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A
vances
en
la
hidráulica
de
redes
de
distribución
de
agua
potable
e1) realizar el análisis hidráulico.
Un procedimiento heurístico se aplicó para diseñar
los i-DHs requeridos, usando el resultado del análisis hidráulico. El procedi-
miento heurístico define un nuevo subconjunto:
C
t
t
2
1
+
=
"
$ $
,
.
.
+
+
2.4.1
que se divide en dos subgrupos, {
C
1
} y {
C
2
}, con
C C
0
1
2
+
=
"
" ,
,
, para obtener
un subsistema suministrado por una única fuente a través de la colocación de
válvulas de seccionamiento en los enlaces (tubos) entre los nodos que pertene-
cen a subconjuntos {
C
1
} y {
C
2
}; en el ejemplo en la Figura 2.4.2, los nodos perte-
necientes a i-DH
1
fueron
t
C
1
4
1
+
" " ,
,
, y los nodos pertenecientes a i-DH
2
fueron
.
e2) intercambio de nodos entre los conjuntos comunes de nodos de una manera que minimi-
ce la potencia disipada.
Para definir los dos subconjuntos {
C
1
} y {
C
2
} (paso e2), una
técnica especial de intercambio de nodos (Kernighan and Lin, 1970; Fiduccia
and Mattheyses, 1982) ha sido desarrollada por los autores a través de la imple-
mentación de un algoritmo genético apropiado (AG) (Goldberg, 1989). Este AG
determina el mejor arreglo para los i-DHs mediante la colocación de válvulas
en las tuberías a través de intercambio de nodos, es decir, el traslado de algunos
nodos pertenecientes a los subconjuntos {
C
1
} y {
C
2
} de un subconjunto a otro,
bajo el criterio de una función objetivo específica. La ecuación que define la
función objetivo fue elegida siguiendo los resultados apropiados obtenidos a
través de un enfoque energético, introducido por Di Nardo and Di Natale (2011),
para la selección del cierre de tuberías que minimiza la potencia disipada de la
red de agua. La sectorización de la red de agua cambia el arreglo del sistema
mediante el aumento de pérdidas de carga y la disipación de potencia interna,
disminuyendo la “disponibilidad” de diámetros (es decir, la cantidad de tube-
rías a través de las cuales el agua puede viajar) y la redundancia energética; este
efecto es causado por las válvulas cerradas que reducen el número de tuberías
de la red y eliminan algunos circuitos de la red. Por lo tanto, la sectorización
obtenida con válvulas de seccionamiento y, en consecuencia, el cierre de algu-
nas tuberías, incrementaran la potencia disipada y reducen la resiliencia del
sistema; por esta razón la resiliencia de la red puede ser una forma útil para
comparar diferentes arreglo de diseños de sistemas por su potencia disipada.
Antes del intercambio de nodos, es necesario realizar un análisis hidráulico que
asigne el gasto y la pérdida de carga a cada tubería que se utilizan para calcular
la potencia disipada (Di Nardo y Di Natale, 2011). Un análisis basado en la presión
(ABP) (Giustolisi
et al
., 2008; Giustolisi
et al
., 2011) fue utilizado, similar al presentado
en el Capítulo 2.1 de este libro.. Para una red con una determinada distribución de
la demanda en los nodos
Q
i
, con i
=1..n
; cargas en las fuentes
H
s
,
s=1.r
, longitud de la
tuberías
L
j
y elevaciones de nodos
z
i
, el análisis proporciona el gasto en cada tubería
q
j
,
