos en LoadBuilder y que

requieren polgonos de servicio.

Gestin de Datos

Seleccin de elementos basados en consultas: Elabore y gestione para la agrupacin de

elementos, complejas consultas multi parmetro basadas en la tecnologa SQL.

Navegador de la Red: Esta nueva y ponderosa funcionalidad le permitir encontrar y

resolver problemas de topologa o conectividad de su modelo, que frecuentemente se

generan a partir de la extraccin de datos de un archivo externo.

Soporte mejorado Undo/Redo: Modifique o cambie los elementos de su modelo o edite

sus datos en los reportes tabulares con la total tranquilidad que le brinda el soporte

undo/redo en todos los procesos de edicin de su modelo.

Copiar/Pegar con Fuentes de datos externas: La nueva tecnologa de WaterCAD V8 XM le

permitir contar con una funcionalidad bi-direccional de copiado y pegado entre

aplicaciones office como Excel y Word y sus grficos o reportes tabulares.

Modelacin Operativa

Anlisis de Vulnerabilidad (Criticality Analysis): Evalu las consecuencias de roturas a lo

largo de toda su red de distribucin y descubra cuales son las inversiones en rehabilitacin

o reparacin con los ms altos impactos hidrulicos y operacionales.

Demandas Dependientes de la Presin: Calcule las demandas en los nodos como una

funcin de la presin del sistema en sistemas insuficientes para atender la demanda total,

rociadores o inclusive en metodologas para la determinacin de fugas.

Nuevo elemento de Vlvula de Aislamiento: Haga uso de este nuevo elemento para

evaluar la segmentacin de su red, desarrollar anlisis de trazados y encontrar los tramos

de mayor vulnerabilidad en su infraestructura.

Nuevo elemento Hidrante: Modele hidrantes como nodos especiales en su modelo y haga

uso de la funcionalidad ofrecida por el navegador de flujo de incendio y las nueva

definicin de demandas dependientes de la presin.

Nuevo elemento Batera de Bombas de Velocidad Variable: Modele complejas estaciones

con bombas de velocidad variable definiendo en un solo elemento configuraciones de

bombas en paralelo o en serie.

Administracin de Demandas y Caudales contra Incendio

Navegador de Flujo de Incendio: Simule anlisis de flujo de incendio a lo largo y ancho de

su sistema y navegue a travs del mismo evaluando caudales, velocidades y presiones

para cada elemento.

Hidrantes: Modele los hidrantes de su red como nodos independientes e integre la

funcionalidad del elemento en las nuevas caractersticas de navegador de flujo de

incendios y demandas dependientes de la presin.

Centro de Control de Demandas: Administre globalmente demandas simples, compuestas,

patrones de consumo y demandas dependientes de la presin en un solo mdulo que le

permitir configurar los consumos de todo su modelo.

Librera de Demandas Unitarias: Cree y administre sus datos locales definiendo diferentes

demandas unitarias basadas en reas, unidades de descarga, consumo per-cpita, etc.

para una rpida estimacin de demandas o en la creacin de diferentes escenarios.

Generacin de Mapas y Presentacin de Reportes

Mapas Temticos: Haga uso de la funcionalidad de codificacin por color y tamao basada

en los atributos de los elementos, las nuevas posibilidades de anotacin mltiple que le

permitirn visualizar fcilmente tanto los datos de entrada como los resultados

hidrulicos.

Administrador de Capas de Fondo: Esta nueva funcionalidad le permitir organizar,

agrupar, personalizar y mostrar en el rea de dibujo archivos de fondo en diferentes

formatos como DXF, shapefiles, BMP, JPEG, TIFF, PNG, GIF y MrSID.

Simbologa tipo GIS: Configure la visualizacin de su modelo de manera que ciertos

elementos sean dependientes de las herramientas de Zoom y que automticamente

cambien de tamao mientras usted navega por distintas reas de su modelo y amplia o

reduce el rea de visualizacin.

Generacin avanzada de contornos: Superponga un numero ilimitado de mapas de

contorno directamente sobre el dibujo de la red de distribucin, configure y produzca

rpidamente mapas temticos con las nuevas caractersticas para la generacin de lneas

de contorno.

