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Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 3, mayo-junio de 2017, pp. 39-53
Ramos-Arzola
et al
.,
Modelo para la optimización del costo de operación de un campo de pozos en acuíferos
ISSN 2007-2422
•
agricultura fueran considerados como puntos
a optimizar el caudal. Esto no quiere decir que
las extracciones provenientes de los mismos no
se consideraran, sino que se modelaron como
puntos de extracción con caudal conocido, es
decir, no entran en la optimización.
La modificación a la discretización utilizada
por C&D consistió en colocar un nodo de la
malla en cada pozo de explotación que será op-
timizado (pozos del acueducto de Cuenca Sur);
de esta manera, se pueden reflejar de forma más
adecuada los abatimientos que se generan en
estos pozos, y tener un mejor control de la carga
hidráulica en dichos puntos (ver la figura 3).
Además, la adopción de esta nueva discretiza-
ción sienta las bases para que en trabajos futuros
se lleve una administración considerando los
efectos locales que se producen en los pozos de
bombeo (Cabrera & Hernández, 2011).
Otra modificación consistió en utilizar co-
mo estado inicial de las cargas del acuífero el
correspondiente con diciembre de 2006, donde
se manifiestan valores de la carga de 0.2 a 5 m
en la parte sur, y de 30 a 60 m en la parte norte.
El Plan de Uso del Agua (PUA) propuesto
por la Empresa de Aprovechamiento de los
Recursos Hidráulicos de La Habana para el año
1995 fue ajustado a un valor de 252.32 hm
3
/año.
Este volumen, en 2007, se distribuyó en 97.58
hm
3
, proveniente de la explotación del acueduc-
to de Cuenca Sur; el resto, 154.74 hm
3
, pertenece
a las extracciones de la agricultura y del acue-
ducto de la provincia Habana. Por último, se
consideró como demanda a suplir por el campo
de pozos del acueducto de Cuenca Sur los va-
lores que se muestran en la última fila (llamada
demanda) del cuadro 2.
Configuración para la aplicación de
AQÜIMPE y del modelo propuesto
En el próximo apartado se realiza en AQÜIMPE
una primera simulación del acuífero sometién-
dolo a la política de explotación real que se
empleó en 2007. Siguiendo el criterio de ren-
dimiento seguro de la escuela norteamericana,
expuesto por C&D, se realiza otra simulación,
repitiendo ese año hidrológico durante cinco
años seguidos. Luego se aplica el modelo de ad-
ministración propuesto para obtener el esquema
de extracción que garantiza el mínimo costo de
bombeo. Se consideran dos horizontes de pla-
neamiento: el primero de un año y el segundo de
cinco años, y se debe garantizar una demanda
de 252.32 hm
3
/año. El valor del costo unitario
de la potencia eléctrica se fijó en 0.3 $/kWh.
Además, en la optimización se mantendrán
constantes las extracciones provenientes de
la agricultura y del acueducto de la provincia
Habana. Con el esquema obtenido para el hori-
zonte de planeamiento de un año se realiza una
simulación durante cinco años seguidos. Todas
las ejecuciones, tanto la simulación como la op-
timización, consideran una recarga proveniente
de la lluvia de 75% y las condiciones de frontera
descritas.
Resultados y discusión
Aplicación de AQÜIMPE con la explotación
real realizada en el año 2007
Se simuló el acuífero durante 2007 bajo las
condiciones descritas. Esta simulación permitió
obtener las cargas que ocurren en los pozos de
explotación del acueducto de Cuenca Sur. Pos-
teriormente se determinó el costo de bombeo en
esos nodos, ecuación (9), arrojando un valor de
$1.87·10
6
ese año. Repitiendo 2007 como patrón
durante cinco años seguidos, en la figura 5 se
puede observar la tendencia de regulación del
acuífero.
En la figura 5 también se puede apreciar
que si se somete el acuífero a un periodo seco
prolongado, los recursos explotables tienden al
agotamiento, indicando que el plan de extrac-
ción propuesto no garantiza la sustentabilidad
de la fuente a largo plazo. Tampoco se puede
asegurar que el patrón de explotación del cam-
po de pozos del acueducto Cuenca Sur sea el
de mínimo costo de bombeo para la demanda
dada.
