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etodologías
para
el
diseño
óptimo
de
la
sectorización
de
las
redes
un sistema de distribución de agua con la misma demanda, y el objetivo de minimizar la
comunicación entre procesadores a la reducción al mínimo del número de cortes de tuberías
o el número de válvulas de seccionamiento entre las zonas. Desafortunadamente, los obje-
tivos de los proyectos de sectorización son diferentes, como se describe a continuación, por
lo tanto estas técnicas de partición solo pueden tener una aplicación limitada para proyectos
reales.
2.3.3 C
riterios
de
particionamiento
específicos
para
una
sectorización
Tradicionalmente los diseños de los DHs se han basado en sugerencias empíricas (número
de usuarios o la longitud de las tuberías en cada sector, etc.) (WIR 1999) y en enfoques de
tipo “prueba y error”, que son muy difíciles de aplicar en grandes sistemas de suminis-
tro de agua, y no se ha definido criterios para una óptima sectorización. Recientemente se
han propuesto técnicas basadas en la teoría de grafos aplicadas para el diseño de los DHs
((Tzatchkov
et al
. 2006, Deuerlein 2008, Di Nardo and Di Natale 2010), pero éstas no hacen
uso de la extensa investigación sobre particionamiento de grafos que se ha desarrollado en
otras áreas del conocimiento.
Una condición natural para una buena sectorización en redes de distribución de agua abas-
tecidas por múltiples fuentes es que cada nodo de consumo debe ser suministrado por la
fuente de agua más cercana a él. De esta manera un posible criterio puede ser la minimiza-
ción de las distancias entre un nodo de origen (fuente) y cada uno de los nodos que sumi-
nistra. Este criterio se puede ampliar para tener en cuenta la cantidad de agua suministrada
mínimizando el producto del gasto suministrado a cada nodo por la distancia de la fuente
de abastecimiento al nodo. Otro criterio similar, es reducir al mínimo el costo del suministro
del agua, considerando el diámetro de las tuberías (y por lo tanto su costo) a lo largo de la
trayectoria del flujo desde el nodo fuente a cada nodo de consumo. En todos estos casos
no se necesita considerar el sentido de la velocidad del flujo en las tuberías y el grafo que
representa la red de distribución de agua se maneja como un grafo no dirigido. Después de
obtener la propuesta de sectorización se debe llevar a cabo un análisis de presión y gasto,
usando programas de análisis de la red de distribución de agua, tales como EPANET (Ross-
man 2000), con el fin de revisar su viabilidad hidráulica.
Otro criterio, importante para la calidad del agua en redes de gran tamaño, puede ser reducir
al mínimo el tiempo de transporte del agua en las tuberías de la red antes de ser consumida.
Por último, una medida más refinada para una sectorización óptima es la potencia disipada
en la red
P
D
, según lo propuesto por Di Nardo y Di Natale (2010), dada por:
P
Q H
D
j
j
j
m
1
c
=
=
|
2.3.1
donde
Q
j
and
ΔH
j
son el gasto y la perdida de carga de cada tubería de la red,
m
es el número
de tuberías de la red, y
γ
es el peso específico del agua. En estos dos ultimos casos, el grafo