DESCRIPCIN

El software cuyo algoritmo de clculo se basa en el mtodo del Gradiente Hidrulico,

permite el anlisis hidrulico de redes de agua (aunque puede usarse para cualquier fluido

newtoniano) determinando las presiones en diversos puntos del sistema, asi como los

caudales, velocidades, prdidas en las lneas que conforman la red hidrulica; as como

otros muchos parmetros operativos derivados de los elementos presentes en el sistema

como: Bombas, Vlvulas de Control, Tanques, etc. a partir de las caractersticas fsicas del

sistema y unas condiciones de demanda previamente establecidas. WaterCAD adems

permite extender sus capacidades a temas de gestin a largo plazo de sistemas de

abastecimiento incluyendo: anlisis de vulnerabilidad, anlisis de proteccin contra

incendio, estimacin de costos energticos, calibracin hidrulica, optimizacin, etc.

Este programa adicional a las herramientas convencionales para el anlisis y modelacin

de redes a presin, cuenta con herramientas de productividad en los procesos de gestin

de datos, construccin de modelos a partir de archivos externos, extraccin de

elevaciones, asignacin de demandas a partir de tcnicas de anlisis espacial, preparacin

y gestin de escenarios, clculos hidrulicos complementarios, gestin operativa y

preparacin de reportes y planos. Asimismo el software ofrece diversas opciones para

visualizacin de resultados como reportes tabulares, perfiles, grficos de variacin

temporal, anotaciones y codificacin por color, etc.

El software adems de contar con una interfaz grfica autnoma (Windows Stand Alone),

puede trabajarse de manera integrada entornos CAD como los son AutoCAD y Bentley

MicroStation.

Orgenes y Desarrollo

WaterCAD fue originalmente desarrollado por la Empresa Haestad Methods, Inc. con base

en Watertown, CT (USA). Esta empresa fue adquirida por Bentley Systems a mediados del

ao 2004, adquisicin a partir de la cual el producto comenz a denominarse

comercialmente como Bentley WaterCAD.

WaterCAD es una evolucin de un producto de sofware lanzado a principios de los 90's

por la casa Haestad Methods, llamado CyberNet. Este producto fue quizs uno de los

programas pioneros en integrar un modelo hidrulico en un entorno CAD. Lo anterior,

considerando que slo hasta esta dcada se comenzaban a lanzar al mercado comercial

diferentes products de modelacin hidrulica con una interfaz grfica y que la primera

versin de EPANET (producto libre y referencial del mercado) slo se lanz hasta el ao

1993.

El CyberNet como nombre comercial desapareci a principios del ao 2000, y WaterCAD

se empez a comercializarse en dos versiones: WaterCAD Stand-Alone y WaterCAD para

AutoCAD. Asimismo, durante los primeros aos el software sufri cambios significativos

que no solamente tuvieron que ver con mejoras a la interfaz grfica y herramientas de

entrada de datos sino tambin con sus mtodos de clculo y algoritmos. En primer lugar

en lo que tiene que ver con el mtodo de anlisis hidrulico se adapt el mtodo de

gradiente conjugado (con el objeto de mejorar la velocidad de convergencia y uso de

memoria). En lo que tiene que ver con el modelo dinmico de calidad de agua se

implement una aproximacin o mtodo Lagrangiano, que demostr ser ms verstil y

eficiente que otros modelos de calidad.

En los ltimos aos el software ha tenido una gran evolucin especialmente en

caractersticas como: interoperabilidad, facilidad de uso, herramientas de productividad,

procesos de consulta multi-criterio, operaciones de anlisis espacial, posibilidades

grficas, integracin con Sistemas de Informacin Geogrfica (GIS), etc. Dentro de los ms

recientes desarrollos se incluyen las siguientes caractersticas:

Intercambio de Datos con otros Sistemas de Informacin, Dispositivos Electrnicos y/o

otros programas de gestin.

Uso de Algoritmos Genticos para procesos de calibracin hidrulica automatizada,

diseo optimo y optimizacin energtica.

Deteccin Analtica de Fugas

Planes de Vulnerabilidad ante eventos de Contaminacin

Integracin con Sistemas SCADA

Anlisis de Calidad multi-parmetro

Planificacin para Renovacin de Redes

Integracin con Anlisis de Transientes Hidrulicos y Golpe de Ariete

Tipos de Clculo y Mdulos Complementarios

WaterCAD (descripcin basada en versin V8i) posee diferentes herramientas y tipos de

clculo complementarios al anlisis hidrulico convencional.

