ISSN electrónico: 2007-2422   ISSN impreso: 0187-8336      Usted esta aquí: Inicio
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Modelo para la optimización del costo de operación de un campo de pozos en acuíferos
  • Lemuel C. Ramos-Arzola
  • Eric Cabrera-Estupiñán
  • Daniel Molina-Pérez
  • Armando O. Hernández-Valdés
  • David E. Marón-Domínguez
El componente de mayor costo en la producción de agua subterránea en un sistema de suministro (una vez que los pozos están construidos) es el bombeo de agua desde los pozos. En la presente contribución se propone un nuevo módulo en MADA (modelo de administración de acuíferos), que se basa en la inclusión de un modelo de simulaciónoptimización para la minimización del costo de operación en acuíferos. La propuesta utiliza un modelo de simulación bidimensional del flujo del agua subterránea (AQÜIMPE) basado en el método de los elementos finitos. Se emplea el enfoque matriz respuesta para vincular AQÜIMPE con un problema de programación cuadrática, que se resuelve empleando la función quadprog del asistente matemático MATLAB. Se aplica el modelo en la administración de la explotación del acuífero Cuenca Sur y se obtiene una política de explotación que permite un 15% de ahorro del costo de bombeo en relación con el costo de la explotación real del año 2007. Además, el patrón de explotación obtenido satisface un conjunto de restricciones de demanda, de niveles en el acuífero y de capacidad instalada en cada pozo de explotación.

Palabras clave: modelación del agua subterránea, modelo de simulación-optimización, enfoque matriz respuesta, MADA, AQÜIMPE, programación cuadrática, Cuenca Sur de La Habana.

Model for optimization of the operating cost in aquifers


The major cost component in the water production of groundwater supply system (once the wells are built) is pumping water from wells. In this contribution a new module in MADA (groundwater management model) based on the inclusion of a simulationoptimization model to minimize the operating cost in the aquifers exploitation is proposed. The proposal uses a two-dimensional simulation model of groundwater flow (AQÜIMPE) based on the finite element method. The response matrix approach is used to link AQÜIMPE with a quadratic programming problem, which is solved using the function quadprogof the mathematical assistant MATLAB. The model is applied in the administration of the exploitation in the Cuenca Sur aquifer, an exploitation policy is obtained that allows to save around a 15% of pumping costs relative to the cost of the actual operation in the year 2007. In addition, the obtained exploitation pattern satisfies a set of constraints of water demand, aquifer levels and installed capacity in each operating well.

Keywords: Groundwater modeling, simulation-optimization model, response matrix approach, MADA, AQÜIMPE, quadratic programming, Cuenca Sur de La Habana.