Matemáticas e investigación al cuidado del agua
Jorge Alejandro Delgado Aguiñaga ha realizado diversos trabajos de investigación enfocados en el diagnóstico de fallas con énfasis en la detección de fugas de agua. Gracias al uso de algoritmos matemáticos ha logrado identificar la ubicación de desperfectos en las tuberías
Karina CoronaLa falta de lluvias, la contaminación, la sobreexplotación del recurso natural o una infraestructura hidráulica dañada, ha provocado que México se enfrente a una crisis de escasez de agua severa.
Recientemente, la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat) emitió una alerta sobre el inicio de emergencia por sequía debido a que las cuencas hidrológicas se encuentran ante la presencia de una sequía severa, extrema o excepcional. Datos del Monitor de Sequía de México brindados por la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) revelan que 22 de las 32 entidades federativas presentan algún nivel de sequía en sus municipios.
Ante este último escenario, el doctor Jorge Alejandro Delgado Aguiñaga, investigador del Centro de Investigación, Innovación, y Desarrollo Tecnológico (CIDETEC) de la UVM, Campus Guadalajara, considera que la implementación de algoritmos matemáticos podría ayudar a identificar fugas de agua y prevenir el desperdicio del líquido vital.
“Los algoritmos se basan en identificar dos variables que son la presión y el flujo, se requiere la colocación de dos sensores en cada extremo de la tubería para identificar dichas variables y tras un proceso de análisis de datos se podrá dar una localización para identificar la fuga”, expresó.
El algoritmo propuesto por Aguiñaga ha sido utilizado en tuberías reales para la solución de fallas, una de ellas se llevó a cabo en el año 2016 en una red de distribución de agua del SIAPA, ubicado en Guadalajara, Jalisco. Dicha fuga llevaba activa aproximadamente cinco meses y se habían realizado tres intentos para localizarla, por lo cual se utilizó el modelo matemático alimentado por las mediciones de los sensores colocados en los extremos de las tuberías.
Después de ocho días de análisis de datos se logró identificar la dinámica de flujo de agua en la tubería y estimar la ubicación de la fuga y su magnitud. De acuerdo con el especialista, estima que esa fuga tenía un flujo de 10 litros por segundo, lo cual representó una pérdida de aproximadamente 130 millones de litros de agua, cantidad que representaría 650 pipas de agua potable.
Con el objetivo de perfeccionar el algoritmo y obtener información más certera sobre la identificación de fallas, Delgado Aguiñaga realizó nuevas investigaciones, la última de ellas publicada recientemente: “Diagnóstico de fugas en tuberías”, en la cual expone que el uso del filtro de Kalman para sistemas de variación de parámetros lineales puede mejorar su desempeño en la práctica, en comparación el diseño clásico del Filtro de Kalman extendido.
“Como resultado, este nuevo enfoque se basa en el uso del filtro de Kalman para sistemas de variación de parámetros lineales, en donde el cálculo fuera de línea de la ganancia del filtro permite reducir el esfuerzo de cálculo, superando al diseño extendido en términos de precisión de estimación de parámetros”, señaló Aguiñaga.
Finalmente, el profesor e investigador considera que la Ciudad de México se beneficiaría de la aplicación de un sistema de algoritmos para la detección de fallas debido a los datos que arrojarían dada la gran presión fluvial que existe en el sistema Cutzamala, de tal manera que al realizar un diagnóstico adecuado de las fugas se reducirían las pérdidas de este líquido tan importante.