Tipos de Clculo (Rgimen Permanente):

1. Anlisis Hidrulico en Periodo Esttico (tambin Conocido como Anlisis Steady State

SS por su Siglas en Ingls)

2. Anlisis Hidrulico en Periodo Extendido o Cuasi-Esttico (tambin Conocido como

Anlisis EPS por su Siglas en Ingls)

3. Anlisis de Calidad de Agua (Anlisis de tipo EPS con tres variantes: Edad del Agua,

Rastreo de Fuente o Constituyente)

4. Anlisis de Proteccin contra Incendio (Anlisis de Tipo SS para anlizar la capacidad de

respuesta de la Red ante un evento de Incendio)

5. Anlisis de Costos de Energa (Determinacin de la Energa Consumida y Costos en las

Estaciones de Bombeo)

6. Anlisis de Segmentos Crticos o de Vulnerabilidad del Sistema ante cortes de servicio

(Criticality Analysis)

7. Anlisis y Proyeccin de Roturas de Tuberas (Pipe Break Analysis)

8. Anlisis de Lavado de Tuberas por estrategias de Vaciado (Flushing Analysis)

Mdulos o Herramientas Complementarias incluidas:

1. Centro de Control de Demandas

(Demand Control Center)

2. Administrador de Escenarios y

Comparacin (Scenario Management

& Scenario Comparison)

3. Construccin Inteligente de

Modelos a partir de archivos externos

(ModelBuilder)

4. Asignacin Automtica de Elevaciones a partir de Modelos Digitales de Terreno (Trex)

5. Asignacin Automtica de Demandas basada en Anlisis Espacial (LoadBuilder)

6. Generador de Polgonos de Thiessen

Mdulos Adicionales - No Incluidos*:

*Mdulos que se pueden adquirir separadamente para complementar la funcionalidad de

WaterCAD

1. Skelebrator: Simplificacin o Esqueletizacin Inteligente de Redes

2. Darwin Designer: Optimizacin de Diseo de Sistemas basado en Algoritmos Genticos

y segn criterios econmicos y restricciones hidrulicas

3. Darwin Calibrator: Calibracin Hidrulica de Redes basada en Algoritmos Genticos y

segn correlacin estadstica con datos de campo

4. Darwin Scheduler: Optimizacin Energtica para Programacin de Ciclos de Bombeos

basado en Algoritmos Genticos

5. Pipe Renewal Planner: Planeacin para la Renovacin de Redes basada en Anlisis

Multi-Criterio

6. SCADAConnect: Conexin en tiempo real del Modelo Hidrulico con Sistemas SCADA

Adicional a los mdulos anteriores, el usuario puede personalizar el Software WaterCAD a

travs de la utilidad WaterObjects, que a travs de aplicaciones y rutinas tipo VBA permite

adicionar nuevas herramientas de clculo y de visualizacin de resultados, extendiendo y

personalizando las capacidades del software a proyectos o usos especficos.

Diferencias entre WaterCAD y WaterGEMS V8i SS3!

He recibido frecuentemente la pregunta por parte de usuarios del software Bentley acerca

de las diferencias significativas entre WaterCAD y WaterGEMS, as que aprovecho este

espacio para hacerlo.

WaterCAD es quizs el producto como marca registrada ms popular del software Bentley

de Modelacin Hidrulica de Sistemas o Redes a Presin. Al igual que WaterCAD,

WaterGEMS ofrece todas las herramientas de anlisis hidrulico en rgimen permanente

de Redes a Presin como son el anlisis en periodo esttico (Steady State), Periodo

Extendido (EPS), Anlisis de Flujo de Incendio (Fire Flow Analysis) y Anlisis de Calidad

(Water Quality) y Anlisis de Costos de Energa (Energy Analysis).

En trminos de tareas bsicas e intermedias de Modelacin Hidrulica, WaterCAD y

WaterGEMS son productos completamente similares (de hecho comparten el mismo

motor de clculo hidrulico).

