El IIAMA investiga herramientas libres para la gestión eficiente de redes de distribución de agua

“Las herramientas desarrolladas en esta investigación ayudan a reducir las fugas de agua y operar de manera eficiente los sistemas de redes de distribución al proporcionar información de calidad a los tomadores de decisiones y de este modo, poder analizar y monitorizar el comportamiento hidráulico de la red ante distintos escenarios como el aumento de la demanda en ciertas zonas, la avería en una tubería principal o la ampliación de la propia red de distribución”.  

Este es el principal resultado de la tesis doctoral “Nuevas herramientas para la gestión técnica de redes de distribución de agua basadas en el modelo matemático”, realizada por Óscar Vegas Niño y dirigida por el responsable del grupo REDHISP (Redes Hidráulicas y Sistemas de Presión) del IIAMA-UPV, Fernando Martínez Alzamora. 

La investigación parte de la realidad de que algunas entidades gestoras del ciclo integral del agua no pueden costear una licencia de software, sobre todo en países en vías de desarrollo, por lo que el uso de las herramientas desarrolladas en esta tesis permite analizar y calibrar dichos modelos hidráulicos. 

"Estas herramientas de modelación son el resultado de la apuesta por la transferencia de tecnología y conocimientos que se viene realizando desde el grupo REDHISP, liderado por el profesor Martínez Alzamora, para mejorar la gestión técnica de las redes de distribución de agua y permitir que los usuarios tengan un buen servicio con caudales y presión suficientes”, destaca Óscar Vegas Niño, autor de la tesis. 

De hecho, la tesis doctoral ha comprobado que los métodos, implementados en aplicaciones informáticas, son de gran utilidad para las empresas de agua potable “al comprobar la conectividad de la red e identificar las subredes con problemas de suministro, falta de mantenimiento o sin demandas de caudal asignadas”, indica el investigador del IIAMA durante su etapa doctoral.  

Casos de estudio y aplicación

El trabajo realizado por el Dr. Vegas Niño desarrolla herramientas para el análisis topológico, sectorización, simplificación y el cálculo de rugosidades equivalentes, que han sido implementadas en aplicaciones informáticas. 

Con el objetivo de analizar su eficiencia se aplicaron sobre tres casos de redes reales: Maspalomas, Villena y Matamoros, y fueron validados con otros siete modelos de países como Brasil, Francia, Italia, Países Bajos y Colombia.

“Esta selección se hizo según los siguientes criterios: tamaño de la red, tipos de elementos que conforma cada modelo hidráulico, tamaño de diámetros, tipos de regulación y desnivel topográfico”, explica el Dr. Vegas Niño.  

Principales conclusiones 

Entre las principales conclusiones es necesario resaltar que las herramientas de análisis topológico, como Idehisub e iRamifMallas facilitan la detección de posibles errores en la etapa de confección de un modelo hidráulico y son la base para el desarrollo de otras aplicaciones más avanzadas.

La primera herramienta de ayuda a la sectorización iDistrict permite diferenciar los sectores que se alimentan directamente de la red principal y secundaria para validarlos en una fase posterior, revisar la red principal y subdividir los sectores. La segunda herramienta de sectorización se basó en el alcance de las diferentes fuentes de suministro para analizar el grado de dependencia entre ellas.

La herramienta de simplificación SkelEpanet permite resaltar los elementos más relevantes de la red sin perder precisión en los resultados y, además, se pueden alcanzar diversos niveles de simplificación según el objetivo buscado. Por último, la herramienta de conversión de rugosidades Corunica permite alternar entre las fórmulas de pérdidas manteniendo los resultados y, además, puede ser de gran ayuda en el proceso de calibración. 

Todas estas herramientas se irán incorporando poco a poco a la aplicación libre QGISRed, que es un plugin de QGIS para la modelización avanzada de redes hidráulicas y la construcción de gemelos digitales, actualmente en desarrollo por el grupo REDHISP del IIAMA.