Herramientas de ayuda a la sectorización de redes de abastecimiento de agua basadas en la teoría de grafos aplicando distintos criterios

Abstract

[ES] En muchas ciudades del mundo hoy en día se apoyan en herramientas de sectorización para dividir la red en sectores más pequeños y así poder tener un mejor control del tránsito del agua por las tuberías. Físicamente la sectorización se realiza cerrando válvulas, mediante cortes en ciertos tramos, o con la construcción de tuberías nuevas que permitan una mejor distribución del flujo en la red. Antes de acometer un proyecto de sectorización, es necesaria la confección de un modelo matemático de la red que simule fielmente su comportamiento ante cualquier cambio. Luego hay que tener un buen conocimiento de cómo funciona el sistema, ya que el impacto potencial de las decisiones a tomar con motivo del proyecto de sectorización de red puede ser notable. El algoritmo desarrollado para sectorizar una red consiste en crear un grafo dirigido de mínimo coste a partir de la influencia de cada fuente sobre los nudos, luego aplicando técnicas de grafos podemos localizar en ciertas tuberías caudalímetros y válvulas de corte para aislar las DMAs en función de los criterios de sectorización empleados. Así, la sectorización es una opción estratégica que reduce el área de inspección para la detección y localización de anomalías (como roturas, fugas, deficiencias de presión), permite controlar las fugas mediante la acción directa sobre la presión del sistema y además mediante la implantación de un sistema de control, mejora sustancialmente la gestión de la explotación global de la red, optimizando las presiones en cada sector.

[EN] Many cities of the world today relies on sectoring to manage large network by dividing it in small areas, so having a better control on how the water flows through the pipes. Physically sectoring is performed by closing valves to isolate certain areas, and reinforcing some pipes o installing new ones if necessary to guarantee enough pressures in all nodes. Before undertaking a project of sectoring, it is necessary to build a mathematical model that simulates with accuracy the network behavior for any changes. Then you need to have a good understanding of how the system works, because the potential impact of the decisions to make, as a result of the proposed network sectoring, can be remarkable. The algorithm developed to sectoring a network consist into create a directed graph of minimum cost by considering the influence of each source on each demand node. Then applying graphs techniques it is possible to find the best locations for flow-meters and closed valves in order to isolate the DMAs according to the criteria applied. Thus, the segmentation is a strategic option that reduces the area of inspection for the detection and location of defects (such as cracks, leaks, pressure deficiencies), allows a control leakage by acting directly on the pressures of the sector, and substantially improves the overall management of the network operation.