Adicionalmente en las ltimas versiones de WaterCAD y WaterGEMS se han agregado

nuevas funcionalidades como el Anlisis de Criticidad de Sistemas (Criticality Analysis)

basado en la operacin de vlvulas de aislamiento, el anlisis de limpieza de redes por

vaciado unidireccional (Flushing Analysis) y el anlisis de proyeccin de roturas (Pipe Break

Analysis). As mismo herramientas de integracin con fuentes externas de datos como

ModelBuilder (Construccin de Modelos) y LoadBuilder (Carga de Demanda basado en

Operaciones de Anlisis Espacial).

Por otra parte, WaterCAD como WaterGEMS comparten una misma estructura de modelo

de datos, por tanto un modelo creado en WaterCAD puede ser ledo en WaterGEMS y

viceversa.

Mientras WaterCAD, soporta una plataforma Autnoma (Stand Alone) as como

MicroStation y AutocAD (como adicin al producto).

WaterGEMS es la nica herramienta de modelacin del mercado capaz ofrecer soporte

para 4 plataformas como AutoCAD, ArcGIS y MicroStation, adicional a una plataforma

Stand Alone con toda la funcionalidad. Un gran equipo de desarrollo le permite a Bentley

ofrecer soporte en todos sus productos una vez nuevas versiones de AutoCAD,

MicroStation, ArcGIS e inclusive Windows salgan al mercado.

En WaterGEMS si un usuario hace cambios en un modelo hidrulico bajo ArcGIS o

AutoCAD, estos cambios se vean tambin actualizados bajo el modelo Stand Alone.

Especficamente sobre la integracin de WaterGEMS V8 con ArcGIS 10.x esta es

totalmente transparente. Cuando abras ArcMap dentro de la interfaz observars que se

agregan a lo ya existente una lnea de Mens y nuevas barras de herramienta propias de

WaterGEMS, de esta manera dentro de ArcMap tendrs TODA la funcionalidad hidrulica

que ofrece WaterGEMS.

Adicional a la integracin con ArcGIS que es una de las grandes diferencias de WaterGEMS

con WaterCAD; WaterGEMS tiene incluidos los siguientes mdulos que solo pueden

adquirirse separadamente como adiciones en WaterCAD:

- Darwin Calibrator: Calibracin Hidrulica usando Algoritmos Genticos

- Darwin Designer: Diseo Optimizado de Sistemas usando Algoritmos Genticos

- Darwin Scheduler: Optimizacin Energtica de ciclos de encendido y apagado de bombas

en E.B.

- Skelebrator: Procesos inteligentes de simplificacin (esqueletizacin) de Redes

- SCADAConnect: Conexin en tiempo real con sistemas SCADA. WaterGEMS incluye una

versin de esta mdulo de hasta 15 seales en tiempo real.

Ambas son herramientas verstiles y poderosas. Posiblement WaterGEMS por sus

modulos adicionales, tiene ms la visin de ser el software para operadores de

acueductos.

MANUAL DEL WATER CAD.

Desarrollaremos un ejemplo prctico del primer taller del curso de redes Anlisis de Redes Y Fuentes de

Agua en una aplicacin del programa WaterCad en la versin 8i en una pequea habilitacin urbana.

Practica 1.

CREACIN Y CONFIGURACIN DEL PROYECTO.

Abrimos el programa WATERCAD V8i y Seleccionamos en la barra superior File la opcin New y creamos

un nuevo proyecto.

Aparece nuestro nuevo proyecto y nombramos taller 2 WATERCAD

Hacemos clic izquierdo sobre ANLISIS y seleccionamos Calculation options, haciendo doble

clic aparecer la siguiente ventana

Damos doble clic sobre Base Calculation Options

Damos doble clic sobre Base Calculation Options

Desplegndose la siguiente ventana de propiedades, la cual debemos cambiar algunas

caractersticas para nuestro diseo.

Cambiamos las opciones de la configuracin de: En base de datos en: Time Analisis

Typeseleccionamos a Steady State y el mtodo de friccin a Hazen y Williams

Seguimos con la configuracin de la antes de iniciar el diseo. Seleccionamos Tools y opciones

hacemos doble clic

En Options se desplegara una tabla de propiedades Global, Project, Drawing, units, Labeling y

Projetcfwise

En la cual solo cambiaremos Drawing y units.

Seleccionamos Scaled, esto significa que cuando realicemos el trazado de las tuberas ser la

misma que se asigno por el dibujo.

