Diseño optimizado de redes a partir de la superficie piezométrica

Abstract

En esta investigación se desarrolló una metodología que permite diseñar redes de distribución de agua en los sistemas de acueducto, teniendo presente la variable económica y buscando soluciones de costo mínimo, mediante el ajuste de las superficies de presión conformadas por las líneas piezométricas en las redes. Para ello, se establecieron algunas topologías de la red y se ajustó la superficie piezométrica para el caso. La hipótesis de distribución de aguas (caudales) del sistema, se estableció suponiendo un caudal de entrada a la red, siendo éste el que se va a distribuir para todo el acueducto, teniendo en cuenta el Método de Hardy Cross para tuberías. El diseño de la red de distribución de agua se llevó a cabo por medio de una programación realizada en Excel y Matlab, considerando las restricciones hidráulicas que se deben cumplir (presiones mayores o iguales a 15 m.c.a y velocidades máximas de conducción de 2 m/seg). A partir de esto, se hicieron consultas relacionadas con 2 algoritmos de optimización: Gradiente Reducido Generalizado (GRG) y Simplex no lineal, que se emplearon en herramientas computacionales como son Excel y Matlab, respectivamente. Gracias a la implementación de estos algoritmos se obtuvieron resultados de costos mínimos de tuberías para el diseño, que permitieron realizar comparaciones entre estos dos métodos y establecer cuál de estos realiza una mejor optimización de costos en tuberías. Es importante aclarar que en esta investigación el costo total encontrado en el diseño, corresponde a las longitudes de tuberías utilizadas, sin incluir su instalación.