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A
spectos
hidráulicos
de
la
calidad
del
agua
potable
en
las
redes
de
distribución
Con base en la Eq. (1.6.4) Li
et al.
(2006) estimaron el coeficiente de dispersión promediado
espacialmente usando el tiempo de viaje en un tubo con flujo laminar como:
1.6.5
donde
t
n
es el tiempo actual en el paso de tiempo
n; U
i
(t
n
)
es la velocidad promedio en la
tubería
i
en paso de tiempo
n; t
i
r
es el tiempo de viaje en la tubería
i
con la velocidad de flujo
U
i
(t
n
)
.
Buchberger y Lee (2001) propusieron un método analítico sencillo para estimar la dispersión
en flujo laminar permanente y no permanente sin tiempo de inicialización. Usando un mo-
delo de dispersión Lagrangiano para simular la calidad del agua y la dispersión predicha
por el método analítico, ellos recomiendan un método para la integración del fenómeno del
transporte dispersivo en los modelos de calidad del agua.
Evaluación de la importancia de la dispersión en la modelación de una red de distribu-
ción de agua
Usando soluciones analíticas para una sustancia no conservativa, Lee (2004) sugiere que la
dispersión es importante en flujos laminares cuando el grupo adimensional
KE/U
2
> 0.11
y demostró que el modelo de advección-reacción (AR) subestima de forma significativa la
concentración de la sustancia no conservativa.
A través de enfoques teóricos y numéricos, Li
et al
. (2005) y Li (2000) analizaron la importan-
cia relativa de los tres mecanismos básicos (advección, dispersión y reacción) con respecto
al proceso de transporte en flujo laminar. La importancia de la dispersión axial para una
introducción de tipo escalón de la sustancia reactiva en flujos permanentes fue investigada
analíticamente y comparada teóricamente con el fin de obtener la importancia relativa de los
términos en la ecuación unidimensional gobernante bajo diferentes condiciones.
Para estudiar más a fondo las condiciones en las que la dispersión se convierte importante
para un modelo de la calidad del agua más preciso se utilizaron soluciones numéricas para
un modelo bidimensional de advección-difusión-reacción (2D-ADR), y un modelo 1D-AR
fue después empleado para investigar y corroborar el comportamiento dispersivo con flujos
no permanente o perfiles no permanentes en la fuente del soluto (Li
et al
. 2005), Li 2000). Se
identificaron las diferencias entre los resultados de calidad de agua obtenidos por el modelo
2D-ADR y los obtenidos por el modelo 1D-AR. Se demostró que la dispersión de masa es un
factor importante para solutos conservativos con inyección instantánea o inyección sinusoi-
dal, pero podría ser no importante para las regiones no afectadas por el frente de concen-
tración para inyección con concentración creciente lineal o de tipo escalón. Estos resultados
son gobernados por el causante potencial de la dispersión, que son las derivadas de segundo
orden en la ecuación (1.6.2), que son mayores de cero para una inyección instantánea y si-