Cambiamos la escala de los smbolos y textos 10 para que se pueda visualizar

En Units cambiamos a sistema internacin

Y las unidades del nuevo proyecto tambin lo cambiamos SI.

2) RECUPERAR LA PLANIMETRA DE LA ZONA DE ESTUDIO.

Importaremos un archivo en formato DXF(planimetra)

Haciendo clic en File, seguidamente aparece la ventana y seleccionamos Cartografa y le damos

abrir.

Cuando le damos abrir, aparece la ventana de DXF Properties

Verificamos que este en la unidades metros y en la transparencia indicada, para finalizar le damos

OK.

La planimetra aparecer, pero debemos darle la opcin de Zoom Extents

3) UBICACIN DE COMPONENTES / TRAZADO DE LA RED : PROTOTIPOS

Iniciamos con el trazado de las tuberas, reservorio y vlvulas en la planimetra empleando las

componentes de la columna.

Con clic derecho desplegamos la columna y seleccionamos cada unos de los elementos a emplear

Finalmente

nuestro

trazado

queda as.

4) INGRESO DE DATOS.

Culminado el trazado de la red pasamos de inmediato al ingreso de datos, para ello seleccionamos

la Flex Tables luego seleccionamos Junction Table.

Se desplegara la tabla donde ingresaremos las demandas y elevaciones.

En la columna de Elevation ingresamos las alturas de los nodos

Para ingresar el consumo de agua en los nodos hacemos clic en Demand Control Center

Se desplega la siguiente ventana, le damos clic en la opcin Yes

Nos muestra la siguiente ventana en la cual damos clic en nuevo y seleccionamos Initialize

Demands For All

Nos muestra la siguiente ventana en la cual podemos ingresar las demandas en los nodos.

Quedando la tabla asi.

Seguidamente llenamos los datos de las tuberas, para lo cual seleccionamos Tablas y la opcin de

Pipe

Resultando la siguiente tabla, pero desordenada

Seleccionamos Edit y ordenamos las columnas.

Al inicio en las opciones de diseo seleccionamos Scala, pero ahora debemos ingresar longitudes,

por tal motivo debemos hacer clic en Has User Defined Length para despus ingresar datos las

longitudes en Length (UserDefined), sin embargo al inicio pudimos haber seleccionado Tools

opciones y haber seleccionado en modo esquemtico.

Cambiamos los datos de la constante de friccin de la tubera para material de PVC.

Ingresamos las longitudes. En consecuencia hemos trabajado en Scalado y en nuestro trazado

hemos agregado nuestras longitudes de tuberas.

Ingresando los datos del reservorio y vlvula reductora de presin, para tal hacemos doble clic en

el icono del reservorio, desplegndose la siguiente ventana.

Ingresamos la elevacin mnima, mxima e inicial.

En la vlvula e ingresamos elevaciones y la gradiente hidrulica. La GH ya que nos de dato P/.

Hacemos la validacin, para ver si se requiere algn dato adicional o tal vez no hayamos

equivocado en el ingreso.

Resulta la siguiente ventana, nos informa que no hay problemas

5) EJECUTAR EL PROGRAMA.

Le damos la opciones de Compute para ejecutar el programa.

En la ejecucin nos sale la siguiente tabla, donde nos informa el nmero de corridas, el tiempo de

ejecucin del programa.

6) VISUALIZAR Y VERIFICAR RESULTADOS.

Mostrando resultados de las caractersticas de diseo de las tuberas, velocidad, Gradiente,

Longitud, constante de prdida de carga del material etc.

Mostrando resultados de los nodos elevaciones, caudales y perdida de carga.

Reporte de la vlvula (VRP)

Finalmente seleccionamos Element Symbology y mejoramos la presentacin del diseo.

Damos clic derecho seleccionamos Edit

Se despliega la siguiente ventana y seleccionamos New y asignamos caractersticas a las tuberas y

a los nodos para poder visualizarlas mejor.

Quedando finalmente de la siguiente manera.

COMANDOS PRINCIPALES

WaterGEMS

General al proceso de Modelacin

WaterGEMS

Bentley WaterGEMS es un software comercial de anlisis, modelacin y gestin de redes a

presin (sistemas de distribucin o de riego) con una completa integracin a entornos GIS,

propiedad de la Empresa de Software Bentley Systems, Incorporated que produce

soluciones para el diseo, construccin y operacin de infraestructuras en diversos

campos.

