Desarrollo de modelo matemático y optimización del sector Mapasingue Este (Guayaquil, Ecuador).

Abstract

[ES] El presente Trabajo Final de Máster desarrolla un estudio de optimización energética de la red de abastecimiento de agua potable del sector de Mapasingue Este, localizado en la ciudad de Guayaquil. En este documento, se presenta el desarrollo del modelo matemático de la red de abastecimiento de agua potable del sector de interés, y a partir del análisis y estudio de éste, se plantea la optimización del sistema. Se realizará un análisis de los consumos hídricos y energéticos, con la finalidad de obtener una propuesta valorada, capaz de mejorar la eficiencia energética en las instalaciones actuales.

La elaboración del modelo se basa en la información disponible por la empresa de distribución de agua potable de la ciudad desde entorno GIS (Sistema de Información Geográfica), el cual ya dispone de una sectorización de las redes. Las demanda de los usuarios del área de estudio se obtiene a partir de los datos comerciales de facturación y localización espacial. A la carga demandada también se le incluye la estimación de fugas de agua, con el objetivo de aproximar el modelo de simulación a la situación actual del abastecimiento. Por otro lado, se presentan todos los elementos principales que integran la red, junto con sus características funcionales.

Una vez calibrado el modelo se realiza un diagnóstico del funcionamiento actual de las redes, y se presentan una serie de mejoras desde el punto de vista funcional y de gestión. Entre estas propuestas, se plantean medidas para mejorar la gestión de los sistemas de bombeo y la sustitución de ciertos tramos de tubería en la red de bastecimiento. Todo ello enfocado desde una perspectiva económica, ofreciendo alternativas que resulten viables para el organismo gestor de la instalación.

[EN] This TFM develops an energy optimization study of the drinking water supply network of the Mapasingue East sector, located in the city of Guayaquil. This paper presents the development of the mathematical model of the drinking water supply network of the sector of interest, and from the analysis and study of this model, the optimization of the network is proposed. An analysis of the water and energy consumption will be carried out in order to obtain a valued proposal, capable of improving the energy efficiency of the current installations.

The elaboration of the model is based on the information available from the city's drinking water distribution company from a GIS (Geographic Information System) environment, which already has a sectorization of the networks. The demand of the users in the study area is obtained from commercial billing data and spatial location. The demanded load also includes the estimation of water leakage, in order to approximate the simulation model to the current supply situation. On the other hand, all the main elements that make up the network are presented, together with their functional characteristics.

Once the model has been calibrated, a diagnosis of the current operation of the networks is made, and a series of improvements are presented from the functional and management point of view. Among these proposals, measures are proposed to improve the management of the pumping systems and the replacement of certain sections of piping in the basin network. All of this is also approached from an economic perspective, offering alternatives that are viable for the managing body of the facility.