215
M
odelación
de
la
demanda
estocástica
de
agua
potable
Es necesario considerar la variación temporal de la demanda de agua potable en al menos
dos tipos de análisis:
a) En el análisis del balance de las masas de agua que entran y salen de un tanque, para
determinar o revisar el volumen de almacenamiento necesario.
b) En una simulación (modelación) dinámica del comportamiento hidráulico del siste-
ma de distribución (esta simulación puede incluir en si también el análisis del punto
(a) anterior). Existen ahora varios modelos, algunos comerciales (como WaterCAD®)
otros de dominio público (como EPANET), que pueden realizar esa simulación diná-
mica. En cualquiera de ellos se necesita alimentar el modelo con la variación temporal
de la demanda en cada nodo.
Una curva de variación de la demanda, como la mostrada en la Figura 3.1.1, daría buenos
resultados para el análisis de tipo (a), donde los gastos que entran y salen varían suave-
mente; pero para la simulación dinámica de la red sería realista solamente para las tuberías
principales donde la variación del flujo generalmente es paulatina. En los nodos que se usan
para representan el propio consumo, el uso de la curva de demanda mostrada en la Figura
3.1.1 daría resultados incorrectos. Buchberger y Wu (1995), Buchberger y Wells (1996), Buch-
berger y Lee (1999), y Buchberger and al. (2003) propusieron y validaron un modelo capaz
de generar la demanda estocástica doméstica de agua potable, llamado modelo de
Pulsos
Rectangulares de Poisson
(en inglés
Poisson Rectangular Pulse
model) abreviado como
modelo
PRP
. El modelo PRP asume que la demanda se presenta en pulsos rectangulares (en el plano
tiempo-demanda) con duración e intensidad aleatorias, cuyo surgimiento en el tiempo obe-
dece a un proceso de distributivo de Poisson no homogéneo. La aplicación de ese modelo re-
quiere de varios parámetros básicos de la demanda, como la frecuencia de uso del agua por
hora del día (u otro intervalo de tiempo), la intensidad y duración promedio de los pulsos, y
sus coeficientes de variación. Con el uso de esos parámetros el modelo PRP puede simular
la demanda real de agua potable en los domicilios, que luego puede ser usada en modelos
dinámicos de la operación de las redes. Tzatchkov
et al
. (2001) y Buchberger
et al
. (2003a)
presentan resultados de ese tipo del modelo PRP, con parámetros de demanda obtenidos
en los Estados Unidos de Norteamérica, y también analizan la influencia de la demanda
estocástica sobre el comportamiento hidráulico de la red y la dispersión del desinfectante.
En este capítulo se reporta una parte de los resultados de un estudio llevado a cabo enMéxico
sobre la variación estocástica de la demanda doméstica de agua potable (Alcocer
et al
. 2003).
Se instalaron micromedidores con registro electrónico de la demanda en cuatro hogares de
diferente nivel socioeconómico, y se registró el consumo de agua potable en esos hogares
con resolución temporal de 1 segundo durante más de tres meses. Lo anterior representa
aproximadamente 26’000,000 de registros, teniendo de esta forma el banco de datos más
grande de registro de datos de consumo instantáneo de agua potable en América Latina,
y el segundo más grande a nivel mundial, después del trabajo pioneril de Buchberger
et al
.
(2003b) en los Estados Unidos de Norteamérica. Los registros se procesaron para obtener la