WaterGEMS al igual que WaterCAD (producto de la misma casa de Software) permiten la

simulacin hidrulica de un modelo computacional representado en este caso por

elementos tipo: Lnea (tramos de tuberas), Punto (Nodos de Consumo, Tanques,

Reservorios, Hidrantes) e Hbridos (Bombas, Vlvulas de Control, Regulacin, etc.). No

obstante, WaterGEMS agrega a las capacidades de anlisis hidrulico incluidas en

WaterCAD, el soporte a entornos GIS y la inclusin de diferentes mdulos de anlisis

avanzado.

Concepto

WaterGEMS es una distribucin completa y fcil aplicacin de modelado de uso de agua.

WaterGEMS puede ejecutar en ArcGIS, AutoCAD y MicroStation, o como una aplicacin

independiente. Des de el flujo de incendios y las simulaciones de calidad del agua, a la

criticidad y de anlisis de los costos de la energa, la optimizacin avanzada de algoritmos

genticos, WaterGEMS viene equipado con todo lo necesario de manera flexible entorno

multiplataforma.

WaterGEMS V8 se extiende cada parte de la funcionalidad incluida en todos los CAD, GIS,

y plataformas independientes. Por ejemplo, los usuarios de SIG pueden ahora ejercer un

control total sobre las unidades de ingeniera directamente en las tablas de atributos

ArcGIS, utilizando la tecnologa FlexTables mismo que pueden encontrar en las otras

plataformas incluidas.

Descripcin

El software cuyo algoritmo de clculo se basa en el mtodo del Gradiente Hidrulico,

permite el anlisis hidrulico de redes de agua (aunque puede usarse para cualquier fluido

newtoniano) determinando las presiones en diversos puntos del sistema, asi como los

caudales, velocidades, prdidas en las lneas que conforman la red hidrulica; as como

otros muchos parmetros operativos derivados de los elementos presentes en el sistema

como: Bombas, Vlvulas de Control, Tanques, etc. a partir de las caractersticas fsicas del

sistema y unas condiciones de demanda previamente establecidas. WaterGEMS adems

permite extender sus capacidades a temas de gestin a largo plazo de sistemas de

abastecimiento incluyendo: anlisis de vulnerabilidad, anlisis de proteccin contra

incendio, estimacin de costos energticos, calibracin hidrulica, optimizacin, etc.

Este programa adicional a las herramientas convencionales para el anlisis y modelacin

de redes a presin, cuenta con herramientas de productividad en los procesos de gestin

de datos, construccin de modelos a partir de archivos externos, extraccin de

elevaciones, asignacin de demandas a partir de tcnicas de anlisis espacial, preparacin

y gestin de escenarios, clculos hidrulicos complementarios, gestin operativa y

preparacin de reportes y planos. As mismo el software ofrece diversas opciones para

visualizacin de resultados como reportes tabulares, perfiles, grficos de variacin

temporal, anotaciones y codificacin por color, etc.

El software adems de contar con una interfaz grfica autnoma (Windows Stand Alone),

puede trabajarse de manera integrada entornos CAD como los son AutoCAD y Bentley

MicroStation, y con entornos GIS como lo es ArcGIS. En consecuencia es un software que

brinda la flexibilidad de poderlo trabajar en cuatro diferentes plataformas.

Orgenes y Desarrollo

WaterGEMS fue originalmente desarrollado por la Empresa Haestad Methods, Inc. con

base en Watertown, CT (USA). Esta empresa fue adquirida por Bentley Systems a

mediados del ao 2004, adquisicin a partir de la cual el producto comenz a

denominarse comercialmente como Bentley WaterGEMS.

WaterGEMS es producto cuyo lanzamiento se dio a comienzos del siglo XXI y es software

posterior al producto WaterCAD de la misma casa de software lanzado al mercado en la

dcada del 90. Para muchos expertos, WaterGEMS ms que una evolucin de WaterCAD

es fundamentalmente un 'sper' licenciamiento del mismo, que adicional a las

herramientas de anlisis hidrulico en rgimen permanente de dicho software y a otros

anlisis complementarios (ya incluidos en WaterCAD), agrega una integracin

transparente con entornos GIS e incluye en una nica versin comercial todos los mdulos

de anlisis avanzados que solo pueden adquirse separadamente en WaterCAD. En este

sentido, es un software cuyo usuario objetivo es la empresa operadora de

abastecimientos, entes reguladores y/o importantes proyectos de consultora.

