Failure risk analysis of water distributions systems using hydraulic models on real field data

Análisis del riesgo de fallo de los sistemas de distribución de agua utilizando modelos hidráulicos sobre datos reales de campo

En este documento se presenta el análisis del riesgo de fallo en los dos sistemas de suministro de agua del sudeste de Polonia. Para ello se utilizaron los modelos hidráulicos de las redes de agua creados en EPANET 2 a partir de los datos obtenidos de la explotación de las redes de agua. Se determinaron las consecuencias del fallo de tuberías individuales. Se localizaron las zonas más vulnerables a las fluctuaciones de presión en el sistema de abastecimiento de agua resultantes del fallo de estas tuberías.

INTRODUCCIÓN

Los modelos hidráulicos y de calidad de las redes de abastecimiento de agua son una enorme fuente de información sobre el sistema en funcionamiento. Los modelos dinámicos de los sistemas de distribución de agua son especialmente útiles para diagnosticar el estado del sistema en funcionamiento, desarrollar el concepto de ampliación o modernización de los sistemas de suministro de agua (Haimes, 1998; Hallmann, Suhl, 2016; Mielcarzewicz, 2000; Zimoch, 2012; Zimoch, Lobos, 2012).

El fallo en la red de suministro de agua puede perturbar el funcionamiento de la red de suministro de agua (Blokker, 2006; Boryczko et al., 2014; Tchórzewska-Cieślak et al. 2018; Tchorzewska-Cieslak, Pietrucha-Urbanik, 2014; Tchorzewska-Cieslak, Rak, 2010). La aparición de fallos en las tuberías de agua puede influir en la empresa de abastecimiento de agua y en los consumidores de agua. Las consecuencias emergentes pueden cubrir el siguiente espectro de pérdidas, desde las pérdidas financieras hasta las pérdidas difíciles de estimar, como las pérdidas relacionadas con la disminución de la calidad de vida o la pérdida de salud debido a la falta de agua o al agua de mala calidad (Iwanejko, Wieczysty, 2001; Rak, 2004; 2008; Zimoch et al., 2007). En este caso, calcular el valor real de las pérdidas en unidades monetarias puede ser la mejor solución para su posterior aplicación en la gestión de riesgos. Sin embargo, la obtención de dichos valores puede constituir una cuestión extremadamente difícil, también en relación con los valores de fiabilidad de los sistemas de abastecimiento de agua comunitarios (Roman, 1986).

Se han analizado varios sistemas de suministro de agua y se han obtenido resultados para casi toda la gama de diámetros de tuberías, distinguiendo la edad y el material de las tuberías, las condiciones de funcionamiento y la estacionalidad (BS EN 15975-2:2013; Hotloś, 2007; Karamouz et al. 2010; Kowalski et al. 2015; Kozłowski, 2018; Królikowska, 2011; Kutylowska, 2015), pero la cuestión de las pérdidas derivadas del fallo de las tuberías de agua aún está por desarrollar.

La realización de simulaciones por ordenador permite probar varias soluciones posibles y comparar los efectos entre ellas (Bene, Selek, 2012; Knapik, 2001; Wierzbicki, 2015). El efecto del estudio es que parece necesario obtener indicadores universales de las pérdidas derivadas del fallo de las tuberías de las obras hidráulicas.