Diseñan modelo inteligente para redes de distribución de agua
Por Carmen Báez
México, DF. 20 de marzo de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- Uno de los objetivos del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), ubicado en Jiutepec, Morelos, es impulsar el desarrollo de la ciencia y la tecnología del agua en México, para enfrentar retos asociados al manejo de este líquido vital.
Bajo este compromiso y con el propósito de conocer el comportamiento real de la demanda del agua a diferentes niveles –desde una casa, colonia o ciudad– y con ello contribuir a fortalecer el abastecimiento de agua potable, el acceso a los servicios de alcantarillado y saneamiento, investigadores del IMTA desarrollaron un modelo de diseño de redes de distribución de agua potable integrado con Sistemas de Información Geográfica (SIG).
El especialista en hidráulica y líder del proyecto, Velitchko G. Tzatchkov, explicó que las redes de agua potable en ciudades se componen de miles de tubos interconectados, tanques y bombas, cuyo análisis –hidráulico y de calidad– para mejorar el servicio o responder al crecimiento poblacional es posible únicamente a partir del uso de modelos computacionales.
Tales modelos, agregó, se alimentan con la información de tubos, tanques y bombas, e información del consumo de agua en los domicilios, el cual es altamente variable y estocástico (es decir, aleatorio) dado que los usuarios no coinciden en los tiempos ni en la forma en la que usan este recurso durante el día.
En este sentido, señaló que muchos organismos operadores de agua potable en México manejan SIG de sus redes existentes pero no los utilizan para modelarlas, aunado al hecho de que las normas actuales de diseño no consideran el carácter estocástico (aleatorio) del consumo de agua.
De acuerdo con el especialista, conocer los parámetros de la demanda aleatoria del agua permitirá reproducir ciertos patrones generales que se aplican en determinadas horas, como por ejemplo el uso de agua en la preparación de alimentos, baño o lavandería. Esto contribuirá a mejorar la eficiencia en la distribución de agua potable y realizar un mejor diseño para este fin, mediante el uso de un software SIG.
Durante el desarrollo de este proyecto, los investigadores trabajaron con dos organismos operadores de agua potable y alcantarillado del país: la Comisión Municipal de Agua y Saneamiento (CMAS) de Xalapa, Veracruz; y la Comisión Estatal de Servicios Públicos de Tijuana (CESPT), Baja California, de donde se obtuvieron datos detallados sobre el flujo de agua de las redes de abastecimiento.
“Para poder conocer la demanda real de agua potable se desarrolló un procedimiento de simulación de su consumo en grupos de domicilios. Con base en los datos de las mediciones y el procedimiento de simulación del consumo, se desarrolló una metodología para usar en los modelos, parámetros y ecuaciones que caracterizan la demanda estocástica de agua potable, en función de la población con este servicio”, explicó el investigador.
Un día sin agua
Por otra parte, Velitchko G. Tzatchkov, quien pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con el nivel I, señaló que en algunas partes de México el suministro de agua potable a los hogares no es continuo, razón por la cual un gran número de estos cuenta con depósitos (tinaco o cisterna) para almacenar este líquido.
En este sentido, comentó el especialista, se desconoce la influencia de estos depósitos sobre la calidad del agua, y por lo tanto no se consideran en los modelos de calidad de este recurso de las redes actuales, que provienen de países desarrollados donde no se usan cisternas y tinacos; algo que lleva a obtener resultados engañosos de la aplicación de tales modelos.
“Eso no se tiene en los países desarrollados, donde el agua llega directamente de las redes de agua potable. En México, uno de los indicadores que reporta continuamente el sitio web que mantiene el IMTA, es que alrededor de 25 por ciento de los hogares recibe el agua en forma descontinua, y eso tiene una influencia porque se pierde cloro cuando el agua permanece en los depósitos”, explicó.
Para integrarlos a un sistema de modelación y diseño a través de una computadora, los investigadores construyeron un tinaco transparente de acrílico en tamaño real, sobre el cual se llevaron a cabo experimentos hidráulicos y de cloro, con lo que se determinó el comportamiento del agua y del desinfectante dentro de cisternas y tinacos.
Por último, los investigadores adaptaron para su aplicación en México tres sistemas computacionales que integran modelos de redes de agua potable con información geográfica de todas las ciudades del país –proporcionada por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi)– y con programas informáticos de aplicaciones de mapas como Google Maps, Google Earth, entre otros.
Con la implementación de este proyecto, apoyado por el Fondo Sectorial de Investigación y Desarrollo sobre el Agua, Conagua-Conacyt durante el periodo 2013-2014, México podrá tener estudios y diseños más certeros que consideren la realidad de la demanda de agua potable, la posibilidad de modelar las redes en un ambiente de información geográfica y un mejor entendimiento de la influencia de las cisternas y tinacos en la calidad de este recurso natural, explicó el entrevistado.
En este desarrollo tecnológico también participó el maestro en Ingeniería Rubén Darío Hernández López, quien sigue dando continuidad a este proyecto.
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