En trminos de tareas bsicas e intermedias de Modelacin Hidrulica, WaterCAD y

WaterGEMS son productos similares (de hecho comparten el mismo motor de clculo

hidrulico) as como una misma estructura de modelo de datos, por tanto un modelo

creado en WaterCAD puede ser ledo en WaterGEMS y viceversa. Mientras WaterCAD,

soporta una plataforma Autnoma (Stand Alone) as como MicroStation y AutoCAD (como

adicin al producto). WaterGEMS agrega a los anteriores entornos el soporte a ArcGIS.

En los ltimos aos el software ha tenido una gran evolucin especialmente en

caractersticas como: interoperabilidad, facilidad de uso, herramientas de productividad,

conexin con datos externos, procesos de consulta multi-criterio, operaciones de anlisis

espacial, posibilidades grficas, integracin con Sistemas de Informacin Geogrfica (GIS),

etc. Dentro de los ms recientes desarrollos se incluyen las siguientes caractersticas:

Intercambio de Datos con otros Sistemas de Informacin, Dispositivos Electrnicos y/o

otros programas de gestin.

Uso de Algoritmos Genticos para procesos de calibracin hidrulica automatizada,

diseo optimo y optimizacin energtica.

Deteccin Analtica de Fugas

Planes de Vulnerabilidad ante eventos de Contaminacin

Integracin con Sistemas SCADA

Anlisis de Calidad multi-parmetro

Planificacin para Renovacin de Redes

Integracin con Anlisis de Transientes Hidrulicos y Golpe de Ariete

Tipos de Clculo y Mdulos Complementarios

WaterGEMS (descripcin basada en versin V8i) posee diferentes herramientas y tipos de

clculo complementarios al anlisis hidrulico convencional.

Tipos de Clculo (Rgimen Permanente):

1. Anlisis Hidrulico en Periodo Esttico (tambin Conocido como Anlisis Steady State

SS por su Siglas en Ingls)

2. Anlisis Hidrulico en Periodo Extendido o Cuasi-Esttico (tambin Conocido como

Anlisis EPS por su Siglas en Ingls)

3. Anlisis de Calidad de Agua (Anlisis de tipo EPS con tres variantes: Edad del Agua,

Rastreo de Fuente o Constituyente)

4. Anlisis de Proteccin contra Incendio (Anlisis de Tipo SS para analizar la capacidad de

respuesta de la Red ante un evento de Incendio)

5. Anlisis de Costos de Energa (Determinacin de la Energa Consumida y Costos en las

Estaciones de Bombeo)

6. Anlisis de Segmentos Crticos o de Vulnerabilidad del Sistema ante cortes de servicio

(Criticality Analysis)

7. Anlisis y Proyeccin de Roturas de Tuberas (Pipe Break Analysis)

8. Anlisis de Lavado de Tuberas por estrategias de Vaciado (Flushing Analysis)

Herramientas Complementarias incluidas:

1 .Centro de Control de Demandas (Demand Control Center)

2. Administrador de Escenarios y Comparacin (Scenario Management & Scenario

Comparison)

3. Construccin Inteligente de Modelos a partir de archivos externos (ModelBuilder)

4. Asignacin Automtica de Elevaciones a partir de Modelos Digitales de Terreno (Trex)

5. Asignacin Automtica de Demandas basada en Anlisis Espacial (LoadBuilder)

6. Generador de Polgonos de Thiessen

Mdulos de Anlisis Adicionales - Incluidos

*El programa SCADAConnect incluido en WaterGEMS es una versin light que solo maneja

