Análisis geométrico avanzado de redes de distribución de agua potable (RDAP) diseñadas óptimamente (2020)
En el análisis de RDAP optimizadas, se ha dejado a un lado la posible relación entre los parámetros geométricos de la red y los parámetros hidráulicos obtenidos del diseño optimizado. En esta investigación, se realiza un análisis geométrico de diseños óptimos de RDAP mediante la minimización de costos de tuberías, para dar respuesta a las posibles relaciones entre la geometría de la red y su diseño optimizado. Además, esta caracterización geométrica puede conducir al desarrollo de nuevos criterios para abordar el problema de diseño óptimo de RDAP. El análisis geométrico se realiza entendiendo que la infraestructura de distribución de agua, representada como un gráfico espacialmente organizado, es una red compleja de vértices (nodos) y bordes (tuberías) interconectados que pertenecen al tema emergente de la teoría de redes complejas (CNT). Por lo tanto, las métricas de CNT junto con otros aspectos geométricos (por ejemplo, diámetro de tubería, longitud de tubería, índice de ramificación, entre otros) de la red se miden para analizar las características del dominio físico donde se produce la optimización y la hidráulica. Estas métricas se evalúan considerando diseños estándar (configuraciones de tuberías que satisfacen las restricciones hidráulicas) y diseños optimizados. Con respecto al proceso de optimización, se logra a través de diferentes metodologías destinadas a alcanzar diseños de menor costo de capital. Esta investigación analiza la importancia de comprender la estructura de conectividad de la red en el proceso de optimización, probando el enfoque propuesto en varios sistemas de distribución de agua, incluidas redes patrón y los sistemas colombianos reales. Como resultado, se determinó cómo la efectividad de las metodologías de optimización se ven afectadas dependiendo de la topología de la red y cómo los algoritmos de optimización pueden afectar algunas características geométricas.