Comparación de Indicadores para el Diseño Óptimo de Distritos de Redes de Distribución de Agua Potable

Abstract

La sectorización es una técnica que permite reducir las complejidades asociadas al análisis y la gestión de las redes de agua potable. Los distritos que resultan de la partición deben satisfacer ciertas condiciones como número mínimo de intervenciones, uniformidad en las presiones y similitud de las demandas, entre otras. Desarrollar una metodología para el diseño óptimo de distritos que sea eficiente y satisfaga algunas de tales exigencias representa un gran desafío. En este trabajo, se investiga la aplicación de tres criterios diferentes de sectorización. Para ello, se presenta un enfoque de optimización de dos etapas. La primera etapa, la detección de comunidades, se basa en un algoritmo del tipo Louvain para la maximización del índice de modularidad para redes ponderadas. La segunda etapa, la división física del sistema, se plantea como un problema de optimización de dos objetivos que utiliza un algoritmo de recocido simulado. El primero de estos objetivos es el número de válvulas de aislamiento, mientras que para el segundo objetivo se proponen tres índices diferentes: (a) Pérdida de resiliencia, (b) Coeficiente de Gini y (c) Desviación estándar, los dos últimos definidos para cuantificar la uniformidad de las presiones entre distritos. La metodología desarrollada se aplica a un caso de estudio real de mediano tamaño.