hasta 25 seales

1 .Skelebrator: Simplificacin o Esqueletizacin Inteligente de Redes

2. Darwin Designer: Optimizacin de Diseo de Sistemas basado en Algoritmos Genticos

y segn criterios econmicos y restricciones hidrulicas

3. Darwin Calibrador: Calibracin Hidrulica de Redes basada en Algoritmos Genticos y

segn correlacin estadstica con datos de campo

4. Darwin Scheduler: Optimizacin Energtica para Programacin de Ciclos de Bombeos

basado en Algoritmos Genticos

5. Pipe Renewal Planner: Planeacin para la Renovacin de Redes basada en Anlisis

Multi-Criterio

6. SCADAConnect: Conexin en tiempo real del Modelo Hidrulico con Sistemas SCADA

Adicional a los mdulos anteriores, el usuario puede personalizar el Software WaterGEMS

a travs de la utilidad WaterObjects, que a travs de aplicaciones y rutinas tipo VBA

permite adicionar nuevas herramientas de clculo y de visualizacin de resultados,

extendiendo y personalizando las capacidades del software a proyectos o usos especficos.

1. CREACIN Y CONFIGURACIN DEL PROYECTO

1.1. Al hacer doble clic al icono del Software, se abrir la siguiente ventana:

1.2. Una vez creado el nuevo proyecto debemos definir

una configuracin bsica. Para realizar esto, nos

vamos al men ANALYSIS y seleccionamos

CALCULATION OPTIONS.

Ya que vamos a realizar un modelamiento en STEADY STATE,

damos doble clic en BASE CALCULATION OPTIONAL.

Clic Izquierdo

En la ventana emergente, comenzamos a seleccionar:

- La frmula para el clculo de la prdida de

carga por friccin (FRICTION METHOD).

Tipo de clculo (CALCULATION TYPE): Flujo contra

incendio, edad del agua, constituyente, trazadora,

solo hidrulica, o vaciado de la tubera.

Tipo de anlisis (ANALYSIS TYPE): Estado esttico

(Steady State) o Simulacin en periodo extendido

(EPS).

Liquido a modelar ( LIQUID LABEL)

Ahora nos vamos al men TOOLS y elegimos OPTIONS.

La ventana que nos saldr es la siguiente:

Si queremos cambiar,

damos clic en los

puntos suspensivos

(), y seleccionamos

cualquier otro liquido

de la librera.

Aqu se definir otras opciones generales del proyecto, como:

- Modo de dibujo (DRAWING MODE):

SCALED (Longitud del dibujo) o

SCHEMATIC (Longitud ingresada por el

usuario).

- Tamao del smbolo (SYMBOL SIZE) y

del texto (TEXT HEIGHT).

- Unidades (UNITS). Si queremos

realizar cambio de unidades para

todos los proyectos, damos clic en:

Si queremos modificar las unidades para nuevos

proyectos damos clic en:

RECUPERACION DE LA PLANIMETRIA DE LA ZONA

En el men VIEW seleccionamos la opcin

BACKGROUNBD LAYERS.

Damos clic al primer icono (izquierda) y

seleccionamos NEW FILE.

El programa nos pedir que

seleccionemos el archivo. Una vez

ubicado el archivo damos clic en ABRIR.

Aparecer una ventana, configurarlo y

damos clic en OK. En caso no apareciera el

grafico, damos clic en:

UBICACIN DE COMPONENTES/TRAZADO DE LA RED

Ya obtenido la planimetra comenzamos a ubicar cada uno de

los componentes.

Existen dos formas de graficar:

Haciendo primero los nudos y de ah colocando las tuberas, o

Utilizando: donde ya no es necesario estar

haciendo clic a cada componente, solo basta con

hacer clic derecho y seleccionar.

INGRESO DE DATOS

Una vez ya trazada la red, ingresamos los datos a cada componente. Tambin existe dos formas

de hacerlo:

Hacer doble clic izquierdo a cada uno de ellos y rellenar en

la ventana emergente.

Hacer clic en: y escoger el componente.

EJECUCION DEL PROGRAMA

Una vez ingresado todos los datos a los componentes, realizamos la VALIDACION, este nos

permitir subsanar cualquier error cometido antes de realizar la simulacin.

Cuando se indique que no se ha encontrado ningn problema, recin ejecutamos el programa.

Vamos ingresando los

valores correspondientes

para realizar el clculo

hidrulico.

VISUALIZAR Y VERIFICAR LOS RESULTADOS

Hay dos formas de ver y analizar los resultados:

Haciendo doble clic izquierdo a cada uno de ellos.

Haciendo clic en: y escogiendo la tabla del componente que quiero analizar.